W jaki sposób można usunąć defekty, takie jak pryszcze piasku na górnej powierzchni części z żeliwa szarego wytwarzanych metodą odlewania w piasku żywicznym?

Na powierzchni odlewów maszynowych z żeliwa szarego wytwarzanych za pomocą piasku żywicznego pojawiają się grudki piasku, co jest typowym problemem wpływającym na jakość powierzchni odlewów. Guzki piaskowe objawiają się zwykle twardymi grudkami metalu i cząstkami piasku przylegającymi do powierzchni odlewów, które są trudne do czyszczenia i mogą również wpływać na dokładność wymiarową i wygląd.

1. Główną przyczyną tworzenia się grudek piasku jest niewystarczająca lokalna wytrzymałość powierzchni formy/rdzenia z żywicy piaskowej. Pod wpływem termicznego i mechanicznego działania roztopionego metalu powierzchniowe bloki piasku odklejają się i są zasysane do roztopionego metalu, ale nie są całkowicie wypłukane ani przetopione, a ostatecznie owijają się wokół powierzchni odlewu. Konkretne przyczyny można analizować w następujących wymiarach:

1. Nierówna zwartość spowodowana procesem formowania/wykonywania rdzenia: Niewystarczająca zwartość w niektórych obszarach (zwłaszcza w narożnikach, rowkach i głębokich wgłębieniach), luźna powierzchnia formy piaskowej, niska wytrzymałość i łatwość zmywania. Nieprawidłowe usuwanie/naprawa formy: Uszkodzenie formy piaskowej podczas usuwania pleśni lub niekompletna naprawa podczas naprawy formy, pozostawiając potencjalne luźne bloki piasku. Jakość powłoki i proces szczotkowania: Warstwa powłoki jest zbyt cienka lub niepokryta i nie izoluje skutecznie cieczy metalicznej o wysokiej temperaturze od powierzchni formy piaskowej. Niewystarczająca głębokość wnikania powłoki: brak wytworzenia trwałej „warstwy spiekanej” z formą piaskową, co skutkuje słabą przyczepnością. Niewystarczające wysuszenie powłok: resztkowa wilgoć lub rozpuszczalniki, gaz powstający w wyniku kontaktu z cieczami metalowymi o wysokiej temperaturze, mogą oddziaływać na powłokę i powodować jej pękanie i odklejanie. Słabe odprowadzenie formy/rdzenia piaskowego: Nadmierne lokalne ciśnienie gazu może spowodować „zapadnięcie się” warstwy powłoki lub słabej warstwy powierzchniowej.

2. Przyczyny wydajności surowego piasku i piasku żywicznego: Kształt i wielkość cząstek surowego piasku: Powierzchnia cząstek piasku jest gładka, o słabej okrągłości (takiej jak duży współczynnik kątowy), słabym mechanicznym zazębieniu pomiędzy cząstkami piasku i niskiej wytrzymałości powierzchniowej formy piaskowej. Niewystarczający dodatek żywicy lub nierównomierne wymieszanie: skutkuje niską lokalną zawartością żywicy i niewystarczającą wytrzymałością po utwardzeniu. Nierównomierne utwardzanie: Szczególnie w przypadku grubych rdzeni piaskowych wnętrze może nie zostać całkowicie utwardzone lub powierzchnia może stać się krucha z powodu nadmiernego nadmuchu (żywica furanowa). Długi czas przechowywania form piaskowych lub wysoka wilgotność otoczenia: Formy piaskowe z żywicy pochłaniają wilgoć, zmniejszają wytrzymałość i zwiększają wytwarzanie gazu.

3. Powodem zaprojektowania systemu zalewania jest nadmierne wypłukanie metalowej cieczy: wlew jest skierowany w stronę ściany formy lub rdzenia piaskowego, tworząc szybki przepływ metalicznej cieczy, która bezpośrednio oddziałuje. Konstrukcja systemu zalewania jest nierozsądna, a prędkość napełniania jest zbyt duża, co powoduje poważną erozję i zużycie powierzchni formy/rdzenia piaskowego.

4. Temperatura zalewania samego roztopionego metalu jest zbyt wysoka: nadmierne obciążenie cieplne przyspieszy rozkład termiczny żywicy na powierzchni formy piaskowej i spiekanie cząstek piasku, powodując zagęszczenie warstwy złuszczającej. Jednocześnie płynność roztopionego żelaza jest zbyt dobra, a siła szorowania jest zwiększona. Poważne utlenianie roztopionego żelaza: Wysoka zawartość tlenków (takich jak FeO) w roztopionym żelazie może reagować chemicznie z cząstkami piasku SiO ₂, zaostrzając tendencję do erozji i przyklejania się cieczy metalicznej do formy piaskowej.

2. Systematyczne rozwiązanie problemu kulek piasku wymaga rozpoczęcia od zapobiegania i kontroli, prowadzenia systematycznych badań i optymalizacji procesu.

