Defekti ulagačkog livenja: Reaktivna poroznost naspram invazivne poroznosti

Uvod

Poroznost se rangira kao najrasprostranjenija i najproblematičnija familija defekata u proizvodnji odljevaka za željezo i obojenje..

Zasnovano na mehanizmima formiranja, morfološke karakteristike i izvori gasa, poroznost livenja je konvencionalno kategorisana u tri tipa jezgra: invazivna poroznost, reaktivna poroznost i istaložena poroznost.

Među njima, reaktivnu poroznost i invazivnu poroznost često brkaju ljevaonici na prvoj liniji zbog preklapajućih morfoloških karakteristika i koreliranih faktora indukcije, posebno u scenarijima izlivanja vruće ljuske isključivo za industrijsko livenje.

Ono što ove dvije vrste defekata čini posebno izazovnim je to što mogu izgledati slično na površini, a imaju vrlo različito porijeklo.

Grupa pora blizu površine može biti uzrokovana reakcijom metala ljuske, gasovitim proizvodima koji se oslobađaju iz sistema kalupa, ili internom metalurškom reakcijom u samoj talini.

U praksi, tačna identifikacija važnija je od samog imenovanja, jer strategija prevencije u potpunosti zavisi od izvora.

Ovaj članak ispituje reaktivnu poroznost i invazivnu poroznost iz praktične perspektive livenja: kako izgledaju, kako se formiraju, zašto se javljaju, kako se razlikuju od drugih tipova poroznosti, i kako ih kontrolisati u proizvodnji.

1. Šta je reaktivna poroznost?

Reaktivna poroznost je vrsta defekta odlivaka koji nastaje kada hemijske reakcije nastaju ili na granici između rastaljenog metala i kalupa, ili unutar samog rastopljenog metala, proizvodeći gas koji biva zarobljen tokom skrućivanja.

U Investicijska livenja, to znači da pore ne nastaju samo od mehaničkog zarobljavanja ili samo od smanjenja rastvorljivosti gasa.

Nastaje procesom reakcije koji stvara mjehuriće, destabilizuje topljenje, ili slabi interfejs ljuska-metal.

Ovaj nedostatak je posebno važan jer se često pojavljuje blizu površine ili neposredno ispod nje, i možda neće biti vidljive do obrade, brušenje, ili ga čišćenje izlaže.

U mnogim slučajevima, livenje izgleda prihvatljivo u stanju izlivenog, ali problem postaje očigledan tek nakon sekundarne obrade.

To čini reaktivnu poroznost posebno problematičnom kod preciznih odlivaka, gdje skriveni nedostaci mogu dovesti do odbacivanja kasno u proizvodnom ciklusu.

Reaktivna poroznost može nastati iz nekoliko puteva:

• reakcija metal-ljuska, gdje rastopljena legura reagira s keramičkim kalupom ili njegovim ostacima;
• reakcija vezana za šljaku, gdje nemetalne inkluzije i produkti oksidacije sudjeluju u reakcijama stvaranja plina;
• unutrašnja reakcija topljenja, gde su elementi kao što je ugljenik, kiseonik, i vodik u interakciji formiraju plinovite produkte.

2. Tipična morfologija reaktivne poroznosti

Reaktivna poroznost se često pojavljuje u dva prepoznatljiva oblika.

2.1 Podpovršinske ili potkožne pore

Ove pore se često nalaze 1–3 mm ispod površine livenja, a ponekad i direktno ispod oksidne kože ili površinske ljuske.

Tokom čišćenja, obrada, brušenje, ili sačmarenje, postaju izloženi, zbog čega se i zovu pore ispod površine.

Tipične karakteristike uključuju:

• okrugli, u obliku kruške, ili izdužene šupljine
• veličina pora često oko 1-3 mm
• glatke unutrašnje površine
• metalik ili svijetlo srebrni izgled kada se otvori
• ponekad vertikalno orijentirani kratki kanali ili uske izdužene pore koje se protežu dublje u dio

Zato što su često skrivene ispod površine, ove pore su posebno problematične kod preciznih odlivaka.

Dio može izgledati zdravo u svom stanju, ali otkriti ozbiljan nedostatak nakon obrade.

2.2 Pore ​​unutrašnje reakcije

Drugi oblik reaktivne poroznosti pojavljuje se kao ujednačene grupe pora u obliku saća unutar livenja.

