Befektetési öntés – Öntvények szilárdítási módjai

Bevezetés

A befektetési öntésben, az olvadt ötvözet azonos lehet, a kerámia héj azonos lehet, és az öntési körülmények akár azonosnak is tűnhetnek.

Pedig a végső öntvények minőségileg teljesen eltérőek lehetnek.

Az egyik rész sűrűn kijöhet, hang, és tiszta; egy másik zsugorodási porozitást tartalmazhat, belső üregek, forró könnyek, vagy rejtett gyenge zónák, amelyek csak később jelennek meg megmunkálás vagy szerviz közben.

Az ok nem önmagában a „szerencse” vagy az ötvözetkémia. Ez az öntvény megszilárdulásának módja.

A megszilárdulás az a döntő szakasz, amelyben a folyékony fém szilárd komponenssé alakul.

Ebben a szakaszban, az öntvény belsejében a hőmérsékleti mező folyamatosan fejlődik, a megszilárdulási front befelé mozog, és kialakulnak a belső takarmányozási feltételek.

-Ben befektetési casting, ahol vékony kerámiahéjak, pontos geometria, és a gondosan ellenőrzött termikus viselkedés mind kölcsönhatásba lép, a megszilárdulási mód az öntési minőséget szabályozó egyik legfontosabb tényezővé válik.

Általában három alapvető szilárdítási módot ismernek:

• Progresszív megszilárdulás
• Pásás megszilárdulás
• Közbenső megszilárdulás

Ezeket a módokat főként az ötvözet fagyástartománya és az öntvény termikus gradiense határozza meg.

Minden mód más-más belső struktúrát hoz létre, különböző takarmányozási feltételek, és eltérő hibahajlam.

Megértésük elengedhetetlen az emelkedő tervezéshez, héj kialakítása, hűtés szabályozása, és hibamegelőzés.

1. A megszilárdulási zóna öntvényen belül

During solidification, a legtöbb öntvény három termikus régiót tartalmaz:

A megszilárdulási zóna a legfontosabb régió, mert itt az anyag nem teljesen folyékony vagy nem teljesen szilárd.

Ez az a zóna, ahol a szemek nőnek, folyékony fém interdendrites csatornákon keresztül mozog, és a zsugorítással történő táplálás sikeres lehet vagy kudarc.

1 a penészhéj, 2 a szilárd fázisú zóna (AZAZ., a megszilárdult régió), 3 a megszilárdulási zóna (AZAZ., a régió jelenleg megszilárdul, ahol a folyadék és a szilárd anyag együtt él), 4 a folyadékfázisú zóna

Felületről befelé, a fém fagyni kezd a héjfal közelében, és a megszilárdulási front fokozatosan a középpont felé mozdul el.

Egy adott pillanatban, az öntvény mozgó fronttal rendelkező dinamikus rendszernek tekinthető, nem egy kívülről befelé egyenletesen hűlő statikus tárgyként.

A végső öntvény minősége nagymértékben függ attól, hogy milyen széles ez a megszilárdulási zóna, és hogyan viselkedik a fagyasztás során.

2. Mi határozza meg a megszilárdulási módot?

A megszilárdulás a befektetési casting módját elsősorban az irányítja két kölcsönhatásban lévő változó: az ötvözet fagyástartománya és az öntvényen belüli termikus gradiens.

Amikor a likvidusz és a szolidusz hőmérséklete nagyon közel van, az ötvözet hajlamos megfagyni egy éles fronttal, és inkább úgy viselkedik, mint egy progresszív szilárdulású anyag;

amikor a rés széles, az ötvözet szélesebb szilárd-folyékony zónát hoz létre, és nagyobb valószínűséggel pépes módon megszilárdul.

Az ötvözet összetétele az első szabályozó tényező

Az összetétel a legalapvetőbb hajtóerő, mivel az ötvöző elemek képesek változtassa a folyadék és a szilárd anyag hőmérsékletét, a fagyasztási tartomány szélesítése vagy szűkítése, és változtassa meg a dendrites hálózat koherenciapontját.

Ahogy a fagyasztási tartomány egyre hosszabb lesz, a szilárd-folyékony régió nagyobb lesz, egy jól körülhatárolható szilárd héj kevésbé könnyen képződik, és a táplálásnak részben megszilárdult dendrites szerkezeten keresztül kell történnie.

