Innan ytan av gjutgodset stelnar till ett skal, värms formmaterial som sandformar och sandkärnor för att producera gaser. Gaserna löser sig inte i den smälta metallen, utan tränger in i den smälta metallen under tryck och bildar bubblor och porer. För närvarande tillhör de flesta av de pordefekter som uppträder i gjutningsfabriker för våtform i mitt land denna typ av "inträngande porer".
Det är bäst att gasen som avges av sandformen och kärnan släpps ut genom sandens porer. Ventilationsförmågan hos sandformar och sandkärnor är dock begränsade, och det är särskilt svårt att skapa avgaskanaler för komplexa sandkärnor. När mängden genererad gas ökar, fortsätter gränssnittsgastrycket vid gaskällan (kallat "mottryck") att öka. Om hällhastigheten är hög överstiger det statiska trycket hos den smälta metallen där gasens mottryck, och gasen här kan inte invadera den smälta metallen. Om den smälta metallen på gränsytan inte kan etablera tillräckligt statiskt tryck i tid för att överskrida mottrycket för gasgenerering, kommer gasen att penetrera genom den icke stelnade ytan av gjutgodset och tränga in i den smälta metallen för att bilda bubblor. Den upphettade volymen av bubblorna som borras in i den smälta metallen har en tendens att fortsätta att expandera. Dessutom transporterar vissa gaskällor kontinuerligt gas, och strängar av bubblor uppstår i den smälta metallen. Formen på den invaderande stomata är sfärisk eller päronformad. Riktningen som spetsen pekar på är luftkällans riktning. Storleken på de invaderande porerna varierar. De kan flyta och stanna inte långt ovanför gaskällan i gjutgodset, eller så kan de samlas under huden på gjutstyckets övre yta för att bilda en platt form. Om hälltemperaturen är hög och viskositeten hos den smälta metallen är låg, kan de invaderande bubblorna strömma ut från sandformens övre yta eller rinna in i överflödesstigaren med den smälta metallen. Källan till porer varierar beroende på sandformen eller kärnan.
1. Stomatala defekter kan förhindras genom att öka väggens ventilationskapacitet och minska gasbildningen i formsanden. De specifika orsakerna och förebyggande åtgärderna är följande:
1. Den gröna sandformen har en stor mängd gas: fuktigheten i formsanden är för hög, speciellt när innehållet av pulveriserat kol är för mycket, kan en stor mängd gas plötsligt släppas ut när den smälta metallen hälls i mögelhålan. Om avgaserna inte är jämna samtidigt kommer gastrycket att överstiga det lokala statiska trycket för den smälta metallen och plötsligt tränga in i den smälta metallen och bilda ett explosivt stänk. Det brukar kallas "choking fire", vilket kommer att bilda större bubblor i gjutgodset. Under grönsandgjutning måste därför komprimeringshastigheten och fukthalten i formsanden kontrolleras strikt, och gasgenereringshastigheten bör inte vara för hög. Den effektiva halten av pulveriserat kol i formsanden bör huvudsakligen kontrolleras baserat på gjutgodsets ytmorfologi. Om det finns en liten sand som fastnar på ytan av gjutgodset, kan mängden pulveriserat kol ökas något. Om ytan på gjutgodset har blivit blå, bör den effektiva mängden pulveriserat kol minskas för att undvika överdriven gasgenerering.
2. Föroreningarna i den gröna sanden kommer att avge gas vid upphettning: små lerkulor, strimlade papperskulor, cigarettfimpar, fuktabsorberande sandkärnfragment och andra organiska ämnen som blandas i formsanden kommer att avge gas vid uppvärmning och kommer att förändras efter absorberar vatten i den gröna sanden. Förbättra prestanda för intensiv gasproduktion. Dessa föroreningar exponeras på ytan av formhåligheten och kommer oundvikligen att bli koncentrerade gasutsläppspunkter. Vid gjuttillverkning orsakas många oförklarade pordefekter mestadels av föroreningar som blandas i formsanden. Ibland genereras bubblor en efter en och blir en serie porer i gjutstyckets tvärsnitt.
3. Sandkärnan och det invändiga kyljärnet i den våta formen påverkas av fukt: Efter gjutning i ett visst ventilgjuteri stängs kallkärnlådans sandkärna och spännlåda omedelbart och ugnen öppnas för gjutning nästa dag . Ett stort antal pordefekter i gjutgods orsakas av fuktupptagning i sandkärnan. Den kalla kärnlådans sandkärna absorberar lätt fukt. Under hällning avdunstar vattnet som absorberas av sandkärnan omedelbart till vattenånga vid upphettning och kommer in i den smälta metallen för att bilda bubblor. För fabriker som inte kan öppna ugnen samma dag kan de stänga lådan utan att sätta in kärnor först, och vänta till öppningsdagen innan man öppnar sandformen, ställer in kärnan, stänger formen och häller för att undvika överdriven fuktupptagning av sandformen. Du bör vara mer försiktig när du modellerar med varm sand. Om du väntar en tid efter gjutning innan du häller, kommer den vattenånga som kontinuerligt avges från den varma sanden att kondensera i formhålan och installera en kall sandkärna, kärnstöd eller invändigt kyljärn. Till exempel visar figur 28 en cylindrisk gjutning med en innerdiameter på 4 tum (ф101,6 mm). Fukthalten i varmformsand är 3,5%, temperaturen är 58 grader, inomhus- och sandkärntemperaturerna är 18 grader, och gjutningen lämnas i 80 minuter efter formningen. Efter kylning, rengöring och bearbetning uppträder gjutgodset nära sandkärnans övre yta diffust fördelade bikakepordefekter, som bildas på grund av kondensering av vattenånga på sandkärnans yta.
