Behandling for alvorlig porøsitet i sylindriske rørformede sandkjerner under produksjon av duktile jerndeler ved bruk av grønn sandstøpeteknologi

I dag vil vi analysere et tilfelle av porøsitetsdefekter som oppstår ved den belagte sandkjernen til en duktil jernkomponent. Materialet er GGG40, produsert ved hjelp av en vertikal produksjonslinje.

På grunn av det faste området i den nedre delen av sandkjernen til støpegodset, er det vanskelig å få ut gassen inne i støpestykkets runde rør. Derfor blir gassen som genereres av sandkjernen "fanget" i det endelige størkningsområdet (hot spot) inne i støpingen under størkningsprosessen til det smeltede jernet, og kan ikke slippes ut jevnt. Følgende er detaljerte årsaker til dannelsen og systematiske løsninger:

Kjerneårsaksanalyse: Toppgassutslippet til sandkjernen stemmer ikke med tidspunktet for størkning av det smeltede jernet. Når den belagte sandkjernen møter smeltet jern med høy temperatur, vil harpiksbindemidlet raskt brenne og brytes ned, og produsere en stor mengde gass. Hvis disse gassene ikke kan slippes ut jevnt, vil de invadere det smeltede jernet og danne porer på den endelige størknede overflaten.

Løsning:

1. Optimaliser selve sandkjernen (viktigst!): reduser gassutviklingen i sandkjernen: sjekk merke og modell av den belagte sanden du bruker. Det anbefales å bytte til lavutslippsgassbelagt sand, som vanligvis bruker lavutslippsgassharpiks og herdemiddel. Forbedre pusteevnen til sandkjernen: Kommuniser med den belagte sandleverandøren for å redusere styrkekravene til sandkjernen. For høy styrke betyr at det tilsettes en stor mengde harpiks og høy gassutvikling. Jo lavere styrke, jo bedre, samtidig som kravene til styling og støping oppfylles. Sjekk om kompaktheten til sandkjernen er for høy. Når du lager kjernen, bør ikke sandinjeksjonstrykket være for høyt for å forhindre at sandkjernen blir for tett. Sørg for jevn avtrekk av sandkjerner: Ved produksjon av sandkjerner skal det lages avtrekkskanaler! For denne lille kjernen med en diameter på 3 cm, kan flere små utblåsningshull stikkes hull i midten av sandkjernen med en ventilasjonsnål, eller forhåndsinnstøpte vokstråder kan brukes til å smelte og danne eksoskanaler under helling. Kontroller passformklaringen til sandkjernehodet for å sikre at eksoskanalen ved kjernehodet er jevn og uhindret, slik at gass kan unnslippe jevnt gjennom kjernehodet og inn i formen eller sandeksossystemet.

2. Størkningssekvens og gassfelle: Sektilt jern har en pastalignende størkningskarakteristikk, og det indre forblir i flytende tilstand i lang tid etter at skallet er dannet. Veggtykkelsen på støpingen er jevn, men det sentrale området av den indre veggen er den endelige størkningssonen. Gassen som ikke kan slippes ut danner høyt trykk inne i formhulen, og i det svake øyeblikket når overflaten av den smeltede jernskorpen eller begynner å stivne (vanligvis den indre veggen i midt- og øvre del), invaderer den metallet som fortsatt er i flytende tilstand. På grunn av ekspansjons- og størkningstrykket til grafitt, blir disse gassene til slutt "låst" i det endelige størkningsområdet, og danner subkutane porer eller invasive porer.

3. De kjemiske egenskapene til smeltet jern forverrer situasjonen: for høyt restinnhold av magnesium (Mg) kan øke overflatespenningen til det smeltede jernet, noe som gjør det vanskeligere for invaderende bobler å flyte og unnslippe. Oksydasjon av jernvæske (høyt oksygeninnhold) eller ufullstendig ladning i ovnen (rust, oljeflekker) vil øke tendensen til selvutfellede porer, og danner alvorlige porer sammen med invasive gasser.

