Preden se površina ulitka strdi v lupino, se materiali za oblikovanje, kot so peščeni kalupi in peščena jedra, segrejejo, da nastanejo plini. Plini se ne raztopijo v staljeni kovini, ampak pod pritiskom vdrejo v staljeno kovino in tvorijo mehurčke in pore. Trenutno večina napak v porah, ki se pojavljajo v tovarnah za ulivanje v mokre kalupe v moji državi, pripada tej vrsti "vsiljivih por".
Najbolje je, da se plin, ki ga oddajata peščeni kalup in jedro, odvaja skozi pore peska. Vendar pa so prezračevalne zmogljivosti peščenih kalupov in peščenih jeder omejene, še posebej težko pa je ustvariti izpušne prehode za kompleksna peščena jedra. Ko se količina ustvarjenega plina povečuje, tlak mejnega plina na izvoru plina (imenovan "protitlak") še naprej narašča. Če je hitrost vlivanja visoka, tam statični tlak staljene kovine presega protitlak plina in plin tukaj ne more vdreti v staljeno kovino. Če staljena kovina na vmesniku ne more pravočasno vzpostaviti zadostnega statičnega tlaka, da bi presegla protitlak pri nastajanju plina, bo plin prodrl skozi nestrjeno površino ulitka in prodrl v staljeno kovino ter oblikoval mehurčke. Segreta prostornina mehurčkov, izvrtanih v staljeno kovino, se nagiba k nadaljnjemu širjenju. Poleg tega nekateri viri plina nenehno prenašajo plin in v staljeni kovini se pojavijo nizi mehurčkov. Oblika invazivnih ustic je kroglasta ali hruškasta. Smer, ki jo kaže njegova konica, je smer vira zraka. Velikost invazivnih por je različna. Lahko lebdijo in ostanejo nedaleč nad virom plina v ulitku ali pa se zberejo pod kožo zgornje površine ulitka in tvorijo ravno obliko. Če je temperatura vlivanja visoka in je viskoznost staljene kovine nizka, lahko vsiljivi mehurčki uidejo z zgornje površine peščenega kalupa ali tečejo v prelivni vod s staljeno kovino. Izvor por se razlikuje glede na peščeni kalup ali jedro.
1. Stomatalne okvare je mogoče preprečiti s povečanjem prezračevalne zmogljivosti stene in zmanjšanjem nastajanja plina iz peska za oblikovanje. Posebni vzroki in preventivni ukrepi so naslednji:
1. Kalup zelenega peska ima veliko količino plina: vlažnost peska za oblikovanje je previsoka, zlasti če je vsebnost premoga v prahu prevelika, lahko nenadoma nastane velika količina plina, ko se staljena kovina vlije v votlino kalupa. Če izpuh hkrati ni enakomeren, bo tlak plina presegel lokalni statični tlak staljene kovine in nenadoma prodrl v staljeno kovino ter ustvaril eksploziven pljusk. To se običajno imenuje "dušilni ogenj", ki bo v ulitku ustvaril večje mehurčke. Zato je treba med litjem v zeleni pesek strogo nadzorovati stopnjo stiskanja in vsebnost vlage v kalupnem pesku, stopnja tvorbe plina pa ne sme biti previsoka. Učinkovito vsebnost premoga v prahu v kalupnem pesku je treba predvsem nadzorovati na podlagi morfologije površine ulitka. Če se na površini ulitka rahlo prime pesek, lahko nekoliko povečate količino mletega premoga. Če je površina ulitka pomodrela, je treba učinkovito količino premogovega prahu zmanjšati, da preprečite čezmerno nastajanje plina.
2. Nečistoče v zelenem pesku bodo pri segrevanju oddajale plin: majhne glinene kroglice, razrezane papirnate kroglice, cigaretni ogorki, delci jedra peska, ki absorbirajo vlago, in druge organske snovi, pomešane v pesku za oblikovanje, bodo oddajale plin pri segrevanju in se po tem spremenile. absorbira vodo v zelenem pesku. Izboljšajte intenzivno proizvodnjo plina. Te nečistoče so izpostavljene na površini votline kalupa in bodo neizogibno postale koncentrirane točke emisije plinov. Pri proizvodnji ulitkov številne nepojasnjene napake v porah večinoma povzročijo nečistoče, pomešane v kalupni pesek. Včasih se mehurčki ustvarijo drug za drugim in postanejo vrsta por v prerezu ulitka.
