Powodów jest wielewady odlewów piaskowychw realuproces odlewania piasku. Ale dokładne przyczyny możemy znaleźć, analizując wady wewnętrzne i zewnętrzne. Wszelkie nieprawidłowości w procesie formowania powodują wady odlewów, które czasami mogą być tolerowane. Zwykle wady odlewów piaskowych można wyeliminować za pomocą odpowiednich metod mocowania lub naprawy formy, takich jak spawanie i metalizacja. W tym artykule staramy się podać kilka opisów typowych wad odlewów piaskowych, aby znaleźć odpowiednie przyczyny i środki zaradcze.
Poniżej przedstawiono główne rodzaje usterek, które mogą wystąpićodlewy piaskowe:
i) Wady gazu
ii) Wgłębienia skurczowe
iii) Wady materiału formy
iv) Odlewanie wad metalu
v) Wady metalurgiczne
1. Wady gazu
Wady tej kategorii można podzielić na uderzenia otwarte i rozdmuchowe, wtrącenia powietrza i porowatość otworkową. Wszystkie te wady są spowodowane w dużej mierze słabą tendencją formy do przepuszczania gazów, co może wynikać ze słabej wentylacji, małej przepuszczalności formy i/lub niewłaściwego projektu odlewu. Z kolei mniejsza przepuszczalność formy wynika z drobniejszego uziarnienia piasku, większej zawartości gliny, większej wilgotności lub nadmiernego ubijania form.
Otwory rozdmuchowe i ciosy otwarte
Są to kuliste, spłaszczone lub wydłużone wnęki występujące wewnątrz odlewu lub na jego powierzchni. Na powierzchni nazywa się je uderzeniami otwartymi, a wewnątrz nazywa się je otworami uderzeniowymi. Ze względu na ciepło roztopionego metalu wilgoć przekształca się w parę, której część uwięziona w odlewie przedostaje się na powierzchnię w postaci rozdmuchu lub otwartego podmuchy. Oprócz obecności wilgoci, powstają one na skutek mniejszego odpowietrzenia i mniejszej przepuszczalności formy. Zatem w przypadku form z zielonego piasku bardzo trudno jest pozbyć się otworów rozdmuchowych, chyba że zapewniona zostanie odpowiednia wentylacja.
Inkluzje powietrzne
Gazy atmosferyczne i inne, wchłonięte przez roztopiony metal w piecu, w kadzi i podczas przepływu w formie, jeśli nie pozwolą na ucieczkę, zostaną uwięzione wewnątrz odlewu i osłabią go. Głównymi przyczynami tej wady są wyższe temperatury zalewania, które zwiększają ilość zaabsorbowanego gazu; zła konstrukcja wlewu, taka jak proste wlewy w wlewach bezciśnieniowych, ostre zakręty i inne praktyki powodujące turbulencje w wlewach, które zwiększają aspirację powietrza i ostatecznie niską przepuszczalność samej formy. Rozwiązaniem byłoby wybranie odpowiedniej temperatury zalewania i ulepszenie praktyk wlewowych poprzez zmniejszenie turbulencji.
Porowatość otworu kołkowego
Jest to spowodowane obecnością wodoru w roztopionym metalu. Mogło to zostać wychwycone w piecu lub w wyniku dysocjacji wody wewnątrz gniazda formy. Gdy stopiony metal krzepnie, traci temperaturę, co zmniejsza rozpuszczalność gazów, wydalając w ten sposób rozpuszczone gazy. Wodór opuszczający krzepnący metal powodowałby bardzo małą średnicę i długie otwory na szpilki pokazujące drogę ucieczki. Te serie otworów na kołki powodują wyciek płynów pod wysokim ciśnieniem roboczym. Główną tego przyczyną jest wysoka temperatura zalewania, która zwiększa wchłanianie gazu.
Wgłębienia skurczowe
Są one spowodowane skurczem cieczy zachodzącym podczas krzepnięcia odlewu. Aby to skompensować wymagane jest odpowiednie podawanie ciekłego metalu oraz odpowiedni projekt odlewu.
2. Wady materiału formierskiego
Do tej kategorii zaliczają się wady spowodowane właściwościami materiałów formierskich. Wady, które można zaliczyć do tej kategorii, to przecięcia i zatarcia, penetracja metalu, stopienie, bicie, szczurze ogony i sprzączki, puchnięcie i opadanie. Wady te powstają głównie na skutek braku wymaganych właściwości materiałów formierskich lub nieprawidłowego ubijania.
Cięcia i mycie
Pojawiają się one w postaci szorstkich miejsc i obszarów z nadmiarem metalu i są spowodowane erozją piasku formierskiego przez przepływający stopiony metal. Może to być spowodowane niewystarczającą wytrzymałością masy formierskiej lub płynącym metalem z dużą prędkością. Temu pierwszemu można zaradzić poprzez właściwy dobór masy formierskiej i zastosowanie odpowiedniej metody formierskiej. To ostatnie można rozwiązać, zmieniając konstrukcję wlewu, aby zmniejszyć turbulencje w metalu, zwiększając rozmiar przewężek lub stosując wiele przewężek.
Penetracja metalu
Gdy stopiony metal dostanie się w szczeliny pomiędzy ziarnami piasku, efektem będzie szorstka powierzchnia odlewu. Główną tego przyczyną jest to, że albo wielkość ziaren piasku jest zbyt gruba, albo do wnęki formy nie nałożono popłuczyny. Może to być również spowodowane wyższą temperaturą zalewania. Dobór odpowiedniej wielkości ziarna w połączeniu z odpowiednim myciem formy powinien pozwolić na wyeliminowanie tej wady.
