Процесс литья сложен, и на качество отливок влияет множество факторов. Часто из-за слабого контроля сырья, необоснованных технологических планов, неправильных производственных операций и несовершенных систем управления в отливках возникают различные дефекты качества. Такие как поры, песчаные раковины, шлаковые раковины, остатки, усадочные раковины, усадочная пористость, трещины, неравномерная твердость и плохая сфероидизация деталей из высокопрочного чугуна. В этой статье в основном анализируются причины распространенных дефектов литья и предлагаются меры контроля качества.

1. Пористость Характерное описание:

          Гладкие отверстия различных размеров часто встречаются внутри и на поверхности отливок. Это поры. Различные поры имеют разные причины и источники, что приводит к различным проявлениям. Такие как общие инвазивные поры, поры осаждения и подкожные поры.

            Анализ причин образования пор: Существует много причин образования пор, например, шихта не сухая или содержит оксиды и примеси; заливочные инструменты или предпечные добавки не просушены; формовочный песок содержит слишком много воды или слишком много воды было смыто щеткой во время извлечения из формы и ремонта формы; стержень не полностью высушен или вентиляционное отверстие стержня заблокировано; температура заливки слишком низкая или скорость заливки слишком высокая и т. д.

           Меры контроля качества: В случае инвазивных пор как можно скорее проконтролируйте содержание газообразующих веществ в формовочном или стержневом песке, чтобы уменьшить количество выделяющегося газа, и уменьшите содержание воды во влажном песке. Не добавляйте слишком много воды во время формовки и ремонта формы, чтобы обеспечить сухость песчаного стержня; поры осадка многочисленны и разбросаны. Как правило, поры осадка часто встречаются на поверхности отливок, отлитых в одной партии. Засыпка в литейную печь должна быть чистой и сухой. Засыпка с высоким содержанием газа строго запрещена, а добавки должны содержаться в сухом состоянии. Профилактика и контроль подкожных пор включают в себя соответствующее повышение температуры заливки, снижение дозировки различных добавок и минимизацию времени заливки. Количество добавляемого модификатора предпочтительно контролировать на уровне 0,4% - 0,6% (массовая доля), а содержание Al в модификаторе не должно превышать 1,5%. Для предотвращения окисления расплавленного чугуна добавляйте соответствующим образом эстафетный кокс и строго контролируйте приток воздуха. Обеспечивая сфероидизацию, минимизируйте количество добавляемого сфероидизирующего агента. Во время заливки покройте поверхность расплавленного чугуна криолитовым порошком для предотвращения окисления.

2. Песчаные раковины и шлаковые раковины Характерное описание:

         Дефекты в материале часто заполнены небольшими порами в формовочном (стержневом) песке, которые мы называем песчаными раковинами. Если дефект имеет неправильную форму и заполнен включениями, он называется шлаковой раковиной.

         Анализ причин образования песчаных раковин и шлаковых раковин: Прочность формовочной смеси слишком низкая или песчаная форма и стержень недостаточно прочны, песчаная форма частично повреждена при закрытии формы, система заливки необоснованна, направление внутреннего литника неправильное, расплавленный металл повреждает песчаную форму; рыхлый песок в полости формы или литнике не очищается при закрытии формы.

          Меры контроля качества для песчаных раковин и шлаковых раковин: Меры по предотвращению песчаных раковин: Во-первых, постарайтесь улучшить прочность формовочной смеси, а также твердость и компактность песчаной формы, уменьшите заусенцы песчаного стержня и, таким образом, предотвратите явление вымывания песка; во-вторых, очистите плавающий песок на поверхности полости формы и песчаного стержня перед закрытием формы и залейте как можно скорее; в-третьих, разработайте научную и эффективную процедуру заливки, чтобы строго избегать чрезмерной силы истирания расплавленным чугуном стенки формы. Меры контроля качества для шлаковых раковин: Во-первых, предотвращайте окисление расплавленного чугуна путем строгого контроля количества добавляемой грануляционной добавки и модификатора. Необходимо соблюдать осторожность при использовании внутрипотокового модифицирования для высокопрочного чугуна. Во-вторых, разработайте научную и эффективную процедуру заливки, установите фильтры во время заливки, чтобы максимизировать их способность блокировать шлак, и обеспечить непрерывную заливку. В-третьих, строго контролируйте остаточное содержание магния в расплавленном чугуне во вторичном шлаке. Уменьшите содержание серы в основном чугуне, повысьте температуру обработки и заливки, а также соответствующим образом увеличьте содержание редкоземельных элементов в грануляторе, чтобы уменьшить содержание магния в материале.

3. Остаток:

         Остаток относится к тем морщинистым, похожим на пленку дефектам, которые сосредоточены в определенной области на поверхности отливки. Остаток состоит из множества веществ, основным компонентом которых является остаток формы EPS, относительно блестящее, морщинистое вещество. Анализ причины дефектов остатков: Поскольку основным компонентом остатка являются остатки формы EPS, газ от разложения формы EPS выходит очень медленно, что приводит к длительному процессу разложения и исчезновения. Меры контроля качества для дефектов остатков: Во-первых, обеспечить хорошую воздухопроницаемость покрытия и хорошую возду   хопроницаемость формовочного песка; во-вторых, соответствующим образом увеличить температуру заливки; в-третьих, соответствующим образом увеличить отрицательное давление; в-четвертых, соответствующим образом уменьшить плотность и компактность материала EPS; в-пятых, соответствующим образом увеличить диапазон заливки.