3. Vlaga vpliva na peščeno jedro in notranje hladilno železo v mokrem kalupu: po oblikovanju v določeni livarni ventilov se jedro s peščenim jedrom in škatla s sponko takoj zapreta, peč pa se odpre za vlivanje naslednji dan . Veliko število napak v porah v ulitkih nastane zaradi absorpcije vlage v peščenem jedru. Peščeno jedro s hladnim jedrom zlahka absorbira vlago. Med vlivanjem voda, ki jo absorbira peščeno jedro, pri segrevanju takoj izhlapi v vodno paro in vstopi v staljeno kovino ter tvori mehurčke. Za tovarne, ki ne morejo odpreti peči na isti dan, lahko zaprejo škatlo, ne da bi prej vstavili jedra, in počakajo do dneva odprtja, preden odprejo kalup za pesek, nastavijo jedro, zaprejo kalup in vlijejo, da se izognejo prekomerni absorpciji vlage. peščeni kalup. Pri modeliranju z vročim peskom bodite previdnejši. Če po vlitju počakate nekaj časa, se bo vodna para, ki nenehno izhaja iz vročega peska, kondenzirala v votlini kalupa in namestila jedro s hladnim peskom, nosilec jedra ali notranje hladilno železo. Na primer, slika 28 prikazuje cilindrični ulitek z notranjim premerom 4 palcev (ф101,6 mm). Vsebnost vlage v pesku za vroče oblikovanje je 3,5 %, temperatura je 58 stopinj, notranja temperatura in temperatura jedra peska sta 18 stopinj, ulitek pa pustimo 80 minut po oblikovanju. Po ohlajanju, čiščenju in strojni obdelavi se na ulitkih v bližini zgornje površine peskanega jedra pojavijo difuzno porazdeljene napake v obliki satja, ki nastanejo zaradi kondenzacije vodne pare na površini peščenega jedra.
4. Izpušna zmogljivost peščenega kalupa je nezadostna: zeleni pesek ima visoko prepustnost zraka, kar pomaga pri odvajanju protitlaka na vmesniku. Vendar pa ne sme biti previsoka, da preprečite mehansko lepljenje peska ali hrapavost površine na ulitku. Večja kot je kompaktnost peščenega kalupa, manjša je vrzel med peščenimi zrni in slabša je prezračevalna sposobnost peščenega kalupa med ulivanjem. Da bi preprečili napake v porah, se navadno ni mogoče zanašati samo na zračno prepustnost peščenega kalupa, temveč tudi na dodatne izpušne kanale za izboljšanje izpušne zmogljivosti. Med ročnim oblikovanjem in enostavnim strojnim oblikovanjem, da bi izboljšal sposobnost odzračevanja peščenega kalupa, oblikovalec s koničastim svedrom izvrta nepredirne odzračevalne luknje na hrbtni strani peščenega kalupa. Globina prezračevalne luknje je približno 4 do 5 mm oddaljena od vzorca, s čimer se lahko izognete poškodbam vzorca in lahko prodrejo ali so blizu kohezijske plasti peska za vlivanje, da se zmanjša upor izpušnih plinov. Običajno je tudi vrtanje odzračevalnih lukenj neposredno v ozračje na peščeni kalup. Stroji za vlivanje z višjo stopnjo mehanizacije uporabljajo izpušne kanale v obliki ploščate pločevine in okrogle luknje na šabloni in so opremljeni z izpušnimi iglami, ki niso odprte v atmosfero na vsaki izboklini kalupa. Tudi če je višina prezračevalne odprtine le polovica debeline peščenega kalupa, se bo vrednost prepustnosti zraka na tem mestu podvojila. Nekatere proizvodne linije za modeliranje imajo posebne vrtalne stroje za vrtanje ravnih ali polprehodnih odprtin. Videl sem livarno v tujini, ki je uporabljala visokotlačno linijo za izdelavo blokov cilindrov dizelskih motorjev. Po odprtju zgornjega kalupa za pesek so delavci z dolgim električnim vrtalnikom izvrtali več izpušnih lukenj iz votline kalupa. V votlini kalupa pri navpičnem ločevalnem brizganju so deli, ki zadržujejo zrak, plin pa se lahko odvaja z uporabo izpušnih žlebov pločevine.
