Analyse von Gussfehlern im Zusammenhang mit der Flüssigmetallfiltration und deren Gegenmaßnahmen

1. Durch Filter verursachte Defekte, Ursachen und Gegenmaßnahmen

2. Schlackeneinschlussdefekt

1. Verschiedene flüssige Gusslegierungen erzeugen während des Schmelz- und Gießvorgangs Einschlüsse. Metalleinschlüsse können je nach Quelle in zwei Kategorien unterteilt werden:

(1) Fremdeinschlüsse. Sie entstehen durch die Erosion der Ofenauskleidung, des feuerfesten Materials der Pfanne, durch Schlacke, die durch die Reaktion von Schlacke und Luft entsteht, durch Erosion von Formsand oder durch Erosion anderer Materialien, die mit dem geschmolzenen Metall in Berührung kommen;

(2) Intrinsische Einschlüsse. Diese Art von Einschlüssen entsteht durch Reaktionen in der Metallschmelze, wie z. B. Magnesium-Schwefel-Einschlüsse. Magnesium-Schwefel-Einschlüsse entstehen durch die Reaktion im geschmolzenen Eisen, nachdem während des Sphäroidisierungsprozesses eine Magnesium-Silizium-Eisen-Legierung hinzugefügt wurde.

2. Ursachen für Schlackeneinschlüsse
(1) Silizium: Siliziumoxide sind auch der Hauptbestandteil von Schlackeneinschlüssen, daher sollte der Siliziumgehalt so weit wie möglich reduziert werden; (2) Schwefel: Sulfide in geschmolzenem Eisen sind einer der Hauptgründe für Schlackeneinschlussdefekte in Teilen aus duktilem Gusseisen. Der Schmelzpunkt von Sulfiden ist niedriger als der von geschmolzenem Eisen. Während der Erstarrung von geschmolzenem Eisen fallen Sulfide aus dem geschmolzenen Eisen aus, wodurch die Viskosität des geschmolzenen Eisens erhöht wird und Schlacke oder Metalloxide im geschmolzenen Eisen nur schwer schwimmen können. Wenn der Schwefelgehalt im geschmolzenen Eisen zu hoch ist, bilden sich daher leicht Schlackeneinschlüsse im Gussstück. Der Schwefelgehalt von Eisen auf Basis von duktilem Gusseisen sollte auf unter 0,06 % gehalten werden. Liegt er zwischen 0,09 % und 0,135 %, nehmen die Schlackeneinschlussdefekte im Gusseisen stark zu;

(3) Seltene Erden und Magnesium: Studien der letzten Jahre haben gezeigt, dass Schlackeneinschlüsse hauptsächlich durch die Oxidation von Elementen wie Magnesium und Seltenen Erden verursacht werden, daher sollten die Restwerte von Magnesium und Seltenen Erden nicht zu hoch sein.

(4) Gießtemperatur: Wenn die Gießtemperatur zu niedrig ist, können die Metalloxide im geschmolzenen Metall aufgrund der hohen Viskosität des geschmolzenen Metalls nur schwer an die Oberfläche schwimmen und verbleiben im geschmolzenen Metall. Wenn die Temperatur zu hoch ist, wird die Schlacke auf der Oberfläche des geschmolzenen Metalls zu dünn und lässt sich nur schwer von der Flüssigkeitsoberfläche entfernen. Sie fließt häufig mit dem geschmolzenen Metall in die Form. In der tatsächlichen Produktion ist eine zu niedrige Gießtemperatur eine der Hauptursachen für Schlackeneinschlüsse.

(5) Gießsystem: Das Gießsystem sollte angemessen konstruiert sein und über eine Schlackenblockierfunktion verfügen, damit das geschmolzene Metall die Form gleichmäßig füllen und Spritzer und Turbulenzen vermieden werden können.

(6) Formsand: Wenn zu viel Sand oder eine Beschichtung an der Oberfläche des Formsandes haftet, können diese sich mit den Oxiden im geschmolzenen Metall zu Schlacke verbinden, was zu Schlackeneinschlüssen führt. Die Kompaktheit der Sandform ist ungleichmäßig, und die Formwandoberfläche mit geringer Kompaktheit wird leicht durch das geschmolzene Metall korrodiert und bildet Verbindungen mit niedrigem Schmelzpunkt, was zu Schlackeneinschlüssen im Gussstück führt.

3. Maßnahmen zur Vermeidung von Schlackeneinschlüssen

(1) Kontrolle der Zusammensetzung des geschmolzenen Eisens: Reduzieren Sie den Schwefelgehalt im geschmolzenen Eisen so weit wie möglich (<0.06%), add an appropriate amount of rare earth alloy (0.1%~0.2%) to purify the molten iron, and reduce the silicon content and residual magnesium content as much as possible;

(2) Schmelzprozess: Versuchen Sie, die Temperatur des geschmolzenen Metalls aus dem Ofen zu erhöhen und lassen Sie es eine Weile stehen, um das Aufschwimmen und die Aggregation nichtmetallischer Einschlüsse zu erleichtern. Reinigen Sie die Schlacke auf der Oberfläche des geschmolzenen Eisens und geben Sie ein Abdeckmittel (Perlit, Holzasche usw.) auf die Oberfläche des geschmolzenen Eisens, um eine Oxidation des geschmolzenen Eisens zu verhindern. Wählen Sie eine geeignete Gießtemperatur, vorzugsweise nicht weniger als 1350 Grad;

(3) Das Gießsystem muss einen gleichmäßigen Fluss des geschmolzenen Eisens gewährleisten. Zum Auffangen der Schlacke müssen ein Schlackensammelbeutel und ein Schaumkeramikfilter installiert sein.

