7 Paaiškinti dažniausiai pasitaikantys liejimo defektai: Priežastys, Prevencija

Liejimas išlieka vienu ekonomiškiausių ir universaliausių sudėtingų metalinių komponentų gamybos procesų.

Ar naudojant Smėlio liejimas, Investicijų liejimas, kevalų liejimas, V-proceso liejimas, arba prarastas putplasčio liejimas, liejyklos siekia pasiekti aukšto matmenų tikslumo liejinius, garso vidinė kokybė, ir puiki paviršiaus apdaila.

Tačiau, net šiuolaikinėse liejyklose, kuriose įrengtos pažangios lydymosi krosnys, modeliavimo programinė įranga, ir automatizuotos liejimo linijos, liejimo defektų visiškai pašalinti negalima.

Defektai gali atsirasti dėl netinkamo naudojimo vartų ir stovų dizainas, netinkamos liejimo medžiagos, netinkama lydymo praktika, bloga liejimo kontrolė, arba nepakankamas proceso valdymas.

Jei nenustatyta ir nedelsiant ištaisyta, dėl šių defektų gali padidėti laužo kiekis, brangus pertvarkymas, vėluojantys gamybos grafikai, ir sumažintas gaminio patikimumas.

Norint sėkmingai užkirsti kelią defektams, reikia suprasti sąveika tarp išlydyto metalo elgesio, pelėsių savybės, kietėjimo dinamika, ir proceso parametrai o ne kiekvieną problemą spręsti atskirai.

1. Egiptas

Defektų charakteristikos

A Egiptas yra liejimo defektas, kuriame išlydytas metalas nesugeba visiškai užpildyti formos ertmės prieš sukietėjimą, dėl to atsiranda lokalizuotų trūkstamų liejinių dalių.

Skirtingai nuo susitraukimo defektų, įvyksta klaidingas paleidimas formų užpildymo stadijoje, kai į priekį einantis metalinis priekis praranda sklandumą ir užšąla prieš pasiekdamas ertmės galūnes.

Klaidos dažniausiai stebimos:

• Plonasienės sekcijos su dideliu aušinimo greičiu
• Ilgi srauto takai toli nuo žiočių
• Siauri šonkauliai, pelekai, ir viršininkai
• Viršutinės vertikaliai orientuotų liejinių dalys
• Sritys, kuriose staigūs sienelės storio pokyčiai

Neužpildyti kraštai paprastai yra lygus, suapvalinti, ir švarus, be prilipusio liejimo smėlio požymių.

Ši savybė išskiria netinkamą paleidimą nuo tokių defektų kaip šalta uždaryta, kur susitinka du iš dalies sukietėjusių metalų srautai, bet nepavyksta metalurgiškai susilydyti, paliekant matomą siūlę arba juosmens liniją.

Sunkiais atvejais, gali nebūti visų liejinio ypatybių, komponentas tampa netinkamas naudoti be remonto ar pakeitimo.

Pagrindinės priežastys

Netinkamą paleidimą retai sukelia vienas veiksnys. Vietoj, dažniausiai tai atsiranda dėl bendro nepakankamo metalo takumo poveikio, per dideli šilumos nuostoliai, prastas vartų dizainas, netinkamas pelėsių vėdinimas, ir nepalankios lydinio charakteristikos.

Netinkami liejimo parametrai

Dažniausia priežastis yra pylimo temperatūros ir pylimo greičio neatitikimas.

Kai pylimo temperatūra per žema, išlydytas metalas, patekęs į formą, greitai praranda perkaitimą.

Jei pylimo greitis taip pat per lėtas (arba pylimas pertraukiamas), priekinis metalo srauto kraštas pradeda kietėti, kol ertmė visiškai neužpildoma.

Įprastos su procesu susijusios priežastys apima:

• Žema pylimo temperatūra
• Per lėtas liejimo greitis
• Nutrūkęs arba nenuoseklus pylimas
• Pernelyg dideli šilumos nuostoliai perkeliant kaušą

Šios sąlygos žymiai sumažina efektyvų išlydyto metalo užpildymo atstumą.

Per mažo dydžio arba prastai suprojektuota vartų sistema

Užtvarų sistema kontroliuoja tiek srauto greitį, tiek į formą patenkančio išlydyto metalo tūrį.

Jei bėgiko arba ingate skerspjūvio plotas yra per mažas, susidaro per didelis srauto pasipriešinimas, ribojant metalo srautą ir ilginant užpildymo laiką.

Ilgi arba vingiuoti srauto keliai dar labiau sumažina metalo temperatūrą prieš užpildant ertmę.

Kitos dizaino problemos apima:

• Netinkamas vartų santykis
• Per didelis slėgio praradimas
• Nesubalansuotas bėgikų pasiskirstymas
• Netinkamos angų vietos plonasienėms vietoms

Šiuolaikinės liejyklos dažnai naudoja liejimo modeliavimo programinę įrangą, siekdamos optimizuoti sklendės geometriją ir numatyti galimas netinkamo veikimo vietas prieš gamybą..

Prastas lydinio skystumas

Išlydyto metalo sklandumas priklauso ne tik nuo temperatūros, bet ir nuo Lydinio chemija.

Geležies liejiniams, pernelyg žemas anglies ekvivalentas (CE)– dėl anglies ir silicio trūkumo – sumažina išlydytos geležies sklandumą, todėl sunkiau užpildyti sudėtingas arba plonasienes ertmes.

Panašiai, per didelė oksidacija, didelis įtraukimo kiekis, arba netinkamas lydinio modifikavimas gali pabloginti tekėjimo charakteristikas ir padidinti priešlaikinio sukietėjimo tikimybę.

Per didelis pelėsio priešslėgis

Liejimo metu, liejimo medžiagų susidarančios dujos turi greitai išeiti per formą.

