Bevor die Oberfläche des Gussstücks zu einer Schale erstarrt, werden Formmaterialien wie Sandformen und Sandkerne erhitzt, um Gase zu erzeugen. Die Gase lösen sich nicht im geschmolzenen Metall auf, sondern dringen unter Druck in das geschmolzene Metall ein und bilden Blasen und Poren. Derzeit gehören die meisten Porendefekte, die in Nassformgussfabriken in meinem Land auftreten, zu dieser Art von „aufdringlichen Poren“.
Am besten ist es, wenn das von der Sandform und dem Sandkern abgegebene Gas durch die Poren des Sandes abgeführt wird. Die Belüftungsmöglichkeiten von Sandformen und Sandkernen sind jedoch begrenzt, und es ist besonders schwierig, Abluftkanäle für komplexe Sandkerne zu schaffen. Mit zunehmender Gasmenge steigt der Gasdruck an der Schnittstelle der Gasquelle (der sogenannte „Gegendruck“) weiter an. Wenn die Gießgeschwindigkeit hoch ist, übersteigt der statische Druck des geschmolzenen Metalls dort den Gasgegendruck, und das Gas kann hier nicht in das geschmolzene Metall eindringen. Wenn das geschmolzene Metall an der Schnittstelle nicht rechtzeitig genug statischen Druck aufbauen kann, um den Gegendruck der Gaserzeugung zu überschreiten, dringt das Gas durch die nicht verfestigte Oberfläche des Gussstücks und dringt in das geschmolzene Metall ein, um Blasen zu bilden. Das erhitzte Volumen der in das geschmolzene Metall gebohrten Blasen neigt dazu, sich weiter auszudehnen. Darüber hinaus transportieren einige Gasquellen kontinuierlich Gas, und im geschmolzenen Metall erscheinen Blasenketten. Die Form der eindringenden Stomata ist kugel- oder birnenförmig. Die Richtung, in die ihre Spitze zeigt, ist die Richtung der Luftquelle. Die Größe der eindringenden Poren variiert. Sie können schweben und nicht weit über der Gasquelle im Gussstück bleiben, oder sie können sich unter der Haut der oberen Oberfläche des Gussstücks sammeln und eine flache Form bilden. Wenn die Gießtemperatur hoch und die Viskosität des geschmolzenen Metalls niedrig ist, können die eindringenden Blasen aus der oberen Oberfläche der Sandform entweichen oder mit dem geschmolzenen Metall in den Überlauf fließen. Die Quelle der Poren variiert je nach Sandform oder Kern.
1. Stomata-Defekte können verhindert werden, indem die Belüftungskapazität der Wand erhöht und die Gasbildung des Formsandes verringert wird. Die spezifischen Ursachen und vorbeugenden Maßnahmen sind wie folgt:
1. Die Grünsandform enthält viel Gas: Die Feuchtigkeit des Formsandes ist zu hoch, insbesondere wenn der Kohlenstaubgehalt zu hoch ist. Wenn das geschmolzene Metall in die Formhöhle gegossen wird, kann plötzlich eine große Menge Gas freigesetzt werden. Wenn der Auspuff nicht gleichmäßig ist, übersteigt der Gasdruck den lokalen statischen Druck des geschmolzenen Metalls und dringt plötzlich in das geschmolzene Metall ein, wodurch ein explosiver Spritzer entsteht. Dies wird normalerweise als „Erstickungsfeuer“ bezeichnet und führt zu größeren Blasen im Gussstück. Daher müssen beim Grünsandguss die Verdichtungsrate und der Feuchtigkeitsgehalt des Formsandes streng kontrolliert werden, und die Gaserzeugungsrate sollte nicht zu hoch sein. Der effektive Kohlenstaubgehalt des Formsandes sollte hauptsächlich anhand der Oberflächenmorphologie des Gussstücks kontrolliert werden. Wenn etwas Sand an der Oberfläche des Gussstücks klebt, kann die Kohlenstaubmenge leicht erhöht werden. Wenn die Oberfläche des Gussstücks blau geworden ist, sollte die effektive Kohlenstaubmenge reduziert werden, um eine übermäßige Gasentwicklung zu vermeiden.
