Tối ưu hóa và cải tiến quy trình đúc khuôn vỏ thép đúc

Đúc vỏlà việc sử dụng cát tráng làm nguyên liệu, khuôn được nung nóng đến nhiệt độ nhất định, thông qua quá trình bắn cát, cách nhiệt để làm cho cát tráng đông đặc, đúc khuôn, tạo thành một độ dày nhất định của vỏ, vỏ trên và vỏ dưới liên kết với nhau bằng chất kết dính, tạo thành một khoang hoàn chỉnh để đúc khuôn đúc. Đúc vỏ có đặc điểm là ít đầu tư thiết bị, hiệu quả sản xuất cao, chu kỳ ngắn, chi phí chế tạo thấp, ít bụi tại nơi sản xuất, tiếng ồn thấp, ít ô nhiễm môi trường, độ hoàn thiện bề mặt của vật đúc cao, kích thước và hiệu suất quy trình ổn định, và đã được sử dụng rộng rãi trong ô tô, xe máy, máy xây dựng và các ngành công nghiệp khác.

1. Bối cảnh

Kể từ khi quy trình đúc vỏ được áp dụng, việc sản xuất gang vỏ đã đạt được hiệu quả và ổn định. Tuy nhiên, vỏ cam và cát dính trên bề mặt vật đúc được phát hiện là đặc biệt nghiêm trọng trong quá trình sản xuấtđúc thép, và chất lượng bề mặt kém. Tỷ lệ vỏ cam và cát dính trong phế phẩm cao tới 50%, làm giảm nghiêm trọng hiệu quả làm sạch và chất lượng sản phẩm của vật đúc.

1.1 Giới thiệu tóm tắt quy trình sản xuất ban đầu

Sản xuất một phần các sản phẩm thép đúc, sử dụng vỏ cát tráng quá trình đúc, một loại hai mảnh, hai lớp hộp xếp chồng lên nhau, sử dụng vỏ cơ chế bắn cát ngược trạm kép.

1.2 Tỷ lệ và vị trí của các khuyết tật

Vị trí và số lượng các khuyết tật đã được phân tích, và các khuyết tật vỏ cam và cát bám đặc biệt rõ ràng ở cổng bên trong và bề mặt trên của vật đúc.

2 phân tích khuyết điểm và nguyên nhân

2.1 Cơ chế hình thành khuyết tật

Vỏ cam dùng để chỉ vảy hoặc khối u hình thành trên bề mặt vật đúc khi kim loại và cát đúc được trộn trên bề mặt vật đúc. Trong quá trình đúc, bề mặt vỏ do chất lỏng kim loại ở nhiệt độ cao cọ rửa liên tục, dẫn đến bề mặt vỏ bị xẹp cục bộ, cát và thép nóng chảy kết dính với nhau tạo thành các hốc trên bề mặt đúc tạo thành sẹo lồi, cụ thể là hình thành các vết sần, sẹo và các khuyết tật khác. , các sản phẩm gang ít phổ biến hơn trong các sản phẩm thép đúc. Cát dính là một khuyết tật trên bề mặt vật đúc. Rất khó loại bỏ gờ sạn hoặc hợp chất được hình thành bằng cách đúc cát và oxit kim loại bám trên bề mặt vật đúc, dẫn đến bề mặt vật đúc thô ráp, điều này thường làm tăng khối lượng công việc làm sạch vật đúc, làm giảm hiệu quả hoàn thiện và ảnh hưởng đến hình thức của sản phẩm.

2.2 Phân tích nguyên nhân

Kết hợp với cơ chế hình thành cát dính và vỏ cam, có thể đánh giá nguyên nhân hình thành cát dính và vỏ cam trên bề mặt thép đúc vỏ cam như sau:

(1) Trong quá trình rót, nhiệt độ thép nóng chảy cao, lâu ngày vỏ đúc gần cổng bị nung nóng. Do lớp vỏ cát tráng dễ bị xẹp và đun lâu ngày, lớp vỏ cát ở phần này bị quá nhiệt, lớp vỏ cát xẹp xuống bề mặt khoang gây ra hiện tượng bám cát và vỏ cam trên bề mặt. của quá trình đúc;

(2) Lớp đóng rắn của vỏ cát mỏng và độ bền của vỏ cát thấp. Khi nhiệt độ rót cao hoặc thời gian nung thép nóng chảy lâu và cường độ xả lớn, bề mặt vỏ cát dễ bị vỡ, vỡ dẫn đến hiện tượng “xâm nhập” của sắt nóng chảy vào bên trong cát. vỏ, hoặc các hạt cát vỡ và thép nóng chảy kết dính với nhau tạo thành khuyết tật của cát dính;

(3) Độ khúc xạ của lớp cát phủ thấp. Khi thép nóng chảy đi vào khoang, bề mặt của khoang vỏ cát đã bắt đầu sụp đổ trước khi thép nóng chảy hóa rắn, dẫn đến “sự xâm nhập” của sắt nóng chảy vào bên trong vỏ cát, hoặc cát bị vỡ. các hạt đông đặc với thép nóng chảy để tạo thành cát dính;

(4) Lực tác động của sprue lớn, và phần sprue có thời gian cọ rửa là lâu nhất, sprue được kết nối trực tiếp với cổng bên trong, khi thép nóng chảy ở nhiệt độ cao lao vào sprue trực tiếp vào khoang, do đến dòng chảy hỗn loạn của thép nóng chảy, dẫn đến gốc của cổng cát bề mặt vỏ bị sụp đổ, cát nổi với sắt lỏng vào trong hốc.