Jei formavimo smėlyje yra:

• Perteklinė drėgmė
• Didelis anglies dulkių kiekis
• Didelis kiekis organinių rišiklių
• Perteklinis molis

žymiai padidėja dujų išsiskyrimas. Kartu su prastu smėlio pralaidumu arba netinkamu vėdinimu, įstrigusios dujos sukuria priešslėgis kuri prieštarauja besivystančiam metaliniam frontui, sulėtindamas pelėsių užpildymą ir padidindamas netinkamo veikimo riziką.

Ši problema ypač būdinga dideliems liejiniams arba formoms su giliomis ertmėmis.

Nepakankama metalostatinė galvutė

Išlydytas metalas varomas per ertmę metalostatinis slėgis, kurį pirmiausia lemia išlydyto metalo kolonėlės aukštis virš ertmės.

Jei viršutinė kolba (susidoroti) yra per sekli arba spygliuočio aukštis yra nepakankamas, turimo statinio slėgio gali nepakakti išlydytam metalui nustumti į tolimą, pakylėtas, arba plonasienes pelėsių sritis prieš sukietėjimą.

Ši problema ypač aktuali:

• Dideli liejiniai
• Vertikaliai orientuotos formos
• Plonasieniai investiciniai liejiniai
• Sudėtingas siurblys ir vožtuvo kūnai

Inžineriniai sprendimai

Norint išvengti netinkamo paleidimo, reikia sistemingai optimizuoti liejimo procesas, „Gating Design“, lydinio sudėtis, ir pelėsių savybes.

Rekomenduojama inžinerinė praktika apima:

Optimizuokite liejimo parametrus

Palaikyti pylimo temperatūrą rekomenduojamoje lydinio diapazone, vengiant per didelio perkaitimo, galinčio padidinti oksidaciją arba susitraukimą.

Paprastai rekomenduojamas kontroliuojamas liejimo profilis:

• Lėta pradžia kad būtų sumažinta turbulencija
• Stabilus ir greitas užpildymas pagrindinio liejimo etapo metu
• Kontroliuojama apdaila sumažinti šlako patekimą

Norint išlaikyti metalo sklandumą per visą ertmės užpildymą, būtinas nuolatinis liejimas be pertrūkių.

Pagerinkite vartų sistemos dizainą

Perskaičiuokite sruogos skerspjūvio plotus, bėgikai, ir įpjovas, kad būtų užtikrintas tinkamas metalo srautas.

Inžineriniai patobulinimai gali apimti:

• Didinamos bėgimo ir ingate sekcijos
• Vartojimo santykių optimizavimas
• Srauto pasipriešinimo mažinimas
• Sutrumpinamas užpildymo atstumas
• Sudėtingoms geometrijoms pridėti papildomų įpjovų
• Liejimo modeliavimo naudojimas užpildymo elgsenai patikrinti

Tinkama užtvarų konstrukcija ne tik apsaugo nuo klaidingų važiavimų, bet ir padidina derlių bei sumažina su turbulencija susijusius defektus.

Padidinkite lydinio sklandumą

Sureguliuokite krosnies įkrovos sudėtį, kad išlaikytumėte nurodytą anglies ekvivalentas (CE) arba lydinio chemija.

Pilkam ir kaliajam ketui, šiek tiek padidinus anglies ir silicio kiekį specifikacijos ribose, galima žymiai pagerinti išlydyto metalo sklandumą nepažeidžiant mechaninių savybių.

Papildomos priemonės apima:

• Tinkamas inokuliacijos gydymas
• Įtraukimo kontrolė
• Šlako pašalinimas prieš pilant
• Švaraus išlydyto metalo palaikymas

Optimizuokite liejimo smėlio savybes

Pagerinkite pelėsių pralaidumą, kad būtų lengviau pašalinti dujas.

Veiksmingos priemonės apima:

• Perteklinio anglies dulkių kiekio mažinimas
• Drėgmės kiekio kontrolė
• Optimizuojamas molio ir rišiklio lygis
• Didesnis pralaidumas naudojant tinkamą smėlio rūšiavimą
• Vėdinimo angų arba pagalbinių ventiliacijos kanalų pridėjimas kritinėse vietose

Gera pelėsių ventiliacija sumažina dujų priešslėgį ir skatina sklandų pelėsių užpildymą.

Padidinti metalostatinį slėgį

Kur praktiška, padidinkite efektyvią metalinę galvutę:

• Naudojant aukštesnę sruogą
• Padidėjęs guolio aukštis
• Išpylimo baseino aukščio pakėlimas
• Apatinių arba laiptuotų vartų sistemų pritaikymas

Apatinis užtvaras yra ypač efektyvus, nes užtikrina stabilesnį užpildymą, sumažina turbulenciją, sumažina dujų įstrigimą, ir pagerina plonasienių sekcijų užpildymą.

2. Šortai skirti

Defektų charakteristikos

A šortai skirti yra liejimo defektas, kuriame yra formos ertmė nevisiškai užpildytas, nes į formą pilamas nepakankamas išlydyto metalo tūris.

Skirtingai nuo a Egiptas, kurią pirmiausiai sukelia netinkamas metalo takumas arba priešlaikinis kietėjimas pilant, trumpas pylimas įvyksta, kai liejimo procesas baigiamas, kol į ertmę patenka pakankamai išlydyto metalo.

Defektas paprastai atrodo kaip:

• Neužbaigta viršutinė liejinio dalis
• Trūksta viršininkų, flanšai, arba viršutiniai paviršiai
• Palyginti plokščias metalinis lygis liejinio viduje
• Šiek tiek suapvalinti kraštai ties neužpildyta riba
• Išlydyto metalo lygis vamzdyje yra maždaug lygus metalo lygiui liejimo ertmės viduje

Kadangi išlydytas metalas nepasiekia numatyto užpildymo tūrio, defektas dažniausiai paveikia aukščiausios pelėsių ertmės sritys, kur pilnas užpildymas priklauso nuo pakankamo išpylimo tūrio.

