Befektetési öntési hibák: Reaktív porozitás vs invazív porozitás

Bevezetés

A porozitás a legelterjedtebb és legproblémásabb hibacsalád a vas- és színesfém öntvénygyártásban.

A kialakulási mechanizmusok alapján, morfológiai jellemzők és gázforrások, Az öntési porozitást hagyományosan három magtípusba sorolják: invazív porozitás, reaktív porozitás és kicsapódott porozitás.

Köztük, A reaktív porozitást és az invazív porozitást az élvonalbeli öntödei technikusok gyakran összekeverik az átfedő morfológiai jellemzők és a korrelált indukáló tényezők miatt, különösen az ipari befektetési öntéshez használt hot-shell öntési forgatókönyvekben.

Ami ezt a két hibatípust különösen nagy kihívássá teszi, az az, hogy a felszínen hasonlónak tűnhetnek, miközben nagyon eltérő eredetük van.

A felület közelében kialakuló póruscsoportot fémhéj reakció okozhatja, a formarendszerből felszabaduló gáznemű termékek által, vagy magában az olvadékban belső metallurgiai reakcióval.

Gyakorlatban, a helyes azonosítás többet számít, mint önmagában a névadás, mert a megelőzési stratégia teljes mértékben a forrástól függ.

Ez a cikk a reaktív porozitást és az invazív porozitást vizsgálja a gyakorlati befektetés-öntvény szemszögéből: hogy néznek ki, hogyan alakulnak ki, Miért fordulnak elő, miben különböznek a többi porozitástípustól, és hogyan lehet ellenőrizni őket a termelésben.

1. Mi a reaktív porozitás?

A reaktív porozitás az öntési hiba egy fajtája, amely akkor keletkezik kémiai reakciók vagy az olvadt fém és a forma határfelületén fordulnak elő, vagy magában az olvadt fémben, gáz keletkezik, amely a megszilárdulás során csapdába esik.

-Ben befektetési casting, ez azt jelenti, hogy a pórusok nem egyszerűen mechanikai beszorulásból vagy pusztán a gáz oldhatóságának csökkenéséből származnak.

Buborékokat képző reakciófolyamat hozza létre, destabilizálja az olvadékot, vagy gyengíti a shell-metal felületet.

Ez a hiba különösen fontos, mert gyakran megjelenik a felszín közelében vagy közvetlenül alatta, és előfordulhat, hogy a megmunkálásig nem látható, őrlés, vagy a tisztítás kiteszi.

Sok esetben, az öntvény öntött állapotban is elfogadhatónak tűnik, de a probléma csak másodlagos feldolgozás után válik nyilvánvalóvá.

Ez különösen problémássá teszi a reaktív porozitást a precíziós befektetett öntvényeknél, ahol a rejtett hibák a gyártási ciklus késői szakaszában történő elutasításhoz vezethetnek.

A reaktív porozitás többféle úton is létrejöhet:

• fém-héj reakció, ahol az olvadt ötvözet reakcióba lép a kerámia formával vagy annak maradványaival;
• salakkal kapcsolatos reakció, ahol nemfémes zárványok és oxidációs termékek vesznek részt a gázképző reakciókban;
• belső olvadékreakció, ahol olyan elemek, mint a szén, oxigén, és a hidrogén kölcsönhatásba lépve gáznemű termékeket képez.

2. A reaktív porozitás tipikus morfológiája

A reaktív porozitás gyakran két felismerhető formában jelenik meg.

2.1 Felszín alatti vagy szubkután pórusok

Ezek a pórusok általában megtalálhatók 1–3 mm-rel az öntési felület alatt, és néha közvetlenül az oxidhéj vagy felületi pikkely alatt.

Tisztítás közben, megmunkálás, őrlés, vagy szemcseszórás, lelepleződnek, ezért is hívják felszín alatti pórusok.