To su često kruškoliki ili skupljeni mjehurići raspoređeni na relativno ravnomjeran način.

Ovaj oblik se obično povezuje sa:

• reakcija topljenja sa šljakom
• unutrašnje reakcije kiseonik-ugljik
• hidrogen-kiseoničke reakcije
• reakcije ugljik-vodik u zonama segregacije

Pore ​​mogu biti raštrkane ili skupljene, ovisno o tome gdje se reakcija odvijala i koliko se brzo odljevak očvrsnuo.

3. Kako nastaje reaktivna poroznost

Reaktivna poroznost općenito potiče od dva glavna reakciona puta.

3.1 Reakcija između rastopljenog metala i sistema ljuske

U investicionom livenju, školjka ne bi trebalo da hemijski destabilizuje metal.

Međutim, ovaj ideal zavisi od kvaliteta ljuske, raspored pucanja, temperaturu izlivanja, i dizajn putanje protoka.

Reaktivna poroznost se može pojaviti kada:

• granata nije dovoljno ispaljena,
• ostatak voska ili ugljenika ostaje u kalupu,
• isparljiva jedinjenja su i dalje prisutna u šupljini,
• nečistoće niskog topljenja u vatrostalnom sistemu reaguju sa vrućim metalom,
• metalna struja ostaje u kontaktu s lokaliziranom vrućom zonom predugo.

U takvim slučajevima, gasovi nastali reakcijom ili razgradnjom ulaze u rastopljeni metal i ostaju zarobljeni tokom skrućivanja.

Poseban rizik se javlja u blizini gating system. Područje ulaza je često izloženo dugotrajnom udaru vrućeg metala.

Ako je lokalna ljuska regija pregrijana ili opetovano pročišćena strujom visoke temperature, vatrostalni materijal može reagovati, omekšati, ili oslobađanje neželjenih proizvoda.

Zbog toga se pore često nakupljaju u blizini kapija ili oko područja prvog udara.

3.2 Reakcija unutar rastopljenog metala

Drugi put je unutrašnji. U ovom slučaju, sam rastopljeni metal sadrži komponente koje reaguju pod preovlađujućim hemijskim uslovima.

Obično se raspravlja o tri uobičajena interna mehanizma reakcije.

Pore ​​reakcije ugljik-kisik

Ako je deoksidacija nepotpuna, otopljeni kisik može reagirati s ugljikom u talini da nastane plin ugljični monoksid.

Ovo je klasična reakcija stvaranja pora u čelicima i nekim reaktivnim legurama.

Mjehurići CO mogu rasti kako rastu, apsorbirajući vodonik ili dušik na putu, i ako do stvrdnjavanja dođe prebrzo, oni su zarobljeni.

Ova vrsta pora često proizvodi a struktura saća ili sunđera.

Pore ​​reakcije vodik-kiseonik

Otopljeni vodonik i kisik mogu se spojiti i formirati vodenu paru ili plinske mjehuriće povezane s vodom.

Ako ovi mjehurići ne pobjegnu prije stvrdnjavanja, ostaju kao pore, često koncentrisane u gornjim zonama ili vrućim tačkama livenja.

Pore ​​reakcije ugljik-vodik

U područjima posljednjeg smrzavanja odljevka, segregacija može obogatiti zaostalu tečnost ugljikom i vodonikom.

Pod pravim uslovima, može doći do stvaranja gasa nalik metanu, stvaranje lokaliziranih grupa pora, posebno u centru ili u zoni završnog očvršćavanja.

Ove unutrašnje reakcijske pore su važne jer pokazuju da nije sva poroznost uzrokovana jednostavnim sakupljanjem plina.

Ponekad se gas stvara hemijom unutar taline nakon što je metal već u peći.

4. Šta je invazivna poroznost?

Invazivna poroznost je defekt odljevka koji nastaje kada gas iz spoljašnjeg sistema kalupa, Shell sistem, Vatrostalni materijali, ili pomoćni materijali ulaze u šupljinu kalupa i ostaju zarobljeni u metalu tokom skrućivanja.

Za razliku od reaktivne poroznosti, koji je vođen hemijskom reakcijom, invazivna poroznost je prvenstveno a defekt ulaska gasa.

Izvor gasa je izvan rastopljenog metala i "napada" u okolinu šupljine tokom izlivanja ili ranog očvršćavanja.

