نحوه جلوگیری از ورود سرباره در ریخته گری فوم از دست رفته?

مقدمه

ریخته گری فوم گم شده (LFC) به عنوان یکی از پیشرفته ترین فناوری های ریخته گری نزدیک به شبکه در تولید ریخته گری مدرن شناخته شده است..

با جایگزینی قالب ها و هسته های معمولی با الگوهای فوم قابل مصرف, این فرآیند مزایای متعددی را ارائه می دهد, از جمله قالب گیری ساده, دقت ابعادی بالا, پرداخت سطح عالی, کاهش هزینه ماشینکاری, و توانایی تولید ریخته گری بسیار پیچیده.

این روش به یک روش تولید مهم برای قطعات خودرو تبدیل شده است, بدنه پمپ و شیر, ماشین آلات کشاورزی, تجهیزات معدن, و انواع ریخته گری صنعتی.

با این حال, با وجود مزایای فراوان, ریخته‌گری فوم گمشده همچنین چالش‌های فرآیندی منحصربه‌فردی را معرفی می‌کند که به ندرت در ریخته‌گری شن و ماسه معمولی با آن مواجه می‌شویم..

در حین ریختن, الگوی فوم تحت پیرولیز سریع و گازی شدن قرار می گیرد, تولید حجم زیادی از محصولات تجزیه گازی و مایع.

همراه با اکسیداسیون فلز مذاب, مسائل مربوط به یکپارچگی پوشش, ناپایداری ماسه خشک, و پارامترهای فرآیند نامناسب, این عوامل می تواند منجر شود گنجاندن سرباره, یکی از رایج ترین و سخت ترین عیوب ریخته گری.

1. گنجاندن سرباره در ریخته گری فوم گمشده چیست؟?

ورود سرباره یک عیب معمول و بحرانی ریخته گری است ریخته گری فوم گمشده (LFC), با اشاره به به دام افتادن مواد خارجی غیر فلزی در داخل یا روی سطح ریخته گری در طول پر کردن قالب و انجماد.

برخلاف حفره های تخلخل گاز یا انقباض, آخال های سرباره از آلاینده های جامد تشکیل شده است که در زمینه فلزی جاسازی می شوند., به طور بالقوه ظاهر و یکپارچگی ساختاری قطعه تمام شده را به خطر می اندازد.

در ریخته گری فوم گمشده, ترکیبات سرباره پیچیده تر از ریخته گری شن و ماسه معمولی است زیرا این فرآیند شامل تبخیر همزمان الگوی کف می شود., تجزیه مواد پلیمری, تخلیه گازها, و پر کردن قالب با فلز مذاب.

هر گونه ناپایداری در این مراحل می تواند آلاینده ها را وارد حفره ریخته گری کند.

انواع متداول سرباره

ذرات سرباره در ریخته گری فوم از دست رفته ممکن است از منابع مختلفی منشاء گرفته شود, از جمله:

• نبرد فلز مذاب در طی عملیات ذوب یا آلیاژ ایجاد می شود.
• فیلم های اکسیدی از اکسیداسیون فلز مذاب در هنگام ریختن تشکیل می شود.
• قطعات پوشش نسوز ناشی از ترک خوردگی پوشش, لایه برداری, یا فرسایش.
• ذرات شن و ماسه خشک ورود به حفره از طریق پوشش های آسیب دیده یا آب بندی ضعیف قالب.
• بقایای پیرولیز الگوی فوم, از جمله رسوبات کربنی و مواد پلیمری نیمه تجزیه شده.
• آلاینده های خارجی, مانند گرد و غبار, زباله های نسوز, یا ناخالصی های وارد شده در حین جابجایی و آماده سازی قالب.

زیرا این مواد خواص فیزیکی و شیمیایی متفاوتی نسبت به فلز اطراف دارند, آنها پس از انجماد به صورت ناپیوستگی در قالب ریخته گری باقی می مانند.

ظاهر معمولی

ظاهر آخال های سرباره به نوع آلاینده و آلیاژ ریخته گری بستگی دارد. ویژگی های مشترک عبارتند از:

• لکه های نامنظم سیاه یا خاکستری تیره روی سطوح ماشین کاری شده.
• ذرات سیلیس سفید یا روشن که در فلز جاسازی شده اند.
• فیلم های اکسید نازک یا آخال های لایه ای.
• ذرات غیر فلزی خوشه ای که در نزدیکی سطح یا در مناطق محلی توزیع شده اند.
• لکه های سطح ناهموار همراه با چسبندگی شن و ماسه.
• حفره هایی که تا حدی با مواد نسوز یا سرباره پر شده اند.

در بسیاری از موارد, اجزاء سرباره تنها پس از برداشتن پوست ریخته‌گری توسط ماشینکاری قابل مشاهده می‌شوند, آشکار کردن ذرات غیرفلزی جاسازی شده در زیر سطح.

