Abans que la superfície de la fosa es solidifiqui en una closca, els materials d'emmotllament com els motlles de sorra i els nuclis de sorra s'escalfen per produir gasos. Els gasos no es dissolen en el metall fos, sinó que envaeixen el metall fos sota pressió, formant bombolles i porus. Actualment, la majoria dels defectes de porus que apareixen a les fàbriques de fosa de motlles humits del meu país pertanyen a aquest tipus de "porus intrusius".
El millor és que el gas emès pel motlle i el nucli de sorra es descarregui pels porus de la sorra. Tanmateix, les capacitats de ventilació dels motlles de sorra i els nuclis de sorra són limitades i és especialment difícil crear passos d'escapament per a nuclis de sorra complexos. A mesura que augmenta la quantitat de gas generat, la pressió del gas d'interfície a la font de gas (anomenada "contrapressió") continua augmentant. Si la velocitat d'abocament és ràpida, la pressió estàtica del metall fos allà supera la contrapressió del gas i el gas aquí no pot envair el metall fos. Si el metall fos a la interfície no pot establir prou pressió estàtica a temps per superar la contrapressió de la generació de gas, el gas penetrarà a través de la superfície no solidificada de la fosa i penetrarà en el metall fos per formar bombolles. El volum escalfat de les bombolles perforades al metall fos té tendència a continuar expandint-se. A més, algunes fonts de gas transporten gas contínuament i apareixen cadenes de bombolles al metall fos. La forma dels estomes invasors és esfèrica o en forma de pera. La direcció assenyalada per la seva punta és la direcció de la font d'aire. La mida dels porus invasors varia. Poden flotar i romandre no gaire per sobre de la font de gas a la fosa, o poden reunir-se sota la pell de la superfície superior de la fosa per formar una forma plana. Si la temperatura d'abocament és alta i la viscositat del metall fos és baixa, les bombolles invasores poden escapar de la superfície superior del motlle de sorra o fluir a la columna de desbordament amb el metall fos. La font dels porus varia segons el motlle o nucli de sorra.
1. Els defectes estomàtics es poden prevenir augmentant la capacitat de ventilació de la paret i reduint la generació de gas de la sorra d'emmotllament. Les causes específiques i les mesures preventives són les següents:
1. El motlle de sorra verda té una gran quantitat de gas: la humitat de la sorra d'emmotllament és massa alta, especialment quan el contingut de carbó polveritzat és massa, es pot emetre una gran quantitat de gas de sobte quan s'aboca el metall fos. la cavitat del motlle. Si l'escapament no és suau al mateix temps, la pressió del gas superarà la pressió estàtica local del metall fos i de sobte penetrarà en el metall fos, formant una esquitxada explosiva. Això se sol anomenar "foc asfixiant", que formarà bombolles més grans a la fosa. Per tant, durant la fosa de sorra verda, la taxa de compactació i el contingut d'humitat de la sorra d'emmotllament s'han de controlar estrictament i la taxa de generació de gas no hauria de ser massa alta. El contingut efectiu de carbó polveritzat de la sorra d'emmotllament s'ha de controlar principalment en funció de la morfologia superficial de la fosa. Si hi ha una lleugera sorra enganxada a la superfície de la fosa, la quantitat de carbó polveritzat es pot augmentar lleugerament. Si la superfície de la fosa s'ha tornat blava, s'ha de reduir la quantitat efectiva de carbó polveritzat per evitar una generació excessiva de gas.
2. Les impureses de la sorra verda emetran gas quan s'escalfen: petites boles d'argila, boles de paper triturades, burilles de cigarret, fragments de nucli de sorra que absorbeixen la humitat i altres substàncies orgàniques barrejades a la sorra de modelat emetran gas quan s'escalfen i canviaran després absorbint aigua a la sorra verda. Millorar el rendiment intens de producció de gas. Aquestes impureses queden exposades a la superfície de la cavitat del motlle i, inevitablement, es convertiran en punts d'emissió de gas concentrat. En la producció de fosa, molts defectes de porus inexplicables són causats principalment per impureses barrejades a la sorra d'emmotllament. De vegades es generen bombolles una darrere l'altra i es converteixen en una sèrie de porus en la secció transversal de la fosa.