U investicionom livenju, ovaj nedostatak je često povezan sa:

• nepotpuno sagorevanje ljuske,
• preostala vlaga u ljusci ili alatu,
• hlapljivi produkti raspadanja od voska ili veziva,
• loše ispaljivanje granata,
• nestabilni ili nekvalitetni vatrostalni materijali,
• lokalno pregrijavanje koje uzrokuje oslobađanje plina iz školjke.

Često se javlja invazivna poroznost blizu površine livenja, oko regiona kapija, ili u područjima gdje je školjka izložena intenzivnom termičkom opterećenju.

Zato što je u početku često skriven ispod površine, kvar može postati vidljiv tek nakon strojne obrade ili čišćenja.

Praktični značaj je da invazivna poroznost obično ukazuje na a problem pripreme kalupa ili ljuske, nije problem u hemiji topljenja.

To znači da je ispravna protumjera poboljšanje sagorijevanja, sušenje, kvalitet ljuske, i čistoću šupljine, a ne fokusiranje samo na rafiniranje samog metala.

5. Tipične karakteristike invazivne poroznosti

Invazivna poroznost se često povezuje sa sljedećim osobinama:

• nalazi blizu površine ili neposredno ispod nje
• koncentriran u regijama pogođenim kontaktom s plijesni ili zagrijavanjem školjke
• povezane s problemima sagorevanja granata ili neadekvatnim paljenjem
• često povezan sa određenim oblastima sistema kapije
• može izgledati kao zaobljen, izduženo, ili nepravilne šupljine
• ponekad praćeno pocrnjenjem površine, oksidne mrlje, ili ostataka školjke

Zato što je izvor gasa spoljašnji, invazivna poroznost često odražava problem pripreme kalupa, a ne problem hemije taline.

6. Glavni uzroci invazivne poroznosti

6.1 Nepotpuno sagorevanje školjke

Ako granata nije u potpunosti ispaljena, rezidualnog voska, organsko vezivo, ili isparljivi proizvodi raspadanja mogu ostati unutar šupljine.

Kada se sipa vruć metal, ovi materijali se dalje razgrađuju i oslobađaju gas direktno u interfejs taline.

Ovo je posebno opasno jer se oslobođeni plin često pojavljuje u trenutku kada se šupljina kalupa puni i kada se metal počinje stvrdnjavati..

6.2 Vlaga u ljusci ili vatrostalnom sistemu

Preostala voda u ljusci, premaznih materijala, ili pomoćni alati mogu stvoriti paru kada su izloženi rastopljenom metalu.

Čak i male količine vlage mogu biti dovoljne za stvaranje lokalnog pritiska plina i stvaranje pora, posebno u odljevcima s finim detaljima ili tankim stijenkama.

6.3 Loš kvalitet materijala školjke

Niskokvalitetni materijali ljuske mogu sadržavati nečistoće niskog taljenja ili nestabilne komponente koje se raspadaju tokom izlivanja.

Ovo može stvoriti crne mrlje, defekti povezani sa šljakom, ili plinske pore u blizini površine livenja.

6.4 Nedovoljna temperatura ili vrijeme pečenja

Ako ljuska nije zagrijana na odgovarajuću temperaturu sinterovanja ili sagorevanja, isparljive materije možda neće biti u potpunosti uklonjene. Preostali materijal tada postaje izvor gasa tokom izlivanja.

6.5 Lokalno pregrijavanje u blizini kapije

Područje ulaza može biti izloženo vrućem metalu na duži period.

Ako ljuska ili vatrostalni materijal sadrži nestabilne sastojke, visoka lokalna toplina može potaknuti oslobađanje plina ili lokalne produkte reakcije koji se pojavljuju kao skupljene pore.

7. Kontroverza teorijske klasifikacije i unutrašnja korelacija

Granica između reaktivne poroznosti i invazivne poroznosti je dvosmislena u praktičnoj proizvodnji odljevaka, izazivajući dugotrajne klasifikacijske sporove među metalurškim istraživačima.

Prema konvencionalnim kriterijima klasifikacije, reaktivna poroznost potiče od hemijskih reakcija, dok invazivna poroznost proizlazi iz fizičke invazije gasa.

Međutim, u stvarnim procesima izlivanja vruće ljuske, većina međufaznih reaktivnih pora istovremeno zadovoljava karakteristike dvostrukih defekata:

hemijske reakcije između rastaljenog metala i školjki stvaraju plinovite produkte, a novoformirani gas direktno prodire u tečni metal i formira konačne pore.