A tipikus jellemzők közé tartozik:

• kerek, körte alakú, vagy megnyúlt üregek
• pórusmérete gyakran 1-3 mm
• sima belső felületek
• fémes vagy fényes ezüst megjelenése kinyitva
• esetenként függőlegesen elhelyezkedő rövid csatornák vagy keskeny hosszúkás pórusok, amelyek mélyebbre nyúlnak a részbe

Mert gyakran a felszín alatt rejtőznek, ezek a pórusok különösen zavaróak a precíziós öntvényeknél.

Egy alkatrész öntött állapotban épnek tűnhet, de a megmunkálás után súlyos hibát mutat.

2.2 Belső reakciópórusok

A reaktív porozitás egy másik formája úgy jelenik meg, mint egységes méhsejtszerű póruscsoportok az öntvény belsejében.

Ezek gyakran körte alakú vagy fürtözött buborékok, amelyek viszonylag egyenletesen oszlanak el.

Ez a forma általában a:

• olvadék reakció salakkal
• belső oxigén-szén reakciók
• hidrogén-oxigén reakciók
• szén-hidrogén reakciók szegregációs zónákban

A pórusok szétszórtak vagy csoportosulhatnak, attól függően, hogy hol ment végbe a reakció és milyen gyorsan szilárdul meg az öntvény.

3. Hogyan alakul ki a reaktív porozitás

A reaktív porozitás általában két fő reakcióútból származik.

3.1 Reakció az olvadt fém és a héjrendszer között

A befektetési öntésben, a héjnak nem szabad kémiailag destabilizálnia a fémet.

Viszont, ez az ideális a héj minőségétől függ, a kilövési ütemtervet, az öntési hőmérséklet, és az áramlási útvonal tervezése.

Reaktív porozitás jelenhet meg, amikor:

• a lövedék nem eléggé kilőtt,
• maradék viasz vagy szén marad a formában,
• illékony vegyületek még mindig jelen vannak az üregben,
• a tűzálló rendszerben lévő alacsony olvadáspontú szennyeződések reakcióba lépnek a forró fémmel,
• a fémáram túl sokáig érintkezik egy lokális forró zónával.

Ilyen esetekben, reakció vagy bomlás során keletkező gázok bejutnak az olvadt fémbe, és a megszilárdulás során csapdába esnek.

Különös veszély áll fenn a közelében kapurendszer. A nyélrész gyakran ki van téve hosszan tartó forró fém becsapódásnak.

Ha a helyi héj régió túlmelegedett, vagy többszörösen átsúrolja a magas hőmérsékletű patak, a tűzálló reagálhat, megpuhul, vagy kiadja a nem kívánt termékeket.

Ez az oka annak, hogy a pórusok gyakran felhalmozódnak a kapuk közelében vagy az első ütközési területek környékén.

3.2 Reakció az olvadt fém belsejében

A második út belső. Ebben az esetben, maga az olvadt fém olyan komponenseket tartalmaz, amelyek az uralkodó kémiai körülmények között reagálnak.

Általában három általános belső reakciómechanizmust tárgyalnak.

Szén-oxigén reakció pórusai

Ha a dezoxidáció nem teljes, Az oldott oxigén reakcióba léphet az olvadékban lévő szénnel, szén-monoxid gázt képezve.

Ez egy klasszikus pórusképző reakció acélokban és egyes reaktív ötvözetekben.

A CO-buborékok növekedhetnek, ahogy emelkednek, útközben elnyeli a hidrogént vagy a nitrogént, és ha túl gyorsan megy végbe a megszilárdulás, csapdába esnek.

Az ilyen típusú pórusok gyakran termelnek a méhsejt vagy szivacsszerű szerkezet.

Hidrogén-oxigén reakció pórusai

Az oldott hidrogén és oxigén egyesülve vízgőzt vagy vízzel kapcsolatos gázbuborékokat képezhet.

Ha ezek a buborékok a megszilárdulás előtt nem szöknek ki, pórusokként maradnak, gyakran az öntvény felső zónáiban vagy forró pontjaiban koncentrálódnak.

Szén-hidrogén reakció pórusai

Egy öntvény utolsó fagyos területein, a szegregáció szénnel és hidrogénnel dúsíthatja a maradék folyadékot.

