Analiza defekta odlivaka vezanih za filtraciju tečnih metala i njihove protumjere

1. Defekti, uzroci i protumjere uzrokovane filterima

2. Defekt uključivanja šljake

1. Različite legure za tečno livenje će proizvesti inkluzije tokom procesa topljenja i izlivanja. Metalne inkluzije se mogu podijeliti u dvije kategorije prema njihovom izvoru:

(1) Strane inkluzije. Dolaze od erozije obloga peći, vatrostalnih materijala lonca, šljake nastale reakcijom šljake ili zraka, erozije kalupnog pijeska ili erozije bilo kojeg drugog materijala u kontaktu sa rastopljenim metalom;

(2) Intrinzične inkluzije. Ova vrsta inkluzije nastaje reakcijama u topljenju metala, kao što su inkluzije magnezijuma i sumpora. Magnezijum-sumporne inkluzije nastaju reakcijom u rastopljenom gvožđu nakon što se legura magnezijum-silicijum-gvožđe dodaje tokom procesa sferoidizacije.

2. Uzroci inkluzija šljake
(1) Silicijum: Silicijum oksidi su takođe glavna komponenta inkluzija šljake, tako da sadržaj silicijuma treba smanjiti što je više moguće; (2) Sumpor: Sulfidi u rastopljenom gvožđu su jedan od glavnih razloga za defekte inkluzije šljake u delovima nodularnog gvožđa. Tačka topljenja sulfida je niža od one rastopljenog željeza. Tokom skrućivanja rastopljenog gvožđa, sulfidi će se taložiti iz rastopljenog gvožđa, povećavajući viskozitet rastopljenog gvožđa, što otežava plutanje šljake ili metalnih oksida u rastopljenom gvožđu. Stoga, kada je sadržaj sumpora u rastopljenom željezu previsok, inkluzije šljake se lako formiraju u odljevku. Sadržaj sumpora u bazi nodularnog gvožđa treba kontrolisati ispod 0.06%. Kada je između 0,09% i 0,135%, defekti inkluzije šljake kod livenog gvožđa će se naglo povećati;

(3) Rijetke zemlje i magnezijum: posljednjih godina, studije su pokazale da su inkluzije šljake uglavnom uzrokovane oksidacijom elemenata kao što su magnezijum i rijetke zemlje, tako da preostali magnezijum i rijetke zemlje ne bi trebali biti previsoki;

(4) Temperatura izlivanja: Kada je temperatura izlivanja preniska, oksidi metala u rastopljenom metalu teško isplivaju na površinu zbog visokog viskoziteta rastopljenog metala i ostaju u rastopljenom metalu; kada je temperatura previsoka, šljaka na površini rastopljenog metala postaje suviše rijetka i teško se uklanja sa površine tekućine, te često teče u kalup s rastopljenim metalom. U stvarnoj proizvodnji, preniska temperatura izlivanja je jedan od glavnih uzroka uključivanja šljake;

(5) Sistem za izlivanje: Sistem za izlivanje treba da bude razumno dizajniran i da ima funkciju blokiranja šljake tako da rastopljeni metal može glatko da ispuni kalup i izbegne prskanje i turbulencije;

(6) Pesak za kalupljenje: Ako postoji višak peska ili premaza koji se drži površine peska za kalupljenje, oni se mogu kombinovati sa oksidima u rastopljenom metalu i formirati šljaku, što dovodi do inkluzija šljake. Zbijenost pješčanog kalupa je neujednačena, a površina zida kalupa niske kompaktnosti lako korodira rastopljeni metal i formira spojeve niske tačke topljenja, što rezultira inkluzijama šljake u odljevku.

3. Mjere za sprječavanje uključivanja šljake

(1) Kontrolišite sastav rastaljenog željeza: smanjite sadržaj sumpora u rastopljenom željezu što je više moguće (<0.06%), add an appropriate amount of rare earth alloy (0.1%~0.2%) to purify the molten iron, and reduce the silicon content and residual magnesium content as much as possible;

(2) Proces topljenja: Pokušajte da povećate temperaturu rastopljenog metala iz peći i ostavite ga da odstoji neko vreme kako biste olakšali plutanje i agregaciju nemetalnih inkluzija. Očistite šljaku na površini rastopljenog željeza i stavite sredstvo za pokrivanje (perlit, drveni pepeo, itd.) na površinu rastopljenog željeza kako biste spriječili oksidaciju rastopljenog željeza. Odaberite odgovarajuću temperaturu izlivanja, poželjno ne manju od 1350 stepeni;

(3) Sistem za izlivanje treba da obezbedi nesmetan protok rastopljenog gvožđa, a vreću za sakupljanje šljake i pjenasti keramički filter treba instalirati da blokiraju šljaku;

(4) Kompaktnost kalupa treba da bude ujednačena, a čvrstoća dovoljna; pijesak u kalupu treba otpuhati prilikom sastavljanja kalupa.