Renomirana kasting monografija Uzroci i prevencija kvarova na odljevcima za precizne odljevke kategorizira tipične potkožne reaktivne pore direktno u familiju invazivne poroznosti, kao krajnje ponašanje formiranja gasa odgovara mehanizmu invazije.

Ovaj rad predlaže revidiranu klasifikacionu logiku pogodnu za investiciono livenje:

definirati nedostatke po putevi proizvodnje gasa za teorijska istraživanja, i definirati nedostatke po ponašanja invazije gasa za kontrolu kvaliteta na licu mesta.

Međufazne potkožne pore su hemijski reaktivne u suštini, ali invazivne u formiranju uzoraka,

što otkriva inherentnu korelaciju između dva tipa poroznosti jedinstvene za precizno lijevanje.

Dodatno, slabo deoksidirani rastopljeni čelik s obiljem oksidnih inkluzija pokazuje veću kemijsku aktivnost.

Nečistoće oksida ne samo da stvaraju jezgru endogenih reaktivnih pora, već i ubrzavaju reakcije na međufaznoj površini metalne ljuske, indirektno povećava vjerovatnoću formiranja invazivne poroznosti.

Osnovna razlika u mehanizmu

Reaktivna poroznost je a defekt izazvan reakcijom. Nastaje kada se kemijskom interakcijom stvaraju plinovi, bilo unutar taline ili na spoju metal-kalup.

Tipični primjeri uključuju reakcije ugljik-kiseonik, reakcije vodonik-kiseonik, ili reakcije između rastopljenog metala i nečistoća ljuske niskog taljenja.

Invazivna poroznost je a defekt ulaska gasa.

Javlja se kada su isparljive materije, preostala vlaga, nepotpuni proizvodi sagorevanja, ili plinovi razgradnje ljuske ulaze u šupljinu kalupa i postaju zarobljeni kako se metal stvrdnjava.

Praktično poređenje

8. Zašto su ovi nedostaci posebno opasni

Reaktivna i invazivna poroznost su više od kozmetičkih problema. Oni mogu stvoriti ozbiljan rizik nizvodno jer su često skriveni dok se dio ne obradi ili stavi u upotrebu.

Glavni rizici uključuju:

• smanjen integritet pritiska
• niža čvrstoća na zamor
• loš kvalitet površine nakon obrade
• curenje u komponentama koje nose pritisak
• loša reakcija na oblaganje, poliranje, ili premaz
• skriveni klasteri unutrašnjih defekata koji izmiču vizuelnom pregledu
• odbacivanje nakon sekundarnih operacija

U odljevcima visoke vrijednosti, pora koja postaje vidljiva tek nakon završne obrade može pretvoriti naizgled prihvatljiv odljevak u otpad.

To je jedan od razloga zašto su ovi nedostaci toliko frustrirajući u preciznom investicionom livenju.

9. Kako spriječiti reaktivnu poroznost

Reaktivna poroznost se kontroliše eliminacijom uslova koji omogućavaju hemijskim reakcijama da generišu gas u ili oko rastopljenog metala.

Zato što je defekt vođen reakcijom, prevencija se mora fokusirati na hemija topljenja, topiti čistoću, kompatibilnost ljuske, i termička disciplina.

Ključno je zaustaviti reakciju prije nego što stvori plinovitu fazu koja može ostati zarobljena tokom skrućivanja.

9.1 Ojačajte praksu deoksidacije taline i rafiniranja

Nepotpuna deoksidacija je jedan od najčešćih prekursora pora povezanih s reakcijom.

Kada otopljeni kiseonik ostaje u talini, može reagirati s ugljikom ili drugim aktivnim vrstama da bi stvorio plin.

Disciplinovana praksa deoksidacije smanjuje taj rizik smanjenjem potencijala kisika u topljenju i minimiziranjem stvaranja reakcijskih mjehurića.

Efikasna kontrola uključuje:

• koristeći odgovarajući deoksidant za sistem legure,
• dodavanje deoksidatora u pravo vrijeme,
• obezbeđivanje dovoljnog mešanja bez preteranog mešanja,
• izbjegavanje odgođenog ili djelomičnog liječenja,
• provjeravanje da talina nije već puna oksida prije izlijevanja.

Deoksidacija nije samo metalurški korak. To je korak stabilnosti koji određuje da li talina ulazi u kalup u kemijski kontroliranom stanju ili u reaktivnom stanju.