چرا گنجاندن سرباره یک نقص جدی است؟

اجزاء سرباره بیش از عیوب آرایشی هستند - آنها می توانند به طور قابل توجهی کیفیت ریخته گری و عملکرد خدمات را کاهش دهند.. بسته به اندازه و مکان آنها, ممکن است منجر شوند:

• کاهش استحکام کششی و چقرمگی ضربه.
• مقاومت در برابر خستگی کمتر به دلیل تمرکز تنش در اطراف آخالها.
• سفتی فشار ضعیف در شیرها, پمپ ها, و قطعات هیدرولیک.
• افزایش ضایعات ماشینکاری ناشی از آخال های آشکار روی سطوح تمام شده.
• کاهش مقاومت در برابر سایش و عملکرد آب بندی.
• ایجاد ترک بالقوه تحت بارگذاری سیکلی یا حرارتی.

برای اجزای حیاتی ایمنی مانند بلوک های موتور, محفظه پمپاژ, بدنه شیرهای پروانه ای, منیفولدهای هیدرولیک, و کشتی های فشار, حتی ذرات کوچک سرباره ممکن است منجر به رد شوند زیرا می توانند قابلیت اطمینان و دوام طولانی مدت را به خطر بیندازند..

چگونه گنجاندن سرباره با سایر عیوب ریخته گری متفاوت است

ورود سرباره اغلب با سایر عیوب داخلی اشتباه گرفته می شود, اما ویژگی های آن متمایز است.

2. تجزیه و تحلیل علت ریشه ای گنجایش سرباره در ریخته گری فوم از دست رفته

یک عامل به ندرت باعث ورود سرباره در ریخته گری فوم از دست رفته می شود.

در عوض, این یک است نقص سیستماتیک ناشی از تعامل کیفیت الگو, عملکرد پوشش نسوز, عملیات قالب گیری, تمیزی فلز مذاب, شرایط ریختن, کنترل خلاء, و طراحی سیستم دروازه.

خرابی پوشش نسوز: بحرانی ترین علت

پوشش نسوز تنها مانع محافظی است که فلز مذاب را از ماسه خشک اطراف جدا می کند.

چندین عملکرد را انجام می دهد, از جمله حمایت از حفره قالب, جلوگیری از نفوذ شن و ماسه, کنترل نفوذپذیری گاز, مقاومت در برابر شوک حرارتی, و محافظت از سطح ریخته گری.

در نتیجه, یکپارچگی پوشش پایه ریخته گری فوم از دست رفته بدون نقص است.

هنگامی که پوشش یکپارچگی خود را از دست می دهد, ذرات شن و ماسه, قطعات پوشش, و بقایای تجزیه می توانند به راحتی وارد جریان فلز مذاب شوند, منجر به آخال های سرباره می شود.

شکست پوشش به طور کلی به سه شکل رخ می دهد.

ترک خوردگی مکانیکی در حین کار با الگو

قبل از ریختن, الگوهای فوم پوشش داده شده تحت حمل و نقل قرار می گیرند, مجمع, خشک کردن, پر کردن شن و ماسه, و تراکم ارتعاش.

در طول این عملیات, پوشش در معرض کشش قرار می گیرد, فشاری, و تنش های خمشی.

ترک ها اغلب در آن ایجاد می شوند:

• مفاصل الگو
• اتصالات اسپرو به دونده
• تقاطع های دونده به ورودی
• گوشه های تیز
• مقاطع جدار نازک
• مناطق با ضخامت پوشش ناهموار

حتی ترک‌های میکروسکوپی ممکن است به کانال‌هایی تبدیل شوند که از طریق آن ماسه خشک در حین ریختن به داخل حفره قالب کشیده می‌شود..

فرسایش در دمای بالا توسط فلز مذاب

در حین ریختن, فلز مذاب به طور مداوم به اسپرو برخورد می کند, دونده, و دیوارهای حفره در دماهایی که معمولاً از 1,380درجه سانتی گراد تا 1560 درجه سانتی گراد, بسته به آلیاژ.

اگر پوشش کافی نباشد:

• استحکام اتصال در دمای بالا
• مقاومت در برابر سایش
• پایداری نسوز

سطح آن به تدریج فرسایش می یابد, پوست می کند, یا پوسته پوسته می شود. سپس ذرات نسوز جدا شده با فلز مذاب منتقل می شوند و به عنوان آخال های غیرفلزی در قالب ریخته گری جاسازی می شوند..

سیستم دروازه به ویژه آسیب پذیر است زیرا قبل از پر شدن کامل حفره، در معرض قرار گرفتن طولانی مدت در معرض فلز مذاب با سرعت بالا قرار می گیرد..

