Làm thế nào có thể giải quyết các khuyết tật như mụn cát trên bề mặt trên của các bộ phận bằng gang xám do đúc cát nhựa tạo ra?

Các nốt cát xuất hiện trên bề mặt vật đúc máy gang xám được sản xuất bằng cát nhựa, đây là vấn đề điển hình ảnh hưởng đến chất lượng bề mặt vật đúc. Các nốt cát thường được biểu hiện dưới dạng các cục kim loại và cát cứng bám vào bề mặt vật đúc, khó làm sạch và cũng có thể ảnh hưởng đến độ chính xác và hình thức của kích thước.

1, Lý do chính cho sự hình thành các nốt cát là do bề mặt khuôn/lõi cát nhựa không đủ cường độ cục bộ. Dưới tác dụng nhiệt và cơ học của kim loại nóng chảy, các khối cát bề mặt bong ra và bị hút vào kim loại nóng chảy, nhưng không bị cuốn trôi hoàn toàn hoặc nấu chảy lại mà cuối cùng được bao bọc quanh bề mặt vật đúc. Những lý do cụ thể có thể được phân tích từ các khía cạnh sau:

1. Độ nén không đồng đều do quá trình đúc khuôn/làm lõi: Độ nén không đủ ở một số khu vực (đặc biệt là các góc, rãnh và các hốc sâu), bề mặt khuôn cát lỏng lẻo, độ bền thấp và dễ bị rửa trôi. Thao tác tháo/sửa khuôn không đúng cách: Làm hỏng khuôn cát trong quá trình tháo khuôn hoặc sửa chữa không hoàn chỉnh trong quá trình sửa khuôn, để lại các khối cát có thể bị lỏng. Chất lượng lớp phủ và quy trình chải: Lớp phủ quá mỏng hoặc không được phủ và không thể cách ly hiệu quả chất lỏng kim loại nhiệt độ cao khỏi bề mặt khuôn cát. Độ sâu thâm nhập của lớp phủ không đủ: khuôn cát không thể tạo thành một "lớp thiêu kết" rắn, dẫn đến độ bám dính kém. Lớp phủ khô không đủ: độ ẩm còn sót lại hoặc dung môi, khí sinh ra khi gặp chất lỏng kim loại ở nhiệt độ cao có thể tác động lên lớp phủ khiến lớp phủ bị nứt và bong tróc. Sự thoát khí của khuôn/lõi cát kém: Áp suất khí cục bộ quá mức có thể khiến lớp phủ hoặc lớp bề mặt yếu bị "sụp đổ".

2. Lý do hiệu suất của cát thô và cát nhựa: Hình dạng và kích thước hạt cát thô: Bề mặt của hạt cát mịn, độ tròn kém (chẳng hạn như hệ số góc lớn), sự chia lưới cơ học giữa các hạt cát yếu và độ bền bề mặt của khuôn cát thấp. Bổ sung nhựa không đủ hoặc trộn không đều: dẫn đến hàm lượng nhựa cục bộ thấp và không đủ cường độ sau khi đóng rắn. Bảo dưỡng không đồng đều: Đặc biệt đối với lõi cát dày, phần bên trong có thể không được xử lý hoàn toàn hoặc bề mặt có thể trở nên giòn do thổi quá nhiều (nhựa furan). Thời gian bảo quản khuôn cát lâu hoặc độ ẩm môi trường cao: Khuôn cát nhựa hút ẩm, giảm độ bền và tăng sinh khí.

3. Lý do thiết kế hệ thống rót là do chất lỏng kim loại bị rửa trôi quá mức: mầm hướng vào thành khuôn hoặc lõi cát, tạo thành dòng chất lỏng kim loại tốc độ cao tác động trực tiếp. Thiết kế của hệ thống rót không hợp lý, tốc độ đổ đầy quá nhanh, gây xói mòn nghiêm trọng và mài mòn bề mặt khuôn/lõi cát.

4. Nhiệt độ rót của kim loại nóng chảy quá cao: tải nhiệt quá mức sẽ đẩy nhanh quá trình phân hủy nhiệt của nhựa trên bề mặt khuôn cát và quá trình thiêu kết của các hạt cát, khiến lớp bong tróc dày lên. Đồng thời, tính lưu động của sắt nóng chảy quá tốt và lực cọ rửa được tăng cường. Quá trình oxy hóa nghiêm trọng của sắt nóng chảy: Hàm lượng oxit (như FeO) cao trong sắt nóng chảy có thể phản ứng hóa học với các hạt cát SiO ₂, làm trầm trọng thêm xu hướng xói mòn và dính cát của chất lỏng kim loại trên khuôn cát.

2, Một giải pháp có hệ thống để giải quyết vấn đề nốt cát đòi hỏi phải bắt đầu từ việc ngăn ngừa và kiểm soát, tiến hành điều tra có hệ thống và tối ưu hóa quy trình.