9.2 Održavajte čistoću taline i uklanjanje šljake

Reaktivna poroznost je često povezana sa prisustvom šljake, oksidi, i nemetalne inkluzije.

Ovi materijali mogu djelovati kao mjesta reakcije ili kao nosioci stvaranja plina.

Ako talina sadrži nestabilne okside ili ostatke šljake, odljevak postaje mnogo osjetljiviji na poroznost.

Potrebna je čista talina:

• temeljno uklanjanje šljake,
• pažljiva praksa pečenja,
• minimiziranje sekundarne oksidacije,
• izbjegavanje pretjerane turbulencije,
• i pravilnog zatvaranja koji ne uvlači šljaku u šupljinu.

Što je talina čistija, manja je šansa da će se reakcijska jezgra formirati i prerasti u pore.

9.3 Poboljšajte kompatibilnost školjke i metala

Keramička školjka mora biti hemijski kompatibilna sa rastopljenom legurom.

Ako ljuska sadrži nečistoće niskog taljenja, nestabilne komponente, ili reaktivnih ostataka, interfejs metal-kalup postaje reakciona zona.

Ovo je posebno važno kod investicionog livenja jer se površina kalupa reprodukuje direktno u livenju.

Mere prevencije uključuju:

• koristeći stabilnu, visokokvalitetni vatrostalni materijali,
• kontrola hemije veziva,
• izbjegavanje kontaminacije u materijalima ljuske,
• odabirom premaza za lice koji su otporni na hemijske napade,
• i potvrđivanje ponašanja ljuske pri stvarnoj temperaturi izlivanja.

Dobro usklađena ljuska ne samo da zadržava rastopinu. Čuva hemijski integritet sučelja za livenje.

9.4 Uklonite zaostali ugljen i isparljive proizvode iz ljuske

Preostali vosak, produkti raspadanja veziva, i ugljični filmovi mogu pokrenuti reakcije međusklopa.

Ako se ne uklone do kraja prije izlivanja, mogu stvoriti plin ili smanjiti stabilnost lokalne površine u šupljini kalupa.

Taj se problem često pojačava u vrućim zonama kao što su područja vrata ili uglovi gdje je vrijeme zadržavanja metala duže.

Da biste smanjili ovaj rizik:

• osigurati potpuno izgaranje,
• pali ljusku dovoljno dugo da ukloni organske ostatke,
• provjerite da u šupljini ne ostaje karbonski film,
• i potvrdite da je školjka u potpunosti stabilizirana prije bacanja.

Poenta je jednostavna: ako ljuska još uvijek sadrži reaktivni materijal, kasting će naslijediti problem.

9.5 Kontrolirajte lokalno pregrijavanje, posebno blizu kapije

Mnoge reaktivne pore se nakupljaju u blizini sistema za zatvaranje jer tamo prvo ulazi rastopljeni metal i gdje je lokalna termička izloženost najveća.

Ako područje ulaza ostane na povišenoj temperaturi predugo, može ubrzati razgradnju vatrostalnog materijala ili potaknuti lokalnu kemijsku reakciju.

Ovo se može smanjiti za:

• poboljšanje geometrije kapije,
• skraćivanje vremena udara,
• balansiranje brzine punjenja,
• izbjegavanje pretjerano agresivnih uvjeta polijevanja,
• i projektovanje sistema tako da kapija ne postane toplotna tačka.

Dobar dizajn vrata nije samo protok. Također se radi o ograničavanju vremena i intenziteta izlaganja kemikalijama.

9.6 Izbjegavajte prekomjerno pregrijavanje

Toplije topljenje nije uvijek bolje otopljeno.

Prekomjerno pregrijavanje može intenzivirati oksidaciju, ubrzati refraktornu interakciju, i povećati vjerovatnoću stvaranja plina potaknuto reakcijom.

Temperatura bi trebala biti dovoljno visoka da se osigura potpuno punjenje, ali ne toliko visoko da metal ostane hemijski preaktivan predugo.

Ispravan termo prozor zavisi od:

• Tip legure,
• Debljina presjeka,
• zagrijati kalup,
• Dizajn greda,
• i željeni kvalitet površine.

U prevenciji reaktivne poroznosti, temperatura je kontrolna varijabla, nije multiplikator sile.

9.7 Poboljšajte sljedivost procesa

Reaktivna poroznost se često pojavljuje u obrascima vezanim za specifične topline, operateri, shell serije, ili uslovima peći.

