چگونه می توان نقص چسبندگی شن را در تولید قطعات چدن خاکستری با استفاده از فناوری شن و ماسه با روکش فیلم حل کرد؟

مشکل جدی چسبیدن شن و ماسه در تولید 27 کیلوگرم کمربند چدنی خاکستری با استفاده از فناوری شن و ماسه با روکش فیلم یک نقص شایع در فرآیند ریخته گری است. شن و ماسه چسبنده می تواند بار کاری تمیز کردن را به میزان قابل توجهی افزایش دهد ، به کیفیت سطح ریخته گری ها آسیب برساند ، هزینه ها را افزایش دهد و حتی ممکن است منجر به خراش دادن ریخته گری شود. برای حل این مشکل ، یک تحقیق سیستماتیک و بهینه سازی باید از جنبه های مختلفی مانند ماسه های روکش شده ، پارامترهای فرآیند ، ویژگی های آهن مذاب ، طراحی قالب و عملکرد انجام شود. موارد زیر راه حل ها و اقدامات دقیق است:

1. مسائل مربوط به کیفیت با شن و ماسه چند لایه - دلایل اصلی:

الف کیفیت پایین شن و ماسه خام: محتوای کم SiO ₂/ناخالصی های زیاد: ماسه خام با محتوای کم SIO ((مانند <90 ٪) ، یا ناخالصی های بیش از حد مانند فلدسپار ، میکا ، اکسیدهای فلزی قلیایی و غیره ، به طور قابل توجهی باعث کاهش چشمگیر و به راحتی در زیر عمل از عملکرد سنگ آهن مولدن با دمای بالا می شود و باعث می شود شن و ماسه شیمیایی منجر به شیمیایی شود. توزیع اندازه ذرات غیر منطقی: ذرات ماسه ای بیش از حد درشت هستند (مانند> 70 مش) ، شکاف بین ذرات ماسه بزرگ است و آهن مذاب مستعد نفوذ و تشکیل ماسه های مکانیکی است. اگر ذرات ماسه ای خیلی ریز باشند (مانند> 140 مش) ، اگرچه سطح متراکم تر است ، نفوذپذیری ضعیف است و فشار گاز در داخل هسته/قالب ماسه افزایش می یابد ، که در واقع ممکن است باعث نفوذ آهن مذاب یا باعث تخلخل شود. شکل ذرات ضعیف: ماسه ای با ضریب زاویه ای بالا (چند ضلعی) دارای چگالی بسته بندی کمتری و تخلخل بالاتر از شن های دایره ای است و باعث می شود که بیشتر مستعد نفوذ مکانیکی و چسبیدن شن باشد.

ب. عملکرد فیلم رزین کافی: محتوای کافی رزین یا کیفیت پایین: افزودن رزین خیلی کم است (<1.8-2.2 ٪) ، یا خود رزین دارای مقاومت حرارتی کم و مقاومت در برابر دمای بالا ضعیف است ، قادر به تشکیل یک لایه کک به اندازه کافی قوی و متراکم تحت عمل آهن ذوب با درجه حرارت بالا نیست تا به طور موثر به طور موثر انسولیت کند. پخت ناقص: دمای کافی قالب یا زمان پخت در هنگام ساخت هسته می تواند منجر به اتصال متقابل و پخت رزین ، مقاومت کم قالب/هسته ماسه و تجزیه آسان و خرابی در دماهای بالا شود.