3. El nucli de sorra i el ferro de refrigeració intern del motlle humit es veuen afectats per la humitat: després de l'emmotllament en una foneria de vàlvules determinada, el nucli de sorra de la caixa del nucli fred i la caixa de la sivella es tanquen immediatament i el forn s'obre per abocar-lo l'endemà. . Un gran nombre de defectes de porus en peces de fosa són causats per l'absorció d'humitat al nucli de sorra. El nucli de sorra de la caixa del nucli fred absorbeix fàcilment la humitat. Durant l'abocament, l'aigua absorbida pel nucli de sorra s'evapora immediatament en vapor d'aigua quan s'escalfa i entra al metall fos per formar bombolles. Per a les fàbriques que no poden obrir el forn el mateix dia, poden tancar la caixa sense introduir nuclis primer, i esperar fins al dia d'obertura abans d'obrir el motlle de sorra, fixar el nucli, tancar el motlle i abocar per evitar una absorció excessiva d'humitat. el motlle de sorra. Hauríeu de tenir més cura en modelar amb sorra calenta. Si espereu un període de temps després de l'emmotllament abans d'abocar, el vapor d'aigua emès contínuament de la sorra calenta es condensarà a la cavitat del motlle i instal·larà un nucli de sorra freda, un suport de nucli o un ferro de refrigeració intern. Per exemple, la figura 28 mostra una fosa cilíndrica amb un diàmetre interior de 4 polzades (ф101,6 mm). El contingut d'humitat de la sorra d'emmotllament en calent és del 3,5%, la temperatura és de 58 graus, les temperatures interiors i del nucli de sorra són de 18 graus i la fosa es deixa 80 minuts després de l'emmotllament. Després de refredar, netejar i mecanitzar, les peces de fosa prop de la superfície superior del nucli de sorra apareixen defectes de porus de bresca distribuïts de manera difusa, que es formen a causa de la condensació del vapor d'aigua a la superfície del nucli de sorra.
4. La capacitat d'escapament del motlle de sorra és insuficient: la sorra verda té una alta permeabilitat a l'aire, cosa que ajuda a ventilar la contrapressió a la interfície. No obstant això, no hauria de ser massa alt per evitar que la sorra s'enganxi mecànicament o la rugositat superficial a la fosa. Com més gran sigui la compacitat del motlle de sorra, menor serà la bretxa entre els grans de sorra i pitjor serà la capacitat de ventilació del motlle de sorra durant la fosa. Per evitar defectes de porus, normalment no és possible confiar només en la permeabilitat a l'aire del motlle de sorra, sinó també proporcionar canals d'escapament addicionals per millorar la capacitat d'escapament. Durant l'emmotllament manual i l'emmotllament a màquina simple, per tal de millorar la capacitat de ventilació del motlle de sorra, el treballador de l'emmotllament utilitza un trepant punxegut per perforar forats de ventilació no penetrants de la part posterior del motlle de sorra. La profunditat del forat de ventilació és d'aproximadament 4 a 5 mm de distància del patró, cosa que pot evitar danyar el patró i pot penetrar o estar a prop de la capa de cohesió d'humitat de la sorra d'emmotllament per reduir la resistència d'escapament. També és comú perforar forats de ventilació directament a l'atmosfera al motlle de sorra. Les màquines d'emmotllament amb un grau més elevat de mecanització utilitzen canals d'escapament en forma de xapa plana i en forma de forat rodó a la plantilla, i estan equipades amb agulles d'escapament que no estan obertes a l'atmosfera a cada cap del motlle. Fins i tot si l'alçada del passador de ventilació és només la meitat del gruix del motlle de sorra, el valor de permeabilitat a l'aire en aquest lloc es duplicarà. Algunes línies de producció de modelatge tenen màquines de perforació especials per perforar ventilacions rectes o semi-travessants. Vaig veure una foneria a l'estranger que utilitzava una línia d'emmotllament d'alta pressió per produir blocs de cilindres de motor dièsel. Després d'obrir el motlle de sorra superior, els treballadors van utilitzar un trepant elèctric de mà llarga per perforar diversos forats d'escapament de la cavitat del motlle. Hi ha peces de retenció d'aire a la cavitat del motlle de l'emmotllament per injecció de separació vertical, i el gas es pot descarregar mitjançant ranures d'escapament de xapa.