2、 Systematiske løsninger bør undersøkes og testes i rekkefølge fra primær til sekundær:

1. Sandkjerneoptimalisering (det mest direkte og effektive tiltaket) for å redusere gassutvikling: Kontakt umiddelbart leverandøren av belagt sand og bytt til lavgassbelagt sand. Dette materialet er spesielt designet for å løse slike problemer ved å bruke spesielle harpikser og tilsetningsstoffer for å redusere gassutvikling og forsinke toppgassproduksjon. Sørg for at eksosen fra sandkjernen er helt uhindret (av største viktighet!): For sandkjerner med en diameter på 30 mm, må et eksosanlegg installeres under kjernefremstillingsprosessen. Beste metode: Bruk ferdig innebygd eksostråd. En eller flere vokstråder er innebygd under kjernefremstillingsprosessen, og vokstrådene smelter under støping og danner en perfekt eksoskanal. Enkel metode: Sett inn et ventilasjonshull gjennom (eller nær) midten av sandkjernen eller med en ventilasjonsnål. Sørg for at disse kanalene er koblet til kjernehodet. Optimaliser kjernedesign: Kontroller plasseringen av kjernen i formen for å sikre at gapet mellom kjernen og sandformen ikke kan forsegles helt etter at sandkjernen er plassert, som er den siste kanalen for gass å unnslippe utenfor formen. Om nødvendig kan gapet mellom kjernehodene økes eller spesialiserte eksosspor kan lages.

2. Prosessoptimalisering (justering av samspillet mellom smeltet jern og sandkjerne) for å øke helletemperaturen: Dette er det raskeste og mest effektive midlertidige tiltaket på stedet. En passende økning av helletemperaturen (som 1380 ° C → 1400-1420 ° C) kan forlenge tiden for det smeltede jernet til å forbli flytende og gi mer tid for gassen å slippe ut. Gjør overflaten til sandkjernen sintre raskere for å danne et "vitrifisert" hardt skall, og forhindrer at den dype harpiksen fortsetter å avgi gass. Oppmerksomhet: For høy temperatur kan forårsake andre problemer (som sand som fester seg), og et likevektspunkt må finnes. Akselerer hellehastigheten: forkort påfyllingstiden samtidig som du unngår turbulens. Det raskt etablerte statiske metalltrykket kan bedre undertrykke gassinvasjon og fullføre eksos før den lavere størkning. Sørg for jevn helling: Bruk et bunnhellesystem for å unngå direkte spyling av sandkjernen med smeltet jern, redusere turbulens og krølling. 3. Smelte- og jernvæskekontroll (for å eliminere selvproblemer og unngå å legge fornærmelse til skade) kontrollerer strengt det resterende magnesiuminnholdet: for mye Mg-rester er "katalysatoren" for porene. Sørg for at det resterende Mg-innholdet etter sfæroidiseringsbehandling er kontrollert innenfor den nedre grensen som kreves av prosessen (som 0,03% -0,04%), og bør ikke være for høy. Bruk rene ovnsmaterialer: Eliminer skrapstål og resirkulerte materialer med alvorlige rust- og oljeflekker, og hindre at de spaltes for å produsere [H], [O] og CO-gasser. Fjern slagg grundig: Før sfæroidiseringsbehandling og helling må slaggen fjernes grundig for å hindre at slagget rulles inn i formhulen.

Oppsummering og prioriterte tiltaksanbefalinger

1. Første prioritet (umiddelbar inspeksjon): Sjekk om sandkjernen har avtrekkskanal! Hvis ikke, er dette problemet som må løses først. Prøv å grave ned vokstråder eller knytte ventilasjonshull.

2. Andre prioritet (rask testing): Øk helletemperaturen med 20-30 ° C og observer forbedringen av porøsiteten. Hvis effekten er betydelig, peker det sterkt på problemet med gassutvikling i sandkjernen.

3. Tredje prioritet (kontakte leverandører): Be om lavutslippsgassbelagte sandprøver for sammenlignende testing, som ofte er nøkkelen til å løse problemet.

4. Fjerde prioritet (deteksjon og registrering): Kontroller restinnholdet av Mg i jernvæsken etter sfæroidisering for å sikre at det er innenfor et rimelig lavt område.