Каковы распространенные дефекты литья и способы их устранения в процессе литья?

В сложном и деликатном процессе литья в литейной промышленности, несмотря на усилия мастеров по достижению совершенства, все же часто возникают некоторые дефекты литья из-за многочисленных переменных и процедур. Понимание этих общих проблем и соответствующих решений имеет решающее значение для улучшения качества литья и снижения процента брака.

I. Песчаные ямы

Песчаные дырки — один из наиболее распространенных дефектов, проявляющийся в виде разбросанных или плотных мелких отверстий на поверхности или внутри отливки, заполненных частицами формовочного песка. Основные причины связаны с плесенью: с одной стороны, прочность формовочного песка недостаточна. Под воздействием и эрозией расплавленного металла формовочный песок может упасть и смешаться с расплавленным металлом, в конечном итоге образуя песчаные ямы. Например, на некоторых небольших литейных заводах в целях экономии средств выбирают формовочную смесь низкого качества с небольшим количеством связующего и прочностью, значительно ниже нормативной, что приводит к частым образованиям песчаных дыр. С другой стороны, компактность формы неравномерна. Локальные рыхлые участки легко прорываются расплавленным металлом во время литья, увлекая за собой формовочный песок и образуя песчаные ямы.

Решения: Во-первых, убедитесь в качестве формовочного песка. Выбирайте высококачественное сырье для формовочного песка и смешивайте его строго по рецептуре, чтобы гарантировать достаточную прочность. Как правило, прочность на сжатие формовочного песка можно контролировать. Например, при обычном литье в песчаные формы прочность формовочной смеси на сжатие должна достигать 0,3 - 0,5 МПа. В то же время в процессе формования применяйте соответствующие методы уплотнения, такие как механическое встряхивание и уплотнение, чтобы обеспечить равномерную компактность всех частей формы. Для больших литейных форм часто используется уплотнение под высоким давлением, чтобы контролировать отклонение компактности в очень небольшом диапазоне, эффективно уменьшая дефекты песчаных полостей.

II. Газовые дыры

Газовые отверстия выглядят как круглые, эллиптические или неправильные полости внутри отливки, обычно заполненные газом. Есть две основные причины: одна из них заключается в том, что расплавленный металл поглощает газ в процессе плавления. Например, при плавке алюминиевых сплавов, если среда плавления имеет высокую влажность, расплавленный металл поглотит большое количество водорода. Когда отливка затвердевает, газ не может выйти и образует газовые дыры; второе – плохая проницаемость формы. Газ, образующийся при охлаждении и затвердевании расплавленного металла, трудно отвести и накапливается внутри отливки, образуя газовые отверстия. Когда-то здесь был литейный завод, производивший чугунную трубопроводную арматуру. Из-за некачественной проницаемости формовочного песка уровень дефектности газовых отверстий когда-то достигал 20%, что серьезно влияло на качество продукции.

Решения: Чтобы решить проблему поглощения газа расплавленным металлом, во время плавки можно применить процесс рафинирующей дегазации. Например, в расплав алюминиевого сплава можно ввести инертный газ аргон. Поднимающиеся пузырьки выносят водород, снижая содержание газа в расплавленном металле до допустимого диапазона. Для решения проблемы проницаемости формы оптимизируйте формулу формовочного песка, чтобы увеличить проницаемость формовочного песка. Например, добавьте в формовочный песок необходимое количество древесной щепы и других модификаторов проницаемости. В то же время разумно настройте выпускные каналы, например, открыв выпускные отверстия или используя выпускные штифты на форме, чтобы обеспечить плавный выпуск газа и эффективно контролировать дефекты газовых отверстий.

III. Неполное заполнение

Неполное заполнение означает явление, когда отливка не полностью заполняется расплавленным металлом, что приводит к локальному недостатку материала. Обычно это вызвано слишком низкой скоростью литья или слишком низкой температурой литья. При низкой скорости разливки расплавленный металл быстро теряет тепло в процессе течения, и его текучесть ухудшается, не успев достичь всех углов полости; когда температура слишком низкая, текучесть самого расплавленного металла плохая и сложные полости трудно заполнить. Этот дефект особенно вероятен при отливке тонкостенных прецизионных отливок сложной структуры.

Для решения проблемы неполного заполнения необходимо точно контролировать скорость и температуру разливки. Для разных металлов и отливок соответствующие параметры литья следует определять на основе опыта и экспериментальных данных. Например, при литье тонкостенных деталей из медного сплава скорость литья может быть на 10–20 % выше, чем при обычном литье, а температуру можно контролировать на 30–50 °C выше, чем при обычной температуре литья меди. сплавы, чтобы гарантировать, что расплавленный металл имеет достаточную текучесть и силу удара, чтобы полностью заполнить полость и избежать неполного заполнения.

IV. Холодное закрытие

Характерной особенностью холодного затвора является то, что на поверхности отливки появляется не полностью проплавленный линейный зазор, как будто расплавленный металл разделяется на два и более потока и плохо сливается. Основные причины заключаются в том, что температура заливки расплавленного металла слишком низкая, поэтому, когда различные потоки расплавленного металла встречаются, они не могут достичь хорошего плавления из-за низкой температуры; или процесс литья прерывается, что приводит к большой разнице температур между впрыскиваемыми спереди и сзади расплавленными металлами, и они не могут быть интегрированы. При литье в условиях низких температур зимой вероятность холодного затвора существенно возрастает.

Решения: Необходимо строго контролировать температуру литья и вносить соответствующие корректировки в зависимости от температуры окружающей среды и характеристик литья. Например, в холодное время года температуру литья алюминиевых сплавов можно повышать на 20—30°С; в то же время оптимизировать процесс литья, чтобы гарантировать, что процесс литья является непрерывным и стабильным, и избегать пауз, уменьшая дефекты холодного закрытия и обеспечивая внешний вид и внутреннее качество отливки.

V. Усадочные полости и пористость

Усадочные полости представляют собой большие отверстия, образующиеся в последней затвердевающей части отливки в процессе затвердевания, поскольку усадка жидкости и усадка затвердевания не получают достаточного количества жидкого металла; пористость относится к группе разбросанных маленьких отверстий вокруг усадочной полости. Это связано с особенностями затвердевания металлов. Некоторые сплавы подвергаются мягкому затвердеванию. Жидкий металл в мягкой зоне не может эффективно подаваться, поэтому могут возникнуть усадочные полости и пористость. Например, стальные отливки более склонны к таким дефектам, чем чугунные, из-за их широкого диапазона затвердевания.

Чтобы устранить этот недостаток, можно применить процесс подачи стояка. Установите стояки в местах отливки, где вероятно появление усадочных полостей. Расплавленный металл в стояках затвердевает последним, используя жидкий металл для компенсации усадки отливки. Одновременно с использованием холодов ускоряют скорость местного охлаждения отливки, направляют последовательность затвердевания, переносят усадочные полости и пористость на стояки и, наконец, удаляют стояки для получения плотной отливки.

В заключение следует отметить, что причины дефектов литья в процессе литья необходимо всесторонне исследовать с точки зрения таких аспектов, как сырье, параметры процесса и формы, и принимать целевые решения. Путем постоянной оптимизации и тонкого контроля можно производить высококачественные, бездефектные отливки, отвечающие потребностям различных отраслей промышленности в металлопродукции.