Enne kui valandi pind tahkub kestaks, kuumutatakse vormimaterjale, nagu liivavormid ja liivasüdamikud, et tekitada gaase. Gaasid ei lahustu sulametallis, vaid tungivad rõhu all sulametalli sisse, moodustades mullid ja poorid. Praegu kuulub enamik minu kodumaal märgvormivalu tehastes ilmnevatest pooride defektidest seda tüüpi "peale tungivate pooride" hulka.
Liivavormi ja südamiku poolt eralduv gaas on kõige parem välja lasta läbi liiva pooride. Liivavormide ja liivasüdamike ventilatsioonivõimalused on aga piiratud ning keeruliste liivasüdamike jaoks on eriti raske väljatõmbekäike luua. Tekkiva gaasi koguse suurenedes kasvab liidesegaasi rõhk gaasiallikas (nn vasturõhk) jätkuvalt. Kui valamiskiirus on suur, ületab seal oleva sulametalli staatiline rõhk gaasi vasturõhku ja siinne gaas ei saa sulametalli tungida. Kui liidesel olev sulametall ei suuda õigel ajal luua piisavalt staatilist rõhku, et ületada gaasi tekke vasturõhku, tungib gaas läbi valandi tahkumata pinna ja tungib sulametalli, moodustades mullid. Sulametalli sisse puuritud mullide kuumutatud mahul on kalduvus jätkuvalt paisuda. Veelgi enam, mõned gaasiallikad transpordivad gaasi pidevalt ja sulametallis ilmuvad mullid. Sissetungivate stoomide kuju on sfääriline või pirnikujuline. Selle otsaga näidatud suund on õhuallika suund. Sissetungivate pooride suurus on erinev. Need võivad hõljuda ega jääda valandis olevast gaasiallikast kaugele või koguneda valandi ülemise pinna naha alla, moodustades tasase kuju. Kui valamistemperatuur on kõrge ja sulametalli viskoossus madal, võivad sissetungivad mullid pääseda liivvormi ülemiselt pinnalt või voolata koos sulametalliga ülevoolupüstikusse. Pooride allikas varieerub sõltuvalt liivavormist või südamikust.
1. Stomataalseid defekte saab ennetada, suurendades seina ventilatsioonivõimet ja vähendades vormiliiva gaasi teket. Konkreetsed põhjused ja ennetusmeetmed on järgmised:
1. Rohelise liiva vormis on palju gaasi: vormiliiva niiskus on liiga kõrge, eriti kui söepulbrit on liiga palju, võib sulametalli valamisel äkitselt eralduda suur kogus gaasi. hallituse õõnsus. Kui heitgaas ei ole samal ajal sujuv, ületab gaasirõhk sulametalli kohaliku staatilise rõhu ja tungib ootamatult sulametalli sisse, moodustades plahvatusohtliku pritsme. Seda nimetatakse tavaliselt "lämbuvaks tuleks", mis moodustab valus suuremad mullid. Seetõttu tuleb rohelise liiva valamise ajal rangelt kontrollida vormimisliiva tihendamiskiirust ja niiskusesisaldust ning gaasi tekkekiirus ei tohiks olla liiga kõrge. Vormiliiva efektiivset pulbristatud kivisöe sisaldust tuleks peamiselt kontrollida valu pinnamorfoloogiast lähtuvalt. Kui valandi pinnale on kleepunud veidi liiva, võib söepulbrit veidi suurendada. Kui valandi pind on muutunud siniseks, tuleks ülemäärase gaasi tekke vältimiseks vähendada söepulbri kogust.
2. Rohelises liivas olevad lisandid eraldavad kuumutamisel gaasi: väikesed savipallid, hakitud paberipallid, sigaretikonid, niiskust imavad liivasüdamiku killud ja muud vormiliiva sisse segatud orgaanilised ained eraldavad kuumutamisel gaasi ja muutuvad pärast seda neelab vett rohelises liivas. Suurendage intensiivset gaasitootmise jõudlust. Need lisandid puutuvad kokku hallitusõõnsuse pinnal ja muutuvad paratamatult kontsentreeritud gaasiheite punktideks. Valutootmises on paljud seletamatud pooridefektid tingitud enamasti vormiliivasse segatud lisanditest. Mõnikord tekivad mullid üksteise järel ja muutuvad valandi ristlõikes poorideks.
