Cum se rezolvă defectul de lipire a nisipului în producerea pieselor gri din fontă folosind tehnologie de nisip acoperită cu film?

Problema serioasă de lipire a nisipului în producția de piese de scripete de 27 kg gri din fontă, folosind tehnologia de nisip acoperită cu film este un defect comun în procesul de turnare. Nisipul lipicios poate crește semnificativ volumul de muncă de curățare, deteriorarea calității suprafeței turnurilor, crește costurile și poate duce chiar la casarea pieselor de turnare. Pentru a rezolva această problemă, trebuie efectuată o investigație sistematică și optimizare din mai multe aspecte, cum ar fi nisipul acoperit, parametrii procesului, caracteristicile fierului topit, proiectarea și funcționarea mucegaiului. Următoarele sunt soluții și măsuri detaliate:

1. Probleme de calitate cu nisip laminat - motive de bază:

o. Calitatea slabă a nisipului brut: conținut scăzut de siO ₂/impurități ridicate: nisip crud cu conținut scăzut de SiO ₂ (cum ar fi <90%) sau impurități excesive, cum ar fi feldspat, mica, oxizi de metal alcalin, etc., va reduce semnificativ refractoria și se va topi ușor sub acțiunea fierului topit de temperatură ridicată, ceea ce duce la lipirea nisipului chimic. Distribuția mărimii particulelor nerezonabile: particulele de nisip sunt prea grosiere (cum ar fi> 70 ochiuri), golurile dintre particulele de nisip sunt mari, iar fierul topit este predispus la infiltrare și formează lipirea mecanică de nisip. Dacă particulele de nisip sunt prea fine (cum ar fi> 140 ochiuri), deși suprafața este mai densă, permeabilitatea este slabă, iar presiunea de gaz din interiorul nucleului de nisip/matriță crește, ceea ce poate agrava de fapt infiltrarea fierului topit sau poate provoca porozitate. Forma slabă a particulelor: nisipul cu un coeficient unghiular ridicat (poligonal) are o densitate de ambalare mai mică și o porozitate mai mare decât nisipul circular, ceea ce îl face mai predispus la infiltrarea mecanică și lipirea nisipului.

b. Performanță insuficientă a filmului de rășină: Conținut insuficient de rășină sau calitate slabă: Adăugarea rășinii este prea scăzută (<1,8-2,2%), sau rășina în sine are o rezistență termică scăzută și o rezistență slabă la temperaturi ridicate, incapabilă să formeze un strat de cocsare suficient de puternic și dens sub acțiunea fierului topit de temperatură ridicată pentru a izola eficient fierul topit. Vindecarea incompletă: temperatura mucegaiului sau timpul de întărire insuficient în timpul confecționării miezului poate duce la reticularea și întărirea incompletă a rășinii, rezistența scăzută a matriței/miezului de nisip și dezintegrarea ușoară și eșecul la temperaturi ridicate.

Cum să o rezolvi în producția reală

Selectați nisip brut de înaltă calitate: trebuie să se acorde prioritate nisipului brut cu conținut ridicat de SiO ₂ (≥ 97%), impurități mici, coeficient unghiular scăzut (rotund sau semicircular) și dimensiune moderată a particulelor (amestec recomandat de 70/140 ochiuri de plasă sau plasă 50/100). Îmbunătățiți performanța nisipului laminat: creșteți conținutul de rășină: creșteți în mod corespunzător cantitatea de rășină fenolică adăugată (de exemplu, la 2,3-2,8%) pentru a asigura formarea unei pelicule de rășină suficient de groase și continue. Adăugarea umpluturii refractare: adăugarea de aditivi care pot îmbunătăți refractoritatea și reduce tendința de sinterizare la nisipul acoperit: pulbere de zirconiu: cel mai bun efect, refractorie extrem de ridicată (> 2000 ℃), dar cel mai mare cost. Poate înlocui parțial nisipul original sau poate fi utilizat ca aditiv (5-20%). Pulbere cromată: refractorie ridicată, coeficient scăzut de expansiune termică și o bună rezistență la penetrarea metalelor. Pulbere de olivină: stabilitate bună la temperatură ridicată și rezistență la eroziunea zgurii alcaline. Pulbere ridicată de alumină de alumină/pulbere mulată: îmbunătățește rezistența la temperaturi ridicate. Utilizați rășină de înaltă performanță: selectați rășină special concepută pentru nisip laminat cu rezistență ridicată la foc, rezistență ridicată și generare scăzută a gazelor (cum ar fi rășina fenolică modificată). Asigurați-vă că o întărire suficientă: controlați strict parametrii procesului de confecționare a miezului (temperatura matriței este de obicei între 220-260 ℃, iar timpul de întărire este ajustat în funcție de dimensiunea miezului de nisip) pentru a vă asigura că rășina este complet întărită.

2. Motivele pentru turnarea sistemului și a parametrilor procesului

o. Temperatura excesivă de turnare: fontă gri are o fluiditate bună, iar temperatura excesivă de turnare (cum ar fi> 1450 ℃) va îmbunătăți semnificativ permeabilitatea fierului topit la particulele de nisip, exacerbarea aderenței de nisip. Temperaturile ridicate sunt, de asemenea, mai susceptibile de a deteriora filmul de rășină.

b. Viteza excesivă de turnare: viteza excesivă de turnare crește forța de înroșire a metalului topit pe peretele cavității, dăunează integrității mucegaiului de nisip/a suprafeței miezului, crește riscul de infiltrare a fierului topit, iar presiunea gazului poate apăsa și fierul topit în golurile dintre particulele de nisip.