1. Zoptymalizuj proces wytwarzania kształtu i rdzenia, aby zapewnić równomierne zagęszczenie: Skoncentruj się na zapewnieniu zagęszczenia skomplikowanych części, takich jak narożniki, występy i głębokie wgłębienia, i używaj specjalistycznych narzędzi wspomagających zagęszczanie. Standaryzowane formowanie i naprawa: Ostrożnie obsługuj i używaj specjalistycznej pasty naprawczej lub powłoki do naprawy uszkodzonych obszarów. Stosowanie powłok wzmocnionych: Wybierz wysokiej jakości powłoki proszkowe na bazie cyrkonu lub korundu na bazie alkoholu, które mają wysoką ognioodporność i dużą odporność na korozję. Upewnij się, że powłoka ma wystarczające stężenie i lepkość, stosując powlekanie zanurzeniowe, powlekanie przez polewanie lub powlekanie natryskowe, aby zapewnić jednolitą grubość powłoki (zazwyczaj 2-4 warstwy, grubość suchej powłoki 0,3-0,8 mm). Całkowicie suche: Po wypaleniu (powłoki na bazie alkoholu) lub wysuszeniu należy upewnić się, że powłoka jest całkowicie sucha i wolna od plam wilgoci. Zapewnij gładki wylot: Ustaw odpowiednią liczbę i rozmiar otworów wylotowych w odpowiednich miejscach formy/rdzenia piaskowego.

2. Ściśle kontroluj jakość piasku żywicznego i wybieraj wysokiej jakości surowy piasek: pierwszeństwo należy stosować piasek kwarcowy o okrągłym kształcie cząstek i gładkiej powierzchni (taki jak piasek Dalin z Mongolii Wewnętrznej), o współczynniku kątowym kontrolowanym w granicach 1,2-1,3, co sprzyja poprawie płynności oraz zagęszczeniu i wytrzymałości piasku. Zoptymalizuj proporcje żywicy i proces mieszania piasku: Dostosuj ilość dodanej żywicy i utwardzacza w zależności od pory roku oraz temperatury i wilgotności otoczenia (zwykle 0,8% -1,5% pierwotnej masy piasku), aby zapewnić równomierne mieszanie. Kontroluj efekt utwardzania: Unikaj nadmiernego nadmuchu lub niewystarczającego utwardzania. W przypadku grubych i dużych rdzeni piaskowych można zastosować procesy napełniania pustych przestrzeni lub bloków koksowniczych. Kontroluj środowisko przechowywania i użytkowania: Staraj się skracać czas przechowywania form/rdzeniowych piaskowych i unikać wchłaniania wilgoci. Zaleca się kontrolowanie wilgotności w warsztacie poniżej 60%.

3. Ulepsz projekt systemu nalewania, aby był zgodny z zasadą „płynnego, szybkiego i uporządkowanego” napełniania: zastosuj systemy nalewania otwartego, z wtryskiem od dołu lub stopniowane. Unikaj bezpośredniego spłukiwania: Wlew nie powinien być skierowany bezpośrednio w stronę słabych części ściany formy lub rdzenia piaskowego. Do buforowania, rozpraszania i oczyszczania przepływu stopionego metalu można zastosować takie środki, jak wprowadzenie linii stycznych, utworzenie wgłębień wlewowych i użycie sit filtrujących. Oblicz odpowiedni czas nalewania: unikaj zbyt szybkiego napełniania.

4. Zoptymalizuj proces topienia i zalewania, aby kontrolować odpowiednią temperaturę zalewania: zapewniając integralność wypełnienia i unikając izolacji zimnej, staraj się stosować niższą temperaturę zalewania. W przypadku odlewów do obrabiarek o średniej grubości ścianki, zwykle reguluje się je w temperaturze 1350-1420 ℃ (optyczny pomiar temperatury). Oczyszczanie roztopionego żelaza: Wzmocnij obróbkę wstępną pieca (np. stosując środki do usuwania żużla), aby zapobiec nadmiernemu utlenianiu roztopionego żelaza i zapewnić jego czystość. Płynne nalewanie: Unikaj przerw i rozpryskiwania, a miska do nalewania powinna być pełna.

5. Zarządzanie na miejscu i kontrola kontroli pierwszej części: W przypadku pierwszej części po nowych formach lub zmianach procesu należy dokładnie sprawdzić części podatne na grudki piasku. Ustanów punkty kontroli procesu: monitoruj i rejestruj kluczowe procesy, takie jak zagęszczanie, powlekanie i temperatura zalewania. Przeanalizuj lokalizację grudek piasku: W oparciu o regularne położenie grudek piasku ustal, czy jest to problem związany z kształtem, powłoką lub systemem wylewania.

Podsumowanie i sugestie: Rozwiązaniem problemu grudek piasku w produkcji odlewów maszynowych z żeliwa szarego przy użyciu piasku żywicznego jest „zwiększenie wytrzymałości powierzchniowej formy piaskowej” i „zmniejszenie erozji/efektu termicznego cieczy metalicznej na ściance formy”. Zasugeruj wykonanie następujących kroków w celu rozwiązania problemu:

Najpierw sprawdź powłokę: jest to najbardziej bezpośredni i najczęstszy powód. Potwierdzić jakość powłoki, grubość powłoki i warunki schnięcia.

2. Następnie sprawdź zwartość i działanie formowania: sprawdź, czy forma piaskowa w odpowiednim miejscu grudki piaskowej jest luźna.

3. Następnie przeanalizuj system zalewania: obserwuj, czy grudki piasku pojawiają się bezpośrednio naprzeciw wlewu lub w miejscu, gdzie przepływ metalu jest najbardziej zakłócony.

4. Na koniec sprawdź parametry procesu: sprawdź, czy proporcja piasku żywicznego, jakość surowego piasku i temperatura zalewania mieszczą się w kontrolowanym zakresie. Dzięki tej systematycznej analizie i stopniowemu doskonaleniu można skutecznie kontrolować i eliminować defekty wydm, znacznie poprawiając jakość powierzchni i dokładność wymiarową odlewów obrabiarek.