Kokybės kontrolės požiūriu, trumpas užpylimas laikomas an eksploatacinis defektas o ne metalurginis ar pelėsių užpildymo defektas, nes turimo išlydyto metalo tiesiog nepakanka pilnam liejiniui pagaminti.

Pagrindinės priežastys

Inžineriniai sprendimai

Trumpo išpylimo prevencija visų pirma priklauso nuo tikslus proceso planavimas ir standartizuota liejimo praktika.

Tiksliai apskaičiuokite išpylimo svorį

Prieš gamybą, nustatyti bendrą išlydyto metalo poreikį, atsižvelgdami į visus liejimo sistemos elementus, įskaitant:

• Baigtas metimo svoris
• Užtvarų sistema
• Rizikai
• Perpildymo sekcijos
• Proceso nuostoliai
• Saugos pašalpa

Gamyboje, kaušo talpa paprastai turėtų apimti papildomą 10–15% metalo rezervas kompensuoti perdavimo nuostolius, šlako pašalinimas, ir veikimo variantai.

Kompiuterinis liejimo modeliavimas ir skaitmeninis proceso planavimas gali dar labiau pagerinti sudėtingų komponentų liejimo svorio tikslumą.

Optimizuokite išpylimo operaciją

Formoms su gana siauromis užtvarų sistemomis, pradinis pylimo greitis turi būti atidžiai kontroliuojamas, kad būtų išvengta ankstyvo pilimo puodelio išsiliejimo.

Stabili liejimo seka padeda išlaikyti nuolatinį formų užpildymą, o operatoriai gali tiksliau stebėti tikrąją pildymo būklę.

Kur įmanoma, automatizuotos liejimo sistemos gali išlaikyti pastovų liejimo greitį ir žymiai sumažinti su operatoriumi susijusias klaidas.

Standartizuokite formų užpildymo patikrinimą

Operatoriai niekada neturėtų vertinti pelėsių užpildymo vien tik stebėdami pilimo taurę.

Vietoj, ertmės užpildymas turi būti patvirtintas stebint:

• Metalo lygis stovuose
• Perpildymo indikatoriai
• Stebėjimo prievadai (kai taikoma)
• Nustatyti liejimo laiko standartai
• Automatizuotos lygio stebėjimo sistemos didelės apimties gamybai

Standartinės darbo procedūros (SOP) ir reguliarūs operatoriaus mokymai yra būtini siekiant sumažinti priešlaikinį liejimo operacijų nutraukimą.

3. Liejimo mechaniniai pažeidimai

Defektų charakteristikos

Liejimo mechaniniai pažeidimai reiškia padarytą fizinę žalą liejiniui sustingus, o ne defektai, susidarę užpildant pelėsį ar kietėjant.

Tipiškos apraiškos apima susmulkinti kraštai, lūžę šonkauliai, palaužti viršininkai, įtrūkę flanšai, trūksta kampų, ir lokalizuota deformacija.

Nors pats liejinys gali būti metalurgiškai patikimas, mechaniniai pažeidimai gali pakenkti matmenų tikslumui, Struktūrinis vientisumas, ir estetinė kokybė, dažnai sukelia brangų remontą arba visišką atmetimą.

Skirtingai nuo susitraukimo ertmių, įtrūkimai, arba nevyksta, mechaniniams pažeidimams būdinga švieži lūžių paviršiai su aštriais kraštais, paprastai be oksidacijos ar išsiliejusios odos.

Pažeistose vietose dažnai matomi švarūs metaliniai paviršiai, nurodant, kad gedimas įvyko atliekant liejimo operacijas.

Labiausiai pažeidžiamos vietos apima:

• Ploni šonkauliai ir tinkleliai
• Maži viršeliai ir tvirtinimo antgaliai
• Aštrūs kampai ir išsikišę bruožai
• Ilgos konsolės dalys
• Flanšai ir plonasienės briaunos

Mechaniniai pažeidimai dažniausiai atsiranda per:

• Shakeout
• Grūdinimas ir valymas
• Dumblėjimas (statinės apdaila)
• Pakylų ir vartų nuėmimas
• Medžiagų tvarkymas
• Transportavimas ir sandėliavimas

Kadangi šie defektai atsiranda po liejimo kietėjimo, Jų dažniausiai galima išvengti tinkamai parinkus įrangą, įrankių dizainas, ir standartizuotos darbo procedūros.

Pagrindinės priežastys

Inžineriniai sprendimai

Norint išvengti liejimo mechaninių pažeidimų, reikia optimizuoti tvarkymo įranga, stovo dizainas, valymo operacijos, ir standartizuotos darbo procedūros.

Taikykite kontroliuojamą išjudinimo ir tvarkymo praktiką

Naudokite vibracijos purtymo įrangą su reguliuojamu dažniu ir amplitudė, kad atitiktų liejimo dydį ir medžiagą.

Papildomos rekomendacijos apima:

• Prieš kratydami leiskite pakankamai atvėsti.
• Perkėlimo metu sumažinkite kritimo aukštį.
• Naudokite liejimo geometrijai pritaikytus kėlimo įrenginius.
• Venkite tiesioginio susidūrimo tarp liejinių.
• Jei reikia, liejinius laikykite ant paminkštintų arba atskirtų padėklų.

Šios priemonės žymiai sumažina trapių objektų smūgio apkrovas.

Standartizuokite statinės apdailos operacijas

Statinės apdailos parametrai turi būti parinkti pagal liejimo geometriją ir medžiagą.

Geriausia praktika apima:

• Apribojamas statinės pakrovimo tūris, kad būtų išvengta pernelyg didelio dalių judėjimo.
• Didelių ir mažų liejinių atskyrimas.
• Naudojant keramiką, guma, arba plastikines apsaugines medžiagas, skirtas jautriems komponentams.
• Statinės greičio ir apdorojimo laiko optimizavimas.
• Reguliariai tikrinti liejinius per ilgus sukimosi ciklus.

