Cum pot fi rezolvate defecte precum coșurile de nisip de pe suprafața superioară a pieselor din fontă cenușie produse prin turnarea cu nisip cu rășină?

Noduli de nisip apar pe suprafața pieselor turnate de mașini din fontă cenușie produse din nisip de rășină, care este o problemă tipică care afectează calitatea suprafeței pieselor turnate. Nodulii de nisip se manifestă de obicei ca bulgări tari de metal și particule de nisip care aderă la suprafața pieselor turnate, care sunt greu de curățat și pot afecta, de asemenea, precizia și aspectul dimensional.

1、 Principalul motiv pentru formarea nodulilor de nisip este rezistența locală insuficientă a matriței de nisip de rășină/suprafeței miezului. Sub acțiunea termică și mecanică a metalului topit, blocurile de nisip de suprafață se desprind și sunt aspirate în metalul topit, dar nu sunt complet spălate sau retopite și sunt în cele din urmă înfășurate în jurul suprafeței turnării. Motivele specifice pot fi analizate din următoarele dimensiuni:

1. Compactitate neuniformă din cauza procesului de turnare/facere a miezului: compactitate insuficientă în unele zone (în special colțuri, caneluri și cavități adânci), suprafața mucegaiului cu nisip liber, rezistență scăzută și ușor de spălat. Operațiune necorespunzătoare de îndepărtare/reparare a mucegaiului: deteriorarea mucegaiului de nisip în timpul îndepărtării mucegaiului sau repararea incompletă în timpul reparării mucegaiului, lăsând potențiale blocuri de nisip libere. Calitatea acoperirii și procesul de periere: Stratul de acoperire este prea subțire sau nu este acoperit și nu reușește să izoleze eficient lichidul metalic la temperatură înaltă de suprafața matriței de nisip. Adâncime insuficientă de penetrare a stratului de acoperire: neformarea unui „strat sinterizat” solid cu matrița de nisip, rezultând o aderență slabă. Uscarea insuficientă a acoperirilor: umiditatea reziduală sau solvenții, gazul generat la întâlnirea cu lichide metalice la temperatură înaltă, pot afecta acoperirea și pot provoca crăparea și desprinderea acestuia. Evacuare slabă a matriței/miezului de nisip: presiunea locală excesivă a gazului poate cauza „prăbușirea” stratului de acoperire sau a stratului slab de suprafață.

2. Motive de performanță pentru nisip brut și nisip de rășină: Forma și dimensiunea particulelor de nisip brut: Suprafața particulelor de nisip este netedă, cu rotunjime slabă (cum ar fi un coeficient unghiular mare), ochiuri mecanice slabe între particulele de nisip și rezistență scăzută a suprafeței matriței de nisip. Adăugarea insuficientă de rășină sau amestecarea neuniformă: rezultând un conținut scăzut de rășină locală și rezistență insuficientă după întărire. Întărire neuniformă: în special pentru miezurile groase de nisip, interiorul poate să nu fie complet întărit sau suprafața poate deveni casantă din cauza suflarii excesive (rășină furanică). Timp lung de depozitare a matrițelor de nisip sau umiditate ridicată a mediului: matrițele de nisip din rășină absorb umiditatea, reduc rezistența și cresc generarea de gaz.

3. Motivul pentru proiectarea sistemului de turnare este că lichidul metalic este spălat în mod excesiv: sprue se află în fața peretelui matriței sau a miezului de nisip, formând un flux de lichid metalic de mare viteză care afectează direct. Designul sistemului de turnare este nerezonabil, iar viteza de umplere este prea mare, ceea ce provoacă eroziune severă și uzură pe suprafața matriței/miezului de nisip.

4. Temperatura de turnare a metalului topit în sine este prea mare: sarcina excesivă de căldură va accelera descompunerea termică a rășinii pe suprafața matriței de nisip și sinterizarea particulelor de nisip, determinând îngroșarea stratului de peeling. În același timp, fluiditatea fierului topit este prea bună, iar forța de curățare este îmbunătățită. Oxidarea severă a fierului topit: Conținutul ridicat de oxizi (cum ar fi FeO) în fierul topit poate reacționa chimic cu particulele de nisip SiO ₂, exacerbând eroziunea și tendința de lipire a nisipului a lichidului metalic pe matrița de nisip.

2、 O soluție sistematică pentru rezolvarea problemei nodulilor de nisip necesită pornirea de la prevenire și control, efectuarea de investigații sistematice și optimizarea procesului.