5. Baixa pressió i temperatura del ferro fos: la quantitat de sorra que es menja a la superfície superior de la cavitat del motlle de la caixa de sorra superior no ha de ser massa petita. D'una banda, evita que el ferro fos trenqui el motlle de sorra. D'altra banda, augmenta la pressió estàtica del ferro fos per inhibir el desenvolupament del motlle de sorra i el nucli de sorra. Contrapressió d'aire. Col·locar els anells de la porta i els anells d'elevació al motlle de sorra també pot augmentar la pressió hidràulica metàl·lica. L'augment de la temperatura d'abocament del ferro fos pot reduir la viscositat del metall fos, facilitant que les bombolles surin i es descarreguin del ferro fos. Presteu especial atenció a la temperatura real d'abocament de l'últim tipus de ferro fos en el mateix cullerot. Augmentar adequadament la temperatura d'abocament no només és beneficiós per prevenir la intrusió en els porus, sinó que també ajuda a prevenir defectes com l'atrapament dels porus i altres porus, l'aïllament del fred i l'abocament insuficient. L'obertura d'una columna de desbordament pot descarregar el ferro fos barrejat amb bombolles i inclusions fora de la cavitat del motlle.
2. El nucli de sorra emet gas
Independentment de l'aglutinant utilitzat per fer el nucli de sorra, és més probable que la producció de peces de fosa produeixi defectes de porositat intrusius. Com que el nucli de sorra està envoltat de ferro fos i s'escalfa violentament, l'aglutinant es descompon i produeix una gran quantitat de gas. El nucli de sorra està connectat al seient del nucli de sorra a través del capçal del nucli, i el gas es descarrega del seient del nucli fora del motlle. És difícil que el sistema d'escapament sigui suau. La gran majoria dels defectes de porositat que es troben sovint a les fundicions que produeixen peces de col·locació de nuclis de sorra com ara blocs de cilindres i culatas de motors d'automòbils són causats per la desgasificació del nucli de sorra. L'Institut Central d'Investigació de Toyota Corporation al Japó ha estudiat la contrapressió i el mecanisme de generació de porus a la interfície quan s'aboca ferro fos al nucli de closca de sorra de resina fenòlica per a peces de fosa d'automòbil. S'utilitza un sensor de pressió de diafragma de silici en un lloc on els porus són propensos a produir-se per mesurar el canvi de pressió del gas (en cm Fe) del nucli de la carcassa al llarg del temps després de la fosa. Al mateix temps, també es va mesurar que la pressió del ferro fos (també en cm Fe) augmenta a mesura que augmenta el nivell del líquid abocat. Els resultats mostren que hi ha tres pics en la pressió del gas del nucli de sorra (vegeu la corba de la figura 29). I és la contrapressió quan el ferro fos només cobreix el nucli de sorra; II és el pic més alt de la contrapressió després de 10 a 30 segons; III té un valor pic més baix i la durada del temps depèn del contingut de lligant de resina del nucli de sorra. Si la pressió de ferro fos A després de l'abocament és superior a la contrapressió de generació de gas del nucli de la closca, la corba serà suau i no es produiran defectes de porus. Si la pressió del ferro fos abocat és B, el pic de pressió del gas II oscil·la significativament, perquè el gas del nucli de sorra supera la pressió del ferro fos i envaeix el ferro fos, és a dir, el fenomen de la bombolla. Si el temps de bufat de la bombolla és curt i el temps de pre-solidificació és llarg, encara que no necessàriament es produeixin defectes de porus, hi haurà més defectes de porus que quan la pressió del ferro fos és A. Es poden produir alguns defectes dels forats d'aire en la producció en massa. Si la pressió efectiva de ferro fos només és C, la contrapressió del gas del nucli de sorra supera la pressió de ferro fos i apareixeran bombolles immediatament després que el ferro fos cobreixi el nucli de sorra. Continueu fins que la superfície de la fosa es solidifiqui i els pics I, II i III de la corba desapareguin, indicant que hi ha d'haver defectes de porus a la fosa. Des de la corba de pressió del temps es pot veure que si la pressió del ferro fos supera la pressió posterior de la interfície en qualsevol moment després de l'abocament, no hi haurà bombolles perforant el ferro fos del nucli de sorra.