Połączenie
Jest to spowodowane stopieniem ziaren piasku ze stopionym metalem, co nadaje powierzchni odlewu kruchy, szklisty wygląd. Główną przyczyną tej wady jest mniejsza ogniotrwałość gliny zawartej w masie formierskiej lub zbyt wysoka temperatura zalewania. Dobór odpowiedniego rodzaju i ilości bentonitu usunie tę wadę.
Wybicie
Bicie powstaje, gdy roztopiony metal wycieka z formy. Może to być spowodowane wadliwym wykonaniem formy lub wadliwą skrzynką formierską.
Szczurze ogony i klamry
Ogon szczura jest spowodowany uszkodzeniem kompresji powłoki wnęki formy z powodu nadmiernego ciepła w roztopionym metalu. Pod wpływem ciepła piasek rozszerza się, cofając ściankę formy i w procesie jej uginania się, na powierzchni odlewu może to być zaznaczone małą linią, jak pokazano na rys. 3. Przy większej liczbie takich uszkodzeń powierzchnia odlewu może mieć wiele krzyżujących się małych linii. Klamry to ogony szczurów, które są poważne. Główną przyczyną tych wad jest to, że masa formierska ma słabą rozszerzalność i wytrzymałość na gorąco lub zbyt wysokie ciepło panujące w zalewie. Ponadto zastosowany piasek licowy nie zawiera wystarczającej ilości materiału węglowego, aby zapewnić niezbędny efekt amortyzacji. Właściwy dobór składników masy licowej oraz temperatury zalewania to środki mające na celu ograniczenie występowania tych wad
Puchnąć
Pod wpływem sił metalostatycznych ścianka formy może się cofać powodując pęcznienie wymiarów odlewu. W wyniku spęcznienia zwiększają się wymagania pokarmowe odlewów, o czym należy pamiętać poprzez właściwy dobór nadlewu. Główną przyczyną jest źle przyjęta procedura wykonywania form. Prawidłowe wbicie formy powinno skorygować tę wadę.
Upuszczać
Za tę wadę odpowiedzialne jest spadanie luźnego piasku formierskiego lub grudek z powierzchni nadproża do wnęki formy. Jest to zasadniczo spowodowane nieprawidłowym ubijaniem kolby górnej.
3. Wylewanie wad metalu
Błędy i zimne zamknięcia
Nieprawidłowy przebieg występuje, gdy metal nie jest w stanie całkowicie wypełnić wnęki formy i dlatego pozostawia niewypełnione wnęki. Zamknięcie na zimno powstaje, gdy dwa strumienie metalu spotykające się we wnęce formy nie łączą się prawidłowo, powodując nieciągłość lub słaby punkt odlewu. Czasami można zaobserwować stan prowadzący do zimnych zamknięć, gdy w odlewie nie ma ostrych narożników. Wady te są spowodowane głównie mniejszą płynnością roztopionego metalu lub zbyt małą grubością przekroju odlewu. To ostatnie można skorygować poprzez odpowiednią konstrukcję odlewu. Dostępnym środkiem zaradczym jest zwiększenie płynności metalu poprzez zmianę składu lub podniesienie temperatury odlewania. Wada ta może być również spowodowana zwiększeniem zdolności odprowadzania ciepła, na przykład w przypadku zielonych pleśni piaskowych. Odlewy o większym stosunku powierzchni do objętości są bardziej podatne na te wady. Wada ta występuje również w formach, które nie są odpowiednio wentylowane z powodu przeciwciśnienia gazów. Środki zaradcze polegają zasadniczo na poprawie konstrukcji formy.
Wtrącenia żużla
Podczas procesu topienia dodawany jest topnik w celu usunięcia niepożądanych tlenków i zanieczyszczeń obecnych w metalu. W momencie spuszczania należy dokładnie usunąć żużel z kadzi, jeszcze przed wlaniem metalu do formy. W przeciwnym razie jakikolwiek żużel dostający się do wnęki formy osłabi odlew, a także zepsuje jego powierzchnię. Można to wyeliminować za pomocą niektórych metod wychwytywania żużla, takich jak sita wlewowe lub przedłużenia rynien.
4. Wady metalurgiczne.
Gorące łzy
Ponieważ metal ma niską wytrzymałość w wyższych temperaturach, wszelkie niepożądane naprężenia chłodzące mogą spowodować pęknięcie odlewu. Główną przyczyną jest zły projekt odlewu.
Gorące miejsca
Są one spowodowane schłodzeniem odlewu. Na przykład w przypadku żeliwa szarego zawierającego małe ilości krzemu na schłodzonej powierzchni może powstać bardzo twarde żeliwo białe. To gorące miejsce będzie zakłócać późniejszą obróbkę tego obszaru. Właściwa kontrola metalurgiczna i praktyki chłodzenia są niezbędne do wyeliminowania gorących punktów.
Jak wynika z poprzednich akapitów, usunięcie niektórych wad jest również przyczyną innych. Dlatego też inżynier odlewnik musi przeanalizować odlew z punktu widzenia jego końcowego zastosowania i w ten sposób opracować odpowiednią procedurę formowania, która pozwoli wyeliminować lub zminimalizować najbardziej niepożądane wady odlewu.
Czas publikacji: 26 kwietnia 2021 r