خرابی شوک حرارتی

یکی از مشخصه های تعیین کننده ریخته گری فوم از دست رفته تماس ناگهانی بین پوشش های دمای اتاق و فلز مذاب در دماهای بسیار بالا است..

این تغییر دمای سریع باعث ایجاد تنش حرارتی شدید در لایه پوشش می شود.

ممکن است پوشش هایی با مقاومت شوک حرارتی ضعیف ایجاد شوند:

• ترک های سطحی
• لایه بندی داخلی
• پوسته پوسته شدن محلی
• شکستگی کامل

این عیوب ماسه خشک اطراف را مستقیماً در معرض فلز مذاب قرار می دهند, احتمال ورود سرباره و ماسه را تا حد زیادی افزایش می دهد.

آب بندی ناکافی و نقاط ضعف در سیستم گیتینگ

سیستم دروازه به عنوان مسیر اصلی برای ورود فلز مذاب به حفره قالب عمل می کند, یکپارچگی ساختاری آن برای جریان فلز تمیز ضروری است.

در عمل, رابط های بین اسپرو, دونده, خوردن, و الگوی فوم از آسیب پذیرترین مکان ها برای ورود سرباره هستند.

مشکلات بالقوه شامل:

• چسبندگی ضعیف بین اجزای فوم.
• پوشش ناکافی پوشش در مفاصل.
• ترک هایی که در حین حمل و نقل یا لرزش ایجاد می شوند.
• اتصالات شل پس از فشرده سازی قالب.
• دهانه های اسپروی که به اندازه کافی مهر و موم نشده اند که اجازه می دهد شن یا گرد و غبار شل قبل از ریختن وارد شود.

هنگامی که فلز مذاب از این مناطق ضعیف عبور می کند, شن و ماسه خشک اطراف و بقایای پوشش را می توان مستقیماً در جریان فلز شست, ایجاد آخالهای موضعی که اغلب تا زمان ماشینکاری تشخیص آنها دشوار است.

تقویت مناسب مفصل, کاربرد پوشش یکنواخت, و بازرسی دقیق قبل از قالب گیری برای حفظ یک سیستم دروازه ای کاملاً مهر و موم ضروری است.

سرعت جریان بیش از حد فلز و فرسایش پوشش

رفتار هیدرودینامیکی فلز مذاب تأثیر مستقیمی بر تشکیل سرباره دارد.

با افزایش سرعت ریختن, انرژی جنبشی جریان فلزی به طور قابل توجهی افزایش می یابد, تشدید تاثیر آن بر روی پوشش نسوز و سطوح قالب.

چندین شرایط فرآیند می توانند به فرسایش بیش از حد کمک کنند:

• سر متالوستاتیک بالا ناشی از ارتفاع زیاد ریختن.
• بخش های دروازه ای بزرگ که سرعت فلز محلی را تسریع می کنند.
• جریان آشفته ناشی از تغییرات ناگهانی در هندسه دونده.
• ریزش ناپایدار ناشی از قطع یا نوسان جریان های فلزی.
• دمای ریختن بیش از حد بالا که چسب های پوشش را نرم می کند.

تحت این شرایط, پوشش در معرض آبشستگی مکانیکی مداوم قرار می گیرد.

فرسایش پیشرونده چسبندگی آن را ضعیف می کند, باعث می شود ذرات نسوز جدا شوند و در فلز در حال جریان قرار بگیرند.

علاوه بر این, جریان متلاطم فلزی، لایه‌های اکسیدی و سرباره‌های سطحی را به درون ریخته‌گری تا می‌کند, افزایش بیشتر غلظت اجزاء غیر فلزی.

به همین دلیل, سیستم های ریخته گری فوم گمشده مدرن بر صاف بودن تاکید دارند, پر کردن آرام با سیستم های دروازه ای که با دقت طراحی شده اند که تلاطم و سایش پوشش را به حداقل می رساند.

کنترل نامناسب خلاء و شن و ماسه

خلاء یکی از مشخصه های تعیین کننده ریخته گری فوم از دست رفته است. قالب ماسه خشک را تثبیت می کند, تجزیه کف را افزایش می دهد, تخلیه گاز را ترویج می کند, و پر شدن قالب را بهبود می بخشد.

با این حال, فشار خلاء باید به دقت کنترل شود.

فشار منفی بیش از حد می تواند به طور قابل توجهی خطر ورود سرباره را از طریق دو مکانیسم اولیه افزایش دهد.

اولی, خلاء قوی تر سرعت پر شدن فلز مذاب را افزایش می دهد, در نتیجه تنش برشی دیوار را افزایش داده و فرسایش پوشش را تسریع می کند.