4. Sandformens avgaskapacitet är otillräcklig: Den gröna sanden har hög luftgenomsläpplighet, vilket hjälper till att ventilera mottrycket vid gränssnittet. Den bör dock inte vara för hög för att undvika mekanisk sandklibbning eller ytjämnhet på gjutgodset. Ju högre kompakthet sandformen har, desto mindre gap mellan sandkornen och desto sämre ventilationskapacitet har sandformen vid gjutning. För att förhindra pordefekter är det vanligtvis inte möjligt att endast lita på sandformens luftgenomsläpplighet, utan också att tillhandahålla ytterligare avgaskanaler för att förbättra avgaskapaciteten. Under manuell formning och enkel maskingjutning, för att förbättra ventileringsförmågan hos sandformen, använder formningsarbetaren en spetsig borr för att sticka ut icke-penetrerande ventilationshål från baksidan av sandformen. Ventilationshålets djup är cirka 4 till 5 mm från mönstret, vilket kan undvika att skada mönstret och kan penetrera eller vara nära gjutsandens fuktsammanhållningsskikt för att minska avgasmotståndet. Det är också vanligt att man borrar ventilationshål direkt i atmosfären på sandformen. Gjutmaskiner med högre mekaniseringsgrad använder platta arkformade och runda hålformade avgaskanaler på mallen, och är utrustade med avgasnålar som inte är öppna mot atmosfären vid varje utsprång i formen. Även om höjden på ventilationsstiftet bara är halva tjockleken av sandformen, kommer luftgenomsläpplighetsvärdet på den platsen att fördubblas. Vissa modelleringsproduktionslinjer har speciella borrmaskiner för att borra raka eller halvgenomgående ventiler. Jag såg ett gjuteri utomlands som använde en högtrycksgjutlinje för att tillverka dieselmotorblock. Efter att den övre sandformen öppnats använde arbetarna en elektrisk borr med lång hand för att borra flera avgashål från formhålan. Det finns lufthållande delar i formhåligheten för formsprutning med vertikal delning, och gasen kan släppas ut genom att använda plåtavgasspår.
5. Lågt tryck och temperatur för smält järn: Mängden sand som äts på den övre ytan av formhåligheten i den övre sandlådan bör inte vara för liten. Å ena sidan förhindrar det att det smälta järnet bryter sönder sandformen. Å andra sidan ökar det det statiska trycket hos det smälta järnet för att förhindra utvecklingen av sandformen och sandkärnan. Luftmottryck. Att placera grindringar och stigarringar på sandformen kan också öka metallens hydrauliska tryck. Att höja hälltemperaturen för smält järn kan minska viskositeten hos den smälta metallen, vilket gör det lättare för bubblor att flyta och släppas ut från det smälta järnet. Var särskilt uppmärksam på den faktiska hälltemperaturen för den sista typen av smält järn i samma hällskänk. Att på lämpligt sätt öka hälltemperaturen är inte bara fördelaktigt för att förhindra intrång i porer, utan hjälper också till att förhindra defekter såsom instängning av porer och andra porer, kallisolering och otillräcklig hällning. Genom att öppna ett överloppsrör kan det smälta järnet blandat med bubblor och inneslutningar tömmas ut ur formhåligheten.