Labai sudėtingiems arba plonasieniams komponentams, Vibracinė apdaila arba šratinis pūtimas gali būti geriau nei įprastas vartymas.

Optimizuokite pakylos kaklo dizainą

Tinkamas stovo dizainas labai supaprastina tolesnį pašalinimą.

Rekomenduojamos inžinerinės priemonės apima:

• Sumažintų skerspjūvių stovų kaklelių projektavimas.
• Su specialiais numušamaisiais grioveliais stove.
• Užtikrinkite, kad stovo kaklelio storis būtų mažesnis nei gretimos liejimo sienelės.
• Išlaikyti sklandų įtempių perėjimą, kad būtų išvengta netyčinio įtrūkimo.

Šiuolaikinė liejimo modeliavimo programinė įranga gali optimizuoti stovo matmenis išlaikant tinkamą šėrimo efektyvumą.

Pagerinkite vartų ir stovų pašalinimo procedūras

Pakilimo vamzdis turi būti pašalintas laikantis standartinių darbo procedūrų, kad būtų sumažintas poveikis liejiniui.

Rekomenduojami metodai apima:

• Smūgines apkrovas taikykite liečiamuoju būdu, o ne statmenai liejimo paviršiui.
• Jei įmanoma, naudokite hidraulinius presus kontroliuojamam atskyrimui.
• Dideliems stovams naudokite juostinius pjūklus arba abrazyvinį pjovimą.
• Jei reikia, naudokite deguonies kuro arba plazminio pjovimo metodą sunkiam plieno liejiniui.
• Venkite per didelio kalimo, ypač tiksliųjų arba plonasienių liejinių.

Šie metodai sumažina vietinius įtempius ir išsaugo liejimo vientisumą.

4. Degantis smėlis ir paviršiaus šiurkštumas

Defektų charakteristikos

Degantis smėlis ir paviršiaus šiurkštumas yra du dažniausiai pasitaikantys liejimo paviršiaus defektai, kurie abu neigiamai veikia išvaizdą, matmenų tikslumas, apdirbimo efektyvumas, ir bendra liejamų komponentų kokybė.

Degantis smėlis (taip pat vadinama kaip smėlio deginimas arba metalo įsiskverbimas

Priešingai, paviršiaus šiurkštumas apibūdina nelygią, netaisyklingas liejimo paviršius, kuris lieka pašalinus prilipusį smėlį

Tipiškos apraiškos apima:

• Stipriai prilipusios smėlio dalelės
• Šiurkšti arba netaisyklingai besiliejanti oda
• Lokalizuotas įdubimas
• Metalo prasiskverbimas tarp smėlio grūdelių
• Padidinta apdirbimo pašalpa
• Prastas dengimas arba dažymas
• Sumažėjusi estetinė kokybė

Šie defektai yra ypač nepageidaujami siurblio kūnai, vožtuvo komponentai, tiksliųjų mašinų dalys, ir dekoratyviniai liejiniai, kur paviršiaus apdaila yra svarbus kokybės reikalavimas.

Pagrindinės priežastys

Išdegęs smėlis ir paviršiaus šiurkštumas dažniausiai atsiranda dėl bendro poveikio liejimo medžiagos savybės, liejimo sąlygos, ir pelėsių paruošimo kokybė.

Pagrindinis mechanizmas yra pernelyg didelė išlydyto metalo ir formos paviršiaus sąveika.

Šiurkščiavilnių smėlio grūdelių dydis ir mažas pelėsių kietumas

Liejimo smėlio grūdelių dydis tiesiogiai įtakoja liejimo paviršiaus kokybę.

Kai naudojamas per daug šiurkštus smėlis, tarp gretimų smėlio grūdelių yra didesnės tuštumos.

Esant išlydyto metalo slėgiui, skystas metalas gali prasiskverbti į šiuos tarpus ir sukietėti aplink smėlio daleles, sukelia stiprius metalo įsiskverbimus ir degimo defektus.

Panašiai, nepakankamas pelėsių sutankinimas arba netinkamas pelėsių kietumas leidžia smėlio grūdeliams judėti arba atsiskirti pilant, padidina paviršiaus erozijos ir šiurkštumo tikimybę.

Per didelė liejimo smėlio drėgmė

Drėgmės kiekis vaidina lemiamą vaidmenį nustatant pelėsių stiprumą ir tankumą.

Kai drėgmės kiekis per didelis:

• Pelėsių tankis tampa nevienodas.
• Sumažėja paviršiaus kietumas.
• Pilant padidėja garų susidarymas.
• Paviršiaus erozija tampa labiau tikėtina.

Per didelė drėgmė taip pat sumažina formos atsparumą išlydyto metalo slėgiui, skatinantis metalo prasiskverbimą ir liejimo paviršiaus nusidėvėjimą.

Agresyvios liejimo sąlygos

Liejimo parametrai labai įtakoja išlydyto metalo ir formos sąveiką.

Sąlygos, kurios padidina nudegimo riziką, apima:

• Per aukšta pylimo temperatūra
• Didelis metalostatinis slėgis
• Per didelis liejimo greitis
• Stipri turbulencija angoje

Aukštos temperatūros išlydytas metalas turi didesnį sklandumą ir mažesnį klampumą, leidžiantis jam lengviau prasiskverbti į tarpus tarp smėlio grūdelių.

Tuo pačiu metu, turbulentinis metalo srautas mechaniškai ardo formos paviršių, dėl to atsiranda vietinis paviršiaus pažeidimas ir šiurkšti liejimo oda.

Nepakankamas anglies dulkių arba anglies priedų kiekis

Žaliojo smėlio liejimo metu, anglies dulkės atlieka svarbią apsauginę funkciją.

Liejimo metu, anglies dulkės termiškai suyra ir susidaro redukuojančias dujas ir ploną ryškią anglies plėvelę

Jei anglies dulkių kiekis yra nepakankamas, apsauginė anglies plėvelė negali susidaryti nuolat, leidžiantis išlydytam metalui prasiskverbti į formos paviršių ir prilipti prie smėlio.