1. Optimizați procesul de realizare a formei și a miezului pentru a asigura compactarea uniformă: concentrați-vă pe asigurarea compactării pieselor complexe, cum ar fi colțurile, proeminențele și cavitățile adânci și utilizați instrumente specializate pentru a ajuta la compactare. Turnare și reparare standardizate: operați cu atenție și utilizați pastă sau acoperire specializată pentru reparații pentru a repara zonele deteriorate. Aplicarea acoperirilor armate: Alegeți pulbere de zircon de înaltă calitate pe bază de alcool sau pulbere de corindon, care au rezistență ridicată la foc și rezistență puternică la coroziune. Asigurați-vă că stratul de acoperire are suficientă concentrație și vâscozitate, folosind un strat de acoperire prin scufundare, un strat de curgere sau un strat prin pulverizare pentru a asigura o grosime uniformă a acoperirii (în general 2-4 straturi, grosimea filmului uscat 0,3-0,8 mm). Uscarea completă: După aprindere (acoperiri pe bază de alcool) sau uscare, asigurați-vă că stratul este complet uscat și fără pete de umezeală. Asigurați o evacuare netedă: Setați un număr și o dimensiune suficient de orificii de evacuare în pozițiile corespunzătoare din matrița/miezul de nisip.

2. Controlați cu strictețe calitatea nisipului de rășină și selectați nisip brut de înaltă calitate: ar trebui să se acorde prioritate utilizării nisipului de silice cu formă rotundă de particule și suprafață netedă (cum ar fi nisipul Dalin din Mongolia Interioară), cu un coeficient unghiular controlat între 1,2-1,3, care este favorabil îmbunătățirii fluidității și compactării și rezistenței nisipului. Optimizați raportul de rășină și procesul de amestecare a nisipului: Reglați cantitatea de rășină și agent de întărire adăugată în funcție de sezon și temperatura și umiditatea mediului (de obicei 0,8% -1,5% din greutatea inițială a nisipului) pentru a asigura o amestecare uniformă. Controlați efectul de întărire: Evitați suprasuflarea sau întărirea insuficientă. Pentru miezuri groase și mari de nisip, pot fi utilizate procese de umplere cu blocuri goale sau de cocs. Controlați mediul de depozitare și utilizare: Încercați să scurtați timpul de depozitare al matrițelor/miezurilor de nisip și să evitați absorbția umidității. Se recomandă controlul umidității din atelier sub 60%.

3. Îmbunătățiți designul sistemului de turnare pentru a urma principiul umplerii „netede, rapide și ordonate”: adoptați sisteme deschise, de injecție pe fund sau de turnare în trepte. Evitați spălarea directă: Spruce nu trebuie să fie direct în fața părților slabe ale peretelui matriței sau a miezului de nisip. Măsuri precum introducerea liniilor tangente, amenajarea gropilor de canalizare și utilizarea site-urilor de filtrare pot fi utilizate pentru a tampona, dispersa și purifica fluxul de metal topit. Calculați timpul adecvat de turnare: evitați umplerea prea rapidă.

4. Optimizați procesul de topire și turnare pentru a controla temperatura corespunzătoare de turnare: asigurând în același timp integritatea umpluturii și evitând izolarea la rece, încercați să utilizați o temperatură de turnare mai scăzută. Pentru piese turnate pentru mașini-unelte cu grosime medie a peretelui, acesta este în general controlat la 1350-1420 ℃ (măsurare optică a temperaturii). Purificarea fierului topit: Consolidați pretratarea cuptorului (cum ar fi utilizarea agenților de îndepărtare a zgurii) pentru a preveni oxidarea excesivă a fierului topit și pentru a asigura puritatea acestuia. Turnare lină: Evitați întreruperea și stropirea și păstrați cana de turnare plină.

5. Managementul la fața locului și inspecția inspecției primei piese: Pentru prima piesă după matrițe noi sau modificări de proces, inspectați cu atenție piesele care sunt predispuse la noduli de nisip. Stabiliți puncte de control al procesului: monitorizați și înregistrați procesele cheie, cum ar fi compactarea, acoperirea și temperatura de turnare. Analizați locația nodulilor de nisip: pe baza poziției obișnuite a nodulilor de nisip, urmăriți dacă este o problemă cu forma, acoperirea sau sistemul de turnare.

Rezumat și sugestii: Soluția la problema nodulilor de nisip în producția de mașini turnate din fontă cenușie folosind nisip rășină este de a „îmbunătăți rezistența suprafeței matriței de nisip” și de a „reduce efectul de eroziune/termic al lichidului metalic pe peretele matriței”. Sugerați să urmați acești pași pentru a depana:

În primul rând, verificați acoperirea: acesta este motivul cel mai direct și comun. Confirmați calitatea acoperirii, grosimea stratului și starea de uscare.

2. Apoi, verificați compactitatea și operația de turnare: verificați dacă matrița de nisip din poziția corespunzătoare a nodulului de nisip este slăbită.

3. Apoi analizați sistemul de turnare: observați dacă bulgări de nisip apar direct vizavi de spruce sau în locul în care fluxul de metal este cel mai afectat.

4. În cele din urmă, verificați parametrii procesului: verificați dacă raportul de nisip rășină, calitatea nisipului brut și temperatura de turnare sunt în intervalul controlat. Prin această analiză sistematică și îmbunătățire pas cu pas, defectele dunelor de nisip pot fi controlate și eliminate în mod eficient, îmbunătățind semnificativ calitatea suprafeței și acuratețea dimensională a turnărilor pentru mașini-unelte.