دوم, در صورت وجود ترک یا نقص در پوشش, اختلاف فشار در سراسر پوشش آسیب دیده به طور فعال ذرات ماسه خشک را به جریان فلز مذاب می کشاند.

به جای اینکه خارج از حفره باقی بماند, شن و ماسه به معنای واقعی کلمه از طریق عیوب پوشش مکیده شده و به داخل ریخته گری منتقل می شود.

این توضیح می دهد که چرا خلاء بیش از حد اغلب با:

• نرخ گنجاندن شن و ماسه بالاتر.
• افزایش چسبندگی شن و ماسه.
• فرسایش پوشش شدیدتر.
• آلودگی سطحی بیشتر.

بنابراین، حفظ سطح خلاء بهینه و پایدار برای متعادل کردن پشتیبانی قالب ضروری است, تخلیه گاز, و پیشگیری از شمول.

ویژگی های شن و ماسه خشک نامناسب

اگرچه ماسه خشک در شرایط عادی مستقیماً با فلز مذاب تماس پیدا نمی کند, خواص فیزیکی آن به شدت بر احتمال ورود سرباره تأثیر می گذارد.

چندین ویژگی شن و ماسه از اهمیت ویژه ای برخوردار است:

• ماسه بیش از حد درشت می تواند راحت تر به ریز ترک های پوشش نفوذ کند و احتمال بیشتری دارد که در سطح ریخته گری جاسازی شود..
• گرد و غبار یا ذرات ریز زیاد در ماسه بازیافتی می توان با جریان گاز یا خلاء حمل کرد, تشکیل اجزاء غیر فلزی پراکنده در سراسر ریخته گری.
• دانه های شن و ماسه زاویه دار ایجاد سایش بیشتر در هنگام تراکم ارتعاش, افزایش خطر آسیب پوشش در مقایسه با دانه های گرد.
• ماسه بازیافتی ضعیف تمیز شده ممکن است حاوی قطعات پوشش باقیمانده باشد, اکسیدهای فلزی, یا آلاینده های خارجی که به منابع اضافی آخال تبدیل می شوند.

تا این خطرات را به حداقل برسانیم, ریخته گری ها باید تمیز استفاده کنند, ماسه سیلیس خشک با توزیع اندازه ذرات کنترل شده, به طور منظم ریزدانه ها را از شن و ماسه بازیافتی حذف کنید, و کیفیت شن و ماسه را از طریق نظارت معمول حفظ کنید.

انتقال فلز مذاب و سرباره آلوده

حتی با یک سیستم قالب و پوشش بهینه, فلز مذاب کثیف منبع اصلی ورود سرباره است.

در حین ذوب و جابجایی فلز, ناخالصی های غیر فلزی به طور مداوم از طریق اکسیداسیون تولید می شوند, تشکیل سرباره, سایش نسوز, و واکنش های درمان آلیاژ.

منابع معمولی عبارتند از:

• سرباره کوره.
• فیلم های اکسیدی.
• ذرات نسوز ملاقه.
• بقایای تلقیح.
• محصولات واکنش گره سازی در آهن شکل پذیر.
• اکسیداسیون ثانویه در هنگام ضربه زدن و ریختن.
• آلاینده های وارد شده در حین انتقال فلز.

در صورتی که قبل از ریختن این ناخالصی ها کاملاً از بین نرود, آنها مستقیماً به سیستم دروازه جریان می یابند و در نهایت در داخل ریخته گری به دام می افتند.

ریخته‌گری‌های فولادی به‌ویژه حساس هستند زیرا دمای ریختن بالاتر آن‌ها اکسیداسیون را تسریع می‌کند, تولید آخال های اکسید اضافی در طول انتقال فلز.

بنابراین، ریخته‌گری‌های مدرن از طیف وسیعی از تکنیک‌های تصفیه فلز مذاب استفاده می‌کنند - از جمله سرباره‌گیری, فیلتراسیون فوم سرامیکی, شیوه های بهینه ملاقه, و ریختن کنترل شده - برای اطمینان از بالاترین تمیزی فلز ممکن قبل از پر کردن قالب.

3. راهبردهای پیشگیری از گنجاندن سرباره در ریخته گری فوم از دست رفته

دستیابی به ریخته گری به طور مداوم تمیز در ریخته گری فوم از دست رفته به چیزی بیش از اصلاح عیوب فردی پس از تولید نیاز دارد..

زیرا گنجاندن سرباره می تواند از پوشش نسوز منشاء گیرد, الگوی فوم, سیستم شیروانی, ماسه قالب گیری, فلز مذاب, یا فرآیند ریختن,

موثرترین راه حل ایجاد یک سیستم کنترل فرآیند یکپارچه است که در آن هر مرحله به جلوگیری از آلودگی کمک می کند.