3. Niiskus mõjutab liivasüdamikku ja sisemist jahutusrauda märjas vormis: pärast vormimist teatud klapivalukojas suletakse koheselt külma südamiku kasti liivasüdamiku südamik ja pandlakast ning ahi avatakse järgmisel päeval valamiseks. . Suur hulk pooride defekte valandites on põhjustatud niiskuse imendumisest liiva südamikus. Külmasüdamiku kasti liivasüdamik imab kergesti niiskust. Valamise käigus aurustub liivasüdamiku poolt neeldunud vesi kuumutamisel koheselt veeauruks ja siseneb sulametalli, moodustades mullid. Tehastes, mis ei saa ahju samal päeval avada, võivad nad sulgeda kasti ilma südamikke sisestamata ja oodata avamispäevani enne liivavormi avamist, südamiku kinnitamist, vormi sulgemist ja valamist, et vältida liigset niiskuse imendumist. liiva vorm. Kuuma liivaga modelleerimisel tasuks olla ettevaatlikum. Kui ootate pärast vormimist enne valamist mõnda aega, kondenseerub kuumast liivast pidevalt eralduv veeaur vormiõõnde ja paigaldab külma liiva südamiku, südamiku toe või sisemise jahutusrauda. Näiteks joonisel 28 on kujutatud silindrilist valandit, mille siseläbimõõt on 4 tolli (ф101,6 mm). Kuuma vormimisliiva niiskusesisaldus on 3,5%, temperatuur on 58 kraadi, sise- ja liivasüdamiku temperatuur on 18 kraadi ning valu jäetakse pärast vormimist 80 minutiks. Pärast jahutamist, puhastamist ja töötlemist tekivad liivasüdamiku ülemise pinna lähedal valanditel hajusalt jaotunud kärgstruktuuri pooride defektid, mis tekivad veeauru kondenseerumisel liivasüdamiku pinnale.
4. Liivavormi väljalaskevõime on ebapiisav: Rohelisel liival on kõrge õhu läbilaskvus, mis aitab väljutada liidese vasturõhku. Kuid see ei tohiks olla liiga kõrge, et vältida liiva mehaanilist kleepumist või pinnakaredust valule. Mida suurem on liivavormi kompaktsus, seda väiksem on liivaterade vahe ning seda halvem on liivavormi ventilatsioonivõime valamisel. Pooridefektide vältimiseks ei saa enamasti loota ainult liivvormi õhuläbilaskvusele, vaid väljalaskevõimsuse parandamiseks on ette nähtud ka täiendavad väljatõmbekanalid. Käsitsi vormimise ja lihtsa masinvormimise ajal, et parandada liivavormi õhutusvõimet, kasutab vormija terava otsaga puuri, et torgata liivavormi tagaküljelt läbi mitteläbivad õhutusavad. Ventilatsiooniava sügavus on mustrist umbes 4–5 mm kaugusel, mis võib vältida mustri kahjustamist ja võib tungida vormiliiva niiskuse sidumiskihile või olla selle lähedal, et vähendada väljalasketakistust. Levinud on ka õhutusavade puurimine otse atmosfääri liivvormile. Kõrgema mehhaniseerituse astmega vormimismasinad kasutavad mallil lamedaid lehe- ja ümmarguse augukujulisi väljalaskekanaleid ning on varustatud väljalaske nõeltega, mis ei ole avatud iga vormi ülaosa juures atmosfäärile. Isegi kui õhutustihvti kõrgus on vaid pool liivavormi paksusest, kahekordistub õhu läbilaskvuse väärtus selles kohas. Mõnel modelleerimisliinil on spetsiaalsed puurmasinad sirgete või poolläbivate ventilatsiooniavade puurimiseks. Nägin välismaal ühte valukoda, mis kasutas diiselmootori silindriplokkide tootmiseks kõrgsurvevormimisliini. Pärast ülemise liivavormi avamist kasutasid töötajad pika käega elektritrelli, et puurida vormiõõnsusest mitu väljalaskeava. Vertikaalse jaotusega survevaluvormi õõnsuses on õhku hoidvad osad ja gaasi saab välja lasta lehe väljalaske soonte abil.
