Xử lý độ xốp nghiêm trọng trong lõi cát hình trụ trong quá trình sản xuất các bộ phận sắt dẻo bằng công nghệ đúc cát xanh

Hôm nay chúng ta sẽ phân tích một trường hợp khuyết tật về độ xốp xảy ra ở lõi cát phủ của một bộ phận sắt dẻo. Vật liệu là GGG40, được sản xuất bằng dây chuyền sản xuất thẳng đứng.

Do diện tích rắn ở phần dưới của lõi cát của vật đúc nên khó thoát khí bên trong ống tròn của vật đúc. Do đó, khí do lõi cát tạo ra bị "nhốt" ở khu vực hóa rắn cuối cùng (điểm nóng) bên trong vật đúc trong quá trình hóa rắn của sắt nóng chảy và không thể thải ra một cách trơn tru. Sau đây là những lý do chi tiết cho việc hình thành và giải pháp mang tính hệ thống:

Phân tích nguyên nhân cốt lõi: Lượng khí thải cực đại của lõi cát không khớp với thời điểm sắt nóng chảy hóa rắn. Khi lõi cát tráng tiếp xúc với sắt nóng chảy ở nhiệt độ cao, chất kết dính nhựa sẽ nhanh chóng cháy và phân hủy, tạo ra một lượng khí lớn. Nếu những khí này không thể được thải ra một cách thuận lợi, chúng sẽ xâm nhập vào sắt nóng chảy và tạo thành các lỗ rỗng trên bề mặt đông đặc cuối cùng.

Giải pháp:

1. Tối ưu hóa bản thân lõi cát (quan trọng nhất!): giảm sự sinh khí của lõi cát: kiểm tra nhãn hiệu và kiểu dáng của loại cát phủ bạn đang sử dụng. Nên chuyển sang sử dụng cát phủ khí phát thải thấp, loại cát này thường sử dụng nhựa và chất đóng rắn có khí phát thải thấp. Cải thiện khả năng thoáng khí của lõi cát: Trao đổi với nhà cung cấp cát phủ để giảm yêu cầu về độ bền của lõi cát một cách thích hợp. Cường độ quá mức có nghĩa là có một lượng lớn nhựa được thêm vào và tạo ra nhiều khí. Độ bền càng thấp thì càng tốt, đồng thời đáp ứng được yêu cầu về tạo kiểu và đúc. Kiểm tra xem độ nén của lõi cát có quá cao không. Khi làm lõi, áp suất phun cát không được quá cao để tránh lõi cát trở nên quá đặc. Đảm bảo lõi cát thoát ra êm ái: Khi làm lõi cát phải làm kênh thoát khí! Đối với lõi nhỏ có đường kính 3 cm này, một số lỗ thoát khí nhỏ có thể được chọc thủng ở giữa lõi cát bằng kim thông gió hoặc có thể sử dụng các sợi sáp nhúng sẵn để làm tan chảy và tạo thành các kênh thoát khí trong quá trình đổ. Kiểm tra khe hở vừa vặn của đầu lõi cát để đảm bảo kênh xả ở đầu lõi thông suốt và không bị cản trở, giúp khí thoát ra trơn tru qua đầu lõi và đi vào khuôn hoặc hệ thống xả cát.

2. Trình tự hóa rắn và bẫy khí: Sắt dễ uốn có đặc tính đông đặc giống như bột nhão và bên trong vẫn ở trạng thái lỏng trong một thời gian dài sau khi vỏ được hình thành. Độ dày thành của vật đúc là đồng đều, nhưng khu vực trung tâm của thành bên trong là vùng hóa rắn cuối cùng. Khí không thể thoát ra ngoài tạo thành áp suất cao bên trong khoang khuôn, vào thời điểm yếu khi bề mặt lớp vỏ sắt nóng chảy hoặc bắt đầu đông đặc (thường là thành trong của phần giữa và phần trên), nó xâm chiếm kim loại vẫn ở trạng thái lỏng. Do áp suất giãn nở và đông đặc của than chì, các khí này cuối cùng bị “khóa” ở vùng đông đặc cuối cùng, hình thành các lỗ chân lông dưới da hoặc lỗ chân lông xâm lấn.

3. Các đặc tính hóa học của sắt nóng chảy làm trầm trọng thêm tình trạng: hàm lượng magie dư (Mg) quá mức có thể làm tăng sức căng bề mặt của sắt nóng chảy, khiến bong bóng xâm nhập khó nổi và thoát ra ngoài hơn. Quá trình oxy hóa chất lỏng sắt (hàm lượng oxy cao) hoặc quá trình nung không hoàn toàn (gỉ sét, vết dầu) sẽ làm tăng xu hướng tự kết tủa lỗ chân lông, hình thành lỗ chân lông nghiêm trọng cùng với các khí xâm lấn.