به جای تلقی سرباره به عنوان یک مشکل مجزا, ریخته گری های پیشرو یک "فلسفه تولید صفر شمول».,

تمرکز بر حفظ تمیزی فلز و محافظت از حفره قالب از لحظه ای که الگوی فوم مونتاژ می شود تا زمانی که قالب ریخته گری به طور کامل جامد شود..

یک سیستم پوشش نسوز با یکپارچگی بالا بسازید

پوشش نسوز مهم ترین مانع محافظ در ریخته گری فوم از دست رفته است.

فلز مذاب را از ماسه خشک جدا می کند و در عین حال به گازهای حاصل از تجزیه کف اجازه می دهد تا خارج شوند..

بنابراین پوشش باید به تعادل مطلوب بین دست یابد استحکام مکانیکی, نسوز, نفوذپذیری, و مقاومت در برابر شوک حرارتی.

پوششی که بیش از حد متخلخل است به فلز مذاب اجازه می دهد تا در قالب نفوذ کند, در حالی که یکی با نفوذپذیری ناکافی گازهای تجزیه را به دام می اندازد.

به همین ترتیب, پوشش هایی با مقاومت مکانیکی ضعیف ممکن است در حین جابجایی ترک بخورند, در حالی که استحکام ناکافی در دمای بالا می تواند منجر به فرسایش و پوسته شدن در هنگام ریختن شود.

از پوشش های مختلف برای عملکردهای مختلف استفاده کنید

یکی از اشتباهات رایج اعمال ضخامت پوشش یکسان در کل خوشه الگو است.

در عمل, مناطق مختلف بارهای حرارتی و مکانیکی بسیار متفاوتی را تجربه می کنند.

به عنوان مثال:

• اسپروس بالاترین سرعت فلز را تجربه کنید.
• دونده تحمل فرسایش طولانی مدت فلز.
• ورودی تحت شوک حرارتی شدید قرار می گیرند.
• حفره های ریخته گری در درجه اول به ثبات ابعادی و پرداخت سطح نیاز دارند.

بنابراین, بسیاری از ریخته گری های پیشرفته عمداً الف 30-50% پوشش ضخیم تر روی سیستم دروازه نسبت به بدنه ریخته گری.

این پوشش تقویت شده به عنوان یک لایه محافظ فداکاری عمل می کند که در برابر آبشستگی طولانی مدت فلز بدون آلودگی حفره ریخته گری مقاومت می کند..

سیستم های بایندر با کارایی بالا را انتخاب کنید

بایندر تا حد زیادی تعیین می کند که آیا پوشش از شوک حرارتی جان سالم به در می برد یا خیر.

معمولاً از پوشش‌های فوم گمشده مدرن استفاده می‌شود:

• چسباننده سیلیس کلوئیدی
• سیستم های نسوز آلومینیوم سیلیکات
• پوشش های مبتنی بر زیرکون
• پوشش های مبتنی بر مولایت
• عوامل باندینگ سرامیکی با دمای بالا

به جای ترک خوردن در اثر حرارت ناگهانی, این سیستم های بایندر پیشرفته به تدریج متخلخل می شوند, حفظ یکپارچگی ساختاری در طول ریختن.

کنترل شرایط خشک کردن

اگر خشک شدن به خوبی کنترل نشود، حتی پوشش های درجه یک نیز ممکن است شکست بخورند.

خشک کردن مناسب باید فراهم کند:

• حذف یکنواخت رطوبت
• انقباض کنترل شده
• استحکام پوشش پایدار
• پخت کامل بدون شکنندگی بیش از حد

خشک شدن سریع ممکن است تنش کششی داخلی ایجاد کند که باعث ایجاد ریزترک های نامرئی می شود, در حالی که خشک شدن ناکافی رطوبت باقیمانده ای را ایجاد می کند که چسبندگی پوشش را ضعیف می کند و خطر پوسته شدن مواد منفجره را در هنگام ریختن افزایش می دهد..

یکپارچگی ساختاری مجموعه الگوی فوم را تقویت کنید

الگوی فوم قابل مصرف در مقایسه با قالب های معمولی نسبتا شکننده است.

در حین حمل و نقل, مجمع, پر کردن شن و ماسه, و تراکم ارتعاش, بخش های فوم پشتیبانی نشده می توانند خم شوند یا تغییر شکل دهند, باعث ترک خوردن پوشش قبل از شروع ریختن می شود.

بنابراین حفظ صلبیت ساختاری برای جلوگیری از نفوذ شن و ماسه ضروری است.

تقویت سیستم های راه اندازی طولانی

اسپروهای بلند و رانرها باید با استفاده از تقویت شوند:

• دنده های پشتیبانی فوم
• میله های تقویت کننده موقت
• آستین های پلاستیکی یا کامپوزیت
• براکت های پشتیبانی خارجی

این آرماتورها خمش را در طول فشرده سازی قالب به حداقل می رساند و آسیب پوشش را به میزان قابل توجهی کاهش می دهد.

