Ce cauzează defecte de porozitate în turnările de bronz?

Porii din turnările de cupru (inclusiv alama, bronzul, cuprul purpuriu etc.) sunt defecte comune de turnare, de obicei cauzate de evoluția gazelor în metalul topit, evacuarea slabă a nisipului sau a matrițelor, procese de topire necorespunzătoare și alți factori. Următoarele sunt motive și soluții specifice:

1 、 Tipuri și caracteristici ale stomatei 1 Caracteristicile porilor precipitați: mici, dispersate, circulare sau eliptice, situate în mare parte în părți groase ale pieselor de turnare sau în punctul final de solidificare. Motiv: gazele dizolvate în lichidul de cupru (cum ar fi H ₂ Co 、 vaporii de apă precipită și formează bule în timpul solidificării.  

2. Caracteristicile porilor reactivi: pereți de pori netezi sau oxidați, care apar adesea pe sau aproape de suprafața turnărilor. Motiv: lichidul de cupru reacționează chimic cu nisip de modelare, acoperire sau zgură pentru a genera gaze (cum ar fi CO ₂, SO ₂).  

3. Caracteristicile rulate în pori: formă neregulată, adesea însoțită de incluziuni de zgură, distribuite de -a lungul direcției fluxului de metal. Motiv: În timpul procesului de turnare, gazul este atras în metalul topit (cum ar fi turnarea turbulentă și evacuarea slabă).  

2 、 Analiza cauzei principale

1. Absorbția hidrogenului în timpul procesului de topire (factor cheie): lichidul de cupru este foarte predispus la absorbția gazelor de hidrogen la temperaturi ridicate (în special bronzul de cupru și staniu), iar solubilitatea hidrogenului scade brusc în timpul solidificării, formând pori. Sursa: Materialul cuptorului este umed, uleios sau conține materie organică (cum ar fi cupru reciclat care conține ulei și grăsime). Mediul de topire are umiditate ridicată (cum ar fi nu se dezumidifică în timpul sezonului ploios). Combustie insuficientă de combustibil (cuptor cu gaz, cuptor de cocs produce vapori de apă).  

2. Deoxidarea insuficientă are ca rezultat oxidarea lichidului de cupru pentru a forma Cu ₂ O, care reacționează cu hidrogen: Cu ₂ O+H ₂ → 2CU+H ₂ O ↑ * *, iar vaporii de apă formează pori. Se observat frecvent în: bronz fosfor (care necesită dezoxidare fosforică), alamă (deoxidare insuficientă de fierbere a zincului).  

3. Proiectarea necorespunzătoare a sistemului de turnare poate duce la o viteză excesivă de turnare, la înălțimea mare a porții sau la o suprafață transversală insuficientă a sprue, ceea ce duce la fluxul turbulent al metalului topit și la antrenamentul aerului. Canalele de ridicare sau de evacuare insuficiente împiedică evadarea gazelor.  

4. Probleme de nisip/mucegai: permeabilitate slabă a aerului mucegaiurilor de nisip (cum ar fi compactitatea ridicată și prăbușirea slabă a nisipului de silicat de sodiu). Când este turnat nisip de rășină sau nisip de ulei, liantul emite o cantitate mare de gaz (cum ar fi H ₂ și CH ₄ produsă de descompunerea la temperaturi ridicate a rășinii de furan). La turnarea matrițelor metalice, matrița nu are caneluri de evacuare sau acoperirea este prea groasă.  

5. Funcționare necorespunzătoare a procesului: temperatura de turnare este prea mare (exacerbarea absorbției de hidrogen) sau prea scăzută (gazul nu poate pluti în timp). Nu este lăsat pe deplin să se stabilească (turnat fără a dega pe lichidul de cupru). 3 、 Soluție

1.. Control de topire Rafinarea degazingului: cupru violet/bronz: deoxidizare cu fosfor cupru (P-CU) sau rafinare cu azot/gaz argon. Brass: Utilizați efectul „fierbere auto” al zincului pentru a îndepărta hidrogenul și a controla temperatura de topire (aramă ≤ 1100 ℃). Uscarea materialelor cuptorului: deșeurile de cupru trebuie prăjite pentru a îndepărta petele de ulei, iar căptușeala cuptorului și instrumentele trebuie să fie preîncălzite înainte de topire. Protecție de acoperire: acoperiți lichidul de cupru cu cărbune sau zgură de sticlă în timpul topirii pentru a izola vaporii de apă.  

2. Optimizarea sistemului de turnare adoptă un sistem de turnare cu injecție de jos sau în trepte pentru a reduce turbulența. Creșteți raportul de zonă transversală al alergătorilor transversali și interiori (de exemplu, 1: 2: 1.5) și reduceți viteza de curgere. Stabiliți pungi de colectare a zgurii și creșteri de evacuare (în special în zone groase și mari).  

3. Îmbunătățirea turnării nisipului/a matriței: controlați conținutul de umiditate al nisipului (≤ 4,5%) și adăugați materiale respirabile (cum ar fi pulberea de cărbune și rumegușul). Turnarea matriței metalice: matrița este echipată cu o canelură de evacuare (adâncime 0,1 ~ 0,3 mm) și acoperită cu vopsea de oxid de zinc. Nisip de rășină: reduceți cantitatea de rășină adăugată sau treceți la rășină cu azot scăzut.  

4. Reglarea parametrilor procesului Temperatura de turnare: 1200 ~ 1250 ℃ pentru cupru, 980 ~ 1050 ℃ pentru alamă, 1100 ~ 1180 ℃ pentru bronz. Se răcește încet după turnare (cum ar fi acoperirea cu nisip de izolare) pentru a prelungi timpul de eliberare a gazului.  

5. Măsuri auxiliare pentru detectarea topiturii: Utilizați metoda de testare a solidificării în vid pentru a verifica conținutul de gaz din lichidul de cupru. Post Processing: presarea izostatică fierbinte (HIP) este efectuată pe piesele turnate pentru a elimina porozitatea internă. 4 、 Cazul tipic de porozitate de aramă (Cu zn): volatilizarea zincului duce la „fierberea de zinc” insuficientă, iar costurile de hidrogen rezidual → conținutul de Zn trebuie controlat (≤ 40%), iar agitarea trebuie consolidată în timpul topirii. Porozitate de bronz de staniu (Cu-SN-P): Deoxidarea fosforului insuficientă sau oxidarea SN → 0,03% ~ 0,05% fosfor, trebuie să se adauge cupru pentru turnare rapidă pentru a reduce oxidarea.  

Prin investigarea sistematică a proceselor, cum ar fi topirea, modelarea și turnarea, este posibilă reducerea semnificativă a defectelor de porozitate în cuprul turnat. Dacă problema persistă, se recomandă localizarea în continuare a sursei de gaz prin analiza metalografică a compoziției porilor (cum ar fi spectroscopia dispersivă a energiei).