Yaş kum kalıplama teknolojisi kullanılarak küresel sünek demir parçaların üretimi sırasında silindirik boru şeklindeki kum maçalardaki ciddi gözeneklilik tedavisi

Bugün bir sünek demir bileşenin kaplanmış kum çekirdeğinde meydana gelen gözeneklilik kusurlarını analiz edeceğiz. Malzeme GGG40 olup dikey üretim hattı kullanılarak üretilmiştir.

Dökümün kum çekirdeğinin alt kısmındaki katı alan nedeniyle, dökümün yuvarlak borusunun içindeki gazın dışarı atılması zordur. Bu nedenle kum maça tarafından üretilen gaz, erimiş demirin katılaşma süreci sırasında dökümün içindeki son katılaşma alanında (sıcak nokta) "sıkışır" ve düzgün bir şekilde boşaltılamaz. Oluşumunun ayrıntılı nedenleri ve sistematik çözümleri şunlardır:

Temel neden analizi: Kum çekirdeğinin en yüksek gaz emisyonu, erimiş demirin katılaşma zamanlaması ile eşleşmiyor. Kaplanmış kum çekirdeği yüksek sıcaklıktaki erimiş demirle karşılaştığında, reçine bağlayıcı hızla yanacak ve ayrışacak ve büyük miktarda gaz üretecektir. Bu gazlar düzgün bir şekilde boşaltılamazsa erimiş demiri istila edecek ve katılaşmış son yüzeyde gözenekler oluşturacaktır.

Çözüm:

1. Kum maçasının kendisini optimize edin (en önemlisi!): kum maçasının gaz üretimini azaltın: kullandığınız kaplanmış kumun markasını ve modelini kontrol edin. Genellikle düşük emisyonlu gaz reçinesi ve kürleme maddesi kullanan, düşük emisyonlu gaz kaplı kuma geçilmesi tavsiye edilir. Kum çekirdeğinin nefes alabilirliğini artırın: Kum çekirdeğinin mukavemet gereksinimlerini uygun şekilde azaltmak için kaplanmış kum tedarikçisiyle iletişim kurun. Aşırı mukavemet, fazla miktarda reçine ilavesi ve yüksek gaz üretimi anlamına gelir. Şekillendirme ve döküm gerekliliklerini karşılarken mukavemet ne kadar düşük olursa o kadar iyidir. Kum çekirdeğinin kompaktlığının çok yüksek olup olmadığını kontrol edin. Maça yapılırken kum çekirdeğinin aşırı yoğunlaşmasını önlemek için kum enjeksiyon basıncı çok yüksek olmamalıdır. Kum maçalarının düzgün bir şekilde boşaltılmasını sağlayın: Kum maçaları yapılırken egzoz kanalları yapılmalıdır! Çapı 3 cm olan bu küçük maça için, havalandırma iğnesi ile kum maçanın ortasına birkaç küçük egzoz deliği açılabilir veya dökme sırasında eritmek ve egzoz kanalları oluşturmak için önceden gömülü mum iplikleri kullanılabilir. Maça kafasındaki egzoz kanalının pürüzsüz ve engelsiz olduğundan emin olmak için kum maça kafasının montaj açıklığını kontrol edin, böylece gazın maça kafasından kalıba veya kum egzoz sistemine sorunsuz bir şekilde kaçmasına izin verin.

2. Katılaşma sırası ve gaz tutucu: Sfero döküm, macun kıvamında katılaşma özelliğine sahiptir ve kabuk oluştuktan sonra iç kısmı uzun süre sıvı halde kalır. Dökümün duvar kalınlığı tekdüzedir ancak iç duvarın merkezi alanı son katılaşma bölgesidir. Tahliye edilemeyen gaz, kalıp boşluğu içinde yüksek basınç oluşturur ve erimiş demir kabuğunun yüzeyi veya katılaşmaya başladığı zayıf anda (genellikle orta ve üst kısımların iç duvarı), hala sıvı haldeki metali istila eder. Grafitin genleşme ve katılaşma basıncı nedeniyle, bu gazlar en sonunda nihai katılaşma alanında "kilitlenir" ve deri altı gözenekler veya istilacı gözenekler oluşturur.

3. Erimiş demirin kimyasal özellikleri durumu daha da kötüleştirir: Aşırı kalıntı magnezyum (Mg) içeriği erimiş demirin yüzey gerilimini artırabilir, bu da istilacı kabarcıkların yüzmesini ve kaçmasını zorlaştırır. Demir sıvısı oksidasyonu (yüksek oksijen içeriği) veya eksik fırın şarjı (pas, yağ lekeleri), istilacı gazlarla birlikte ciddi gözenekler oluşturarak kendiliğinden çöken gözeneklerin eğilimini artıracaktır.