3. Defekt poroznosti

1. Poroznost je obično čest nedostatak u odljevcima, koji često predstavlja veliki udio otpadaka od livenja.

U savremenim proizvodnim uslovima, reaktivne pore i taložne pore su relativno retke, a invazivne pore su češće. U nastavku slijedi analiza invazivnih pora:

2. Uzroci pora

(1) Ispuh šupljine je nedovoljan i ukupna površina poprečnog presjeka izduvnih gasova je premala;

(2) Niska temperatura izlivanja;

(3) Brzina sipanja je prespora; rastopljeno gvožđe ne ispunjava glatko kalup i uključen je gas;

(4) Sadržaj vlage u pesku za oblikovanje je previsok; sadržaj pepela u pesku za kalupljenje je visok, a pesak za oblikovanje ima slabu propusnost vazduha;

(5) Nepravilan dizajn sistema za izlivanje dovodi do uvlačenja gasa u rastopljeno gvožđe;

(6) Inokulant nije osušen i veličina čestica je neodgovarajuća; rastopljeno gvožđe nije potpuno očišćeno, a šljaka nije blokirana tokom izlivanja, što uzrokuje poroznost šljake;

(7) Neuspeh da se vatra zapali na vreme tokom izlivanja.

3. Mere za sprečavanje pora

(1) Dovoljan broj klinova za ventilaciju ili ispušnih ploča odgovarajućih poprečnih presjeka postavljen je na višim pozicijama na modelu. Obično bi poprečni presjek izduvnih gasova trebao biti oko 1.5-1.8 puta ukupna površina poprečnog presjeka utora;

(2) Sistem za izlivanje treba postaviti po poluotvorenom i poluzatvorenom principu, a u kanal za izlivanje dodati filter od penaste keramike. Filter od pjenaste keramike ima učinak ispravljanja, a rastopljeno željezo je relativno stabilno prilikom punjenja kalupa i neće utjecati na kalup, niti će proizvoditi prskanje ili uvučeni plin. Veličina poprečnog presjeka sistema za izlivanje je prikladnija kada se izračuna na osnovu brzine izlivanja od 8-10kg/s;

(3) Temperatura topljenja rastopljenog gvožđa ne bi trebalo da bude niža od 1500 stepeni, a temperatura izlivanja završne kutije treba da se kontroliše na oko 1400°C tokom ručnog izlivanja (može se podesiti na odgovarajući način u zavisnosti od veličine i debljine zida kasting). Najbolje je koristiti automatsko izlivanje, a greška temperature izlivanja treba da bude unutar 20 stepeni;

(4) Za dobar sistem prerade pijeska pogodan za kalupljenje pod visokim pritiskom, sadržaj vlage u kalupnom pijesku treba kontrolisati na 2.8-3.2%, stopa zbijanja treba biti između 36-42% , a jačina temperature i pritiska treba da dostigne 180-220kpa (sve se odnosi na uzorkovanje i testiranje na mašini za kalupljenje). Da bi se postigli ovi pokazatelji, potrebno je pratiti sadržaj pepela u pesku za kalupljenje, količinu dodanih pomoćnih materijala, odgovarajuću originalnu veličinu čestica peska, temperaturu cirkulacionog peska i efikasnost mešanja peska;

(5) Obratite pažnju na uklanjanje šljake rastopljenog gvožđa, blokiranje šljake i paljenje tokom izlivanja i sušenja inokulanta.
 

4. Defekti hladnog zatvaranja
 

1. Uzroci defekta hladnog zatvaranja
 

(1) Temperatura izlivanja je preniska i kapacitet punjenja rastopljenog gvožđa postaje slab;

(2) Propustljivost vazduha peščanog kalupa je loša, pritisak gasa u pesku je previsok, a rastopljeno gvožđe ne može da ispuni kalup na vreme;

(3) Dizajn sistema otvora je nerazuman, a površina poprečnog presjeka vodilice i unutrašnjeg kliznika je mala;

(4) Ostaci se lijepe za posudu za izlivanje, uzrokujući pad temperature izlivanja.

2. Protivmjere za defekte hladnog zatvaranja
 

(1) Optimizirajte dizajn sistema za izlivanje, povećajte površinu pjenastog keramičkog filtera i povećajte brzinu protoka rastopljenog željeza;

(2) Poboljšati propusnost vazduha peska za kalupljenje i dodati izduvne kanale;

(3) Povećati temperaturu livenja;

(4) Očistite područje posude za točenje.