Megfelelő körülmények között, metánszerű gázképződés léphet fel, lokalizált póruscsoportok létrehozása, különösen a közepén vagy a végső megszilárdulási zónában.

Ezek a belső reakciópórusok azért fontosak, mert azt mutatják, hogy nem minden porozitást az egyszerű gázfelvétel okoz.

Néha a gázt az olvadék belsejében lévő kémia hozza létre, miután a fém már a kemencében van.

4. Mi az invazív porozitás?

Az invazív porozitás öntési hiba akkor keletkezik, amikor gáz a külső formarendszerből, héjrendszer, tűzálló anyagok, vagy segédanyagok bejutnak a formaüregbe és a megszilárdulás során a fémbe szorulnak.

Ellentétben a reaktív porozitással, amelyet kémiai reakció vezérel, invazív porozitás elsősorban a gázbehatolási hiba.

The gas source is outside the molten metal and “invades” the cavity environment during pouring or early solidification.

A befektetési öntésben, this defect is often linked to:

• incomplete shell burnout,
• residual moisture in the shell or tooling,
• volatile decomposition products from wax or binder,
• poor shell firing,
• unstable or low-quality refractory materials,
• local overheating that causes shell release of gas.

Invasive porosity often appears near the casting surface, around gate regions, or in areas where the shell is exposed to intense thermal loading.

Because it is frequently hidden below the surface at first, the defect may only become visible after machining or cleaning.

The practical significance is that invasive porosity usually points to a mold-preparation or shell-control problem, nem olvadék-kémiai probléma.

Ez azt jelenti, hogy a megfelelő ellenintézkedés a kiégés javítása, szárítás, héj minősége, és az üregek tisztasága ahelyett, hogy csak magának a fémnek a finomítására összpontosítana.

5. Az invazív porozitás jellemző jellemzői

Az invazív porozitás gyakran a következő tulajdonságokhoz kapcsolódik:

• a felszín közelében vagy közvetlenül alatta található
• a penészgombával való érintkezés vagy a héj melegítése által érintett területekre koncentrálódnak
• héjkiégési problémákkal vagy nem megfelelő tüzeléssel kapcsolatos
• gyakran kapcsolódnak a kapurendszer meghatározott területeihez
• kerekítettnek tűnhet, megnyúlt, vagy szabálytalan üregek
• néha felületi elfeketedéssel jár, oxidfoltok, vagy kagylómaradvány

Mivel a gázforrás külső, Az invazív porozitás gyakran penészelőkészítési problémát tükröz, nem pedig ömledékkémiai problémát.

6. Az invazív porozitás fő okai

6.1 Hiányos héjkiégés

Ha a lövedéket nem lőtték ki teljesen, maradék viasz, szerves kötőanyag, vagy illékony bomlástermékek maradhatnak az üregben.

Amikor a forró fémet kiöntik, ezek az anyagok tovább bomlanak, és gázt bocsátanak ki közvetlenül az olvadék határfelületére.

Ez különösen veszélyes, mert a felszabaduló gáz gyakran pontosan abban a pillanatban lép elő, amikor a formaüreg kitöltődik és a fém kezd megszilárdulni..

6.2 Nedvesség a héjban vagy a tűzálló rendszerben

A héjban maradt víz, bevonó anyagok, vagy segédszerszámok gőzt termelhetnek, ha olvadt fémnek vannak kitéve.

Még kis mennyiségű nedvesség is elegendő lehet a helyi gáznyomás és pórusképződés kialakulásához, különösen finom részletű vagy vékonyfalú öntvényeknél.

6.3 Gyenge héj anyagminőség

Az alacsony minőségű héjanyagok alacsony olvadáspontú szennyeződéseket vagy instabil alkatrészeket tartalmazhatnak, amelyek az öntés során lebomlanak.

Ez fekete foltokat eredményezhet, salakkal kapcsolatos hibák, vagy az öntvényfelület közelében lévő gázpórusokat.