Netinkama modelio plokštės temperatūra

Rašto plokštės temperatūra dažnai nepastebima, tačiau ji turi didelę įtaką pelėsių paviršiaus kokybei.

Jei rašto plokštė yra per karšta:

• Drėgmė šalia pelėsio paviršiaus greitai išgaruoja.
• Paviršinis smėlis išdžiūsta.
• Pelėsio stiprumas mažėja.
• Paviršiaus įtrūkimai tampa labiau tikėtini.

Ir atvirkščiai, jei rašto plokštė per šalta, drėgnas smėlis linkęs prilipti prie rašto ištraukimo metu, sukeliantis vietinį pelėsio paviršiaus plyšimą ar lupimąsi.

Pilant šios pažeistos vietos tampa jautrios erozijai, galiausiai sukuria grubius liejimo paviršius.

Inžineriniai sprendimai

Veiksminga prevencija reikalauja vienu metu optimizuoti liejimo medžiagos, liejimo praktika, ir pelėsių paruošimas.

Optimizuokite smėlio savybes

Pasirinkite tinkamo grūdelių dydžio liejimo smėlį, išlaikant pakankamą pralaidumą.

Rekomenduojamos priemonės apima:

• Naudokite smulkesnį pagrindinį smėlį, kai paviršiaus apdaila yra labai svarbi.
• Išlaikykite subalansuotą smėlio grūdelių pasiskirstymą.
• Padidinkite pelėsių tankinimą, kad sumažintumėte paviršiaus poringumą.
• Gamybos metu nuolat stebėkite pelėsių kietumą.

Tankus, vienodas pelėsių paviršius žymiai sumažina metalo įsiskverbimo tikimybę.

Palaikykite tinkamus anglies priedus

Išlaikyti stabilią ir veiksmingą anglies dulkių ar kitų anglies priedų koncentraciją formavimo smėlyje.

Liejimo metu, šios medžiagos sukuria nuolatinį šviesus anglies sluoksnis kad:

• Apsaugo nuo tiesioginio metalo ir smėlio kontakto
• Sumažina metalo įsiskverbimą
• Pagerina liejimo paviršiaus apdailą
• Palengvina purtymą ir valymą

Siekiant užtikrinti, kad priedų koncentracija neviršytų nurodyto proceso intervalo, reikia reguliariai atlikti smėlio sistemos analizę.

Kontroliuokite liejimo smėlio drėgmę

Drėgmė turi būti palaikoma optimaliame formavimo procesui nustatytame diapazone.

Įprastoms pilkojo geležies žalio smėlio sistemoms, rekomenduojamas drėgmės kiekis paprastai yra:

3.0–4,0 %

Pagerėja stabilios drėgmės palaikymas:

• Pelėsio stiprumas
• Paviršiaus kietumas
• Tankinimo konsistencija
• Dujų pralaidumas

Šiuolaikinėse liejyklose plačiai naudojamos automatizuotos smėlio paruošimo sistemos, užtikrinančios nuoseklią drėgmės kontrolę.

Optimizuokite liejimo parametrus

Užtvarų sistema turi būti suprojektuota taip, kad sumažintų turbulenciją ir tiesioginį metalo susidūrimą su pelėsių paviršiais.

Rekomenduojama inžinerinė praktika apima:

• Jei įmanoma, sumažinkite pylimo greitį.
• Optimizuokite vartų santykius.
• Žemesnė pylimo temperatūra iki minimalios vertės, kuri vis tiek užtikrina visišką formos užpildymą.
• Sumažinkite per didelį metalostatinį slėgį.
• Jautriems liejiniams naudokite apatinių užtvarų sistemas.

Stabilios užpildymo sąlygos žymiai sumažina pelėsių eroziją ir metalo įsiskverbimą.

Palaikykite tinkamą modelio plokštės temperatūrą

Modelio temperatūra turi būti atidžiai kontroliuojama viso formavimo proceso metu.

Kaip bendros gairės, rašto plokštės temperatūra turi išlikti šiek tiek aukštesnė už liejimo smėlio temperatūrą, leidžiantis:

• Lengvas modelio išėmimas
• Vienodas formos paviršiaus stiprumas
• Sumažėjęs smėlio sukibimas
• Per didelio paviršiaus išdžiūvimo prevencija

Nuosekli rašto temperatūra tiesiogiai prisideda prie geresnio formos vientisumo ir geresnės liejimo paviršiaus kokybės.

5. Smėlio inkliuzai (Smėlio skylės)

Defektų charakteristikos

Smėlio inkliuzai, paprastai vadinamas smėlio skylės, yra liejimo defektai, kuriuose liejimo smėlio dalelės įstringa išlydytame metale ir po sukietėjimo lieka įterptos į liejinį.

Priklausomai nuo to, kur smėlis įstrigo, defektas gali atsirasti liejimo paviršiuje arba giliai viduje.

Paviršiaus smėlio intarpai paprastai matomi po šratinio pūtimo arba apdirbimo, kadangi vidiniai smėlio intarpai dažnai yra paslėpti ir gali būti aptikti tik per Radiografinis bandymas (Rt), Ultragarsinis bandymas (UT), kompiuterinė tomografija (KT), arba destruktyvus pjūvis.

Nes jie nutraukia metalinės matricos tęstinumą, vidiniai smėlio intarpai ypač kenkia slėgį išlaikantys komponentai, kur jie gali tapti nuotėkio takais arba sukelti nuovargio įtrūkimus esant ciklinei apkrovai.