A kereskedelmileg tiszta fémek és a szűken fagyasztható ötvözetek hajlamosak sík elülső vagy rövid oszlopos zónát alkotni, míg a hosszabb ideig tartó ötvözetek a metszet jóval nagyobb hányadán fejlesztenek dendrites szilárdulást.

A hőmérséklet gradiens szabályozza, hogy az előlap éles maradjon-e

A második fontos tényező a hőmérséklet gradiens a héj falától az öntőközpont felé.

Az erősebb gradiens elősegíti az irányított fagyást, és az öntvényt a fokozatos megszilárdulás felé tolja.

A gyengébb gradiens kiszélesíti a pépes zónát, és a fagyasztási módot térfogat-szerűbbé teszi.

Ipari öntvényekben, a mérnök ezt közvetetten befolyásolhatja a héj előmelegítésén keresztül, szigetelési szint, szakasz vastagság, és hűtési feltételek, noha a mögöttes hőfizika közvetlenül nem változtatható meg.

A helyi megszilárdulási idő számít

A megszilárdulási módot is alakítja helyi megszilárdulási idő, amely a liquidus és solidus izoterma adott pontban való áthaladása közötti intervallum.

A hosszabb helyi megszilárdulási idő általában szélesebb pépes zónát jelent, és nagyobb a mikroszegregáció és az interdendrites táplálkozási problémák kockázata..

Az öntvény megszilárdulásával kapcsolatos szakirodalom azt mutatja, hogy a mikroszegregáció növekszik a fagyási tartomány növekedésével, és a dendrites hálózat kevésbé áteresztővé válik a koherencia elérésekor.

Az öntési hőmérséklet és a túlhevítés beállítja a kiindulási állapotot

Az öntési hőmérséklet önmagában nem határozza meg a megszilárdulás módját, de erősen befolyásolja, hogy az öntvény mennyi ideig marad teljesen folyékony, mielőtt kialakul a fagyos front.

A nagyobb túlhevítés késlelteti a megszilárdulás kezdetét, és ellaposíthatja a kezdeti termikus gradienst, míg az alacsonyabb túlhevítés lerövidíti a töltéshez rendelkezésre álló időt, és valószínűbbé teheti a korai fagyást.

Gyakorlatban, ez azt jelenti, hogy az öntési hőmérséklet eltolja azokat a hőviszonyokat, amelyek mellett az ötvözet belső fagyástartománya kifejeződik.

A geometria helyileg módosíthatja a módot

Metszet vastagsága, sarkok, belső mélyedések, és az elszigetelt forró pontok megváltoztathatják a helyi megszilárdulási módot, még akkor is, ha az ötvözet változatlan.

A vastag részek tovább tartják a hőt, és inkább úgy viselkednek, mint egy széles fagyos vagy kásás zóna, míg a vékony részek általában gyorsabban és irányultabban fagynak le.

Az éles belső sarkok különösen fontosak, mert koncentrálják a termikus tömeget, és lelassíthatják a helyi fagyást, hacsak nem módosítják vagy szándékosan hűtik a geometriát..

A befektetési öntés héj viselkedése az egyenlet része

A befektetési öntésben, a kerámia héj nem csak egy tartály; a hőtechnikai tervezés része.

Shell előmelegítés, héjas vastagság, bevonat felépítése, és az öntés utáni hűtési útvonal megváltoztatja a hő távozását az öntvényből.

Ez az oka annak, hogy ugyanaz az ötvözet fokozatosan megszilárdulhat az egyik héjbeállításban, míg a másikban lágyabb.

Az irányvezérlés ezért az ötvözetkialakítás együttes hatása, héj kialakítása, és hőkezelés.

3. Rétegenkénti szilárdítási mód

Meghatározás

A progresszív megszilárdulás egy olyan mód, amelyben a szilárd és a folyékony területeket világosan elválasztja egy viszonylag jól elkülönülő fagyfront.

Az öntvényfelület először megszilárdul, és az elülső rész folyamatosan befelé halad, ahogy a maradék folyadék fokozatosan betáplálódik.

Alkalmazható ipari ötvözetek

A tipikus rétegenkénti szilárdító ötvözetek közé tartozik a szürkeöntvény, alacsony széntartalmú acélból készült acél, tiszta ipari alumínium, tiszta réz, és eutektikus alumínium-szilícium ötvözetek.

Befektetési öntvénygyártásban, eutektikus alumínium Az ötvözetek és az alacsony szén-dioxid-kibocsátású rozsdamentes acél a legszélesebb körben alkalmazott minőségek ezzel a szilárdulási tulajdonsággal.