6.4 Nem megfelelő égetési hőmérséklet vagy idő

Ha a héjat nem melegítjük fel a megfelelő szinterezési vagy kiégési hőmérsékletre, az illékony anyagokat nem lehet teljesen eltávolítani. A maradék anyag ezután gázforrássá válik az öntés során.

6.5 Helyi túlmelegedés a kapu közelében

A nyélrész hosszabb ideig forró fém hatásának lehet kitéve.

Ha a héj vagy a tűzálló anyag instabil összetevőket tartalmaz, a nagy helyi hő hatására gázfelszabadulás vagy helyi reakciótermékek alakulhatnak ki, amelyek csomósodott pórusokként jelennek meg.

7. Elméleti osztályozási vita és belső összefüggés

A reaktív porozitás és az invazív porozitás közötti határ nem egyértelmű a gyakorlati öntvénygyártásban, hosszan tartó osztályozási vitákat váltva ki a kohászati ​​kutatók között.

A hagyományos osztályozási kritériumok szerint, a reaktív porozitás kémiai reakciókból, míg az invazív porozitás fizikai gázinvázióból származik.

Viszont, tényleges hot-shell öntési folyamatokban, a legtöbb határfelületi reaktív pórus egyidejűleg kielégíti a kettős hibajellemzőket:

az olvadt fém és a héj közötti kémiai reakciók során gáznemű termékek képződnek, és az újonnan képződött gáz közvetlenül behatol a folyékony fémbe, hogy végső pórusokat képezzen.

Híres öntési monográfia Öntési hibák okai és megelőzése a precíziós befektetési öntvényeknél a tipikus szubkután reaktív pórusokat közvetlenül az invazív porozitás családba sorolja, mivel a gáz végső formáló viselkedése megfelel az inváziós mechanizmusnak.

Ez a cikk egy felülvizsgált osztályozási logikát javasol, amely alkalmas a befektetési öntvényre:

határozza meg a hibákat gáztermelési útvonalak elméleti kutatáshoz, és definiálja a hibákat azáltal gázinváziós viselkedés helyszíni minőségellenőrzésre.

Az interfaciális szubkután pórusok lényegében kémiailag reaktívak, de invazív mintázatok alakulnak ki,

amely felfedi a precíziós öntésre jellemző két porozitástípus közötti eredendő összefüggést.

Emellett, a gyengén dezoxidált olvadt acél bőséges oxidzárványokkal nagyobb kémiai aktivitást mutat.

Az oxid szennyeződések nem csak az endogén reaktív pórusokat nukleálják ki, hanem felgyorsítják a fémhéj határfelületi reakcióit is, közvetve növeli az invazív porozitás kialakulásának valószínűségét.

A fő különbség a mechanizmusban

A reaktív porozitás a reakcióvezérelt hiba. Akkor keletkezik, amikor kémiai kölcsönhatás során gázok keletkeznek, akár az olvadék belsejében, akár a fém-forma határfelületén.

Tipikus példák a szén-oxigén reakciók, hidrogén-oxigén reakciók, vagy reakciók olvadt fém és alacsony olvadáspontú héjszennyeződések között.

Az invazív porozitás a gázbehatolási hiba.

Ez akkor fordul elő, ha illékony anyag, maradék nedvesség, hiányos kiégési termékek, vagy a héj bomlási gázai bejutnak a forma üregébe, és a fém megszilárdulásakor csapdába esnek.

Gyakorlati összehasonlítás

8. Miért különösen veszélyesek ezek a hibák?

A reaktív és invazív porozitás több, mint kozmetikai probléma. Komoly lefelé irányuló kockázatot jelenthetnek, mivel gyakran rejtve maradnak az alkatrész megmunkálásáig vagy üzembe helyezéséig.

A fő kockázatok közé tartozik:

• csökkentett nyomású integritás
• alacsonyabb kifáradási szilárdság
• rossz felületminőség a megmunkálás után
• szivárgás a nyomástartó alkatrészekben
• rossz reakció a lemezezésre, polírozás, vagy bevonat
• rejtett belső hibacsoportok, amelyek elkerülik a szemrevételezést
• másodlagos műtétek utáni elutasítás

Nagy értékű öntvényekben, egy pórus, amely csak a megmunkálás után válik láthatóvá, egy elfogadhatónak tűnő öntvényt selejtté alakíthat.