2、 Các giải pháp mang tính hệ thống cần được nghiên cứu, thử nghiệm theo thứ tự từ sơ cấp đến thứ cấp:

1. Tối ưu hóa lõi cát (biện pháp trực tiếp và hiệu quả nhất) để giảm phát sinh khí: Liên hệ ngay với nhà cung cấp cát phủ và chuyển sang cát phủ ít khí. Vật liệu này được thiết kế đặc biệt để giải quyết những vấn đề như vậy bằng cách sử dụng các loại nhựa và chất phụ gia đặc biệt để giảm việc tạo khí và trì hoãn việc tạo khí cao điểm. Đảm bảo khí thải của lõi cát tuyệt đối không bị cản trở (quan trọng nhất!): Đối với lõi cát có đường kính 30 mm, phải lắp đặt hệ thống xả trong quá trình làm lõi. Phương pháp tốt nhất: Sử dụng dây sáp thải nhúng sẵn. Một hoặc nhiều dây sáp được nhúng trong quá trình tạo lõi và dây sáp tan chảy trong quá trình đúc, tạo thành một kênh xả hoàn hảo. Phương pháp đơn giản: Chèn một lỗ thông hơi xuyên qua (hoặc gần) tâm lõi cát hoặc bằng kim thông gió. Đảm bảo rằng các kênh này được kết nối với đầu lõi. Tối ưu hóa thiết kế lõi: Kiểm tra vị trí lõi trong khuôn để đảm bảo khe hở giữa lõi và khuôn cát không thể bịt kín hoàn toàn sau khi đặt lõi cát, đây là kênh cuối cùng để khí thoát ra ngoài khuôn. Nếu cần thiết, có thể tăng khoảng cách giữa các đầu lõi hoặc có thể tạo các khe xả chuyên dụng.

2. Tối ưu hóa quy trình (điều chỉnh tương tác giữa sắt nóng chảy và lõi cát) để tăng nhiệt độ rót: Đây là biện pháp tạm thời nhanh nhất và hiệu quả nhất tại chỗ. Tăng nhiệt độ rót một cách thích hợp (chẳng hạn như 1380 ° C → 1400-1420 ° C) có thể kéo dài thời gian để sắt nóng chảy ở trạng thái lỏng và có thêm thời gian để khí thoát ra. Làm cho bề mặt của lõi cát thiêu kết nhanh hơn để tạo thành lớp vỏ cứng “thủy tinh hóa”, ngăn không cho nhựa sâu tiếp tục phát ra khí. Chú ý: Nhiệt độ quá cao có thể gây ra các vấn đề khác (chẳng hạn như dính cát) và cần tìm điểm cân bằng. Tăng tốc độ rót: rút ngắn thời gian rót đồng thời tránh nhiễu loạn. Áp suất tĩnh kim loại được thiết lập nhanh chóng có thể ngăn chặn sự xâm nhập của khí tốt hơn và thoát khí hoàn toàn trước khi quá trình hóa rắn thấp hơn. Đảm bảo đổ trơn tru: Áp dụng hệ thống đổ đáy để tránh lõi cát bị nóng chảy xả trực tiếp vào lõi cát, giảm nhiễu loạn và uốn cong. 3. Kiểm soát chất lỏng nấu chảy và sắt (để loại bỏ các vấn đề về bản thân và tránh gây thêm tổn thương) kiểm soát chặt chẽ hàm lượng magiê dư: dư lượng Mg quá mức là "chất xúc tác" cho lỗ chân lông. Đảm bảo rằng hàm lượng Mg còn lại sau khi xử lý hình cầu được kiểm soát trong giới hạn dưới mà quy trình yêu cầu (chẳng hạn như 0,03% -0,04%) và không được quá cao. Sử dụng vật liệu lò sạch: Loại bỏ thép phế liệu và vật liệu tái chế có vết rỉ sét và dầu nghiêm trọng, đồng thời ngăn chặn sự phân hủy của chúng tạo ra khí [H], [O] và CO. Loại bỏ triệt để xỉ: Trước khi xử lý và đổ hình cầu, xỉ phải được loại bỏ thật kỹ để tránh xỉ bị lăn vào khoang khuôn.

Tóm tắt và khuyến nghị ưu tiên hành động

1. Ưu tiên hàng đầu (kiểm tra ngay): Kiểm tra xem lõi cát có ống xả không! Nếu không, đây là vấn đề cần được giải quyết trước tiên. Hãy thử chôn các sợi sáp hoặc buộc các lỗ thông gió.

2. Ưu tiên thứ hai (thử nghiệm nhanh): Tăng nhiệt độ rót thêm 20-30 ° C và quan sát sự cải thiện độ xốp. Nếu hiệu ứng là đáng kể thì nó chỉ rõ vấn đề sinh khí trong lõi cát.

3. Ưu tiên thứ ba (liên hệ với nhà cung cấp): Yêu cầu các mẫu cát phủ khí phát thải thấp để thử nghiệm so sánh, đây thường là chìa khóa để giải quyết vấn đề.

4. Ưu tiên thứ tư (phát hiện và ghi nhận): Kiểm tra hàm lượng Mg còn sót lại trong chất lỏng sắt sau khi tạo hình cầu để đảm bảo nằm trong phạm vi thấp hợp lý.