Jellemzők

Progresszív megszilárdulásban:

• A megszilárdulási front viszonylag éles.
• A folyékony fém hosszabb ideig marad kapcsolatban.
• Az utolsó folyékony fém általában egy végső forró pontban koncentrálódik.
• Az etetés viszonylag egyszerű, mivel a zsugorodási zóna lokalizált.
• A casting gyakran megmutatja központi zsugorodási üregek mint a széles körben szétszórt porozitás.

Minőségi jelentősége

A progresszív megszilárdulás általában kedvező a szilárdság szempontjából, mivel a zsugorodás könnyebben megjósolható és táplálható.

Ha az utolsó fagyasztási területet megfelelően táplálja egy felszálló vagy adagoló, a koncentrált zsugorodás hatékonyan szabályozható.

Ez az oka annak, hogy sok szűkre fagyasztott ötvözet jó táplálkozási viselkedést mutat.

Tányérszerű vagy rúdszerű öntvényben, középvonali üreg képződhet, ha az etetés nem elegendő, de a hiba gyakran könnyebben észlelhető és kijavítható, mint a szakaszon átterjedt diffúz porozitás.

Gyakorlati jelentősége a befektetési öntésben

A fokozatosan megszilárduló befektetési öntvények általában könnyebben irányíthatók, feltéve, hogy a termikus út megfelelően van irányítva.

Amikor a kialakítás az adagoló felé irányított fagyasztásra ösztönöz, a casting nagyobb valószínűséggel marad hangos.

Viszont, ha egy forró pont nem megfelelően van elszigetelve, a végső megszilárdulási zónában még kialakulhat egy koncentrált zsugorodási üreg.

4. Zavaros megszilárdulás (Térfogatszilárdítás) Mód

Meghatározás

Pásás megszilárdulás, más néven is hívott térfogatszilárdulás vagy pasztaszerű megszilárdulás, olyan mód, amelyben az ötvözet széles szilárdulási zónán halad át.

A fém nem fagy meg egy különálló fronton; helyette, szilárd dendritek és a megmaradt folyadék iszapszerű vagy kásaszerű keverékét fejleszti.

Alkalmazható ipari ötvözetek

A pépes szilárdító ötvözetek közé tartozik a gömbgrafitos vas, nagy szén-dioxid-kibocsátású acél, és ónbronz.

Nagy szén-szénhidrázos martenzitikus rozsdamentes acél A befektetett öntvényben általánosan használt termék jellemzően pépes szilárdulási viselkedést mutat.

Jellemzők

Zavaros megszilárdulásban:

• A megszilárdulási zóna széles.
• Az ötvözet korán dendrites szerkezetet fejleszt ki.
• Miután a szilárd frakció elég magas lesz, a maradék folyadék elszigetelt zsebekbe kerül.
• Az etetés nehézzé válik, mert a folyadék útjai megszakadnak.
• A casting hajlamos zsugorodási porozitás vagy mikrozsugorodás szétosztva az egész szakaszon.

Miért problematikus

Amikor a dendritek összekapcsolódnak, a maradék folyadék már nem tud szabadon áramolni az adagolóból a forró pontba.

Egyetlen koncentrált üreg helyett, az öntvényben sok kis belső üreg keletkezhet, amelyek a megszilárdulási zónán keresztül terjednek.

Ezeket az elosztott hibákat gyakran nehezebb kiküszöbölni, mint egyetlen zsugorodási üreget.

Ez az oka annak, hogy a széles fagyasztási tartományú ötvözetek hagyományos felszállókkal nehezebben táplálhatók. A zsugorodás nem gyűlik egy helyre; a köteten keresztül terjed.

Gyakorlati jelentősége a befektetési öntésben

A pépes megszilárdulás különösen fontos vékony, összetett, vagy erősen ötvözött öntvények, ahol az ötvözetek kémiája természetesen széles fagyási tartományt eredményez.

Ilyen esetekben, az egyszerű etetés gyakran nem elég. A folyamat megkövetelheti:

• erősebb irányított hűtés,
• nagyobb vagy hatékonyabb adagolók,
• javított termikus gradiensek,
• csökkentett túlhevítés,
• vagy szelektív hűtés.

A cél az, hogy a megszilárdulási zóna ne legyen túl széles és túl elszigetelt.