Tipiškos savybės apima:

• Netaisyklingos ertmės, iš dalies arba visiškai užpildytos liejimo smėliu
• Grubus, kampiniai defektų paviršiai
• Įterptos silicio dioksido dalelės arba pelėsių medžiaga
• Vietinis poringumas, susijęs su įstrigusiu smėliu
• Sumažintas sandarumas ir mechaninis stiprumas
• Prastas apdirbamumas dėl įrankių susidėvėjimo, kurį sukelia kieto smėlio dalelės

Smėlio inkliuzai yra tarp dažniausiai pasitaikantys liejimo defektai liejant smėlį ir išlieka pagrindine kritinių komponentų, tokių kaip, atmetimo priežastis vožtuvo kūnai, siurblio korpusai, hidrauliniai kolektoriai, kompresorių korpusai, ir vamzdžių jungiamosios detalės.

Pagrindinės priežastys

Smėlio inkliuzai atsiranda tada, kai formavimo smėlis nuplėšiamas nuo pelėsio paviršiaus arba įpilamas į formos ertmę, kur vėliau jį sugeria tekantis išlydytas metalas.

Jų susidarymas paprastai siejamas su pelėsių kokybės trūkumais, modelio dizainas, pelėsių tvarkymas, arba blokavimo sistemos veikimas.

Inžineriniai sprendimai

Norint sumažinti smėlio inkliuzus, reikia visapusiškai kontroliuoti liejimo medžiagos, modelio kokybė, Pelėsių paruošimas, ir išlydyto metalo srautas.

Pagerinkite liejimo smėlio kokybę

Optimizuokite liejimo smėlio formulę, kad užtikrintumėte tinkamą paviršiaus stiprumą gamybos metu.

Rekomenduojamos priemonės apima:

• Palaikykite tinkamą molio ar rišiklio kiekį.
• Reguliariai papildykite šviežiu smėliu, kad stabilizuotumėte smėlio sistemos savybes.
• Optimizuokite smėlio maišymo laiką ir drėgmės kontrolę.
• Pagerinkite žalios spalvos gniuždymo stiprumą ir atsparumą šlapiam tempimui.
• Stebėkite smėlio savybes atlikdami įprastinius laboratorinius tyrimus.

Tvirtesnis formos paviršius yra žymiai atsparesnis erozijai liejant.

Optimizuokite raštų dizainą ir pelėsių taisymą

Aukštos kokybės rašto dizainas sumažina pelėsių pažeidimus išimant raštą.

Inžinerinės rekomendacijos apima:

• Įtraukite atitinkamus grimzlės kampus.
• Sukurkite dideles filė aštriais kampais.
• Išlaikykite lygų rašto paviršių.
• Prieš surinkdami suremontuokite visas pažeistas pelėsių vietas.
• Užtikrinkite, kad suremontuotos dalys būtų tinkamai išdžiovintos ir sutankintos.

Kruopštus pelėsių paruošimas sumažina biraus smėlio susidarymą prieš pilant.

Sumažinkite pelėsių laikymo laiką

Kai tik įmanoma, formeles reikia išpilti netrukus po paruošimo.

Jei laikinas saugojimas neišvengiamas:

• Apsaugokite formas nuo per didelio išdžiūvimo.
• Valdykite aplinkos drėgmę.
• Neleiskite tiesioginiam oro srautui virš pelėsių paviršių.
• Prieš pilant patikrinkite paviršiaus vientisumą.

Išlaikant pelėsių stiprumą sandėliavimo metu, išvengiama paviršiaus erozijos užpildant metalą.

Prieš uždarydami pelėsį, pašalinkite palaidą smėlį

Prieš surenkant formą, būtina kruopščiai išvalyti ertmę.

Geriausia praktika apima:

• Išvalykite ertmę suslėgtu oru.
• Iš gilių kišenių išsiurbkite purų smėlį.
• Atidžiai apžiūrėkite suremontuotas vietas.
• Po pelėsių uždarymo iš karto uždenkite išpylimo baseiną, kad išvengtumėte užteršimo ore esančiu smėliu ar šiukšlėmis.

Griežtos priežiūros procedūros žymiai sumažina pašalinių medžiagų patekimo į formą riziką.

Optimizuokite užtvarų sistemą ir įdiekite keraminius filtrus

Gerai suprojektuota užtvarų sistema sumažina turbulenciją ir pelėsių eroziją.

Rekomenduojami patobulinimai apima:

• Sumažinkite metalo greitį kritinėse vietose.
• Pašalinkite tiesioginį susidūrimą su pelėsių sienelėmis.
• Optimizuokite bėgiko ir geometro geometriją.
• Skatinkite sklandumą, laminarinis formų užpildymas.

Aukštos kokybės liejiniams, Keraminių putų filtrai turi būti sumontuoti vartų sistemoje. Šie filtrai efektyviai fiksuoja:

• Atsiskyrusios smėlio dalelės
• Šlakas
• Oksido plėvelės
• Nemetaliniai intarpai

prieš jiems patenkant į liejimo ertmę, žymiai pagerina vidaus švarą ir sumažina atliekų kiekį.

6. Venų susidarymas ir pelėsio patinimas

Defektų charakteristikos

Venų susidarymas (Taip pat žinomas kaip Blykstė, pelekų nuėmimas, arba atsiskyrimo linijos blykstė) ir pelėsių patinimas yra du dažni liejimo defektai, susiję su pelėsių deformacija kartu veikiant išlydyto metalo slėgiui ir aukštai temperatūrai.

Nors abu defektai atsiranda dėl nepakankamo formos tvirtumo ar stiprumo, jie skiriasi išvaizda ir formavimosi mechanizmu.

Venų susidarymas pasižymi plonas, netaisyklingos į lakštą panašios metalinės iškyšos besitęsiantis į išorę nuo liejimo paviršiaus.

Šios iškyšos paprastai yra statmenos paviršiui ir dažniausiai susidaro išilgai atsiskyrimo linija, šerdies jungtys, arba pelėsių įtrūkimai.

Kadangi išlydytas metalas prasiskverbia į siauras angas, susidarančias dėl formų atskyrimo ar terminio plėtimosi, gauta blykstė paprastai yra plona, aštrus, ir nevienodo storio.