C. Capul excesiv (înălțimea de turnare): presiunea statică metalică excesivă va forța fierul topit să pătrundă mai ușor în porii dintre particulele de nisip.

D. Influența compoziției fierului topit: echivalent cu carbon ridicat (CE): conținut ridicat de siliciu de carbon (CE> 4.3-4.5) va îmbunătăți semnificativ fluiditatea fierului topit și va crește tendința de permeabilitate a permeabilității. Raportul scăzut al Mn/S: Când conținutul de sulf este prea mare sau conținutul de mangan este insuficient, se formează mai puțin MNS, ceea ce nu este propice formulării unei pelicule densă de oxid/peliculă de sulfură pe suprafața turnării pentru a preveni infiltrarea. Se recomandă controlul raportului Mn/S între 8-12. Conținutul de fosfor: fosforul ridicat (P> 0,1%) va reduce tensiunea superficială a fierului topit, va crește umectabilitatea și va promova infiltrarea. Oxidare: Oxidarea excesivă a fierului topit poate produce mai multe incluziuni de oxid, afectând formarea unei pelicule de protecție la suprafață.

Soluție - Controlați strict temperatura de turnare: asigurând în același timp umplerea completă și evitând izolarea la rece, încercați să reduceți cât mai mult temperatura de turnare. Pentru un scripete de fontă gri de 27 de kilograme, controlul temperaturii de turnare între 1360-1400 ℃ (reglat în funcție de grosimea peretelui, cu limita inferioară pentru părți cu pereți groși) este de obicei un obiectiv fezabil. Termometrul trebuie calibrat cu exactitate! Optimizați viteza de turnare: Adoptați o viteză de turnare lină și moderată. Luați în considerare utilizarea unui sistem de turnare cu pungi tampon sau injecție de jos pentru a reduce impactul direct asupra cavității matriței. Reduceți înălțimea indenterului: în timp ce vă asigură umplerea, încercați să reduceți înălțimea cupei de sprue sau utilizați un sprue în trepte. Optimizați compoziția fierului topit: în timp ce întâlniți proprietățile mecanice (în principal rezistența) a pieselor de turnare, reduceți în mod corespunzător echivalentul de carbon (CE) (cum ar fi ținta CE = 4.0-4.2), în special conținutul de siliciu. Asigurați -vă un raport Mn/S suficient (≥ 10): prin reglarea raportului de fier de resturi/porc sau adăugând fier de mangan, asigurați -vă că conținutul de mangan este suficient pentru a neutraliza sulful și a forma MNS. Controlează oxidarea fierului topit: efectuați tratamentul de inoculare pre-cuptor (îmbunătățiți morfologia grafitului, afectând indirect suprafața), evitați agitare excesivă sau izolație prelungită la temperatură ridicată care poate provoca oxidare.

3. Probleme de proiectare și funcționare a miezului de mucegai/nisip

o. Compactitatea insuficientă a mucegaiului/miezului de nisip: presiunea insuficientă de injecție a miezului, evacuarea slabă a matriței sau timpul de injecție cu nisip scurt au ca rezultat o compactitate locală scăzută a matriței/miezului de nisip, porozitate ridicată și infiltrare ușoară prin fier topit.

b. Temperatura mucegaiului prea mare: în timpul producției continue, temperatura matriței se acumulează prea mare (> 280 ℃), ceea ce determină solidificarea locală a nisipului acoperit înainte sau în timpul exploziei de nisip, afectând rezistența generală și uniformitatea matriței de nisip.

C. Acoperire de turnare neutilizată (sau utilizată în mod necorespunzător): acoperire nevopsită: pentru piesele turnate cu cerințe ridicate sau zone predispuse la adeziunea cu nisip, fără a aplica acoperirea rezistentă la foc este extrem de riscantă. Calitate slabă a acoperirii: rezistență redusă la foc, stabilitate slabă a suspensiei, acoperire subțire sau acoperire neuniformă. Uscare insuficientă: acoperirea este turnată înainte de a fi uscată complet, iar apa se evaporă la temperaturi ridicate, generând presiune care poate împinge fierul topit în golurile dintre particulele de nisip sau poate determina decojirea.

D. Deteriorarea/manipularea mucegaiului: mucegaiul/miezul de nisip este lovit în timpul procesului de îndepărtare a mucegaiului, manipulare și asamblare a miezului, ceea ce duce la slăbiciune sau deteriorare locală a suprafeței.

e. Proiectarea necorespunzătoare a poziției sprue: Sprue se orientează direct cu peretele cavității sau peretele subțire, ceea ce face ca fierul topit de mare viteză să deagă direct suprafața matriței/miezului de nisip.

Soluție - Optimizați procesul de confecționare a miezului: asigurați -vă o presiune suficientă de injecție de nisip și timp de menținere pentru a vă asigura că matrița/miezul de nisip este compactă și uniformă. Curățați și mențineți în mod regulat matrița pentru a asigura dopuri de evacuare lină. Controlează temperatura matriței și, dacă este necesar, adăugați dispozitive de răcire a temperaturii mucegaiului (cum ar fi canalele de răcire a apei) sau extindeți ciclul de producție. Utilizarea obligatorie a acoperirilor refractare de înaltă calitate și aplicarea corectă.