5. Köztes megszilárdulási mód

Meghatározás

A legtöbb ipari ötvözet a köztes megszilárdulási típushoz tartozik, amelynek megszilárdulási jellemzői a rétegenkénti és a kásás módok között helyezkednek el.

A megszilárdulási zóna közepes szélességet tart fenn; a szilárd-folyadék határvonal nem egy nyilvánvaló sima felület, és nem is egy teljes metszetű kásás réteg.

A dendritnövekedés és a folyadéktáplálás a megszilárdulási folyamat során végig párhuzamosan létezik.

Alkalmazható ipari ötvözetek

A tipikus köztes megszilárdulási ötvözetek közé tartozik a közepes széntartalmú acél, magas mangántartalmú acél, és fehér öntöttvas.

A közepesen széntartalmú, gyengén ötvözött acél szerkezeti részek adják a legnagyobb arányt a közbenső megszilárdulást igénylő beruházási öntvényekben.

Jellemzők

A köztes megszilárdítás mindkét mód jellemzőit egyesíti:

• A megszilárdulási front nem tökéletesen éles.
• A megszilárdulási zóna közepes szélességű.
• Etetés lehetséges, de nem olyan egyszerű, mint a szűkre fagyasztott ötvözeteknél.
• A zsugorodási viselkedés bonyolultabb, mint a tiszta progresszív fagyasztásnál.
• A hibahajlamok a koncentrált zsugorodás és az elosztott mikrozsugorodás között vannak.

Miért számít

A köztes megszilárdulás a leggyakoribb ipari eset. Sok szabványos műszaki ötvözet ilyen módon fagy meg.

Minőségük nagymértékben függ az öntvény kialakításától, mivel természetüknél fogva nem olyan elnézőek, mint a keskeny fagyasztású ötvözetek, de nem olyan bonyolultak, mint az erősen pépes ötvözetek..

Gyakorlati jelentősége a befektetési öntésben

Közbenső szilárdságú ötvözetekhez, az öntödének gondosan egyensúlyoznia kell:

• héj hőmérséklete,
• öntési hőmérséklet,
• szakasz vastagság,
• etető elhelyezése,
• és a hűtési sebesség.

Mivel az ötvözet természetesen nem biztosít ideális fagyási utat, a folyamattervezőnek létre kell hoznia egyet.

6. A három megszilárdulási mód összehasonlítása

7. Tényezők, amelyek a megszilárdulást egyik vagy másik mód felé tolják

A megszilárdulási módot nem egy változó önmagában rögzíti. közötti kölcsönhatás eredménye ötvözetkémia, termikus gradiens, öntési körülmények, héj viselkedése, és öntési geometria.

Ezen tényezők megváltoztatásával, az öntöde az öntvényt a fokozatos megszilárdulás vagy a pépes megszilárdulás felé tolhatja.

Ötvözött fagyasztási tartomány

A legfontosabb tényező az ötvözet fagyáshatára.

• Szűk fagyasztási tartomány → progresszív megszilárdulásra hajlamos
• Széles fagyasztási tartomány → pépes megszilárdulásra hajlamos
• Közepes fagyasztási tartomány → közbenső megszilárdulásra hajlamos

Minél szélesebb a liquidus–solidus intervallum, minél tovább marad az öntvény félig szilárd állapotban, és annál valószínűbb, hogy széles megszilárdulási zónát hoz létre.

Ez az egyetlen legfontosabb oka annak, hogy egyes ötvözetek könnyebben táplálhatók, mint mások.

Termikus gradiens az öntvényben

Minél erősebb a termikus gradiens, annál valószínűbb, hogy az öntvény fokozatosan lefagy.

A meredek hőmérséklet-csökkenés a héj falától a közepéig tiszta fagyos frontot eredményez, és elősegíti a fém megszilárdulását egy irányított sorrendben.

Ha a hőmérsékleti gradiens gyenge, a megszilárdulási zóna kiszélesedik. A szakasz nagyobb része hosszabb ideig félszilárd marad, ami a viselkedést a kásás fagyás felé tereli.

Shell előmelegítés és héj hőelvonás

A befektetési öntésben, a kerámia héj fontos hőszabályozó elem.

A melegebb héj csökkenti a kezdeti hősokkot, és javíthatja a töltést, de az elején lassítja a hőelvonást is.

A hűvösebb héj agresszívebben vonja ki a hőt, ami élesítheti a fagyos frontot és kedvez a progresszív megszilárdulásnak.