Ez az egyik oka annak, hogy ezek a hibák annyira frusztrálóak a precíziós befektetési öntésben.

9. Hogyan lehet megakadályozni a reaktív porozitást

A reaktív porozitást úgy szabályozzák, hogy kiküszöbölik azokat a körülményeket, amelyek lehetővé teszik a kémiai reakciók gázképződését az olvadt fémben vagy körülötte.

Mert a hiba reakcióvezérelt, a megelőzésre kell összpontosítani olvadékkémia, olvad a tisztaság, héj kompatibilitás, és termikus fegyelem.

A kulcs az, hogy leállítsuk a reakciót, mielőtt gázfázis jön létre, amely a megszilárdulás során beszorulhat.

9.1 Erősítse meg az olvadék-deoxidációt és a finomítási gyakorlatot

A tökéletlen deoxidáció a reakcióval kapcsolatos pórusok egyik leggyakoribb prekurzora.

Amikor az oldott oxigén az olvadékban marad, reakcióba léphet szénnel vagy más aktív anyagokkal és gáz keletkezik.

A fegyelmezett deoxidációs gyakorlat csökkenti ezt a kockázatot az olvadék oxigénpotenciáljának csökkentésével és a reakcióbuborékok képződésének minimalizálásával.

A hatékony ellenőrzés magában foglalja:

• az ötvözetrendszerhez megfelelő deoxidálószer használata,
• deoxidálószerek megfelelő időben történő hozzáadása,
• a megfelelő keveredés biztosítása túlzott keverés nélkül,
• a késleltetett vagy részleges kezelés elkerülése,
• öntés előtt ellenőrizni kell, hogy az olvadék nincs-e még oxidos.

A deoxidáció nem csak kohászati ​​lépés. Ez egy stabilitási lépés, amely meghatározza, hogy az olvadék kémiailag szabályozott vagy reaktív állapotban kerül-e a formába.

9.2 Ügyeljen az olvadék tisztaságára és a salakmentesítésre

A reaktív porozitás gyakran salak jelenlétével függ össze, oxidok, és nem fémes zárványok.

Ezek az anyagok reakcióhelyként vagy gázképző hordozóként működhetnek.

Ha az olvadék instabil oxidokat vagy maradék salakot tartalmaz, az öntvény sokkal érzékenyebbé válik a porozitásra.

Tiszta olvadék szükséges:

• alapos salaklefölözés,
• gondos kemencegyakorlat,
• a másodlagos oxidáció minimalizálása,
• a túlzott turbulencia elkerülése,
• és megfelelő kapuzás, amely nem visz magával salakot az üregbe.

Minél tisztább az olvadék, annál kisebb az esélye annak, hogy reakciómag képződik és pórussá nő.

9.3 Javítja a héj-fém kompatibilitást

A kerámia héjnak kémiailag kompatibilisnek kell lennie az olvadt ötvözettel.

Ha a héj alacsony olvadáspontú szennyeződéseket tartalmaz, instabil alkatrészek, vagy reaktív maradékok, a fém-forma határfelület reakciózónává válik.

Ez különösen fontos a befektetési öntésnél, mivel a forma felülete közvetlenül az öntvényben reprodukálódik.

A megelőzési intézkedések közé tartozik:

• stabil használatával, kiváló minőségű tűzálló anyagok,
• a kötőanyag-kémia szabályozása,
• a héj anyagokban való szennyeződés elkerülése,
• vegyi hatásnak ellenálló arckabátok kiválasztása,
• és a héj viselkedésének érvényesítése a tényleges öntési hőmérsékleten.

A jól illeszkedő héj nem csupán az olvadékot tartja meg. Megőrzi az öntési felület kémiai integritását.