4. Усадка и пористость

      Характерное описание: Из-за затвердевания некоторые отверстия с шероховатой поверхностью часто появляются в более толстых сечениях или оси отливки, и некоторые из этих отверстий имеют дендритные кристаллы. Более крупные и более плотные отверстия называются усадочными раковинами, а более мелкие и более разбросанные отверстия называются литейным усадкам.

       Анализ причин дефектов усадки и пористости: После того, как расплавленный металл затвердевает при охлаждении, усадка жидкости и усадка при затвердевании, образующиеся в этом процессе, намного превышают усадку при затвердевании, и часто бывает трудно получить требуемый расплавленный металл в последней затвердевшей области на поверхности отливки.

       Меры контроля качества усадочных раковин и дефектов усадки: Во-первых, разные отливки имеют различную толщину стенок и соответствующий химический состав, поэтому содержание магния должно контролироваться в максимально возможной степени. Во-вторых, должна быть спроектирована научная система заливки для надлежащего снижения температуры заливки, чтобы гарантировать, что все области поверхности отливки адекватно компенсируют усадку. В-третьих, следует строго контролировать содержание модификатора в печи. Как правило, оптимальным является содержание от 0,3% до 0,5%. В-четвертых, следует избегать окисления расплавленного железа.

5. Трещины Характеристики трещин:

        На поверхности литых отливок обычно появляются искривленные трещины. Трещины делятся на два типа: горячие трещины и холодные трещины. Горячие трещины имеют неправильную форму, часто темно-черные, с явным окислением и относительно извилистым видом. Холодные трещины, в отличие от горячих, имеют прямую и правильную форму. Окисление на поверхности излома отливки минимально, что придает ей металлический блеск.

       Причины образования трещин: Отливки дают усадку при затвердевании в холодном состоянии, создавая внутренние напряжения. Как только эти напряжения превышают предел текучести материала, в отливке могут появиться трещины.

       Меры контроля качества для предотвращения трещин: Во-первых, необходимо тщательно контролировать химический состав расплавленного чугуна. Содержание серы может влиять на возникновение «горячеломкости». В сером чугуне содержание w(S) не может быть ниже 0,11%, но оно также не должно быть слишком высоким. В противном случае это повлияет на эффект модифицирования. Содержание фосфора является фактором, влияющим на «хладноломкость» отливок, что, в свою очередь, вызывает появление холодных трещин. Поэтому содержание w(P) в сером чугуне должно быть ниже 0,13%; во-вторых, контролируйте скорость охлаждения каждой части отливки, чтобы предотвратить локальный перегрев; в-третьих, после заливки не открывайте форму слишком рано. Форму можно открывать только тогда, когда температура отливки в форме ниже 550 ℃; в-четвертых, постарайтесь изменить структуру отливки, чтобы избежать концентрации напряжений.

6. Неравномерная твердость    

       Описание явления неравномерной твердости: Поверхность отливки после обработки часто имеет микроскопические бугорки и твердые пятна. Из-за большой разницы в твердости поверхности отливки твердость твердых пятен может превышать стандарт.

       Меры контроля качества, чтобы избежать неравномерной твердости: во-первых, увеличьте температуру расплавленного чугуна из печи; во-вторых, строго контролируйте количество добавляемого модификатора; в-третьих, строго запрещайте использование легированной стали; в-четвертых, конструкция системы заливки должна быть научной, чтобы обеспечить равномерное охлаждение отливки.

7. Несфероидизация и плохая сфероидизация.

      Описание характеристик плохой сфероидизации: Излом отливки выглядит серо-черным после окисления, механические свойства снижаются, а остаточное содержание магния в отливке значительно уменьшается. Это явление несфероидизации. Если излом отливки выглядит серебристо-серым с относительно разбросанными черными пятнами, металлографическое исследование может выявить, что небольшая часть графита имеет пластинчатую или червеобразную форму. Это явление плохой сфероидизации.

       Меры контроля качества при несфероидизации или плохой сфероидизации: Во-первых, строго контролировать пропорцию добавляемого сфероидизирующего агента, которая напрямую связана с содержанием серы в расплавленном чугуне и содержанием магния в сфероидизирующем агенте. Во-вторых, соответствующим образом увеличить время обработки сфероидизацией, чтобы обеспечить время химической реакции между сфероидизирующим агентом и расплавленным чугуном. Как правило, лучше всего контролировать его в диапазоне от 75 до 95 секунд. В-третьих, необходимо максимально эффективно проводить десульфурацию для эффективного снижения содержания серы в чугуне. В-четвертых, строго контролировать содержание антисфероидизирующих элементов в чугуне (таких как мышьяк, свинец, титан, висмут и алюминий). В-пятых, предотвращать окисление расплавленного чугуна. При обработке высокопрочного чугуна температура должна быть умеренной, а химический состав сфероидизирующего агента следует подбирать в соответствии с температурой расплавленного чугуна. В-шестых, для крупногабаритных отливок содержание редкоземельных элементов следует минимизировать. При необходимости можно добавить небольшое количество сурьмы, чтобы нейтрализовать влияние редкоземельных элементов на деформацию шаровидного графита.

Итого:       

        Поэтому анализ и изучение причин распространенных дефектов литья и предложение мер контроля качества для их предотвращения имеют большое значение для повышения качества продукции литейных предприятий и повышения уровня механизации в моей стране.