A héj vastagsága is számít:

• Vastagabb héj → nagyobb hőellenállás → lassabb hőelvonás → szélesebb fagyzóna
• Vékonyabb héj → kisebb hőellenállás → gyorsabb hőelszívás → élesebb fagyasztófront

Öntési hőmérséklet és túlhevítés

Az öntési hőmérséklet befolyásolja, hogy a fémnek mennyi további hőt kell elveszítenie a fagyás megkezdése előtt.

• Magasabb túlhevítés általában késlelteti a fagyást és ellaposíthatja a termikus gradienst.
• Alacsonyabb túlhevítés lerövidíti a megszilárdulás megkezdése előtti időt, de ha túl messzire viszi, az csökkentheti a kitölthetőséget és félrefutásokat okozhat.

Gyakorlatban, a túlzott túlhevítés térfogatszerűbbé teheti a szilárdítási módot, míg a szabályozott túlhevítés segíthet megőrizni az irányítottabb fagyási utat.

Öntött falvastagság

A falvastagság az egyik legszembetűnőbb geometriával kapcsolatos tényező.

• Vékony falak gyorsan megszilárdul, és elősegíti a progresszív megszilárdulást.
• Vastag falak tovább tartják a hőt, és nagyobb valószínűséggel képeznek széles, pépes zónákat.

Ez az oka annak, hogy a forró pontok gyakran megjelennek a nehéz szakaszokon, főnökök, csomópontok, vagy elszigetelt tömegek, ahol a hő nem tud könnyen távozni.

Geometria és helyi termikus tömeg

Éles sarkok, belső csomópontok, főnökök, és a hirtelen szakaszváltások helyi termikus egyensúlyhiányt hoznak létre.

Egyes régiók korán megszilárdulhatnak, míg mások folyékonyak vagy félszilárd maradnak. Ez megváltoztathatja a helyi szilárdulási módot, még akkor is, ha maga az ötvözet változatlan.

A fagyasztási módot befolyásoló fő geometriai jellemzők a következők:

• belső sarkok,
• külső sarkok,
• bordametszéspontok,
• elszigetelt párnák,
• és hirtelen vastagságváltozások.

Hűtő környezet kiöntés után

Az is számít, hogyan hűtik az öntvényt az öntés után. Szabadtéri hűtés, homokágyas hűtés, szigetelés, és a kényszerhűtés mind eltérő hőveszteségi viszonyokat teremt.

A gyorsabb hűtés élesíti a hőmérsékleti gradienst, és elősegíti a fokozatos fagyást. A lassabb lehűlés kiszélesíti a félszilárd fázist, és a viselkedést a pépes megszilárdulás felé tolja.

8. A szilárdítási mód és az öntési minőség kapcsolata

A megszilárdulási mód nem elméleti részlet; az öntési minőség egyik fő meghatározója.

Ez befolyásolja sűrűség, táplálkozási képesség, porozitás kialakulása, forró repedési hajlam, mikroszerkezet, és a végső szilárdság.

A befektetési öntésben, ahol már nagy az alakpontosság, A megszilárdulási mód gyakran az a tényező, amely eldönti, hogy az alkatrész csupán méretbeli megfelelő-e vagy valóban használható-e.

Sűrűség és belső szilárdság

Az öntvényt akkor lehet a legkönnyebben megszólaltatni, ha a megszilárdulás szabályozottan megy végbe.

-Ben progresszív megszilárdulás, az utolsó folyadék egy viszonylag kis forró helyen koncentrálódik, így az etetés fókuszálható és a zsugorodás gyakran hatékonyan kezelhető.

Ez általában jobb sűrűséghez vezet, és kisebb a szétszórt belső üregek kockázata.

-Ben pépes megszilárdulás, ezzel szemben, a maradék folyadék egy széles, félszilárd dendrites hálózat belsejébe kerül.

Miután a szilárd keret koherenssé válik, az etetőutak gyorsan bezáródnak, és a zsugorodás egy könnyen szabályozható üreg helyett sok kis üregként terjed a szakaszon.

Ez az oka annak, hogy a szélesre fagyasztott ötvözeteket gyakran nehezebb teljesen sűrűvé tenni.

Zsugorodási üreg versus zsugorodási porozitás

A zsugorodási hiba típusa szorosan összefügg a megszilárdulási móddal.

