Odlewanie jest jednym z podstawowych procesów w produkcji, ale złożone procesy fizyczne i chemiczne często prowadzą do wad, które wpływają na siłę i życie obrabiów. Niniejszy artykuł zagłębi się w mechanizmy formowania wad, takie jak wnęki skurczowe, porowatość skurczowa, otwory gazowe i kawitacja, i zapewni ukierunkowane rozwiązania, które pomogą przedsiębiorstwom poprawić wydajność odlewów.
Klasyfikacja i wpływ defektów odlewów
Wady rzucania można podzielić na dwie kategorie: wady skurczowe i wady gazu:
Defekt skurczu: skurcz objętości metalu jest blokowany, gdy zestala się (takie jak otwór skurczowy i skurcz).
Wada gazu: gaz w stopionym metalu nie jest rozładowywany w czasie (taki jak porowatość, otwór powietrzny).
Wady te mogą w najlepszym razie zmniejszyć piękno obrabiania i w najgorszym przypadku spowodować awarię strukturalną, co powoduje zagrożenie dla bezpieczeństwa.
Analiza głębokości wad skurczowych
1. Jama skurczowa
Przyczyna: Gdy objętość metalu kurczy się z cieczy do ciała stałego, jeśli wypełnienie jest niewystarczające, otwory są tworzone w końcowym zestalonym obszarze.
Charakterystyka: głównie nieregularne wnęki, często pojawiają się w grubych ścianach lub skrzyżowaniach.
Przypadek: Ze względu na niewłaściwy konstrukcję systemu odlewu na górze cylindrowego korpusu silnika samochodowego pojawiła się skoncentrowany otwór skurczowy.
2. Porowatość skurczowa
Przyczyna: Kanał mikro-kontaktujący nie jest wypełniony metalową cieczą, tworząc plaster miodu małych porów.
Szkoda: Zmniejsz gęstość materiału i staj się pochodzeniem pęknięć zmęczeniowych.
Rozwiązanie:
Projekt wylotu jest zoptymalizowany, a zasada sekwencyjnego zestalenia jest przyjmowana w celu poprowadzenia uzupełniania.
Dostosuj skład stopu (taki jak zwiększenie zawartości krzemu może zmniejszyć kurczenie się żeliwa).
Użyj zimnego żelaza lub izolacji, aby kontrolować lokalną szybkość chłodzenia.
Tworzenie i środki zaradcze wad gazowych
1. Blowfole
Przyczyna: Woda na piasku formującym jest odparowywana przez ciepło lub gaz wytwarzany przez rozkład spoiwa żywicy atakuje metal.
Kształt: gładkie sferyczne lub gruszki otwory na powierzchni, głównie znajdujące się na górnej powierzchni odlewu.
2. Otwór gazowy
Przyczyna: Wodór, azot i inne gazy rozpuszczone w procesie wytopu są wytrącane i gromadzone podczas zestalania.
Cechy: Mały rozmiar, ale gęsty rozkład, powszechnie występujący w odlewach ze stopu aluminium.
Rozwiązanie:
Kontrola wytopu: Użyj środka do odgadnięcia (takiego jak heksachloroetan) i technologię wytopu próżniowego.
Ulepszenie procesu: Zwiększ temperaturę odlewania, aby przedłużyć czas ucieczki gazu i zwiększyć konstrukcję kanału wydechowego.
Zarządzanie piaskiem: Kontroluj zawartość wody (mniejszą lub równą 5%), wybierz spoiwa generujące niskie gaz.
Zaawansowana technologia wykrywania i systemu zapobiegania
Testy nieniszczące (NDT):
Obrazowanie w czasie rzeczywistym rentgenowskie: dokładne pozycjonowanie wad wewnętrznych.
Testy ultradźwiękowe: wykrywanie mikro-pęcherzyków i rozkładu porów.
Analog cyfrowy:
Oprogramowanie, takie jak procast, służy do przewidywania obszarów ryzyka skurczu i optymalizacji parametrów procesu.
Monitorowanie procesu:
Zainstaluj podczerwień termiczny, aby monitorować proces zestalania i dostosować szybkość chłodzenia w czasie.