5. Nizek tlak in temperatura staljenega železa: Količina peska, pojedenega na zgornji površini kalupne votline zgornjega zaboja s peskom, ne sme biti premajhna. Po eni strani preprečuje, da bi staljeno železo zlomilo peščeni kalup. Po drugi strani pa poveča statični tlak staljenega železa, da zavira razvoj peščene plesni in peskanega jedra. Protitlak zraka. Postavitev zapornih obročev in dvižnih obročev na peščeni kalup lahko poveča tudi hidravlični tlak kovine. Zvišanje temperature vlivanja staljenega železa lahko zmanjša viskoznost staljene kovine, zaradi česar mehurčki lažje plavajo in se izločijo iz staljenega železa. Posebno pozornost posvetite dejanski temperaturi vlivanja zadnje vrste staljenega železa v istem livnem loncu. Ustrezno zvišanje temperature vlivanja ni koristno le za preprečevanje vdora v pore, ampak pomaga tudi pri preprečevanju napak, kot so ukleščenje por in drugih por, hladna izolacija in nezadostno vlivanje. Odpiranje prelivnega dvižnega voda lahko izprazni staljeno železo, pomešano z mehurčki in vključki, iz votline kalupa.
2. Peščeno jedro oddaja plin
Ne glede na vezivo, uporabljeno za izdelavo peskanega jedra, je večja verjetnost, da bo proizvodnja ulitkov povzročila intruzivne porozne napake. Ker je peščeno jedro obdano s staljenim železom in močno segreto, se vezivo razgradi in proizvede veliko količino plina. Peščeno jedro je povezano s sedežem peščenega jedra skozi glavo jedra, plin pa se izpušča iz sedeža jedra iz kalupa. Težko je narediti izpušni sistem gladko. Velika večina napak poroznosti, ki se pogosto pojavljajo v livarnah, ki proizvajajo ulitke z več peščenimi jedri, kot so bloki cilindrov avtomobilskih motorjev in glave cilindrov, je posledica izločanja plinov iz peskanega jedra. Osrednji raziskovalni inštitut korporacije Toyota na Japonskem je preučeval protitlak in mehanizem za ustvarjanje por na vmesniku pri vlivanju staljenega železa v jedro lupine iz fenolne smole in peska za avtomobilske ulitke. Za merjenje spremembe tlaka plina (v cm Fe) jedra lupine skozi čas po ulivanju se na mestu, kjer se lahko pojavijo pore, uporablja senzor tlaka iz silikonske membrane. Hkrati je bilo tudi izmerjeno, da se tlak staljenega železa (tudi v cm Fe) povečuje z dvigom nivoja izlivne tekočine. Rezultati kažejo, da obstajajo trije vrhovi plinskega tlaka peska v jedru (glej krivuljo na sliki 29). I je protitlak, ko staljeno železo le prekrije peščeno jedro; II je najvišji vrh protitlaka po 10 do 30 sekundah; III ima nižjo temensko vrednost, čas trajanja pa je odvisen od vsebnosti smolnega veziva v peščenem jedru. Če je tlak staljenega železa A po vlivanju večji od protitlaka pri ustvarjanju plina jedra lupine, bo krivulja gladka in ne bo prišlo do napak v porah. Če je tlak izlitja staljenega železa B, vrh tlaka plina II znatno niha, kar je zato, ker plin peskanega jedra premaga tlak staljenega železa in vdre v staljeno železo, to je pojav mehurčkov. Če je čas pihanja mehurčkov kratek in čas pred strjevanjem dolg, čeprav ni nujno, da pride do napak v porah, bo napak v porah več, kot če je tlak staljenega železa A. Nekatere napake v zračnih luknjah se lahko pojavijo pri masovni proizvodnji. Če je dejanski tlak staljenega železa le C, protitlak plina peskanega jedra presega tlak staljenega železa in mehurčki se bodo pojavili takoj, ko staljeno železo prekrije peščeno jedro. Nadaljujte, dokler se površina ulitka ne strdi in konice I, II in III krivulje ne izginejo, kar kaže, da morajo biti na ulitku napake v porah. Iz krivulje časovnega tlaka je razvidno, da če tlak staljenega železa preseže protitlak meje kadar koli po vlivanju, ne bo nobenih mehurčkov, ki bi vrtali v staljeno železo iz peščenega jedra.