• Progresszív megszilárdulás hajlamos a koncentrált zsugorodási üreg a végső fagyasztási zónában, ha az etetés nem elegendő.
• Pásás megszilárdulás hajlamos előállítani elosztott zsugorodási porozitás vagy mikrozsugorodás a megszilárdulási zónában.
• Közbenső megszilárdulás a szelvény vastagságától függően bármelyik viselkedést mutathatja, etetőút, és hőszabályozás.

Folyamatszabályozási szempontból, a koncentrált üreget gyakran könnyebb megtalálni, takarmány, és megszünteti, mint a széles körben elterjedt porozitást.

Ez az egyik oka annak, hogy a progresszív megszilárdulás általában kedvezőbb az öntési szilárdság szempontjából.

Forró szakadás és repedés

Meleg szakadás akkor fordul elő, ha a részben megszilárdult öntvényt visszatartják az összehúzódás során, és nem tudja simán enyhíteni a hőterhelést.

A szilárdulási mód ezt befolyásolja, mert a fém mechanikai viselkedése megváltozik, ahogy a szilárd frakció emelkedik.

• -Ben progresszív megszilárdulás, a maradék folyadék még képes begyógyítani a kis összehúzódási nyílásokat, ha megfelelő az etetés.
• -Ben pépes megszilárdulás, a félszilárd dendrites hálózat korán megmerevedhet, így az összehúzódás ellenáll, és nagyobb a repedés valószínűsége.
• -Ben közbenső megszilárdulás, a kockázat mérsékelt, és nagymértékben függ a forró pont és az etetőrendszer kialakításától.

A gyakorlati tanulság az, hogy a forró szakadás nem csak kohászati ​​probléma. Ez egy megszilárdulási út probléma.

Táplálkozási képesség

Az adagolás akkor a leghatékonyabb, ha a folyékony fém még át tud mozogni a szakaszon, hogy helyettesítse a térfogati zsugorodást.

Ezért nagyon számít a szilárdítási mód.

• Progresszív megszilárdulás tovább megőrzi a kapcsolódó folyadékutat.
• Pásás megszilárdulás korán megtöri ezt az utat, amikor a dendritek egymásba kapcsolódnak.
• Közbenső megszilárdulás részleges etetési kapacitást biztosít, de nem olyan megbízhatóan, mint a fokozatos fagyasztás.

Ha az etetés sikertelen, a zsugorodási hibák valahol az öntvényben szinte garantáltak.

Ezért, a megszilárdulási módot mindig a felszállóvezeték kialakításával és a szakasz geometriájával együtt kell figyelembe venni.

Mikrostruktúra és tulajdonság egységessége

Az öntvény fagyásának módja a végső szemcseszerkezetet is alakítja.

Az irányítottabb fagyási mintázat rendezettebb megszilárdulási frontot eredményez, míg a széles, pépes fagyás gyakran durvább dendrites szerkezeteket és több összetételbeli eltérést eredményez a zónák között.

Ez számít, mert a mikrostruktúra befolyásolja:

• szakítószilárdság,
• hajlékonyság,
• fáradtság viselkedése,
• korrózióállóság,
• és a megmunkálási reakció.

A hangöntés nem csak az, amely mentes a látható hibáktól. Olyan, amelynek belső felépítése kellően egységes ahhoz, hogy megbízható szolgáltatási teljesítményt nyújtson.

9. Miért számít a megszilárdulási mód a befektetési öntésben?

A szilárdítási mód az egyik legfontosabb változó a befektetési öntés során, mert ez határozza meg, hogy az öntés lesz-e hang, ehető, és szerkezetileg megbízható,

vagy nem fejlődnek-e ki benne rejtett hibák, amelyek csak később, a megmunkálás során jelentkeznek, ellenőrzés, vagy szolgáltatást.

A szilárdítási mód szabályozza a belső hangminőséget

A megszilárdulási mód fő oka az, hogy közvetlenül befolyásolja a zsugorodás kezelésének módját. Ahogy a fém megfagy, térfogata csökken.

Ha a folyékony fém tovább tud áramlani a zsugorodó tartományba, az öntvény sűrű és szilárd marad. Ha az etetést túl korán szakítják meg, zsugorodási hibák alakulnak ki.

• Progresszív megszilárdulás általában a zsugorodást egy utolsó fagyászónába koncentrálja, amelyet könnyebb etetni és kezelni.
• Pásás megszilárdulás hajlamos a zsugorodást széles félszilárd tartományon keresztül terjeszteni, ami megnehezíti a belső porozitás megelőzését.
• Közbenső megszilárdulás e kettő között helyezkedik el, és a hőelrendezéstől függően jól vagy rosszul viselkedhet.