2. Die Verunreinigungen im Grünsand geben beim Erhitzen Gas ab: Kleine Tonkugeln, Papierschnipsel, Zigarettenkippen, feuchtigkeitsabsorbierende Sandkernfragmente und andere organische Substanzen, die in den Formsand eingemischt sind, geben beim Erhitzen Gas ab und verändern sich, nachdem sie Wasser im Grünsand absorbiert haben. Steigern Sie die Leistung der intensiven Gasproduktion. Diese Verunreinigungen liegen an der Oberfläche der Formhöhle frei und werden unweigerlich zu konzentrierten Gasemissionspunkten. Bei der Gussproduktion werden viele unerklärliche Porenfehler meist durch in den Formsand eingemischte Verunreinigungen verursacht. Manchmal entstehen nacheinander Blasen und werden zu einer Reihe von Poren im Querschnitt des Gussstücks.
3. Der Sandkern und das innere Kühleisen in der Nassform werden durch Feuchtigkeit beeinträchtigt: Nach dem Formen in einer bestimmten Ventilgießerei werden der Sandkern des Kaltkernkastens und der Schnallenkasten sofort geschlossen und der Ofen am nächsten Tag zum Gießen geöffnet. Eine große Anzahl von Porenfehlern in Gussteilen wird durch Feuchtigkeitsaufnahme im Sandkern verursacht. Der Sandkern des Kaltkernkastens nimmt leicht Feuchtigkeit auf. Während des Gießens verdunstet das vom Sandkern aufgenommene Wasser beim Erhitzen sofort zu Wasserdampf und gelangt in das geschmolzene Metall, um Blasen zu bilden. Fabriken, die den Ofen nicht am selben Tag öffnen können, können den Kasten schließen, ohne zuerst Kerne einzusetzen, und bis zum Eröffnungstag warten, bevor sie die Sandform öffnen, den Kern einsetzen, die Form schließen und gießen, um eine übermäßige Feuchtigkeitsaufnahme der Sandform zu vermeiden. Beim Modellieren mit heißem Sand sollten Sie vorsichtiger sein. Wenn Sie nach dem Formen eine Zeit lang warten, bevor Sie gießen, kondensiert der vom heißen Sand kontinuierlich abgegebene Wasserdampf in der Formhöhle und installiert einen Kaltsandkern, eine Kernstütze oder ein inneres Kühleisen. Abbildung 28 zeigt beispielsweise ein zylindrisches Gussstück mit einem Innendurchmesser von 4 Zoll (ф101,6 mm). Der Feuchtigkeitsgehalt des heißen Formsandes beträgt 3,5 %, die Temperatur beträgt 58 Grad, die Innen- und Sandkerntemperatur beträgt 18 Grad und das Gussstück wird nach dem Formen 80 Minuten lang stehen gelassen. Nach dem Abkühlen, Reinigen und Bearbeiten weisen die Gussstücke in der Nähe der oberen Oberfläche des Sandkerns diffus verteilte Wabenporendefekte auf, die durch die Kondensation von Wasserdampf auf der Oberfläche des Sandkerns entstehen.