2. Sandkärnan avger gas
Oavsett vilket bindemedel som används för att tillverka sandkärnan, är det mer sannolikt att produktionen av gjutgods ger påträngande porositetsdefekter. Eftersom sandkärnan är omgiven av smält järn och upphettas våldsamt, sönderdelas bindemedlet och producerar en stor mängd gas. Sandkärnan är ansluten till sandkärnans säte genom kärnhuvudet, och gasen släpps ut från kärnsätet och ut ur formen. Det är svårt att göra avgassystemet smidigt. Den stora majoriteten av porositetsdefekter som ofta påträffas i gjuterier som producerar flersandkärngjutgods såsom cylinderblock och cylinderhuvuden för bilmotorer orsakas av utgasning av sandkärnan. Toyota Corporations centrala forskningsinstitut i Japan har studerat mekanismen för mottryck och porgenerering vid gränssnittet när smält järn hälls i fenolharts-sandskalskärnan för bilgjutgods. En trycksensor av kiselmembran används på en plats där porer är benägna att uppstå för att mäta förändringen i gastrycket (i cm Fe) i skalkärnan över tiden efter gjutning. Samtidigt mättes också att smältjärnstrycket (även i cm Fe) ökar när hällvätskenivån stiger. Resultaten visar att det finns tre toppar i sandkärnans gastryck (se kurvan i figur 29). I är mottrycket när det smälta järnet precis täcker sandkärnan; II är den högsta toppen av mottrycket efter 10 till 30 sekunder; III har ett lägre toppvärde och tidslängden beror på halten hartsbindemedel i sandkärnan. Om det smälta järntrycket A efter hällning är större än gasgenereringsmottrycket i skalkärnan, blir kurvan jämn och inga pordefekter kommer att uppstå. Om det hällande smältjärnstrycket är B, svänger gastrycket II-toppen avsevärt, vilket beror på att sandkärngasen övervinner det smälta järnets tryck och invaderar det smälta järnet, det vill säga bubbelfenomenet. Om bubbelblåsningstiden är kort och förstelningstiden är lång, även om pordefekter inte nödvändigtvis uppstår, kommer det att finnas fler pordefekter än när det smälta järnets tryck är A. Vissa lufthålsdefekter kan uppstå vid massproduktion. Om det effektiva smältjärnstrycket endast är C, överstiger gasmottrycket i sandkärnan det smälta järntrycket, och bubblor kommer att uppstå omedelbart efter att det smälta järnet täcker sandkärnan. Fortsätt tills ytan av gjutgodset stelnar, och I-, II- och III-topparna på kurvan försvinner, vilket indikerar att det måste finnas pordefekter på gjutgodset. Det kan ses från tids-tryckkurvan att om det smälta järnets tryck överstiger mottrycket i gränsytan när som helst efter gjutning kommer det inte att finnas några bubblor som borrar in i det smälta järnet från sandkärnan.
3. Vanliga metoder för att förhindra intrång av porer från sandkärnan är följande:
1. Förbättra sandkärnans avgaskapacitet: Där det är möjligt ska det finnas ett slätt avgashål i mitten av sandkärnan. Om gapet mellan kärnhuvudet och kärnsätet är stort, bör sandkärnhuvudet omslutas med tätningsmaterial som filtdynor av eldfast fiber, lerremsor, asbestrep etc. för att säkerställa att smält metall inte tränger in i avgasröret. kanal. För tjocka och stora sandkärnor bör de urholkas eller grävas på mitten i en rutformad inre hålighet och sedan limmas. Den vanligaste avgasmetoden för självhärdande sandkärnor av harts är att använda nylonflätade slangar, som enkelt kan bäddas in i sandkärnan längs vilken form som helst av sandkärnan. För sandkärnor av komplexa gjutgods såsom cylinderhuvuden och motorblock för förbränningsmotorer, bör särskild uppmärksamhet ägnas åt sandkärnans avgaskapacitet. Lådor med heta kärnor, lådor med kall kärna och skalkärnor är alla integrerade. Avgasrör kan inte förinbäddas, men ventilationsnålar eller stänger kan placeras och tillverkas under kärntillverkning (en del måste dras ut innan kärnborrning). Oftare, efter att sandkärnan har härdat, används en hårdmetallborr för att borra kärnhuvudet för att hjälpa till med avgaserna. Jag såg en gång en utländsk masstillverkningsfabrik för bilgjutning. Vid tillverkning av en flercylindrig cylinderhuvudssandkärna användes en speciell flerhuvudsborrmaskin för att samtidigt borra blinda hål för varje kylvattenkanals kärnhuvud i vattenmantelns sandkärna från botten till toppen. Även om borrdjupet inte är stort, är det mycket fördelaktigt att utblåsa.
2. Minska gasbildningen i hartssandkärnan så mycket som möjligt: Välj ett bindemedel med hög bindningsstyrka, låg gasgenerering och långsam gasgenerering, minska mängden bindemedel som tillsätts och baka noggrant sandkärnan och andra åtgärder kan minska gasgenereringen av sandkärnan. Gasvolym och gasgenereringshastighet.
3. Öka hällhastigheten och hälltemperaturen: Med förutsättningen att turbulens inte kommer att uppstå och gas kommer att fångas och formen inte eroderas, bör hällhastigheten ökas för att snabbt bygga upp metallvätsketrycket för att förhindra gasintrång. Dessutom är det också bäst att öka hälltemperaturen för att minska viskositeten hos det smälta järnet, så att de inkommande bubblorna lätt kan flyta och släppas ut i bräddavloppsröret tillsammans med metallflödet. Det är därför när gjutgods har fångat eller invaderande pordefekter, är det möjligt att eliminera pordefekterna genom att öka hälltemperaturen med 30 till 50 grader. Under produktionen bör den faktiska temperaturen på den sista lådan med smält järn i varje hällpaket kontrolleras. Eftersom temperaturen på det slutliga smälta järnet sjunker, uppstår sannolikt pordefekter.
4. Tändning av kärnhuvud: Under hällning, tänd gasutloppet från sandkärnans avgassystem på toppen av sandformen för att antända gasen som kommer ut från sandkärnan. Det kan öka utvinningskraften från gasutloppet och öka hastigheten för utmatningen av sandkärnan.