Más szavakkal, a megszilárdulási mód határozza meg, hogy a zsugorodás lokalizált és szabályozható-e, vagy szétszórt és nehezen eltávolítható.

Ez határozza meg az etetés sikerét vagy kudarcát

A befektetési öntés nagymértékben függ az etetéstől. Az adagolónak vagy a felszállónak elég hosszú ideig folyékonynak kell lennie ahhoz, hogy az utolsó fagyos területeket is ellássa. A megszilárdítási mód szabályozza, hogy az etetési útvonal mennyi ideig marad nyitva.

A fokozatosan lefagyó öntvény nagyobb esélyt ad az öntödének a csatlakoztatott folyadéktartály fenntartására.

A pépes módon lefagyó öntvény korán elveszítheti ezt a kapcsolatot, csapdába ejtő folyadék elszigetelt zsebekben.

Miután ezeket a zsebeket levágták, semmiféle későbbi hűtés nem tudja helyreállítani a szilárdságot.

Ez az oka annak, hogy az etetés tervezése nem választható el a szilárdítási módtól. Az adagoló csak akkor hatékony, ha a fagyasztási sorrend támogatja.

Befolyásolja a zsugorodási hiba típusát és helyét

A megszilárdulási mód azt is eldönti, hogy milyen zsugorodási hiba várható.

A koncentrált üreg gyakran kevésbé káros, mint a széles körben elterjedt mikrozsugorodás, mert jobban látható, lokalizáltabb, és jobban kezelhető felszállókkal vagy megmunkálási ráhagyással.

Elosztott porozitás, ezzel szemben, gyengítheti az alkatrész nagy részét anélkül, hogy kívülről nyilvánvaló lenne.

Befolyásolja a forró szakadást és repedést

A forró szakadás erősen összefügg azzal, hogy az öntvény hogyan húzódik össze, miközben részben szilárd.

Ha a félszilárd hálózat megmerevedik, mielőtt az öntvény befejezte volna az összehúzódását, húzófeszültség felhalmozódhat és megrepedhet az alkatrész.

A megszilárdulási mód számít, mert változik:

• milyen gyorsan válik koherenssé a dendrites hálózat,
• mennyi ideig marad rendelkezésre álló folyadék a stressz enyhítésére,
• és mennyi visszafogottság érvényesül az összehúzódás során.

A progresszív megszilárdulás gyakran jobb esélyt kínál az összehúzódás táplálására és a stressz ellazítására.

A pépes megszilárdulás túl korán lezárhatja a szerkezetet, így az öntvény sebezhetőbbé válik a szakadás ellen. Éppen ezért a megszilárdulási mód közvetlen tényező a repedés megelőzésében, nem csak zsugorodási probléma.

Formálja a mikroszerkezetet és a végső tulajdonságokat

Az öntvény fagyásának módja is befolyásolja a szemcseszerkezetet, dendrit távolság, és a fém összetételi egyenletessége.

Az irányítottabb fagyási út rendezettebb szerkezetet eredményez, míg a széles kásás zóna gyakran durvább dendritekhez és nagyobb lokális szegregációhoz vezet.

Ez azért számít, mert a belső szerkezet befolyásolja:

• szakítószilárdság,
• hajlékonyság,
• fáradtság élettartama,
• korróziós reakció,
• és a megmunkálási viselkedés.

Előfordulhat, hogy egy öntvény megfelel a méretre vonatkozó előírásoknak, és még mindig alulteljesít, ha a megszilárdítása egyenetlen vagy porózus belső szerkezetet eredményez..

Ez különösen fontos az űrrepülésben használt nagy értékű öntvények esetében, hatalom, orvosi, és precíziós mérnöki alkalmazások.

Meghatározza, hogy mennyi folyamatvezérlésre van szükség

A különböző szilárdítási módok különböző szintű öntödei fegyelmet igényelnek.

• Progresszív megszilárdulás általában a legmegbocsátóbb.
• Közbenső megszilárdulás kiegyensúlyozott irányítást igényel.
• Pásás megszilárdulás a legagresszívabb mérnöki beavatkozást követeli meg.

Amikor az öntvény természetesen fokozatosan lefagy, a folyamat gyakran irányítható szabványos irányított adagolási elvekkel.