3. Kiểm tra và phân tích tối ưu hóa quy trình

3.1 Hạ nhiệt độ rót

Lớp cát phủ được sử dụng để đúc thép là vật liệu chịu lửa thạch anh. Nhiệt độ đúc quá cao hoặc quá nhiệt cục bộ dễ bị sụp, nứt, chảy cát và các hiện tượng khác, dẫn đến cát dính, vỏ cam và các khuyết tật đúc khác. Trong quá trình sản xuất khuôn vỏ, để giảm chi phí chế tạo, quá trình đúc khuôn vỏ nói chung không sử dụng lớp phủ chịu lửa, trực tiếp sau khi đúc. Khu vực gần cổng trong của khu đúc được sử dụng làm đường dẫn nước vào. Nhiệt độ thép nóng chảy cao, lâu ngày phần vỏ cát nóng lên. Bề mặt của lớp vỏ cát bị vỡ ra, và thép nóng chảy ở nhiệt độ cao tiếp tục tạo thành váng, dẫn đến cát dính và vỏ cam. Trên cơ sở không ảnh hưởng đến chất lượng sản phẩm, nhiệt độ rót phải được giảm một cách thích hợp, và loại đúc vỏ là đúc vỏ nguội. Nhiệt độ đúc không được quá thấp để tránh cách ly lạnh. Vì vậy, giảm nhiệt độ đúc có thể cải thiện chất lượng bề mặt ở một mức độ nhất định, nhưng không thể giải quyết triệt để các vấn đề về vỏ cam và cát dính trên bề mặt.

3.2 Cải thiện độ dày lớp đông đặc của vỏ cát

Lớp đóng rắn của vỏ cát mỏng và độ bền của vỏ cát thấp. Khi nhiệt độ rót cao hoặc thời gian nung chảy của thép nóng chảy lâu và cường độ xả lớn, bề mặt vỏ cát dễ bị vỡ và xẹp, dẫn đến sự “xâm nhập” của sắt nóng chảy vào bên trong vỏ cát, hoặc các hạt cát vỡ kết dính với thép nóng chảy tạo thành cát dính và vỏ cam. Lớp vỏ quá mỏng, độ bền của vỏ cát giảm, có nguy cơ bị vỡ quá nhiệt và rửa cát trong quá trình rót. Do bộ phận này chịu tác động trực tiếp của thép nóng chảy nên độ bền của vỏ cát ở đây liên quan trực tiếp đến chất lượng bề mặt vật đúc. Trong quá trình sản xuất liên tục, khuôn bị nguội nhanh dẫn đến hiện tượng tạo cát và tạo vỏ cát non. Nếu đáy của sprue quá dày, thời gian đóng vỏ sẽ dẫn đến việc các phần khác của vỏ cát bị cháy quá mức, và độ bền của vỏ cát sẽ bị giảm đi. Sau khi tối ưu hóa, vỏ cát sẽ hoàn toàn đông đặc trong quá trình sản xuất liên tục mà không tạo ra cát và da và xương.

3.3 Cải thiện khả năng chịu nhiệt của cát tráng

Cát phủ có độ khúc xạ thấp. Khi thép nóng chảy đi vào khoang, bề mặt của khoang của vỏ cát bắt đầu sụp đổ trước khi thép nóng chảy hóa rắn, dẫn đến “sự xâm nhập” của sắt nóng chảy vào bên trong của vỏ cát, hoặc các hạt cát vỡ đông đặc lại. với thép nóng chảy để tạo thành cát dính. Sau khi điều chỉnh thành phần cát tráng, xác minh theo lô nhỏ cho thấy hiện tượng sần vỏ cam trên bề mặt vật đúc cơ bản đã được loại bỏ, nhưng hiện tượng cát dính vẫn còn, không khắc phục được triệt để khuyết tật cát dính trên bề mặt sản phẩm.

3.4 Tối ưu hóa thiết kế hệ thống gating

Hệ thống rót có ảnh hưởng lớn đến việc thu được vật đúc chất lượng cao. Trong quá trình lấp khuôn, lớp vỏ cát gần cổng bị vỡ trước dẫn đến sắt nóng chảy “xâm nhập” vào bên trong vỏ cát hoặc các hạt cát vỡ kết dính với thép nóng chảy tạo thành các khuyết tật như cát dính, vỏ cam. gần cổng và máy bay lớn. Giảm lực tác động của thép nóng chảy lên bề mặt vỏ cát và tăng khả năng đệm của hệ thống rót cũng có thể cải thiện hiện tượng cát dính và vỏ cam trên bề mặt sản phẩm. Hệ thống đúc dòng chảy ổn định được coi là thay thế cho hệ thống đúc nguyên bản, hệ thống này làm cho thép nóng chảy đi vào khoang ổn định và làm giảm độ bền cọ rửa của vỏ khuôn. Hình dạng của spate áp dụng một hình thang phẳng, có thể làm giảm hiện tượng chảy hỗn loạn của sắt lỏng cuốn vào vỏ cát. Chiều dài của sprue phải càng ngắn càng tốt để giảm các khuyết tật như cách ly nguội và dòng chảy do làm nguội thép nóng chảy.

22

 


Thời gian đăng bài: Tháng 10-14-2021