ניתוח ליקויי יציקה הקשורים לסינון מתכת נוזלית ואמצעי הנגד שלהם

1. פגמים, גורמים ואמצעי נגד הנגרמים על ידי מסננים

2. פגם בהכללת סלג

1. סגסוגות שונות של יציקה נוזלית יפיקו תכלילים במהלך תהליך ההיתוך והיציקה. ניתן לחלק את תכלילי המתכת לשתי קטגוריות לפי המקורות שלהם:

(1) תכלילים זרים. הם נובעים משחיקה של ציפוי כבשנים, חומרים עקשנים של המצקת, סיגים הנוצרים מתגובת סיגים או אוויר, שחיקה של חול דפוס, או שחיקה של כל חומר אחר במגע עם המתכת המותכת;

(2) תכלילים פנימיים. סוג זה של תכליל נוצר על ידי תגובות בהמסה של המתכת, כגון תכלילי מגנזיום-גופרית. תכלילי מגנזיום-גופרית נוצרים על ידי התגובה בברזל המותך לאחר הוספת סגסוגת מגנזיום-סיליקון-ברזל במהלך תהליך הכדוריות.

2. גורמים לתכלילים של סיגים
(1) סיליקון: תחמוצות סיליקון הן גם המרכיב העיקרי של תכלילי סיגים, ולכן יש להפחית את תכולת הסיליקון ככל האפשר; (2) גופרית: סולפידים בברזל מותך הם אחת הסיבות העיקריות לפגמים בהכללת סיגים בחלקי ברזל רקיע. נקודת ההיתוך של סולפידים נמוכה מזו של ברזל מותך. במהלך התמצקות הברזל המותך, סולפידים יפלטו מהברזל המותך, ויגבירו את צמיגות הברזל המותך, ויקשה על ציפה של סיגים או תחמוצות מתכות בברזל המותך. לכן, כאשר תכולת הגופרית בברזל המותך גבוהה מדי, קל להיווצר תכלילי סיגים ביציקה. יש לשלוט על תכולת הגופרית של ברזל ברזל רקיע מתחת ל-0.06%. כאשר הוא בין 0.09% ל-0.135%, פגמי הכלת הסיגים של ברזל יצוק יגדלו בחדות;

(3) אדמה נדירה ומגנזיום: בשנים האחרונות, מחקרים הראו שתכלילי סיגים נגרמים בעיקר מחמצון של יסודות כמו מגנזיום ואדמה נדירה, ולכן שאריות המגנזיום והאדמה הנדירה לא צריכים להיות גבוהים מדי;

(4) טמפרטורת יציקה: כאשר טמפרטורת היציקה נמוכה מדי, תחמוצות המתכת במתכת המותכת מתקשות לצוף אל פני השטח עקב הצמיגות הגבוהה של המתכת המותכת ונשארות במתכת המותכת; כאשר הטמפרטורה גבוהה מדי, הסיגים על פני המתכת המותכת הופכים דקים מדי וקשים להסרה מפני השטח של הנוזל, ולעיתים קרובות זורם לתוך התבנית עם המתכת המותכת. בייצור בפועל, טמפרטורת מזיגה נמוכה מדי היא אחד הגורמים העיקריים להכללת סיגים;

(5) מערכת יציקה: מערכת היציקה צריכה להיות מתוכננת בצורה סבירה ובעלת פונקציית חסימת סיגים כך שהמתכת המותכת תוכל למלא את התבנית בצורה חלקה ולהימנע מהתזות ומערבולת;

(6) חול דפוס: אם יש עודפי חול או ציפוי הנדבקים לפני השטח של חול הדפוס, הם יכולים להתאחד עם התחמוצות במתכת המותכת ליצירת סיגים, וכתוצאה מכך תכלילים של סיגים. הקומפקטיות של תבנית החול אינה אחידה, ומשטח דופן התבנית בעל הקומפקטיות הנמוכה נפגע בקלות על ידי המתכת המותכת ויוצר תרכובות בעלות נקודת התכה נמוכה, וכתוצאה מכך תכלילי סיגים ביציקה.

3. אמצעים למניעת הכללת סיגים

(1) לשלוט בהרכב הברזל המותך: להפחית ככל האפשר את תכולת הגופרית בברזל המותך (<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) תהליך התכה: נסו להעלות את הטמפרטורה של המתכת המותכת מחוץ לכבשן ולאפשר לה לעמוד זמן מה כדי להקל על הציפה והצטברות של תכלילים לא מתכתיים. נקו את הסיגים על פני הברזל המותך והניחו חומר כיסוי (פרליט, אפר עץ וכו') על פני הברזל המותך כדי למנוע חמצון של הברזל המותך. בחר טמפרטורת מזיגה מתאימה, רצוי לא פחות מ-1350 מעלות;

(3) מערכת המזיגה צריכה להבטיח זרימה חלקה של ברזל מותך, ויש להתקין שקית איסוף סיגים ומסנן קרמי קצף כדי לחסום את הסיגים;

(4) הקומפקטיות של התבנית צריכה להיות אחידה והחוזק צריך להיות מספיק; יש לפוצץ את החול בתבנית בעת הרכבת התבנית.