9.4 Távolítsa el a maradék szenet és az illékony termékeket a héjból

Maradék viasz, kötőanyag bomlástermékei, a széntartalmú filmek pedig interfészreakciókat válthatnak ki.

Ha nem távolítják el őket teljesen kiöntés előtt, gázt képezhetnek, vagy csökkenthetik a helyi felületi stabilitást a formaüregben.

Ez a probléma gyakran felerősödik a forró zónákban, mint például a kaputerületek vagy sarkok, ahol a fém tartózkodási ideje hosszabb.

Ennek a kockázatnak a csökkentése érdekében:

• biztosítja a teljes kiégést,
• elég hosszan tüzelje a héjat a szerves maradványok eltávolításához,
• ellenőrizze, hogy nem maradt-e szénfilm az üregben,
• és győződjön meg arról, hogy a héj teljesen stabilizálódott az öntés előtt.

A lényeg egyszerű: ha a héj még mindig reaktív anyagot tartalmaz, az öntvény örökli a problémát.

9.5 A helyi túlmelegedés szabályozása, főleg a kapu közelében

Sok reaktív pórus csomósodik a kapurendszer közelében, mert ott lép be először az olvadt fém, és ahol a helyi hőterhelés a legmagasabb.

Ha a befogórész túl sokáig magas hőmérsékleten marad, felgyorsíthatja a tűzálló lebomlását vagy elősegítheti a helyi kémiai reakciókat.

Ez csökkenthető a:

• a kapu geometriájának javítása,
• az ütközési idő lerövidítése,
• a töltési sebesség kiegyensúlyozása,
• kerülje a túl agresszív öntési körülményeket,
• és a rendszer kialakítása úgy, hogy a kapu ne váljon hőforrássá.

A jó kapuzat kialakítás nem csak az áramlásról szól. A vegyi expozíció idejének és intenzitásának korlátozásáról is szól.

9.6 Kerülje a túlzott túlmelegedést

A forróbb olvadék nem mindig jobb olvadék.

A túlzott túlhevítés fokozhatja az oxidációt, felgyorsítja a tűzálló kölcsönhatást, és növeli a reakcióvezérelt gázképződés valószínűségét.

A hőmérsékletnek elég magasnak kell lennie a teljes feltöltéshez, de nem olyan magasan, hogy a fém túl sokáig kémiailag túlaktív maradjon.

A megfelelő hőablak attól függ:

• ötvözött típusú,
• szakasz vastagság,
• a formát előmelegítjük,
• kapu tervezés,
• és a kívánt felületi minőséget.

A reaktív porozitás megelőzésében, a hőmérséklet egy szabályozó változó, nem erősokszorozó.

9.7 A folyamat nyomon követhetőségének javítása

A reaktív porozitás gyakran meghatározott hőhatásokhoz kötött mintázatokban jelenik meg, operátorok, héj tételek, vagy kemence körülményei.

Ha a folyamat nincs jól dokumentálva, a hiba nehezen elkülöníthetővé válik.

A hasznos nyomonkövetési elemek közé tartozik:

• olvadási hőmérséklet története,
• deoxidáció időzítése,
• salakmentesítési jegyzőkönyvek,
• shell köteg és tüzelési adatok,
• öntési sorrend,
• és a hibahely feltérképezése.

Amikor a reaktív porozitás megismétlődik, a válasz gyakran már a folyamatrekordban van.

10. Hogyan lehet megelőzni az invazív porozitást

Az invazív porozitást úgy akadályozzák meg, hogy a nem kívánt gázt elsősorban távol tartják a penészüregből.

Mivel ez a hiba általában a héjhoz kapcsolódik, tűzálló, nedvesség, vagy kiégési problémák, az ellenőrzési stratégiának arra kell összpontosítania szárazság, tüzelési minőség, héj stabilitása, és tiszta üreg előkészítése.

10.1 Biztosítsa a teljes viaszmentesítést és a kiégést

A hiányos kiégés az invazív porozitás egyik leggyakoribb oka.

Bármilyen maradék viasz, kötőanyag, vagy a héjban maradt szerves anyag kiöntés közben lebomlik és közvetlenül az üregbe bocsáthat gázt.

