Анализ на леярски дефекти, свързани с филтриране на течен метал и тяхното противодействие

1. Дефекти, причини и контрамерки, причинени от филтри

2. Дефект на включване на шлаката

1. Различни течни леярски сплави ще произвеждат включвания по време на процеса на топене и изливане. Металните включвания могат да бъдат разделени на две категории според техните източници:

(1) Чужди включвания. Те идват от ерозията на облицовката на пещта, огнеупорните материали на кофата, шлаката, образувана от реакцията на шлаката или въздуха, ерозията на формовъчния пясък или ерозията на всеки друг материал в контакт с разтопения метал;

(2) Вътрешни включвания. Този тип включвания се образува от реакции в металната стопилка, като магнезиево-сярни включвания. Магнезиево-сярни включвания се образуват от реакцията в разтопеното желязо след добавяне на сплав магнезий-силиций-желязо по време на процеса на сфероидизиране.

2. Причини за шлакови включвания
(1) Силиций: Силициевите оксиди също са основният компонент на шлаковите включвания, така че съдържанието на силиций трябва да бъде намалено възможно най-много; (2) Сяра: Сулфидите в разтопеното желязо са една от основните причини за дефекти на включването на шлака в частите от сферографитен чугун. Точката на топене на сулфидите е по-ниска от тази на разтопеното желязо. По време на втвърдяването на разтопеното желязо, сулфидите ще се утаят от разтопеното желязо, увеличавайки вискозитета на разтопеното желязо, затруднявайки изплуването на шлака или метални оксиди в разтопеното желязо. Следователно, когато съдържанието на сяра в разтопеното желязо е твърде високо, в отливката лесно се образуват шлакови включвания. Съдържанието на сяра в сферографитен чугун трябва да се контролира под 0.06%. Когато е между 0.09% и 0,135%, дефектите на включването на шлака в чугуна ще се увеличат рязко;

(3) Редкоземни и магнезиеви: През последните години проучванията показват, че шлаковите включвания са причинени главно от окисляването на елементи като магнезий и редкоземни елементи, така че остатъчният магнезий и редкоземните елементи не трябва да бъдат твърде високи;

(4) Температура на изливане: Когато температурата на изливане е твърде ниска, металните оксиди в разтопения метал трудно изплуват на повърхността поради високия вискозитет на разтопения метал и остават в разтопения метал; когато температурата е твърде висока, шлаката на повърхността на разтопения метал става твърде тънка и трудна за отстраняване от повърхността на течността и често се влива във формата с разтопения метал. В действителното производство твърде ниската температура на изливане е една от основните причини за включването на шлака;

(5) Система за изливане: Системата за изливане трябва да бъде разумно проектирана и да има функция за блокиране на шлаката, така че разтопеният метал да може да запълни гладко матрицата и да избегне пръскане и турбуленция;

(6) Формовъчен пясък: Ако има излишък от пясък или покритие, полепнало по повърхността на формовъчния пясък, те могат да се комбинират с оксидите в разтопения метал, за да образуват шлака, което води до включвания на шлака. Компактността на пясъчната форма е неравномерна, а повърхността на стената на формата с ниска компактност лесно се корозира от разтопения метал и образува съединения с ниска точка на топене, което води до включвания на шлака в отливката.

3. Мерки за предотвратяване включването на шлака

(1) Контролирайте състава на разтопеното желязо: намалете възможно най-много съдържанието на сяра в разтопеното желязо (<0.06%), add an appropriate amount of rare earth alloy (0.1%~0.2%) to purify the molten iron, and reduce the silicon content and residual magnesium content as much as possible;

(2) Процес на топене: Опитайте се да повишите температурата на разтопения метал извън пещта и го оставете да престои известно време, за да улесните изплуването и агрегацията на неметални включвания. Почистете шлаката по повърхността на разтопеното желязо и поставете покриващ агент (перлит, дървесна пепел и др.) върху повърхността на разтопеното желязо, за да предотвратите окисляването на разтопеното желязо. Изберете подходяща температура на изливане, за предпочитане не по-ниска от 1350 градуса;

(3) Системата за изливане трябва да осигурява плавен поток от разтопено желязо и трябва да се монтира торба за събиране на шлака и пенокерамичен филтър, за да блокира шлаката;

(4) Компактността на формата трябва да е еднаква и якостта трябва да е достатъчна; пясъкът във формата трябва да се издуха при сглобяването на формата.