4. Die Entlüftungskapazität der Sandform ist unzureichend: Der Grünsand hat eine hohe Luftdurchlässigkeit, die hilft, den Gegendruck an der Schnittstelle abzulassen. Sie sollte jedoch nicht zu hoch sein, um ein mechanisches Anhaften des Sandes oder eine Oberflächenrauheit am Gussteil zu vermeiden. Je höher die Kompaktheit der Sandform, desto kleiner der Abstand zwischen den Sandkörnern und desto schlechter die Entlüftungskapazität der Sandform während des Gießens. Um Porenfehler zu vermeiden, ist es normalerweise nicht möglich, sich nur auf die Luftdurchlässigkeit der Sandform zu verlassen, sondern auch zusätzliche Entlüftungskanäle bereitzustellen, um die Entlüftungskapazität zu verbessern. Während des manuellen Formens und des einfachen maschinellen Formens verwendet der Formarbeiter einen spitzen Bohrer, um nicht eindringende Entlüftungslöcher von der Rückseite der Sandform zu bohren, um die Entlüftungsfähigkeit der Sandform zu verbessern. Die Tiefe des Entlüftungslochs beträgt ungefähr 4 bis 5 mm vom Modell entfernt, wodurch eine Beschädigung des Modells vermieden werden kann und es in die Feuchtigkeitskohäsionsschicht des Formsandes eindringen oder sich in deren Nähe befinden kann, um den Entlüftungswiderstand zu verringern. Es ist auch üblich, Entlüftungslöcher direkt in die Atmosphäre der Sandform zu bohren. Formmaschinen mit einem höheren Mechanisierungsgrad verwenden flache, blechförmige und runde, lochförmige Abluftkanäle auf der Schablone und sind mit Abluftnadeln ausgestattet, die an jedem Vorsprung der Form nicht zur Atmosphäre hin offen sind. Selbst wenn die Höhe der Abluftnadel nur halb so hoch ist wie die Dicke der Sandform, verdoppelt sich der Luftdurchlässigkeitswert an dieser Stelle. Einige Modellierproduktionslinien verfügen über spezielle Bohrmaschinen, um gerade oder halbdurchgehende Abluftkanäle zu bohren. Ich habe eine Gießerei im Ausland gesehen, die eine Hochdruckformlinie zur Herstellung von Zylinderblöcken für Dieselmotoren verwendete. Nachdem die obere Sandform geöffnet worden war, bohrten die Arbeiter mit einer langen elektrischen Bohrmaschine mehrere Abluftlöcher aus dem Formhohlraum. Im Formhohlraum des Spritzgusses mit vertikaler Teilung befinden sich lufthaltende Teile, und das Gas kann mithilfe von Blechabluftnuten abgelassen werden.
5. Niedriger Druck und niedrige Temperatur des geschmolzenen Eisens: Die Menge an Sand, die auf der oberen Oberfläche der Formhöhle des oberen Sandkastens aufgefressen wird, sollte nicht zu gering sein. Einerseits verhindert es, dass das geschmolzene Eisen die Sandform zerbricht. Andererseits erhöht es den statischen Druck des geschmolzenen Eisens, um die Entwicklung der Sandform und des Sandkerns zu verhindern. Luftgegendruck. Das Platzieren von Angussringen und Steigringen an der Sandform kann auch den Metallhydraulikdruck erhöhen. Das Erhöhen der Gießtemperatur des geschmolzenen Eisens kann die Viskosität des geschmolzenen Metalls verringern, wodurch Blasen leichter schweben und aus dem geschmolzenen Eisen entladen werden können. Achten Sie besonders auf die tatsächliche Gießtemperatur der letzten Art von geschmolzenem Eisen in derselben Gießpfanne. Das entsprechende Erhöhen der Gießtemperatur ist nicht nur vorteilhaft, um das Eindringen in Poren zu verhindern, sondern hilft auch, Defekte wie das Einschließen von Poren und anderen Poren, Kälteisolierung und unzureichendes Gießen zu vermeiden. Das Öffnen eines Überlaufsteigrohrs kann das mit Blasen und Einschlüssen vermischte geschmolzene Eisen aus der Formhöhle entladen.