Ez a gáz ekkor beszorulhat, ahogy a fém megszilárdul.

Ennek megakadályozása érdekében:

• teljesen validált viaszmentesítő ciklust használjon,
• ellenőrizze a viaszmaradványok teljes eltávolítását,
• biztosítsa, hogy a kiégési idő elég hosszú legyen,
• és öntés előtt győződjön meg arról, hogy az üreg mentes-e az elszenesedett maradványoktól.

Az üresnek tűnő héj nem feltétlenül az igazán tiszta.

10.2 Távolítsa el a héj nedvességét

A nedvesség közvetlen gázforrás. Még kis mennyiségű víz is a héjban, bevonat, vagy a segédszerszámok gőzzé válhatnak, ha fémolvadéknak vannak kitéve.

Az invazív porozitás gyakran rosszabbodik, ha a héj szárítása nem teljes, vagy ha a páratartalom nincs szabályozva a héj előkészítése és a kiöntés között.

A legjobb gyakorlatok közé tartozik:

• a héj teljes szárítása minden bevonási fázis után,
• kagylók tárolása ellenőrzött körülmények között,
• kiöntés előtt megfelelő előmelegítés,
• és a páralecsapódás megakadályozása a kezelés során.

A héjnak nem csak a felületén kell száraznak lennie, hanem teljes vastagságában és belső pórusszerkezetében.

10.3 Javítsa a héj anyagának minőségét

A rossz minőségű tűzálló anyagok instabil összetevőket tartalmazhatnak, alacsony olvadáspontú szennyeződések, vagy az öntés során lebomló szennyeződés.

Ezek az anyagok gázt bocsáthatnak ki, felületi hibákat hoz létre, vagy destabilizálja az üreg környezetét.

Erősebb héjrendszerre van szükség:

• stabil tűzálló választás,
• szabályozott részecskeméret-eloszlás,
• tiszta kötőanyagrendszerek,
• és következetes héjépítési eljárások.

A kiváló minőségű héjanyagok csökkentik a gázkibocsátás kockázatát, és javítják az öntvény felületi integritását.

10.4 Tüzelje a héjat a megfelelő hőmérsékleten és időtartamon

A héjégetés nem csak egy erőfejlesztési lépés. Ez egyben gázszabályozási lépés is.

A megfelelő kiégetés eltávolítja a maradék illékony anyagokat, stabilizálja a héj szerkezetét, és csökkenti annak kockázatát, hogy a forma öntés közben gázforrássá válik.

A megelőzés attól függ:

• elegendő égetési hőmérséklet,
• elegendő áztatási idő,
• megfelelő héjhűtés öntés előtt,
• és kerüljük az alulégetett vagy részben szinterezett formákat.

Ha a héj nem stabilizálódott teljesen, továbbra is gázforrásként viselkedhet.

10.5 Szabályozza az olvadt fém termikus hatását

Ha a penészüreg túl sokáig helyi túlmelegedést tapasztal, a héj alkatrészei bomlásnak indulhatnak vagy gázt bocsáthatnak ki.

Ez különösen fontos a kapuk közelében, vastag szakaszok, és fém becsapódási zónák.

A hasznos vezérlők közé tartozik:

• a kapuzás beállítása, hogy a fémáramlás egyenletesebb legyen,
• csökkenti a szükségtelen hőkoncentrációt,
• elkerülve a túl hosszú tartózkodást egy penészterületen,
• és az öntési sebesség kiegyensúlyozása az üreg kitöltési követelményeivel.

A cél az, hogy a fém kitöltse az üreget anélkül, hogy a formát gázgenerátorrá alakítanák.

10.6 Minimalizálja a segédanyagok okozta szennyeződést

A formarendszer nem az egyetlen lehetséges gázforrás.

Segédanyagok, eszközöket, berendezési tárgyak kezelése, és az átviteli berendezések mindegyike nedvességet vagy illékony szennyeződést vihet be a folyamatba.