3. פגם נקבוביות

1. נקבוביות היא בדרך כלל פגם נפוץ ביציקות, המהווה לרוב חלק גבוה של גרוטאות היציקה.

בתנאי ייצור מודרניים, נקבוביות תגובתיות ונקבוביות משקעים נדירות יחסית, ונקבוביות פולשניות שכיחות יותר. להלן ניתוח של נקבוביות פולשניות:

2. גורמים לנקבוביות

(1) פליטת החלל אינה מספקת ושטח החתך הכולל של הפליטה קטן מדי;

(2) טמפרטורת מזיגה נמוכה;

(3) מהירות המזיגה איטית מדי; הברזל המותך אינו ממלא את התבנית בצורה חלקה וגז מעורב;

(4) תכולת הלחות של חול הדפוס גבוהה מדי; תכולת האפר בחול הדפוס גבוהה ולחול הדפוס יש חדירות אוויר ירודה;

(5) תכנון לא נכון של מערכת המזיגה גורם לשאיבת גז לתוך הברזל המותך;

(6) חומר החיסון אינו מיובש וגודל החלקיקים אינו מתאים; הברזל המותך אינו מפורק לחלוטין, והסיגים אינם נחסמים במהלך היציקה, מה שגורם לנקבוביות סיגים;

(7) אי הצתת האש בזמן בזמן המזיגה.

3. אמצעים למניעת נקבוביות

(1) מספר מספיק של פיני אוורור או לוחות פליטה עם חתכים מתאימים מוגדרים במיקומים גבוהים יותר בדגם. בדרך כלל, חתך הפליטה צריך להיות בערך פי 1.5-1.8 משטח החתך הכולל של האינגטס;

(2) יש להגדיר את מערכת המזיגה לפי העיקרון החצי פתוח וחצי סגור ולהוסיף מכשיר מסנן קרמי מוקצף בתעלת המזיגה. למסנן הקרמי הקצף יש אפקט מתקן, והברזל המותך יציב יחסית בעת מילוי התבנית, ולא ישפיע על התבנית או יפיק התזות או גז סחף. גודל החתך של מערכת המזיגה מתאים יותר כאשר מחושב על סמך מהירות מזיגה של 8-10 ק"ג/שנייה;

(3) טמפרטורת ההיתוך של ברזל מותך לא צריכה להיות נמוכה מ-1500 מעלות, ויש לשלוט בטמפרטורת היציקה של הקופסה הסופית בערך 1400~C במהלך מזיגה ידנית (ניתן להתאים אותה בהתאם לגודל ולעובי הדופן של הליהוק). עדיף להשתמש במזיגה אוטומטית, ושגיאת טמפרטורת המזיגה צריכה להיות בטווח של 20 מעלות;

(4) עבור מערכת עיבוד חול טובה המתאימה ליציקה בלחץ גבוה, יש לשלוט על תכולת הלחות של חול העיצוב ב-2.8-3.2%, קצב הדחיסה צריך להיות בין 36-42% , והטמפרטורה וחוזק הלחץ צריכים להגיע ל-180-220kpa (כולם מתייחסים לדגימה ובדיקה במכונת הדפוס). כדי להשיג אינדיקטורים אלה, יש צורך לעקוב אחר תכולת האפר של חול הדפוס, כמות חומרי העזר שנוספו, גודל חלקיקי החול המקורי המתאים, טמפרטורת החול המסתובב ויעילות ערבוב החול;

(5) שימו לב להסרת סיגים של ברזל מותך, חסימת סיגים והצתה בזמן יציקה וייבוש חומר החיסון.
 

4. פגמים בסגירה קרה
 

1. גורמים לפגמים בסגירה קרה
 

(1) טמפרטורת היציקה נמוכה מדי ויכולת המילוי של הברזל המותך נחלשת;

(2) חדירות האוויר של תבנית החול ירודה, לחץ הגז בחול גבוה מדי, והברזל המותך אינו יכול למלא את התבנית בזמן;

(3) עיצוב מערכת השער אינו סביר, ושטח החתך של הרץ והרץ הפנימי קטן;

(4) שאריות נצמדות לכוס המזיגה, וגורמות לטמפרטורת המזיגה לרדת.

2. אמצעי נגד לפגמים בסגירה קרה
 

(1) ייעל את עיצוב מערכת היציקה, הגדל את שטח מסנן הקצף הקרמי והגדל את קצב הזרימה של ברזל מותך;

(2) שפר את חדירות האוויר של חול הדפוס והוסף צינורות פליטה;

(3) הגדל את טמפרטורת היציקה;

(4) נקה את אזור כוס המזיגה.