Ako proces nije dobro dokumentovan, defekt postaje teško izolovati.

Korisne stavke sljedivosti uključuju:

• istorija temperature topljenja,
• vrijeme deoksidacije,
• evidencija uklanjanja šljake,
• Podaci o šarži i paljbi granata,
• redosled ulivanja,
• i mapiranje lokacije kvara.

Kada se reaktivna poroznost ponavlja, odgovor je često već u zapisu procesa.

10. Kako spriječiti invazivnu poroznost

Invazivna poroznost je spriječena zadržavanjem neželjenog plina iz šupljine kalupa na prvom mjestu.

Pošto je ovaj nedostatak obično povezan sa školjkom, vatrostalna, vlaga, ili problemi sa izgaranjem, strategija kontrole se mora fokusirati na suvoće, kvalitet pečenja, stabilnost ljuske, i čistu preparaciju kaviteta.

10.1 Osigurajte potpuno uklanjanje voska i sagorijevanje

Nepotpuno izgaranje jedan je od najčešćih uzroka invazivne poroznosti.

Bilo koji ostatak voska, vezivni, ili organski materijal koji je ostao u ljusci može se raspasti tokom sipanja i ispustiti gas direktno u šupljinu.

Taj gas tada može biti zarobljen dok se metal stvrdnjava.

Da to spriječi:

• koristite potpuno validiran ciklus deparavanja,
• provjeriti potpuno uklanjanje ostataka voska,
• osigurajte da je vrijeme zadržavanja izgaranja dovoljno dugo,
• i potvrdite da je kavitet bez karboniziranih ostataka prije izlivanja.

Školjka koja izgleda prazno nije nužno ljuska koja je zaista čista.

10.2 Uklonite vlagu iz školjke

Vlaga je direktan izvor gasa. Čak i male količine vode u ljusci, premaz, ili pomoćni alati mogu bljesnuti u paru kada su izloženi rastopljenom metalu.

Invazivna poroznost se često pogoršava kada je sušenje ljuske nepotpuno ili kada se vlažnost ne kontrolira između pripreme ljuske i izlivanja.

Najbolje prakse uključuju:

• potpuno sušenje ljuske nakon svake faze premaza,
• skladištenje školjki u kontrolisanim uslovima,
• propisno zagrijati prije sipanja,
• i sprečavanje kondenzacije tokom rukovanja.

Školjka mora biti suha ne samo na površini, ali po cijeloj svojoj debljini i unutrašnjoj strukturi pora.

10.3 Poboljšajte kvalitet materijala školjke

Vatrostalni materijal lošeg kvaliteta može sadržavati nestabilne sastojke, nečistoće niskog topljenja, ili kontaminacija koja se raspada tokom livenja.

Ovi materijali mogu ispuštati plin, stvaraju površinske nedostatke, ili destabilizirati okruženje šupljine.

Potreban je jači sistem ljuske:

• stabilna vatrostalna selekcija,
• kontrolirana distribucija veličine čestica,
• čisti sistemi veziva,
• i dosljedne procedure za nadogradnju ljuske.

Visokokvalitetni materijali ljuske smanjuju rizik od oslobađanja plina i također poboljšavaju integritet površine odljevka.

10.4 Ispalite školjku na odgovarajućoj temperaturi i trajanju

Ispaljivanje granata nije samo korak u razvoju snage. To je također korak kontrole gasa.

Pravilno pečenje uklanja ostatke isparljivih materija, stabilizira strukturu školjke, i smanjuje rizik da sam kalup postane izvor gasa tokom izlivanja.

Prevencija zavisi od:

• dovoljna temperatura pečenja,
• dovoljno vremena za namakanje,
• pravilno hlađenje školjke prije bacanja,
• i izbjegavanje nedovoljno pečenih ili djelomično sinteriranih kalupa.

Ako školjka nije u potpunosti stabilizirana, i dalje može da se ponaša kao izvor gasa.

10.5 Kontrolišite toplotni uticaj rastopljenog metala

Ako se šupljina kalupa predugo pregrijava, komponente školjke mogu početi da se razgrađuju ili oslobađaju gas.

Ovo je posebno važno u blizini kapija, Debeli presjeci, i zone udara metala.