3. Običajno uporabljene metode za preprečevanje vdora por iz peščene sredice so naslednje:
1. Povečajte izpušno zmogljivost peščenega jedra: kjer je mogoče, mora biti na sredini peščenega jedra gladka izpušna luknja. Če je reža med glavo jedra in sedežem jedra velika, je treba glavo peščenega jedra obdati s tesnilnimi materiali, kot so blazinice iz ognjevzdržnih vlaken iz klobučevine, blatni trakovi, azbestne vrvi itd., da se zagotovi, da staljena kovina ne prodre v izpuh. kanal. Pri debelih in velikih prerezih peščena jedra jih je treba izdolbeti ali vkopati na polovico v mrežasto notranjo votlino in jih nato zalepiti. Najpogosteje uporabljena metoda izpušnih plinov za smolnato samotrjevalno peščeno jedro je uporaba najlonskih pletenih cevi, ki jih je mogoče enostavno vstaviti v peščeno jedro vzdolž poljubne oblike peščenega jedra. Pri peščenih jedrih kompleksnih ulitkov, kot so glave cilindrov motorjev z notranjim zgorevanjem in bloki motorjev, je treba posebno pozornost nameniti izpušni zmogljivosti peščenega jedra. Škatle z vročim jedrom, škatle s hladnim jedrom in lupinasta jedra so v celoti posneta. Izpušnih cevi ni mogoče vnaprej vdelati, lahko pa jih namestite in izdelate prezračevalne igle ali palice med izdelavo jedra (nekatere je treba izvleči pred jedrom). Pogosteje se po utrjevanju peskanega jedra uporabi sveder iz karbidne trdine za vrtanje glave jedra za pomoč pri izpuhu. Nekoč sem videl tujo tovarno avtomobilskih litin za množično proizvodnjo. Pri izdelavi peskanega jedra vodnega plašča glave cilindra z več valji je bil uporabljen poseben vrtalni stroj z več glavami za istočasno vrtanje slepih lukenj za vsako glavo jedra kanala za hladilno vodo peščenega jedra vodnega plašča od spodaj navzgor. Čeprav globina vrtanja ni velika, je izčrpavanje zelo koristno.
2. Čim bolj zmanjšajte nastajanje plina v jedru iz smolnega peska: izberite vezivo z visoko trdnostjo lepljenja, nizkim nastajanjem plina in počasnim nastajanjem plina, zmanjšajte količino dodanega veziva in previdno pecite peščeno jedro, drugi ukrepi pa lahko zmanjšajo nastajanje plina v peščenem jedru. Prostornina plina in hitrost nastajanja plina.
3. Povečajte hitrost izlivanja in temperaturo izlivanja: ob predpostavki, da ne bo prišlo do turbulence in da se bo plin zajel ter kalup ne bo erodiral, je treba hitrost izlivanja povečati, da se hitro poveča pritisk kovinske tekočine in prepreči vdor plina. Poleg tega je tudi najbolje, da zvišate temperaturo izlivanja, da zmanjšate viskoznost staljenega železa, tako da lahko prihajajoči mehurčki zlahka lebdijo in se skupaj s kovinskim tokom izpraznijo v prelivni vod. Zato je mogoče, ko so ulitki ujeti ali vdrejo v pore, napake v porah odpraviti s povišanjem temperature vlivanja za 30 do 50 stopinj. Med proizvodnjo je treba nadzorovati dejansko temperaturo zadnje škatle staljenega železa v vsakem paketu za vlivanje. Ker se temperatura končnega staljenega železa zniža, se verjetno pojavijo napake v porah.
4. Vžig glave jedra: Med vlivanjem prižgite izhod plina iz izpušnega sistema peščenega jedra na vrhu kalupa za pesek, da vžgete plin, ki uhaja iz peščenega jedra. Lahko poveča ekstrakcijsko silo izhoda plina in poveča hitrost izpusta plina iz peska.
