Come controllare i difetti della porosità nel casting per la schiuma persa?

I difetti della porosità - buchi a gas, cavità di restringimento, fori di spillo - sono sfide persistenti in Casting in schiuma persa (LFC), che colpisce direttamente l'integrità dei componenti, la tenuta della pressione e la resa complessiva. Il controllo con successo della porosità richiede un approccio sistemico che affronta ogni fase dell'esclusivo processo LFC.

Comprensione delle radici della porosità in LFC:
La porosità in LFC deriva principalmente da due fonti:

1. Porosità del gas: Generato dalla decomposizione del modello di schiuma quando il metallo fuso lo contatta. Se i gas risultanti non possono sfuggire completamente al rivestimento e alla muffa di sabbia prima della solidificazione del metallo, diventano intrappolati.

2. Porosità di restringimento: Si verifica a causa dell'alimentazione inadeguata durante la fase di solidificazione e contrazione del metallo, esacerbato se la pressione del gas ostacola il flusso di metallo liquido in aree di riduzione.

Strategie chiave per il controllo:

1. Ottimizza il materiale e il design del motivo:

   • Densità e tipo di schiuma: Utilizzare polistirene espanso ad alta qualità, a bassa densità (EPS) o schiuma simile progettata per la fusione. La schiuma di densità inferiore generalmente si decompone più velocemente con meno residui ma richiede un'attenta considerazione della resistenza. La densità coerente in tutto il modello è fondamentale.

   • Design del motivo: Evitare improvvisamente cambiamenti nello spessore della sezione. Incorporare raggi generosi e transizioni fluide. Progettare passaggi interni per consentire una facile fuga del vapore verso le prese d'aria dello stampo o la tazza di versamento. Ridurre al minimo le linee di colla e garantire legami forti e privi di gap utilizzando adesivi specializzati.

2. Ingegnere il sistema di rivestimento:

   • Permeabilità: Questo è fondamentale. Il rivestimento refrattario dovere Consentire i gas di pirolisi di passare rapidamente. Selezionare rivestimenti specificamente formulati per elevata permeabilità a temperature elevate. Ottimizzare lo spessore del rivestimento: troppo spesso impedisce il flusso di gas, la penetrazione dei metalli di rischi troppo sottili.

   • Applicazione: Garantire uno strato di rivestimento uniforme e senza bolle. L'essiccazione deve essere accurata e controllata per prevenire la generazione di gas correlata all'umidità (vapore) durante il versamento. L'essiccazione inadeguata è una causa frequente di porosità del sottosuolo.

3. Pratica di versamento precisa:

   • Temperatura di versamento: Equilibrio critico. Il metallo deve essere abbastanza caldo da decomporre rapidamente il modello di schiuma e mantenere la fluidità per l'alimentazione ma non così caldo da causare una generazione di gas eccessiva, erosione da muffa o problemi di restringimento. I requisiti di temperatura variano in modo significativo in base alla lega; Il controllo rigoroso non è negoziabile.

   • Tasso di versamento: Mantieni un versamento costante, sufficientemente rapido per stabilire una pressione positiva della testa in metallo. Questa pressione aiuta a forzare la decomposizione dei gas attraverso il rivestimento e la sabbia promuovendo l'alimentazione per contrastare il restringimento. Il versamento lento aumenta il rischio di intrappolamento del gas.

   • Minimizzazione della turbolenza: Evita di schizzare o turbolenza eccessiva nel bacino di canna/versamento, che può intrappolare aria o gas all'inizio del riempimento.

4. Garantire l'efficace compattazione e lo sfiato dello stampo:

   • Compatto di sabbia: È essenziale una compattazione uniforme e adeguata della sabbia secca e non rivestita attorno al cluster rivestito. La scarsa compattazione porta a aree sciolte in cui i gas possono accumulare o il metallo può penetrare, causando difetti. Le tecniche di vibrazione coerenti sono fondamentali.

   • Venting: Fornire sufficienti percorsi di sfiato. Ciò include lo sfiato dal cluster di pattern stesso (spesso tramite riser o prese d'aria dedicate che portano alla superficie del rivestimento), adeguata sfiato del pallone e sistemi di sfiato potenzialmente assistiti dal vuoto comuni in LFC. Le prese d'aria devono essere chiare e portare direttamente all'atmosfera.

5. Qualità del metallo di controllo:

   • Degassing: Assicurarsi che il metallo fuso sia adeguatamente degassato Prima Versare per rimuovere l'idrogeno disciolto e altri gas inerenti alla fusione, impedendo loro di contribuire alla porosità al momento della solidificazione.

   • Selezione e modifica in lega: Sii consapevole delle caratteristiche intrinseche di restringimento della lega. Alcune leghe beneficiano di modifiche o raffinerie a grano specifiche che possono migliorare le caratteristiche di alimentazione.

Il controllo della porosità nella fusione di schiuma persa non riguarda una singola correzione ma padroneggiare l'interazione di pattern, rivestimento, sabbia, metallo e parametri di processo. I fonderie che raggiungono tassi di porosità costantemente bassi controllano rigorosamente ogni variabile:

• Utilizzare modelli di schiuma appropriati di alta qualità progettati per la fuga di vapore.

• Applicare e asciugare rivestimenti uniformi altamente permeabili.

• Versare alla temperatura e velocità ottimale per la lega.

• Garantire un'eccellente compattazione dello stampo e lo sfiato efficace.

• Inizia con il metallo pulito e deggato.

Affrontando sistematicamente queste aree e implementando un rigoroso controllo e monitoraggio dei processi, i fonderie possono ridurre significativamente i difetti della porosità, migliorando la qualità, l'affidabilità e il rapporto costo-efficacia dei loro getti in schiuma persa. L'analisi continua dei difetti attraverso metodi come la radiografia o il sezionamento rimane cruciale per il perfezionamento del processo in corso.