(4) Die Form sollte gleichmäßig kompakt sein und eine ausreichende Festigkeit aufweisen. Beim Zusammenbau der Form sollte der Sand in der Form weggeblasen werden.

3. Porositätsdefekt

1. Porosität ist in der Regel ein häufiger Defekt bei Gussteilen und oft für einen hohen Anteil an Gussausschuss verantwortlich.

Unter modernen Produktionsbedingungen sind reaktive Poren und Niederschlagsporen relativ selten, invasive Poren dagegen häufiger. Nachfolgend finden Sie eine Analyse der invasiven Poren:

2. Ursachen für Poren

(1) Die Hohlraumabsaugung ist unzureichend und der gesamte Abgasquerschnitt ist zu klein.

(2) Niedrige Gießtemperatur;

(3) Die Gießgeschwindigkeit ist zu niedrig; das geschmolzene Eisen füllt die Form nicht gleichmäßig und es bilden sich Gase.

(4) Der Feuchtigkeitsgehalt des Formsandes ist zu hoch; der Aschegehalt im Formsand ist hoch und der Formsand hat eine schlechte Luftdurchlässigkeit;

(5) Eine unsachgemäße Konstruktion des Gießsystems führt dazu, dass Gas in die Eisenschmelze gelangt.

(6) Der Impfstoff wird nicht getrocknet und die Partikelgröße ist ungeeignet; das geschmolzene Eisen wird nicht vollständig entschlackt und die Schlacke wird beim Gießen nicht blockiert, was zu Schlackenporosität führt;

(7) Beim Eingießen wurde das Feuer nicht rechtzeitig entzündet.

3. Maßnahmen zur Vorbeugung von Poren

(1) An höheren Stellen des Modells werden Entlüftungsstifte oder Entlüftungsplatten mit entsprechendem Querschnitt in ausreichender Zahl angebracht. Im Normalfall sollte der Entlüftungsquerschnitt etwa das 1,5-1,8-fache des Gesamtquerschnitts der Angussöffnungen betragen.

(2) Das Gießsystem sollte nach dem halboffenen und halbgeschlossenen Prinzip eingerichtet werden, und im Gießkanal sollte ein Schaumkeramikfiltergerät hinzugefügt werden. Der Schaumkeramikfilter hat eine gleichrichtende Wirkung, und das geschmolzene Eisen ist beim Füllen der Form relativ stabil und wird die Form nicht beeinträchtigen oder Spritzer oder mitgerissene Gase erzeugen. Die Querschnittsgröße des Gießsystems ist geeigneter, wenn sie auf der Grundlage einer Gießgeschwindigkeit von 8-10 kg/s berechnet wird;

(3) Die Schmelztemperatur des geschmolzenen Eisens sollte nicht unter 1500 Grad liegen, und die Gießtemperatur des Endbehälters sollte beim manuellen Gießen bei etwa 1400 °C gehalten werden (sie kann je nach Größe und Wandstärke des Gussstücks entsprechend angepasst werden). Am besten wird automatisches Gießen verwendet, und der Gießtemperaturfehler sollte innerhalb von 20 Grad liegen;

(4) Für ein gutes Sandaufbereitungssystem, das für Hochdruckformen geeignet ist, sollte der Feuchtigkeitsgehalt des Formsandes bei 2,2 % kontrolliert werden, die Verdichtungsrate sollte zwischen 5 % liegen und die Temperatur und Druckfestigkeit sollten 6 kPa erreichen (alles bezieht sich auf Probenahme und Prüfung an der Formmaschine). Um diese Indikatoren zu erreichen, ist es notwendig, den Aschegehalt des Formsandes, die Menge der zugesetzten Hilfsstoffe, die entsprechende ursprüngliche Sandpartikelgröße, die Temperatur des zirkulierenden Sandes und die Sandmischeffizienz zu überwachen;

(5) Achten Sie auf die Schlackenentfernung aus geschmolzenem Eisen, auf die Blockierung und Entzündung der Schlacke während des Gießens sowie auf das Trocknen des Impfmittels.
 

4. Kaltverschlussdefekte
 

1. Ursachen für Kaltschlussdefekte
 

(1) Die Gießtemperatur ist zu niedrig und die Füllkapazität des geschmolzenen Eisens wird schwach.

(2) Die Luftdurchlässigkeit der Sandform ist schlecht, der Gasdruck im Sand ist zu hoch und das geschmolzene Eisen kann die Form nicht rechtzeitig füllen;

(3) Das Design des Angusssystems ist unangemessen und die Querschnittsfläche des Kanals und des Innenkanals ist klein.

(4) Rückstände bleiben am Ausgießer haften und führen zu einer Senkung der Ausgießtemperatur.

2. Gegenmaßnahmen bei Kaltschlussfehlern
 

(1) Optimieren Sie das Design des Gießsystems, vergrößern Sie die Fläche des Schaumkeramikfilters und erhöhen Sie die Durchflussrate des geschmolzenen Eisens.

(2) Verbessern Sie die Luftdurchlässigkeit des Formsandes und fügen Sie Abluftkanäle hinzu.

(3) Erhöhen Sie die Gießtemperatur.

(4) Reinigen Sie den Ausgießerbereich.