Pelėsio patinimas, priešingai, pasirodo kaip lokalizuoti iškilimai arba suapvalinti išsikišimai ant vidinio arba išorinio liejinio paviršių.

Užuot formavęs plonus pelekus, patinimas atsiranda dėl plastinė deformacija arba formos sienelės poslinkis į išorę esant metalostatiniam slėgiui, didelių arba netaisyklingų formų dalių gamyba ant gatavo liejinio.

Tipiškos savybės apima:

• Ploni metaliniai pelekai išilgai atsiskiriančių paviršių (venų susidarymas / blyksnis)
• Lokalios išsipūtusios arba mazginės iškyšos (pelėsių patinimas)
• Padidinti liejimo matmenys, viršijantys projektinius leistinus nuokrypius
• Per dideli smulkinimo ir šlifavimo reikalavimai
• Sumažintas matmenų tikslumas
• Didesnės apdirbimo išlaidos dėl perteklinės medžiagos pašalinimo

Nors šie defektai dažnai gali būti pašalinti apdailos metu, jie padidina gamybos sąnaudas ir gali sumažinti matmenų tikslumą, reikalingą apdirbamoms arba surinktoms sudedamosioms dalims.

Pagrindinės priežastys

Venų susidarymas ir pelėsių patinimas dažniausiai atsiranda dėl nepakankamo pelėsio stiprumo derinio, netinkamas sutankinimas, perteklinė drėgmė, ir per didelis išlydyto metalo slėgis liejant.

Inžineriniai sprendimai

Norint užkirsti kelią venų susidarymui ir pelėsių patinimui, reikia patobulinti Pelėsių paruošimas, smėlio kokybė, „Gating Design“, ir konstrukcijų sutvirtinimas.

Pagerinkite formų sutankinimo kokybę

Optimizuokite liejimo parametrus, kad pasiektumėte nuoseklų ir vienodą sutankinimą visoje formoje.

Rekomenduojamos praktikos apima:

• Padidinkite bendrą pelėsių kietumą.
• Pašalinkite vietines puraus smėlio sritis.
• Palaikykite pastovų tankinimo slėgį.
• Reguliariai tikrinkite pelėsių kietumą naudodami standartizuotus bandymo metodus.
• Prieš uždarydami formą įsitikinkite, kad kolba tinkamai išlygiuota.

Vienodas formos tankis žymiai pagerina atsparumą deformacijai liejant.

Optimizuokite liejimo smėlio savybes

Padidinkite liejimo smėlio veikimą aukštoje temperatūroje, valdydami sudėtį ir drėgmę.

Pagrindinės priemonės apima:

• Tinkamai sureguliuokite rišiklio ir molio kiekį.
• Išlaikyti drėgmę nurodytoje proceso ribose.
• Pagerinkite atsparumą šlapiam tempimui aukštoje temperatūroje.
• Optimizuokite smėlio maišymo laiką ir priedų pasiskirstymą.
• Reguliariai stebėkite smėlio sistemos savybes laboratoriniais tyrimais.

Tvirtesnis formos paviršius geriau atlaiko šiluminę ir mechaninę apkrovą.

Optimizuokite uždarymo ir išpylimo sąlygas

Per didelio ertmės slėgio mažinimas yra vienas iš efektyviausių būdų sumažinti pelėsių deformaciją.

Inžineriniai patobulinimai apima:

• Jei įmanoma, sumažinkite pylimo greitį.
• Optimizuokite vartų santykius.
• Apatinė pernelyg didelė metalostatinė galvutė.
• Suprojektuokite sklandesnius metalo srauto kelius, kad sumažintumėte turbulenciją.
• Jei reikia, naudokite apatinių užtvarų sistemas, kad stabilizuotumėte ertmės užpildymą.

Tinkama atitvarų konstrukcija tolygiau paskirsto slėgį ir sumažina lokalizuotą pelėsių apkrovą.

Sustiprinkite kritines pelėsių dalis

Už didelis, sunkus, arba storasienių liejinių, į pelėsių sistemą turėtų būti įtraukta papildoma struktūrinė atrama.

Rekomenduojami sutvirtinimo metodai apima:

• Pažeidžiamų formų dalių sutvirtinimas armatūriniais strypais arba atraminėmis konstrukcijomis.
• Didinamas kolbos standumas.
• Jei reikia, naudokite šaltkrėtis, kad paspartintumėte vietinį kietėjimą ir sumažintumėte slėgio trukmę.
• Jei reikia, didelių šerdžių sutvirtinimas su vidinėmis atramomis arba stulpeliais.

Šios priemonės padeda išlaikyti ertmės geometriją liejimo ir kietėjimo metu.

7. Pelėsių pakėlimas (Kolbos pakėlimas) ir Runout

Defektų charakteristikos

Formos pakėlimas, Taip pat žinomas kaip kolbos pakėlimas arba cope liftas, yra rimtas liejimo defektas, dėl kurio viršutinė forma (susidoroti) pilant pakeliamas aukštyn, sukuriant plyšį atsiskyrimo plokštumoje tarp susidūrimo ir tempimo.

Tada išlydytas metalas prasiskverbia į šį tarpą, sukelia pernelyg didelį blyksnį ir dėl to liejinys viršija numatytus matmenis.

Sunkiais atvejais, atskyrimas tampa pakankamai didelis, kad išlydytas metalas galėtų išeiti iš formos ertmės. Šis reiškinys žinomas kaip išbėgimas (arba metalo nuotėkis).

Išsiliejimas yra vienas pavojingiausių defektų liejyklų gamyboje, nes dėl to ne tik visiškai sugenda liejimas, bet ir dėl nekontroliuojamo aukštos temperatūros išlydyto metalo išleidimo kyla didelis pavojus personalo ir įrangos saugai..