Amikor az öntés hajlamos a pépes fagyásra, az öntödének erősebb termikus gradiensekre lehet szüksége, jobb héj kialakítás, gondosabb öntési hőmérséklet szabályozás, szelektív hűtés, vagy kifinomultabb felszálló stratégia.

Tehát a megszilárdulási mód a folyamat nehézségének mértéke is. Minél pépesebb a fagyos viselkedés, annál nagyobb erőfeszítést igényel az öntés hangja.

Ez a rejtett kapcsolat a design és a minőség között

A megszilárdítási mód egyik legfontosabb oka az, hogy összekapcsolja az öntvénytervezést a végső minőséggel.

Egy alkatrész kiválóan nézhet ki CAD-ban, és akár sikeresen is önthető, de ha rossz a szilárdulási módja, az utolsó rész még megbukhat.

A szilárdítási mód összetartozik:

• ötvözött választás,
• szakasz vastagság,
• héj kialakítása,
• öntési hőmérséklet,
• takarmányozási rendszer,
• hűtési feltételek,
• és a belső integritás.

Ez teszi a befektetési öntés egyik központi tervezési változójává. Ez nem csak kohászati ​​koncepció. Ez egy tervezési elv.

10. Következtetés

A megszilárdulási mód a belső öntvények mikroszerkezetét és hibaeloszlását meghatározó központi mechanizmus.

A megszilárdulási zóna szélessége szerint osztályozva, a fém megszilárdulását rétegenként osztják fel, puha, és köztes módok.

Az ötvözetek kristályosodási hőmérséklet-tartománya alapvetően meghatározza a benne rejlő megszilárdulási hajlamot, míg az öntési hőmérséklet gradiens mesterségesen állítja be a megszilárdulási zóna méretét.

A tényleges ipari gyártásban, Az öntödei mérnököknek az ötvözet tulajdonságainak megfelelően célzott folyamatsémákat kell kiválasztaniuk.

A héj előmelegítési hőmérsékletének beállításával, hűtővasak beágyazása, a felszálló elrendezés optimalizálása, és a túlhevítés öntésének szabályozása, a megszilárdítási mód mesterségesen optimalizálható, hogy a káros kásás megszilárdulást szabályozható rétegenkénti megszilárdulásgá alakítsa.

A három megszilárdulási mód és azok befolyásoló törvényeinek elsajátítása az alapfeltétele a zsugorodási hibák kiküszöbölésének, javítja a belső tömörséget, és kiváló minőségű, minősített befektetési öntvényeket gyártani.

Az öntésszimulációs technológia korszerűsítésével, A vizualizált hőmérsékletmező és a megszilárdulási zóna előrejelzése tovább javítja a megszilárdulási mód vezérlésének pontosságát, a precíziós befektetési öntőipar csúcsminőségű és intelligens fejlesztésének előmozdítása.

 

GYIK

Melyik szilárdítási mód rendelkezik a legjobb etetési teljesítménnyel?

Rétegenkénti megszilárdulás. Koncentrált zsugorodási üregei a felszállókon keresztül könnyen eltávolíthatók, az áramló folyadék pedig spontán begyógyítja a mikrorepedéseket.

Miért nehéz a pépes megszilárdulással megszüntetni a porozitást??

Az összekapcsolt dendritek a maradék folyadékot zárt folyadékmedencékbe izolálják, és a hagyományos felszállók nem képesek mély betáplálást megvalósítani a diszpergált mikrozsugorodási porozitás érdekében.

Miért hajlamos a befektetett öntvény széles megszilárdulási zónák kialakítására??

A kerámia héjakat öntés előtt előmelegítjük, alacsony keresztmetszetű hőmérsékleti gradienseket eredményezve, amelyek kiszélesítik a kásás zónát és elősegítik a kásás megszilárdulását.

Hogyan alakítsuk át a pépes megszilárdulást rétegenkénti megszilárdulássá?

Növelje a helyi hőmérsékleti gradienseket hűtővasalók hozzáadásával, a héj előmelegítési hőmérsékletének csökkentése, és gyorsuló felületi hűtési sebesség.

Mi a legszélesebb körben használt szilárdítási mód az ipari beruházási öntésben?

Közbenső megszilárdulás. A legtöbb közepes széntartalmú ötvözött acél és közönséges öntvényötvözet ebbe a kategóriába tartozik, kiegyensúlyozott, átfogó teljesítménnyel.