5. Sula raua madal rõhk ja temperatuur: Ülemise liivakasti vormiõõnsuse pealispinnal söödud liiva kogus ei tohiks olla liiga väike. Ühelt poolt takistab see sulamal raual liivavormi lõhkumast. Teisest küljest suurendab see sularaua staatilist rõhku, et pärssida liivavormi ja liivasüdamiku arengut. Õhu vasturõhk. Väravarõngaste ja tõusurõngaste asetamine liivavormile võib samuti suurendada metalli hüdraulilist rõhku. Sula raua valamistemperatuuri tõstmine võib vähendada sulametalli viskoossust, muutes mullide hõljumise ja sularauast väljumise lihtsamaks. Pöörake erilist tähelepanu viimase tüüpi sularaua tegelikule valamise temperatuurile samas kallakul. Valamistemperatuuri sobiv tõstmine ei aita mitte ainult vältida pooridesse tungimist, vaid aitab ära hoida ka selliseid defekte nagu pooride ja muude pooride kinnijäämine, külmaisolatsioon ja ebapiisav valamine. Ülevoolupüstiku avamine võib mullide ja lisanditega segatud sularaua vormiõõnsusest välja lasta.
2. Liivasüdamik eraldab gaasi
Sõltumata sellest, millist sideainet kasutatakse liivasüdamiku valmistamiseks, tekib valandite valmistamisel suurema tõenäosusega pealetükkivaid poorsusdefekte. Kuna liivasüdamikku ümbritseb sularaud ja seda kuumutatakse ägedalt, siis sideaine laguneb ja tekitab suures koguses gaasi. Liivasüdamik on südamikupea kaudu ühendatud liiva südamikupesaga ja gaas juhitakse südamikupesast vormist välja. Väljalaskesüsteemi on raske sujuvaks muuta. Valdav osa poorsusdefektidest, mida sageli kohtab valukodades, mis toodavad mitmest liivasüdamikust valandeid, nagu automootori silindriplokid ja silindripead, on põhjustatud liivasüdamiku gaaside eraldumisest. Jaapani Toyota Corporationi keskne uurimisinstituut on uurinud vasturõhku ja pooride tekitamise mehhanismi liideses, kui valatakse sularaua fenoolvaigu liivakesta südamikusse autovalandite jaoks. Ränist membraani rõhuandurit kasutatakse kohas, kus poorid võivad tekkida, et mõõta kesta südamiku gaasirõhu muutust (cm Fe) aja jooksul pärast valamist. Samal ajal mõõdeti ka seda, et sularaua rõhk (samuti cm Fe) suureneb valamise vedeliku taseme tõustes. Tulemused näitavad, et liiva südamiku gaasi rõhul on kolm tippu (vt kõverat joonisel 29). I on vasturõhk, kui sularaud katab lihtsalt liiva südamiku; II on vasturõhu kõrgeim tipp 10–30 sekundi pärast; III-l on madalam tippväärtus ja aja kestus sõltub liivasüdamiku vaigu sideaine sisaldusest. Kui sularaua rõhk A pärast valamist on suurem kui kesta südamiku gaasi tekke vasturõhk, on kõver sile ja pooride defekte ei esine. Kui valamise sularaua rõhk on B, võngub gaasirõhu II tipp märkimisväärselt, mis tuleneb sellest, et liivasüdamiku gaas ületab sularaua rõhu ja tungib sularauasse, see tähendab mulli nähtusesse. Kui mulli puhumise aeg on lühike ja eeltahkumisaeg pikk, kuigi pooridefekte ei pruugi tingimata tekkida, on pooride defekte rohkem kui siis, kui sularaua rõhk on A. Masstootmises võib esineda mõningaid õhuaugu defekte. Kui efektiivne sularaua rõhk on ainult C, ületab liivasüdamiku gaasi vasturõhk sularaua rõhku ja mullid ilmuvad kohe pärast seda, kui sularaud katab liiva südamiku. Jätkake, kuni valandi pind tahkub ja kõvera I, II ja III piigid kaovad, mis näitab, et valandil peavad olema pooridefektid. Aja-rõhu kõveralt on näha, et kui sularaua rõhk ületab suvalisel hetkel pärast valamist liidese vasturõhku, siis liivasüdamikust sula rauda sisse puurivaid mullikesi ei teki.