بهینه سازی طراحی مشترک

اتصالات بین:

• اسپرو و ​​رانر
• دونده و ingate
• ورودی و ریخته گری

باید به نمایش بگذارد:

• قدرت پیوند زیاد
• تراز دقیق
• انتقال های صاف
• پوشش کامل پوشش

اتصالات شل یا با پیوند ضعیف از جمله رایج ترین نقاط ورود ماسه خشک و قطعات پوشش هستند.

از بین بردن تمرکز استرس

گوشه های تیز باعث ایجاد تنش موضعی در حین خشک شدن و انبساط حرارتی می شوند.

جایگزینی تقاطع های 90 درجه با فیله های سخاوتمندانه بهبود می یابد:

• تداوم پوشش
• استحکام مکانیکی
• مقاومت در برابر شوک حرارتی
• پایداری جریان فلز

انتقال صاف همچنین باعث کاهش تلاطم در طول پر شدن قالب می شود.

یک روش قالب گیری ملایم و کنترل شده را اتخاذ کنید

عملیات قالب گیری یکی از نادیده گرفته ترین منابع گنجاندن سرباره است.

حتی یک الگوی کاملاً پوشش داده شده می تواند در اثر پر کردن نامناسب ماسه یا لرزش بیش از حد آسیب ببیند.

فلاسک را به تدریج پر کنید

ماسه خشک هرگز نباید مستقیماً روی خوشه فوم ریخته شود.

در عوض:

1. یک لایه شن و ماسه را در کف فلاسک قرار دهید.
2. الگوی پوشش داده شده را به طور ایمن قرار دهید.
3. شن و ماسه را به آرامی با استفاده از شیلنگ انعطاف پذیر یا تغذیه پرده وارد کنید.
4. قبل از شروع تراکم، اجازه دهید ماسه به طور طبیعی الگو را احاطه کند.

این کار تاثیر مستقیم روی سطح پوشش را به حداقل می رساند.

بهینه سازی تراکم لرزش

ارتعاش باید یک توالی پیشرونده را دنبال کند.

در ابتدا:

• دامنه کم
• فرکانس پایین
• فشرده سازی ملایم

پس از اینکه الگو به طور کامل دفن شد:

• شدت ارتعاش را افزایش دهید
• دستیابی به تراکم ماسه یکنواخت
• از اثرات ناگهانی جلوگیری کنید

ارتعاش تهاجمی در ابتدای قالب گیری اغلب باعث ایجاد ترک در پوشش می شود, به خصوص در اطراف سیستم دروازه.

جلوگیری از حرکت الگو

در حین ارتعاش, خوشه فوم باید کاملاً ثابت بماند.

حرکت غیرمنتظره یا شناور شدن الگو می تواند:

• لایه های پوشش را بشکنید
• اتصالات باند شده را جدا کنید
• مزاحم شن های اطراف
• افزایش ریسک ورود

وسایل موقعیت یابی مناسب مخصوصاً برای ریخته گری های بزرگ مهم هستند.

بهینه سازی طراحی دروازه برای جریان فلزی تمیز

سیستم دروازه تعیین می کند که فلز مذاب چگونه وارد قالب می شود و تأثیر مستقیمی بر آشفتگی دارد, فرسایش پوشش, تشکیل اکسید, و حمل و نقل سرباره.

یک سیستم دروازه ای بهینه باید ترویج کند پایدار, جهت دار, و پر شدن با آشفتگی کم.

کاهش انرژی ضربه فلز

سرعت ضربه بیش از حد باعث تسریع فرسایش پوشش می شود.

بهبود طراحی شامل:

• ارتفاع مناسب اسپرو
• انتقال روان دونده
• گوشه های گرد
• سطح مقطع دونده متعادل
• منطقه خفگی کنترل شده

این ویژگی ها انرژی جنبشی را کاهش می دهند و در عین حال سرعت پر شدن کافی را حفظ می کنند.

ویژگی های کنترل سرباره را یکپارچه کنید

سیستم های دروازه مدرن اغلب شامل می شوند:

• تله های سرباره
• دونده های بدون چربی
• حوضچه های آب پاش
• اصلاح کننده های جریان سرامیکی
• جیب های ته نشینی

این ویژگی ها آخال های غیر فلزی را قبل از ورود به حفره ریخته گری جدا می کنند.

بهبود آب بندی اسپرو

دهانه اسپرو به ویژه در برابر آلودگی آسیب پذیر است.

استفاده از آستین های گرافیتی, درج های سرامیکی, یا اجزای آب بندی اختصاصی مانع قابل اعتمادتری در برابر شن و ماسه سست ایجاد می کند و از فرسایش پوشش در مراحل اولیه ناشی از جریان اولیه فلزی با سرعت بالا جلوگیری می کند..