2. Der Sandkern gibt Gas ab
Unabhängig vom zur Herstellung des Sandkerns verwendeten Bindemittel ist die Wahrscheinlichkeit, dass bei der Herstellung von Gussteilen intrusive Porositätsfehler auftreten, höher. Da der Sandkern von geschmolzenem Eisen umgeben ist und stark erhitzt wird, zersetzt sich das Bindemittel und erzeugt eine große Menge Gas. Der Sandkern ist über den Kernkopf mit dem Sandkernsitz verbunden, und das Gas wird vom Kernsitz aus der Form abgeleitet. Es ist schwierig, das Abgassystem glatt zu machen. Die überwiegende Mehrheit der Porositätsfehler, die häufig in Gießereien auftreten, die Gussteile mit mehreren Sandkernen wie Zylinderblöcken und Zylinderköpfen von Automotoren herstellen, wird durch das Ausgasen des Sandkerns verursacht. Das Central Research Institute of Toyota Corporation in Japan hat den Gegendruck und den Mechanismus der Porenbildung an der Schnittstelle untersucht, wenn geschmolzenes Eisen in den Phenolharz-Sandschalenkern für Autogussteile gegossen wird. Ein Siliziummembran-Drucksensor wird an einer Stelle verwendet, an der Poren auftreten können, um die Änderung des Gasdrucks (in cm Fe) des Schalenkerns im Laufe der Zeit nach dem Gießen zu messen. Gleichzeitig wurde auch gemessen, dass der Druck des geschmolzenen Eisens (ebenfalls in cm Fe) mit steigendem Gießflüssigkeitsspiegel zunimmt. Die Ergebnisse zeigen, dass der Gasdruck im Sandkern drei Spitzen aufweist (siehe Kurve in Abbildung 29). I ist der Gegendruck, wenn das geschmolzene Eisen den Sandkern gerade bedeckt; II ist die höchste Spitze des Gegendrucks nach 10 bis 30 Sekunden; III hat einen niedrigeren Spitzenwert und die Zeitdauer hängt vom Harzbindemittelgehalt des Sandkerns ab. Wenn der Druck A des geschmolzenen Eisens nach dem Gießen größer ist als der Gaserzeugungs-Gegendruck des Schalenkerns, ist die Kurve glatt und es treten keine Porendefekte auf. Wenn der Gießdruck des geschmolzenen Eisens B ist, oszilliert die Spitze des Gasdrucks II erheblich, was darauf zurückzuführen ist, dass das Gas im Sandkern den Druck des geschmolzenen Eisens übersteigt und in das geschmolzene Eisen eindringt, d. h. es tritt das Blasenphänomen auf. Wenn die Blasenbildungszeit kurz und die Vorerstarrungszeit lang ist, treten zwar nicht unbedingt Porendefekte auf, aber es treten mehr Porendefekte auf als bei einem Druck des geschmolzenen Eisens von A. Bei der Massenproduktion können einige Luftlochdefekte auftreten. Wenn der effektive Druck des geschmolzenen Eisens nur C beträgt, übersteigt der Gasgegendruck des Sandkerns den Druck des geschmolzenen Eisens, und Blasen treten unmittelbar auf, nachdem das geschmolzene Eisen den Sandkern bedeckt hat. Fahren Sie fort, bis die Oberfläche des Gussstücks erstarrt und die Spitzen I, II und III der Kurve verschwinden, was darauf hinweist, dass das Gussstück Porendefekte aufweisen muss. Aus der Zeit-Druck-Kurve ist ersichtlich, dass, wenn der Druck des geschmolzenen Eisens zu irgendeinem Zeitpunkt nach dem Gießen den Gegendruck der Schnittstelle übersteigt, keine Blasen aus dem Sandkern in das geschmolzene Eisen eindringen.