چگونه می توان آن را در تولید واقعی حل کرد

ماسه خام با کیفیت بالا را انتخاب کنید: اولویت باید به ماسه خام با محتوای SIO بالا (97 ٪) ، ناخالصی کم ، ضریب زاویه ای کم (گرد یا نیمه دایره ای) و اندازه ذرات متوسط (مخلوط توصیه شده از مش 70/140 یا 50/100 مش) داده شود. بهبود عملکرد ماسه لمینت: افزایش محتوای رزین: به طور مناسب میزان رزین فنولیک اضافه شده (به عنوان مثال به 2.3-2.8 ٪) را افزایش دهید تا از تشکیل یک فیلم رزین به اندازه کافی ضخیم و مداوم اطمینان حاصل شود. اضافه کردن پرکننده نسوز: اضافه کردن مواد افزودنی که می تواند باعث افزایش باعث افزایش نسوز و کاهش تمایل به ماسه های روکش شده شود: پودر زیرکونیا: بهترین اثر ، نسوز بسیار بالا (> 2000 ℃) ، اما بالاترین هزینه. این می تواند تا حدی ماسه اصلی را جایگزین کند یا به عنوان یک افزودنی (5-20 ٪) استفاده شود. پودر کرومیت: کاهش زیاد ، ضریب پایین انبساط حرارتی و مقاومت خوب در برابر نفوذ فلز. پودر اولیوین: ثبات و مقاومت در برابر درجه حرارت بالا در برابر فرسایش سرباره قلیایی. پودر آلومینا بالا پودر/پودر مولیت: قدرت درجه حرارت بالا را بهبود می بخشد. از رزین با کارایی بالا استفاده کنید: رزین را انتخاب کنید که به طور خاص برای شن و ماسه لمینت با مقاومت در برابر آتش بالا ، استحکام بالا و تولید گاز کم (مانند رزین فنلی اصلاح شده) طراحی شده است. از پخت کافی اطمینان حاصل کنید: پارامترهای فرآیند ساخت هسته را به شدت کنترل کنید (دمای قالب معمولاً بین 220-260 است و زمان پخت با توجه به اندازه هسته ماسه تنظیم می شود) تا اطمینان حاصل شود که رزین به طور کامل درمان می شود.

2. دلایل ریختن سیستم و پارامترهای فرآیند

الف دمای بیش از حد: چدن خاکستری دارای سیالیت خوبی است ، و دمای بیش از حد ریختن (مانند> 1450 ℃) باعث افزایش قابل توجه نفوذ آهن مذاب به ذرات ماسه می شود و چسبندگی شن را تشدید می کند. درجه حرارت بالا نیز به احتمال زیاد به فیلم رزین آسیب می رساند.

ب. سرعت ریختن بیش از حد: سرعت ریختن بیش از حد باعث افزایش نیروی گرگرفتگی فلز مذاب بر روی دیواره حفره می شود ، به یکپارچگی سطح ماسه/سطح هسته آسیب می رساند ، خطر نفوذ آهن مذاب را افزایش می دهد و فشار گاز همچنین ممکن است آهن مذاب را به شکاف بین ذرات ماسه فشار دهد.

ج. سر بیش از حد (ارتفاع ریختن): فشار بیش از حد استاتیک فلز ، آهن مذاب را وادار می کند تا به راحتی در منافذ بین ذرات ماسه نفوذ کند.

د. تأثیر ترکیب آهن مذاب: معادل کربن بالا (CE): محتوای بالای سیلیکون کربن (CE> 4.3-4.5) به طور قابل توجهی سیالیت آهن مذاب را بهبود می بخشد و تمایل نفوذپذیری آن را افزایش می دهد. نسبت منگنز/S پایین: هنگامی که میزان گوگرد خیلی زیاد است یا میزان منگنز کافی نیست ، MNS کمتری تشکیل می شود ، که برای تشکیل فیلم اکسید متراکم/سولفید روی سطح ریخته گری مساعد نیست تا از نفوذ جلوگیری کند. برای کنترل نسبت MN/S بین 8-12 توصیه می شود. محتوای فسفر: فسفر بالا (1 / 0P>) باعث کاهش تنش سطح آهن مذاب ، افزایش خیس شدن و ترویج نفوذ می شود. اکسیداسیون: اکسیداسیون بیش از حد آهن مذاب ممکن است اجزاء اکسید بیشتری ایجاد کند و بر شکل گیری یک فیلم محافظ بر روی سطح تأثیر می گذارد.