پارامترهای دمای ریختن و خلاء را بهینه کنید

دمای ریختن و فشار خلاء باید با هم در نظر گرفته شوند زیرا هر دو بر رفتار جریان فلز و پایداری پوشش تأثیر می‌گذارند.

کمترین دمای عملی ریختن را انتخاب کنید

دمای ریزش بیشتر افزایش می یابد:

• فرسایش پوشش
• اکسیداسیون
• سرعت تجزیه کف
• تلاطم فلزی
• تشکیل سرباره

هر زمان که ممکن است, ریختن باید در کمترین دمایی انجام شود که هنوز پر شدن کامل قالب را تضمین می کند.

برای آهن خاکستری, گرمای بیش از حد فلز به ندرت کیفیت را بهبود می بخشد و اغلب باعث افزایش عیوب گنجایش می شود.

فشار خلاء را ثابت نگه دارید

جاروبرقی باید به اندازه کافی باشد:

• ماسه خشک فشرده
• سفتی قالب را حفظ کنید
• گازهای پیرولیز را حذف کنید
• بهبود قابلیت پر کردن

با این حال, فشار منفی بیش از حد می تواند:

• سرعت فلز را افزایش دهید
• افزایش فرسایش پوشش
• ماسه را از میان شکاف های پوشش بکشید
• چسبندگی شن و ماسه را ترویج دهید

ریخته گری های موفق از اصل استفاده پیروی می کنند حداقل خلاء موثر, تنها فشار منفی کافی برای تثبیت قالب و تخلیه گازها فراهم می کند.

نظارت مستمر تضمین می کند که نوسانات خلاء در حین ریختن رخ نمی دهد.

از طریق فیلتراسیون پیشرفته، تمیزی فلز را افزایش دهید

مهم نیست که قالب چقدر خوب آماده شده باشد, فلز مذاب آلوده منبع اصلی ورود سرباره است.

ریخته گری های مدرن به طور فزاینده ای به فناوری فیلتراسیون برای بهبود تمیزی فلز قبل از رسیدن فلز به حفره ریخته گری متکی هستند..

فیلترهای فوم سرامیکی را نصب کنید

فیلترهای فوم سرامیکی که معمولاً بین اسپرو و ​​رانر قرار می گیرند چندین عملکرد مهم را ارائه می دهند:

• گرفتن سرباره کوره
• لایه های اکسیدی را بردارید
• ذرات نسوز را به دام بیندازید
• تثبیت جریان فلز
• تلاطم را کاهش دهید

اندازه منافذ فیلتر با توجه به نوع آلیاژ و ابعاد ریخته گری انتخاب می شود, با 10فیلترهای سرامیکی 20 PPI معمولا برای ریخته گری آهن استفاده می شود.

مناطق سرریز و جمع آوری را بگنجانید

رایزرهای سرریز مستقر در مکان های استراتژیک به عنوان اتاق های جمع آوری عمل می کنند:

• فلز آلوده اولیه
• سرباره شناور
• بقایای تجزیه کف
• فلز غنی از اکسید

به جای ورود به بخش های عملکردی ریخته گری, این آلاینده ها به مناطق سرریز قربانی منتقل می شوند که در حین تکمیل حذف می شوند.

کیفیت شن و ماسه خشک ثابت را حفظ کنید

اگرچه ماسه خشک در شرایط ایده آل هرگز مستقیماً با فلز مذاب تماس نمی گیرد, ویژگی های فیزیکی آن به شدت بر پشتیبانی پوشش و شکل گیری نقص تأثیر می گذارد.

اقدامات کنترلی مهم عبارتند از:

• با استفاده از تمیز, ماسه سیلیس شسته شده.
• حفظ توزیع اندازه ذرات ثابت.
• حذف گرد و غبار بیش از حد و ریزدانه ها از شن و ماسه بازیافتی.
• جلوگیری از آلودگی رطوبتی.
• کنترل دمای شن و ماسه.
• حذف آلاینده های خارجی.

اندازه دانه متعادل هم نفوذپذیری کافی برای تخلیه گاز و هم پشتیبانی کافی برای پوشش نسوز فراهم می کند..

ماسه بیش از حد درشت احتمال نفوذ را از طریق نقص پوشش افزایش می دهد, در حالی که ریزدانه های بیش از حد نفوذپذیری را کاهش می دهند و ممکن است در شرایط خلاء در هوا منتقل شوند.

بهبود تصفیه فلز مذاب

پیشگیری از ورود سرباره در کوره ذوب آغاز می شود.

هر مرحله از کار با فلز مذاب باید به حداکثر رساندن تمیزی قبل از ریختن باشد.