1. Tối ưu hóa hình dạng và quy trình tạo lõi để đảm bảo độ nén đồng đều: Tập trung đảm bảo độ nén các bộ phận phức tạp như góc, phần nhô ra, hốc sâu và sử dụng các công cụ chuyên dụng để hỗ trợ đầm nén. Khuôn và sửa chữa được tiêu chuẩn hóa: Vận hành cẩn thận và sử dụng keo hoặc lớp phủ sửa chữa chuyên dụng để sửa chữa những khu vực bị hư hỏng. Ứng dụng lớp phủ gia cố: Chọn lớp phủ bột zircon hoặc bột corundum gốc cồn chất lượng cao, có khả năng chống cháy cao và chống ăn mòn mạnh. Đảm bảo lớp phủ có đủ nồng độ và độ nhớt, sử dụng lớp phủ nhúng, lớp phủ dòng chảy hoặc lớp phủ phun để đảm bảo độ dày lớp phủ đồng đều (thường là 2-4 lớp, độ dày màng khô 0,3-0,8mm). Khô hoàn toàn: Sau khi nung (lớp phủ gốc cồn) hoặc khô, đảm bảo lớp phủ khô hoàn toàn và không có vết ẩm. Đảm bảo khí thải thông suốt: Đặt đủ số lượng và kích thước lỗ thoát khí tại các vị trí thích hợp trong khuôn/lõi cát.

2. Kiểm soát chặt chẽ chất lượng cát nhựa và chọn cát thô chất lượng cao: ưu tiên sử dụng cát silic có dạng hạt tròn, bề mặt nhẵn (như cát Dalin Nội Mông), có hệ số góc được kiểm soát trong khoảng 1,2-1,3, có lợi cho việc cải thiện tính lưu động, độ nén và cường độ của cát. Tối ưu hóa tỷ lệ nhựa và quá trình trộn cát: Điều chỉnh lượng nhựa và chất đóng rắn thêm vào theo mùa và nhiệt độ, độ ẩm môi trường (thường là 0,8% -1,5% trọng lượng cát ban đầu) để đảm bảo trộn đều. Kiểm soát hiệu quả đóng rắn: Tránh thổi quá mức hoặc đóng rắn không đủ. Đối với lõi cát dày và lớn, có thể sử dụng quy trình lấp đầy khối rỗng hoặc than cốc. Kiểm soát môi trường bảo quản và sử dụng: Cố gắng rút ngắn thời gian bảo quản của khuôn/lõi cát và tránh hút ẩm. Nên kiểm soát độ ẩm trong xưởng dưới 60%.

3. Cải tiến thiết kế hệ thống rót theo nguyên tắc đổ đầy "trơn tru, nhanh chóng và có trật tự": áp dụng hệ thống đổ mở, phun đáy hoặc từng bước. Tránh xả trực tiếp: Đường dẫn không được đối diện trực tiếp với các phần yếu của thành khuôn hoặc lõi cát. Các biện pháp như tạo các đường tiếp tuyến, thiết lập các hố rót và sử dụng màn lọc có thể được sử dụng để đệm, phân tán và làm sạch dòng kim loại nóng chảy. Tính toán thời gian rót thích hợp: tránh đổ quá nhanh.

4. Tối ưu hóa quá trình nấu chảy và rót để kiểm soát nhiệt độ rót thích hợp: đồng thời đảm bảo tính nguyên vẹn của phần nhân và tránh cách nhiệt lạnh, hãy cố gắng sử dụng nhiệt độ rót thấp hơn. Đối với vật đúc máy công cụ có độ dày thành trung bình, nó thường được kiểm soát ở 1350-1420oC (đo nhiệt độ quang học). Làm sạch sắt nóng chảy: Tăng cường tiền xử lý lò (chẳng hạn như sử dụng chất loại bỏ xỉ) để ngăn chặn quá trình oxy hóa quá mức của sắt nóng chảy và đảm bảo độ tinh khiết của nó. Rót êm ái: Tránh gián đoạn và bắn tung tóe, giữ cho cốc rót luôn đầy.

5. Về quản lý hiện trường và kiểm tra kiểm tra chi tiết đầu tiên: Đối với chi tiết đầu tiên sau khi thay khuôn mới hoặc thay đổi quy trình, hãy kiểm tra cẩn thận những chi tiết dễ bị nổi nốt cát. Thiết lập các điểm kiểm soát quy trình: theo dõi và ghi lại các quy trình chính như nén, phủ và nhiệt độ đổ. Phân tích vị trí của các nốt cát: Dựa vào vị trí đều đặn của các nốt cát, truy tìm xem đó có phải là vấn đề về hình dạng, lớp phủ hoặc hệ thống đổ hay không.

Tóm tắt và đề xuất: Giải pháp cho vấn đề nốt cát trong sản xuất máy đúc gang xám sử dụng cát nhựa là "tăng cường độ bền bề mặt của khuôn cát" và "giảm xói mòn/tác dụng nhiệt của chất lỏng kim loại lên thành khuôn". Đề xuất làm theo các bước sau để khắc phục sự cố:

Đầu tiên, hãy kiểm tra lớp phủ: đây là nguyên nhân trực tiếp và phổ biến nhất. Xác nhận chất lượng lớp phủ, độ dày lớp phủ và điều kiện khô.

2. Tiếp theo, kiểm tra độ nén và hoạt động đúc: kiểm tra xem khuôn cát ở vị trí tương ứng của nốt cát có bị lỏng hay không.

3. Sau đó phân tích hệ thống rót: quan sát xem các cục cát có xuất hiện ngay đối diện với đường rót hay ở vị trí mà dòng chảy kim loại bị ảnh hưởng nhiều nhất hay không.

4. Cuối cùng, xác minh các thông số quy trình: kiểm tra xem tỷ lệ cát nhựa, chất lượng cát thô và nhiệt độ rót có nằm trong phạm vi được kiểm soát hay không. Thông qua phân tích có hệ thống và cải tiến từng bước này, các khuyết tật của cồn cát có thể được kiểm soát và loại bỏ một cách hiệu quả, cải thiện đáng kể chất lượng bề mặt và độ chính xác về kích thước của vật đúc máy công cụ.