Ha ezeket nem szárítják vagy tisztítják megfelelően, ugyanúgy hozzájárulhatnak az invazív porozitáshoz, mint egy hibás héj.

Az ellenőrzési intézkedéseknek tartalmazniuk kell:

• segédszerszámok szárítása használat előtt,
• kenőanyagok vagy tisztítószerek általi szennyeződés megelőzése,
• a kezelő berendezések tisztán tartása,
• és a kiöntés előtt kerülni kell a nedves környezetnek való kitettséget.

Még a kis nedvességforrások is számíthatnak a precíziós öntésnél.

10.7 Használja az ellenőrzést a héjjal kapcsolatos problémák korai felismeréséhez

A héjjal kapcsolatos porozitás gyakran megjósolható, ha gondosan figyelemmel kísérik az előkészítési folyamatot.

Reccsenés, gyenge héjzónák, megfeketedett területek, hiányos kiégés, vagy szokatlan felületi maradványok mind problémát jelezhetnek az öntvény öntése előtt.

Gyakorlati ellenőrzési rutint kell ellenőrizni:

• héj megjelenése tüzelés után,
• az üreg tisztasága,
• nedvesség állapota,
• helyi héj erőssége,
• és konzisztencia tételről tételre.

Minél korábban találnak héjhibát, annál olcsóbb a javítás.

10.8 Szabványosítsa a shell folyamat paramétereit

Az invazív porozitás gyakran megjelenik, amikor a héj előkészítése tételenként változik. A szabványosítás csökkenti ezt a változékonyságot és javítja az ismételhetőséget.

A szabványosításnak ki kell terjednie:

• hüvelyes viszkozitás,
• mártási intervallumok,
• stukkó szekvencia,
• száradási idő,
• viaszmentesítési ciklus,
• kilövési menetrend,
• és kiöntés előtti kezelési feltételek.

A fegyelemre épített héjrendszer sokkal kisebb valószínűséggel válik gázforrássá.

11. Következtetés

A reaktív porozitás és az invazív porozitás két egymással összefonódó, de lényegében eltérő porozitási hiba, amelyek dominálnak a hibás öntvényeken..

A reaktív porozitás az olvadt fémek közötti kémiai reakciókból származik, ötvözött elemek, oxid salak és kerámia héjak, szubkután interfaciális pórusokra és endogén celluláris pórusokra osztva a generáló hely alapján.

Az invazív porozitás olyan üres hibákra utal, amelyeket a nem teljesen szinterezett vagy rossz minőségű kerámiahéjakból fizikailag felszabaduló gázok képeznek, amelyek behatolnak az olvadt fémbe..

A porozitással kapcsolatos elutasítási arányok mérséklésére, Az öntödéknek morfológiai jellemzők és eloszlási szabályok alapján kell megkülönböztetniük a hibatípusokat,

és az olvadt fém olvasztására kiterjedő kombinált szabályozási stratégiákat kell végrehajtani, héjgyártás, szinterezési specifikáció és öntési paraméterek optimalizálása.

A reaktív porozitás és az invazív porozitás közötti összefüggések és lényeges különbségek tisztázása nemcsak abban segít a technikusoknak, hogy kiküszöböljék a napi hibaelemzés során felmerülő tévedéseket, hanem szabványos elméleti alapot is biztosítanak a modern öntvények minőségellenőrző rendszereinek finomításához..

Nómenklatúra

1. Subcutan porozitás: A reaktív porozitás ága 1-3 mm-re oszlik el az öntvényfelületek alatt, kizárólag a befektetési öntött acél alkatrészekhez
2. Hot-shell öntés: Szabványos ipari öntési mód a precíziós öntéshez, előszinterezett, magas hőmérsékletű kerámia formákkal
3. Oxid nukleációs mag: Oxid salak zárványok, amelyek rögzítési pontokat biztosítanak a reaktív buborékképződéshez
4. Szuperhevítés öntése: Hőmérsékletkülönbség az olvadt fém tényleges hőmérséklete és az ötvözet likvidusz hőmérséklete között