Tipiškos savybės apima:

• Didelis, nuolatinis blyksnis išilgai atsiskyrimo linijos
• Padidėjęs liejimo storis arba per dideli matmenys
• Matomas atskyrimas tarp susidorojimo ir vilkimo
• Išlydyto metalo nutekėjimas iš formos
• Nepilnas užpildymas dėl išlydyto metalo praradimo
• Stiprus paviršiaus oksidavimas ir užteršimas šalia nuotėkio vietų

Kai tik įvyksta nutekėjimas, ertmėje likusio išlydyto metalo gali neužtekti užpildyti, dažnai veda prie antriniai defektai, tokie kaip netinkamas paleidimas, trumpi liejimai, susitraukiančios ertmės, ir matmenų iškraipymas.

Pagrindinės priežastys

Pelėsio pakėlimas ir išsiliejimas atsiranda, kai pilant kylančios jėgos viršija suvaržymo jėgą, kuri laiko formas kartu.

Jų atsiradimas paprastai siejamas su pelėsių suspaudimo trūkumais, liejimo praktika, arba įrankių tikslumas.

Korekciniai sprendimai

1. Tinkamas svoris: Apskaičiuokite reikiamą preso svorį pagal numatomą liejimo plotą ir metalostatinę galvutę; nuimkite preso svarmenis tik po to, kai liejinys visiškai sukietėja; naudokite kolbos spaustukus pagalbiniam fiksavimui.
2. Sumažinkite liejimo poveikį: Nuleiskite kaušelio pylimo padėtį; sumažinkite pylimo greitį, kad sumažintumėte viršutinės formos smūgio jėgą.
3. Tvarkykite rašto plokštes: Reguliariai tikrinkite raštų plokščių lygumą; laiku pataisykite arba pakeiskite iškrypusias ir deformuotas rašto plokštes.
4. Daugiataškis svoris: Dideliems liejiniams, pritaikykite vienodą kelių taškų svorį, kad išvengtumėte vietinio pelėsių kilimo dėl nesubalansuoto slėgio.
5. Kolbos dizainas: Įsitikinkite, kad kolbos konstrukcija užtikrina pakankamą standumą ir tvirtinimo taškus konkrečiam liejimo svoriui ir slėgiui.

8. Santraukos lentelė: Defektai ir sprendimai

9. Išvada

Liejimo defektų prevencija ir kontrolė yra sisteminga inžinerinė užduotis, kurios negalima išspręsti koreguojant vieną proceso parametrą.

Pirmiau išanalizuoti septyni bendri defektai apima visas pagrindines smėlio liejimo gamybos grandis: modelio dizainas, formavimo smėlio paruošimas, „Gating Design“, liejimo operacija ir valymas po liejimo.

Daugumos defektų galima veiksmingai išvengti pirmyn proceso optimizavimas, standartizuotas darbas vietoje ir proceso parametrų stebėjimas realiuoju laiku, o ne po ištaisymo po pašalinimo į metalo laužą.

Pagrindiniai takeliai

• Defektai yra tarpusavyje susiję: Vieno defekto pašalinimas gali turėti įtakos kitiems; būtinas holistinis požiūris.
• Prevencija yra geriau nei gydymas: Išankstinis optimizavimas ir procesų valdymas yra efektyvesni nei rūšiavimas po patikrinimo.
• Duomenimis pagrįstas tobulinimas: Stebėkite defektų rodiklius, analizuoti tendencijas, ir įgyvendinti nuolatinio tobulinimo ciklus.
• Operatoriaus mokymas: Kvalifikuoti operatoriai, kurie supranta defektų mechanizmus, yra labai svarbūs kokybei.
• Proceso standartizavimas: Nuoseklus, dokumentuotos procedūros sumažina svyravimus ir apsaugo nuo pasikartojimo.

Liejyklos turėtų sukurti uždarojo ciklo defektų analizės mechanizmą: klasifikuoti ir suskaičiuoti defektų tipus, atsekti pagrindines priežastis iš išvaizdos savybių, ir patikrinkite tobulinimo poveikį proceso testais.

Nuolatinis kokybės optimizavimas, pagrįstas duomenimis, ne tik sumažins atmetimo rodiklį ir gamybos sąnaudas, bet ir padėjo tvirtus pagrindus aukštos kokybės ir aukštos pridėtinės vertės liejinių gamybai.

 

DUK

Kuo skiriasi misrun ir short pour?

Misrun sukelia priešlaikinis sukietėjimas prieš užpildant ertmę (takumo/šilumos problema).

Trumpas liejimas atsiranda dėl nepakankamo bendro metalo tūrio (svorio/kiekybės problema). Misrun paveikia konkrečias plonas dalis; trumpas liejimas paveikia visą viršutinę dalį.

Kodėl smėlio inkliuzai atsiranda net ir su geru liejimo smėliu?

Smėlio intarpai gali atsirasti dėl rašto defektų (Aštrūs kampai, nepakankamas grimzlė), pažeistos formos uždarytos be remonto, pašalinis smėlis nuo valymo, arba pilant nuo paviršiaus nuplautas smėlis.

Net geras smėlis negali kompensuoti šių problemų.

Kaip atskirti smėlio intarpą nuo šlako?

Smėlio inkliuzuose yra kampuotų smėlio grūdelių ir jie paprastai būna rudi/pilki.

Šlakas inkliuzai yra stikliniai, tamsesnis, ir dažnai turi skirtingą metalo sudėtį (oksidai, silikatai).

Smėlio intarpai būna netaisyklingi; šlako intarpai dažnai atrodo lygūs, stiklinės dalelės.

Koks yra veiksmingiausias būdas išvengti smėlio pridegimo?

Derinys iš: naudojant smulkesnį smėlį, didinant pelėsių kietumą, anglies dulkių kiekio optimizavimas (kad susidarytų ryškus anglies sluoksnis), kontroliuoti drėgmę, ir mažinant pylimo temperatūrą.

Nė viena priemonė nėra visiškai veiksminga; jie dirba kartu.