راه حل - دمای ریختن را به شدت کنترل کنید: ضمن اطمینان از پر کردن کامل و جلوگیری از عایق سرد ، سعی کنید تا حد امکان دمای ریختن را کاهش دهید. برای یک قرقره چدن خاکستری 27 کیلوگرم ، کنترل دمای ریختن بین 1360-1400 ℃ (تنظیم شده با ضخامت دیواره ، با حد پایین برای قطعات دیواری ضخیم) معمولاً یک هدف امکان پذیر است. دماسنج باید با دقت کالیبره شود! بهینه سازی سرعت ریختن: سرعت ریختن صاف و متوسط را اتخاذ کنید. برای کاهش تأثیر مستقیم بر روی حفره قالب ، از یک سیستم ریختن با کیسه های بافر یا تزریق پایین استفاده کنید. ارتفاع تورفتگی را کاهش دهید: ضمن اطمینان از پر کردن ، سعی کنید ارتفاع فنجان Sprue را کاهش دهید یا از یک پله پله استفاده کنید. ترکیب آهن مذاب را بهینه کنید: در حالی که در هنگام ملاقات با خواص مکانیکی (عمدتا قدرت) ریخته گری ، به طور مناسب معادل کربن (CE) (مانند هدف CE = 4.0-4.2) ، به ویژه محتوای سیلیکون را کاهش می دهد. از نسبت MN/S کافی اطمینان حاصل کنید (10 ≥): با تنظیم نسبت قراضه/خوک یا اضافه کردن آهن منگنز ، اطمینان حاصل کنید که میزان منگنز برای خنثی کردن گوگرد و تشکیل MNS کافی است. اکسیداسیون آهن مذاب را کنترل کنید: درمان با تلقیح قبل از کوره را انجام دهید (بهبود مورفولوژی گرافیت ، به طور غیرمستقیم بر سطح تأثیر می گذارد) ، از هم زدن بیش از حد یا عایق طولانی دمای بالا که ممکن است باعث اکسیداسیون شود ، خودداری کنید.

10

الف فشرده سازی کافی از قالب ماسه/هسته: فشار کافی تزریق هسته ، اگزوز قالب ضعیف یا زمان تزریق شن و ماسه کوتاه منجر به فشرده سازی محلی کم قالب ماسه/هسته ، تخلخل زیاد و نفوذ آسان توسط آهن مذاب می شود.

ب. دمای قالب بیش از حد زیاد است: در طول تولید مداوم ، دمای قالب بسیار زیاد (> 280 ℃) جمع می شود و باعث می شود قبل یا در حین انفجار شن و ماسه ، ماسه های روکش شده را برطرف کند و بر استحکام کلی و یکنواختی قالب شن و ماسه تأثیر بگذارد.

ج. روکش ریخته گری بلااستفاده (یا نادرست استفاده شده): پوشش بدون رنگ: برای ریخته گری هایی که دارای نیازهای زیاد یا مناطقی هستند که مستعد چسبندگی شن هستند ، استفاده از پوشش مقاوم در برابر آتش بسیار خطرناک است. کیفیت پوشش ضعیف: مقاومت در برابر آتش سوزی کم ، ثبات تعلیق ضعیف ، پوشش نازک یا پوشش ناهموار. خشک شدن کافی: پوشش قبل از اینکه کاملاً خشک شود ، ریخته می شود و آب در دماهای بالا تبخیر می شود و فشار ایجاد می کند که ممکن است آهن مذاب را به شکاف بین ذرات ماسه سوق دهد یا باعث شود که پوشش آن از بین برود.

د. حذف قالب/آسیب دیدگی: قالب/هسته ماسه در طی فرآیند حذف قالب ، کنترل و مونتاژ هسته بریده می شود و در نتیجه شل شدن موضعی یا آسیب به سطح ایجاد می شود.

ه. طراحی نادرست از موقعیت اسپری: اسپری مستقیماً رو به دیواره حفره یا دیواره نازک قرار دارد و باعث می شود آهن مذاب با سرعت بالا مستقیماً سطح قالب/هسته ماسه را شسته شود.

راه حل - فرآیند ساخت هسته را بهینه سازی کنید: از فشار کافی تزریق شن و ماسه و زمان نگه داشتن اطمینان حاصل کنید که قالب/هسته ماسه ای جمع و جور و یکنواخت است. به طور مرتب تمیز و قالب را حفظ کنید تا از شاخه های اگزوز صاف اطمینان حاصل شود. دمای قالب را کنترل کنید و در صورت لزوم ، دستگاه های خنک کننده دمای قالب (مانند کانال های خنک کننده آب) را اضافه کنید یا چرخه تولید را گسترش دهید. استفاده اجباری از پوشش های نسوز با کیفیت بالا و کاربرد صحیح.