شیوه های موثر عبارتند از:

• انتخاب مواد شارژ با کیفیت بالا.
• جلوگیری از اکسیداسیون بیش از حد در حین ذوب.
• سرباره کوره را به طور کامل از بین ببرید.
• استفاده از منعقد کننده های سرباره یا شارهای پوششی برای ترویج تجمع سرباره.
• به حداقل رساندن تلاطم در هنگام ضربه زدن و انتقال ملاقه.
• تمیز نگه داشتن ملاقه ها و آسترهای نسوز.
• کاهش اکسیداسیون ثانویه در هنگام ریختن.

برای تولید آهن داکتیل, تیمار و تلقیح منیزیم باید به دقت کنترل شود تا از واکنش های کامل اطمینان حاصل شود و تشکیل اکسید ناپایدار به حداقل برسد که ممکن است بعداً با بقایای کربنی ترکیب شود و اجزای پیچیده ایجاد کند..

تقویت بازرسی فرآیند و کنترل کیفیت

کیفیت ثابت به بازرسی سیستماتیک در سرتاسر تولید بستگی دارد تا اینکه صرفاً بر ارزیابی نهایی ریخته گری تکیه کند..

یک برنامه مدیریت کیفیت موثر باید شامل بازرسی باشد:

• چگالی و ابعاد الگوی فوم.
• کیفیت مونتاژ الگو.
• ضخامت و چسبندگی پوشش.
• شرایط خشک شدن پوشش.
• تمیزی ماسه و اندازه ذرات.
• عملکرد سیستم خلاء.
• دما و شیمی فلز مذاب.
• راندمان حذف سرباره.
• مراحل ریختن.
• ریخته گری تمام شده با استفاده از بازرسی بصری, بازخورد ماشینکاری, آزمایش رادیوگرافی, تست اولتراسونیک, یا آنالیز متالوگرافی.

هنگامی که نقص ها رخ می دهد, تجزیه و تحلیل علت ریشه ای باید مشکل را از طریق کل زنجیره فرآیند ردیابی کند تا علت زمینه ای را شناسایی و از بین ببرد نه صرفاً به نشانه پرداخت..

4. نتیجه گیری

گنجاندن سرباره در ریخته گری فوم گمشده یک نفرین نیست; این علامت یک زنجیره تامین شکننده در داخل قالب است.

با یک "رفع" معجزه آسا درمان نمی شود, بلکه از طریق اجرای منظم یک استراتژی کل نگر.

با برخورد با خوشه EPS نه به عنوان یک تکه فوم, اما به عنوان شکننده"ظرف خلاء” که از لحظه پوشش دهی تا لحظه انجماد باید کاملاً آب بندی شوند, ریخته گری ها می توانند نرخ ضایعات را به طور چشمگیری کاهش دهند.

ترکیبی از مهندسی پوشش مقاوم, دست زدن ملایم, کنترل خلاء دقیق, و طراحی دروازه استراتژیک تنها راه برای تولید بدون نقص است, اجزای قابل ماشین کاری که واقعاً از پتانسیل انقلابی فرآیند Lost Foam بهره می برند.

در این نبرد علیه "دانه شن", هوشیاری و دقت سیستمی بهترین سلاح های ریخته گری هستند.

 

سوالات متداول

آیا گنجاندن سرباره برای ریخته گری فوم از دست رفته منحصر به فرد است?

خیر, گنجاندن سرباره در تمام فرآیندهای ریخته گری وجود دارد, اما ریخته گری فوم گم شده بیشتر مستعد آخال های نوع شنی است زیرا قالب ماسه خشک برای جداسازی به طور کامل به لایه پوشش نازک متکی است..

هر گونه آسیب به پوشش مستقیماً منجر به ورود شن و ماسه می شود.

موثرترین اقدام واحد برای کاهش ورود سرباره چیست؟?

نصب فیلترهای فوم سرامیکی در سیستم گیتینگ فوری ترین و پایدارترین اثر را ارائه می دهد, زیرا هم سرباره خارجی و هم ذرات پوشش فرسایش یافته را مسدود می کند و در عین حال جریان فلز را تثبیت می کند..

با این حال, برای بهترین نتیجه باید همراه با پوشش و بهبود فرآیند استفاده شود.

آیا آخال های سرباره را می توان با ماشین کاری حذف کرد?

فقط آخال های سطح کم عمق را می توان با افزایش ظرفیت ماشینکاری حذف کرد. اجزای زیرسطحی و داخلی پس از ماشینکاری همچنان در معرض دید قرار خواهند گرفت,

و آخال های عمیق تر را نمی توان بدون برش بیش از حد ابعادی از بین برد. پیشگیری از منبع بسیار مقرون به صرفه تر از پس از حذف است.