3. Дефект на порьозност

1. Порьозността обикновено е често срещан дефект в отливките, като често представлява висок дял от скрап от отливки.

При съвременни производствени условия реактивните пори и порите на утаяването са сравнително редки, а инвазивните пори са по-чести. Следва анализ на инвазивни пори:

2. Причини за порите

(1) Изпускателната кухина е недостатъчна и общата площ на напречното сечение на изпускателната тръба е твърде малка;

(2) Ниска температура на изливане;

(3) Скоростта на изливане е твърде ниска; разтопеното желязо не запълва гладко формата и има газ;

(4) Съдържанието на влага в формовъчния пясък е твърде високо; съдържанието на пепел във формовъчния пясък е високо и формовъчният пясък има слаба въздухопропускливост;

(5) Неправилното проектиране на системата за изливане води до всмукване на газ в разтопеното желязо;

(6) Инокулантът не е изсушен и размерът на частиците е неподходящ; разтопеното желязо не е напълно обезшлаковано и шлаката не е блокирана по време на изливането, причинявайки порьозност на шлаката;

(7) Незапалване на огъня навреме по време на наливането.

3. Мерки за предотвратяване на порите

(1) Достатъчен брой вентилационни щифтове или изпускателни плочи с подходящи напречни сечения са поставени на по-високи позиции на модела. Обикновено напречното сечение на изпускателната тръба трябва да бъде около 1.5-1.8 пъти общата площ на напречното сечение на отворите;

(2) Системата за изливане трябва да бъде настроена на полуотворен и полузатворен принцип и в канала за изливане трябва да се добави филтърно устройство от пенокерамика. Пенокерамичният филтър има коригиращ ефект и разтопеното желязо е относително стабилно при пълнене на матрицата и няма да повлияе на матрицата или да предизвика пръски или увлечен газ. Размерът на напречното сечение на системата за изливане е по-подходящ, когато се изчислява въз основа на скорост на изливане от 8-10kg/s;

(3) Температурата на топене на разтопеното желязо не трябва да бъде по-ниска от 1500 градуса, а температурата на изливане на крайната кутия трябва да се контролира на около 1400 ~ C по време на ръчно изливане (може да се регулира по подходящ начин в зависимост от размера и дебелината на стената на кастингът). Най-добре е да използвате автоматично изливане и грешката на температурата на изливане трябва да бъде в рамките на 20 градуса;

(4) За добра система за обработка на пясък, подходяща за формоване под високо налягане, съдържанието на влага в пясъка за формоване трябва да се контролира на 2.8-3.2%, степента на уплътняване трябва да бъде между 36-42% , а температурата и якостта на налягането трябва да достигнат 180-220kpa (всички се отнасят за вземане на проби и тестване в машината за формоване). За постигане на тези показатели е необходимо да се следи пепелното съдържание на формовъчния пясък, количеството на добавените спомагателни материали, подходящия оригинален размер на частиците на пясъка, температурата на циркулиращия пясък и ефективността на смесване на пясъка;

(5) Обърнете внимание на отстраняването на шлаката от разтопеното желязо, блокирането на шлаката и запалването по време на изливането и изсушаването на инокуланта.
 

4. Дефекти при студено затваряне
 

1. Причини за дефекти при студено затваряне
 

(1) Температурата на изливане е твърде ниска и капацитетът за пълнене на разтопено желязо става слаб;

(2) Въздушната пропускливост на пясъчната форма е лоша, налягането на газа в пясъка е твърде високо и разтопеното желязо не може да запълни формата навреме;

(3) Конструкцията на системата за затваряне е неразумна и площта на напречното сечение на плъзгача и вътрешния плъзгач е малка;

(4) Остатъците полепват по чашата за изливане, което води до спадане на температурата на изливане.

2. Противодействие на дефекти при студено затваряне
 

(1) Оптимизирайте дизайна на системата за изливане, увеличете площта на филтъра от пенокерамика и увеличете скоростта на потока на разтопеното желязо;

(2) Подобрете въздухопропускливостта на формовъчния пясък и добавете изпускателни канали;

(3) Увеличете температурата на леене;

(4) Почистете зоната на чашата за изливане.