Korisne kontrole uključuju:

• podešavanje vrata tako da je protok metala glatkiji,
• smanjenje nepotrebne toplotne koncentracije,
• izbjegavanje predugog zadržavanja u jednoj regiji kalupa,
• i balansiranje brzine izlivanja sa zahtjevima za punjenje šupljina.

Cilj je ostaviti metalu da ispuni šupljinu bez pretvaranja kalupa u generator plina.

10.6 Smanjite kontaminaciju od pomoćnih materijala

Sistem kalupa nije jedini mogući izvor gasa.

Pomoćni materijali, alati, oprema za rukovanje, i oprema za prijenos može prenijeti vlagu ili isparljivu kontaminaciju u proces.

Ako se ne osuši ili očisti kako treba, mogu doprinijeti invazivnoj poroznosti na isti način kao i defektna školjka.

Kontrolne mjere trebaju uključivati:

• sušenje pomoćnog alata prije upotrebe,
• sprečavanje kontaminacije od maziva ili sredstava za čišćenje,
• održavanje opreme za rukovanje čistom,
• i izbjegavanje izlaganja vlažnom okruženju prije izlivanja.

Čak i mali izvori vlage mogu biti važni kod preciznog livenja.

10.7 Koristite inspekciju kako biste rano otkrili probleme vezane za školjku

Poroznost vezana za školjku često je predvidljiva ako se pažljivo prati proces pripreme.

Pucanje, zone slabe ljuske, pocrnjela područja, nepotpuno sagorevanje, ili neobični površinski ostaci mogu signalizirati problem prije nego što se odljevak izlije.

Praktična rutina inspekcije bi trebala provjeriti:

• izgled granate nakon ispaljivanja,
• čistoća kaviteta,
• status vlage,
• lokalna snaga ljuske,
• i konzistentnost od serije do serije.

Što se ranije otkrije oštećenje školjke, to je jeftinije ispraviti.

10.8 Standardizirajte parametre ljuske procesa

Invazivna poroznost se često pojavljuje kada se priprema ljuske razlikuje od serije do serije. Standardizacija smanjuje tu varijabilnost i poboljšava ponovljivost.

Standardizacija treba da obuhvati:

• viskozitet kaše,
• intervali uranjanja,
• stucco sekvenca,
• vreme sušenja,
• ciklus deparavanja,
• raspored paljbe,
• i uslove rukovanja prije izlivanja.

Mnogo je manje vjerovatno da će sistem ljuske izgrađen na disciplini postati izvor plina.

11. Zaključak

Reaktivna poroznost i invazivna poroznost su dva isprepletena, ali suštinski različita defekta poroznosti koja dominiraju neispravnim odljevcima.

Reaktivna poroznost proizlazi iz kemijskih reakcija između rastaljenog metala, legure elemenata, oksidna šljaka i keramičke školjke, podijeljeni na potkožne međufazijske pore i endogene ćelijske pore na osnovu lokacija stvaranja.

Invazivna poroznost se odnosi na praznine nastale fizičkim otpuštenim plinom iz nepotpuno sinteriranih ili nekvalitetnih keramičkih ljuski koji prodiru u rastopljeni metal.

Da bi se ublažile stope odbacivanja povezane sa poroznošću, livnice moraju razlikovati tipove defekata preko morfoloških karakteristika i pravila distribucije,

i implementirati kombinovane strategije kontrole koje pokrivaju topljenje rastopljenog metala, proizvodnja školjki, specifikacija sinterovanja i optimizacija parametara izlivanja.

Pojašnjavanje korelacije i suštinskih razlika između reaktivne poroznosti i invazivne poroznosti ne samo da pomaže tehničarima da eliminišu pogrešnu procenu u svakodnevnoj analizi kvarova, već takođe pruža standardizovanu teorijsku osnovu za usavršavanje modernih sistema kontrole kvaliteta livenja za ulaganje..

Nomenklatura

1. Subkutana poroznost: Grana reaktivne poroznosti raspoređena je 1–3 mm ispod površina odlivaka, isključivo za komponente od livenog čelika
2. Hot-shell Pouring: Standardni industrijski način izlivanja za precizno lijevanje koristeći prethodno sinterirane keramičke kalupe za visoke temperature
3. Jezgro za nukleaciju oksida: Inkluzije oksidne troske koje obezbeđuju tačke pričvršćivanja za formiranje reaktivnih mehurića
4. Pouring Superheat: Temperaturna razlika između stvarne temperature rastopljenog metala i temperature likvidusa legure