3. Häufig verwendete Methoden zur Verhinderung des Eindringens von Poren aus dem Sandkern sind folgende:
1. Verbessern Sie die Absaugkapazität des Sandkerns: Wenn möglich, sollte sich in der Mitte des Sandkerns ein glattes Absaugloch befinden. Wenn der Abstand zwischen dem Kernkopf und dem Kernsitz groß ist, sollte der Sandkernkopf mit Dichtungsmaterialien wie feuerfesten Faserfilzpads, Schlammstreifen, Asbestseilen usw. umschlossen werden, um sicherzustellen, dass kein geschmolzenes Metall in den Absaugkanal eindringt. Bei dicken und großen Sandkernen sollten diese ausgehöhlt oder in zwei Hälften gegraben werden, sodass ein gitterförmiger Innenhohlraum entsteht, und dann verklebt werden. Die am häufigsten verwendete Absaugmethode für selbsthärtende Sandkerne aus Harz ist die Verwendung von Nylongeflechtschläuchen, die sich problemlos entlang jeder beliebigen Form des Sandkerns in den Sandkern einbetten lassen. Bei Sandkernen komplexer Gussteile wie Zylinderköpfen und Motorblöcken von Verbrennungsmotoren sollte der Absaugkapazität des Sandkerns besondere Aufmerksamkeit gewidmet werden. Heißkernkästen, Kaltkernkästen und Schalenkerne werden alle in einem Stück geschossen. Auspuffrohre können nicht vorab eingebettet werden, aber Belüftungsnadeln oder -stäbe können während der Kernherstellung platziert und hergestellt werden (einige müssen vor dem Kernbohren entfernt werden). Häufiger wird nach dem Aushärten des Sandkerns ein Hartmetallbohrer verwendet, um den Kernkopf zu bohren und so die Entlüftung zu erleichtern. Ich habe einmal eine ausländische Fabrik für die Massenproduktion von Automobilgussteilen gesehen. Bei der Herstellung eines Sandkerns für einen Wassermantel eines Zylinderkopfs mit mehreren Zylindern wurde eine spezielle Mehrkopfbohrmaschine verwendet, um gleichzeitig Sacklöcher für jeden Kühlwasserkanalkernkopf des Sandkerns für den Wassermantel von unten nach oben zu bohren. Obwohl die Bohrtiefe nicht groß ist, ist sie für die Entlüftung sehr vorteilhaft.
2. Reduzieren Sie die Gasentwicklung des Harzsandkerns so weit wie möglich: Wählen Sie ein Bindemittel mit hoher Bindungsstärke, geringer Gasentwicklung und langsamer Gasentwicklung, reduzieren Sie die zugesetzte Bindemittelmenge und backen Sie den Sandkern sorgfältig. Andere Maßnahmen können die Gasentwicklung des Sandkerns verringern. Gasvolumen und Gasentwicklungsgeschwindigkeit.
3. Erhöhen Sie die Gießgeschwindigkeit und die Gießtemperatur: Unter der Voraussetzung, dass keine Turbulenzen auftreten und Gase eingeschlossen werden und die Form nicht erodiert, sollte die Gießgeschwindigkeit erhöht werden, um den Metallflüssigkeitsdruck schnell aufzubauen und das Eindringen von Gasen zu verhindern. Darüber hinaus ist es auch am besten, die Gießtemperatur zu erhöhen, um die Viskosität des geschmolzenen Eisens zu verringern, damit die eintretenden Blasen leicht schweben und zusammen mit dem Metallfluss in den Überlauf abgelassen werden können. Aus diesem Grund ist es bei Gussstücken mit eingeschlossenen oder eindringenden Porenfehlern möglich, die Porenfehler zu beseitigen, indem die Gießtemperatur um 30 bis 50 Grad erhöht wird. Während der Produktion sollte die tatsächliche Temperatur der letzten Kiste mit geschmolzenem Eisen in jeder Gießpackung kontrolliert werden. Da die Temperatur des endgültigen geschmolzenen Eisens sinkt, treten wahrscheinlich Porenfehler auf.
4. Kernkopfzündung: Zünden Sie während des Gießens den Gasauslass des Sandkernabgassystems oben auf der Sandform, um das aus dem Sandkern austretende Gas zu entzünden. Dies kann die Extraktionskraft des Gasauslasses erhöhen und die Gasaustrittsgeschwindigkeit des Sandkerns erhöhen.