3. Tavaliselt kasutatavad meetodid liivasüdamikust pooride sissetungimise vältimiseks on järgmised:
1. Suurendage liivasüdamiku väljalaskevõimsust. Võimaluse korral peaks liivasüdamiku keskel olema sile väljalaskeava. Kui südamikupea ja südamikupesa vaheline vahe on suur, tuleks liivast südamikupea ümbritseda tihendusmaterjalidega, nagu tulekindlad kiudvildipadjad, mudaribad, asbestiköied jne, et sulametall ei tungiks väljalasketorusse. kanal. Paksude ja suure läbilõikega liivasüdamike puhul tuleks need õõnestada või pooleks kaevata võrekujuliseks siseõõnsusse ja seejärel ühendada. Kõige sagedamini kasutatav vaiguga isekõvastuvate liivasüdamike väljalaskemeetod on nailonist punutud voolikute kasutamine, mida saab hõlpsasti liivasüdamikusse kinnistada piki liivasüdamiku mis tahes kuju. Keeruliste valandite, näiteks sisepõlemismootori silindripeade ja mootoriplokkide liivasüdamike puhul tuleks erilist tähelepanu pöörata liivasüdamiku väljalaskevõimsusele. Kuuma südamikuga karbid, külma südamikuga karbid ja kestasüdamikud on kõik integreeritud. Väljalasketorusid ei saa eelnevalt sisse põimida, kuid tuulutusnõelu või -vardaid saab paigaldada ja teha südamiku valmistamise käigus (mõned tuleb enne südamike eemaldamist välja tõmmata). Sagedamini kasutatakse pärast liivasüdamiku kõvenemist südamikupea puurimiseks karbiidist puuri, et aidata väljalaskmist. Nägin kord välismaist masstoodanguna valminud autode valamistehast. Mitme silindriga silindripeaga veesärgi liivasüdamiku valmistamisel kasutati spetsiaalset mitme peaga puurimismasinat, et samaaegselt puurida pimedad augud veesärgi liivasüdamiku iga jahutusveekanali südamiku pea jaoks alt üles. Kuigi puurimissügavus ei ole suur, on väga kasulik tühjendada.
2. Vähendage vaiguliivasüdamiku gaasi teket nii palju kui võimalik: valige sideaine, millel on kõrge nakkuvustugevus, madal gaasi teke ja aeglane gaasi teke, vähendage lisatud sideaine kogust ja küpsetage liivasüdamik hoolikalt läbi ja muud meetmed võivad vähendada. liivasüdamiku gaasi teke. Gaasi maht ja gaasi genereerimise kiirus.
3. Suurendage valamise kiirust ja valamistemperatuuri. Eeldusel, et turbulentsi ei teki ja gaas jääb kinni ja vorm ei erodeerita, tuleks valamise kiirust suurendada, et kiiresti tõsta metalli vedeliku rõhku, et vältida gaasi sissetungimist. Lisaks on sularaua viskoossuse vähendamiseks kõige parem tõsta valamistemperatuuri, nii et sissetulevad mullid saaksid kergesti hõljuda ja koos metallivooluga ülevoolu püstikusse välja lasta. Seetõttu, kui valanditel on kinni jäänud või sissetungivad pooridefektid, on võimalik pooride defekte kõrvaldada, tõstes valamistemperatuuri 30–50 kraadi võrra. Tootmise ajal tuleks kontrollida iga valamispakendi viimase sularaua kasti tegelikku temperatuuri. Kuna lõpliku sularaua temperatuur langeb, tekivad tõenäoliselt pooridefektid.
4. Südamiku pea süütamine: valamise ajal süüdake liivasüdamiku väljalaskesüsteemi gaasi väljalaskeava liivavormi ülaosas, et süüdata liivasüdamikust väljuv gaas. See võib suurendada gaasi väljalaskeava väljatõmbejõudu ja suurendada liiva südamiku gaasi väljalaske kiirust.