2、 Sistematik çözümler birincilden ikincil çözüme doğru araştırılmalı ve test edilmelidir:

1. Gaz üretimini azaltmak için kum çekirdeği optimizasyonu (en doğrudan ve etkili önlem): Derhal kaplamalı kum tedarikçisiyle iletişime geçin ve düşük gazlı kaplamalı kuma geçin. Bu malzeme, gaz üretimini azaltmak ve pik gaz üretimini geciktirmek için özel reçineler ve katkı maddeleri kullanarak bu tür sorunları çözmek üzere özel olarak tasarlanmıştır. Kum maça çıkışının kesinlikle engellenmediğinden emin olun (çok önemli!): 30 mm çapındaki kum maçalar için maça yapım işlemi sırasında bir egzoz sistemi kurulmalıdır. En iyi yöntem: Önceden gömülü egzoz balmumu teli kullanın. Maça yapımı işlemi sırasında bir veya daha fazla balmumu teli gömülür ve balmumu telleri döküm sırasında eriyerek mükemmel bir egzoz kanalı oluşturur. Basit yöntem: Kum çekirdeğinin merkezine (veya yakınına) veya bir havalandırma iğnesi kullanarak bir havalandırma deliği yerleştirin. Bu kanalların çekirdek kafasına bağlı olduğundan emin olun. Maça tasarımını optimize edin: Gazın kalıbın dışına kaçması için son kanal olan kum maça yerleştirildikten sonra maça ile kum kalıp arasındaki boşluğun tamamen kapatılmadığından emin olmak için maçanın kalıptaki konumunu kontrol edin. Gerekirse çekirdek kafaları arasındaki boşluk arttırılabilir veya özel egzoz yuvaları yapılabilir.

2. Dökme sıcaklığını artırmak için proses optimizasyonu (erimiş demir ile kum maça arasındaki etkileşimin ayarlanması): Bu, sahadaki en hızlı ve en etkili geçici önlemdir. Dökme sıcaklığının uygun şekilde arttırılması (1380°C → 1400-1420°C gibi) erimiş demirin sıvı kalma süresini uzatabilir ve gazın tahliyesi için daha fazla süre verebilir. Kum çekirdeği sinterinin yüzeyini daha hızlı hale getirerek "vitrifiye" sert bir kabuk oluşturun ve derin reçinenin gaz yaymaya devam etmesini önleyin. Dikkat: Aşırı sıcaklık başka sorunlara (kumun yapışması gibi) neden olabilir ve bir denge noktası bulunması gerekir. Dökme hızını artırın: türbülanstan kaçınarak doldurma süresini kısaltın. Hızla oluşan metal statik basıncı, gaz girişini daha iyi bastırabilir ve daha düşük katılaşmadan önce egzozu tamamlayabilir. Düzgün dökmeyi sağlayın: Kum çekirdeğinin erimiş demir tarafından doğrudan yıkanmasını önlemek, türbülansı ve kıvrılmayı azaltmak için bir alttan dökme sistemi benimseyin. 3. Eritme ve demir sıvısı kontrolü (kendi kendine sorunları ortadan kaldırmak ve yaralanmaya daha fazla zarar vermekten kaçınmak için) artık magnezyum içeriğini sıkı bir şekilde kontrol eder: aşırı Mg kalıntısı gözenekler için "katalizördür". Küreselleştirme işleminden sonra kalan Mg içeriğinin işlemin gerektirdiği alt sınır dahilinde (%0,03 -%0,04 gibi) kontrol edildiğinden ve çok yüksek olmadığından emin olun. Temiz fırın malzemeleri kullanın: Ağır pas ve yağ lekeleri olan hurda çeliği ve geri dönüştürülmüş malzemeleri ortadan kaldırın ve bunların [H], [O] ve CO gazları üretecek şekilde ayrışmasını önleyin. Cürufun iyice temizlenmesi: Küreselleştirme işlemi ve dökmeden önce, cürufun kalıp boşluğuna yuvarlanmasını önlemek için cürufun iyice temizlenmesi gerekir.

Özet ve eylem önceliği önerileri

1. Birinci öncelik (acil inceleme): Kum çekirdeğinin egzoz kanalı olup olmadığını kontrol edin! Değilse, öncelikle çözülmesi gereken sorun budur. Balmumu iplerini gömmeyi veya havalandırma deliklerini bağlamayı deneyin.

2. İkinci öncelik (hızlı test): Döküm sıcaklığını 20-30°C arttırın ve gözenekliliğin gelişimini gözlemleyin. Etkinin anlamlı olması kum çekirdeğinde gaz oluşumu sorununa güçlü bir şekilde işaret ediyor.

3. Üçüncü öncelik (tedarikçilerle temasa geçmek): Karşılaştırmalı testler için düşük emisyonlu gaz kaplı kum numuneleri talep edin; bu genellikle sorunun çözümünde anahtardır.

4. Dördüncü öncelik (tespit ve kayıt): Küreselleştirmeden sonra demir sıvısındaki kalan Mg içeriğini makul bir düşük aralıkta olduğundan emin olmak için kontrol edin.