3. Els mètodes comunament utilitzats per evitar la intrusió dels porus del nucli de sorra són els següents:
1. Millorar la capacitat d'escapament del nucli de sorra: quan sigui possible, hi hauria d'haver un forat d'escapament suau al mig del nucli de sorra. Si la bretxa entre el capçal del nucli i el seient del nucli és gran, el capçal del nucli de sorra s'ha de tancar amb materials de segellat com ara coixinets de feltre de fibra refractària, tires de fang, cordes d'amiant, etc. per garantir que el metall fos no penetri a l'escapament. canal. Per a nuclis de sorra gruixuts i de secció gran, s'han de buidar o excavar per la meitat en una cavitat interior en forma de quadrícula i després unir-los. El mètode d'escapament més utilitzat per als nuclis de sorra autoenduribles de resina és utilitzar mànegues trenades de niló, que es poden incrustar fàcilment al nucli de sorra al llarg de qualsevol forma del nucli de sorra. Per als nuclis de sorra de peces de fosa complexes, com ara les culatas del motor de combustió interna i els blocs del motor, s'ha de prestar especial atenció a la capacitat d'escapament del nucli de sorra. Les caixes de nucli calent, les caixes de nucli fred i els nuclis de closca es filmen íntegrament. Els tubs d'escapament no es poden encastar prèviament, però es poden col·locar agulles o varetes de ventilació durant la fabricació del nucli (alguns s'han d'extreure abans del nucli). Més sovint, després que el nucli de sorra estigui endurit, s'utilitza una broca de carbur per perforar el capçal del nucli per ajudar a l'escapament. Una vegada vaig veure una fàbrica estrangera d'automòbils de producció massiva. Quan es produïa un nucli de sorra de capçal d'aigua de culata multicilindre, es va utilitzar una màquina de perforació especial de capçal múltiples per perforar forats cecs simultàniament per a cada capçal del nucli del canal d'aigua de refrigeració del nucli de sorra de la camisa d'aigua de baix a dalt. Tot i que la profunditat de perforació no és gran, és molt beneficiós esgotar.
2. Reduïu la generació de gas del nucli de sorra de resina tant com sigui possible: trieu un aglutinant amb alta força d'unió, baixa generació de gas i generació lenta de gas, reduïu la quantitat d'aglutinant afegit i enforneu acuradament el nucli de sorra i altres mesures poden reduir la generació de gas del nucli de sorra. Volum de gas i velocitat de generació de gas.
3. Augmenteu la velocitat d'abocament i la temperatura d'abocament: amb la premissa que no es produirà turbulència i que el gas quedarà atrapat i el motlle no s'erosionarà, s'ha d'augmentar la velocitat d'abocament per augmentar ràpidament la pressió del líquid metàl·lic per evitar la intrusió de gas. A més, també és millor augmentar la temperatura d'abocament per reduir la viscositat del ferro fos, de manera que les bombolles entrants puguin surar fàcilment i descarregar-se a la columna de desbordament juntament amb el flux metàl·lic. És per això que quan les peces de fosa tenen defectes de porus atrapats o envaint, és possible eliminar els defectes dels porus augmentant la temperatura d'abocament de 30 a 50 graus. Durant la producció, s'ha de controlar la temperatura real de l'última caixa de ferro fos de cada paquet d'abocament. Com que la temperatura del ferro fos final disminueix, és probable que es produeixin defectes de porus.
4. Encesa del capçal del nucli: durant l'abocament, enceneu la sortida de gas del sistema d'escapament del nucli de sorra a la part superior del motlle de sorra per encendre el gas que escapa del nucli de sorra. Pot millorar la força d'extracció de la sortida de gas i augmentar la velocitat de descàrrega de gas del nucli de sorra.
