Tuangan Pelaburan — Mod Pemejalan Tuangan

Pengenalan

Dalam pemutus pelaburan, aloi lebur mungkin sama, cangkerang seramik mungkin sama, dan keadaan menuang mungkin kelihatan sama.

Namun tuangan akhir boleh berbeza sama sekali dalam kualiti.

Satu bahagian mungkin keluar padat, bunyi, dan bersih; satu lagi mungkin mengandungi keliangan pengecutan, rongga dalaman, air mata panas, atau zon lemah tersembunyi yang hanya muncul kemudian semasa pemesinan atau perkhidmatan.

Sebabnya bukan "nasib" atau kimia aloi sahaja. Ia adalah cara pemutus menjadi kukuh.

Pemejalan adalah peringkat penentu di mana logam cecair berubah menjadi komponen pepejal.

Semasa peringkat ini, medan suhu di dalam tuangan berkembang secara berterusan, hadapan pemejalan bergerak ke dalam, dan keadaan pemakanan dalaman ditetapkan.

Dalam Pelaburan Pelaburan, di mana cangkerang seramik nipis, geometri yang tepat, dan tingkah laku terma yang dikawal dengan teliti semuanya berinteraksi, mod pemejalan menjadi salah satu faktor terpenting yang mengawal kualiti tuangan.

Tiga mod pemejalan asas biasanya diiktiraf:

• Pemejalan progresif
• Pemejalan lembek
• Pemejalan pertengahan

Mod ini ditentukan terutamanya oleh julat pembekuan aloi dan kecerunan terma dalam tuangan.

Setiap mod mencipta struktur dalaman yang berbeza, keadaan pemakanan yang berbeza, dan kecenderungan kecacatan yang berbeza.

Memahami mereka adalah penting untuk reka bentuk yang meningkat, reka bentuk cangkerang, kawalan penyejukan, dan pencegahan kecacatan.

1. Zon Pemejalan Di Dalam Pemutus

Semasa pemejalan, kebanyakan tuangan mengandungi tiga kawasan terma:

The zon pemejalan adalah kawasan yang paling penting kerana di sinilah bahan tidak sepenuhnya cair atau pepejal sepenuhnya.

Ia adalah zon di mana bijirin tumbuh, logam cecair bergerak melalui saluran interdendritik, dan penyusuan penyusuan mungkin berjaya atau gagal.

1 ialah kulit acuan, 2 ialah zon fasa pepejal (I.e., kawasan pepejal), 3 ialah zon pemejalan (I.e., rantau ini semakin kukuh, di mana cecair dan pepejal wujud bersama), 4 ialah zon fasa cecair

Dari permukaan ke dalam, logam mula membeku berhampiran dinding cangkerang dan hadapan pemejalan bergerak secara progresif ke arah tengah.

Pada bila-bila masa tertentu, pemutus boleh dianggap sebagai sistem dinamik dengan hadapan yang bergerak, bukan sebagai objek statik yang menyejukkan secara seragam dari luar ke dalam.

Kualiti tuangan akhir sangat bergantung pada lebar zon pemejalan ini dan cara ia bertindak semasa pembekuan.

2. Apa yang Menentukan Mod Pemejalan?

The pemejalan mod pemutus pelaburan ditadbir terutamanya oleh dua pembolehubah yang berinteraksi: julat pembekuan aloi dan kecerunan terma di dalam tuangan.

Apabila suhu liquidus dan solidus sangat rapat, aloi cenderung membeku dengan bahagian hadapan yang tajam dan berkelakuan lebih seperti bahan pemejalan progresif;

apabila jurangnya luas, aloi menghasilkan zon pepejal-cecair yang lebih luas dan lebih berkemungkinan untuk memejal dengan cara yang lembek.

Komposisi aloi adalah faktor kawalan pertama

Komposisi adalah pemacu paling asas kerana unsur mengaloi boleh pergeseran suhu cecair dan pepejal, meluaskan atau menyempitkan julat pembekuan, dan menukar titik koheren rangkaian dendritik.

Apabila julat pembekuan menjadi lebih panjang, kawasan pepejal-cecair menjadi lebih besar, cangkerang pepejal yang jelas terbentuk kurang mudah, dan pemakanan mesti berlaku melalui struktur dendritik yang separa pepejal.

Logam tulen secara komersial dan aloi pembekuan sempit cenderung membentuk bahagian hadapan satah atau zon kolumnar pendek, manakala aloi beku yang lebih lama menghasilkan pemejalan dendritik pada pecahan bahagian yang lebih besar.

Kecerunan suhu mengawal sama ada bahagian hadapan kekal tajam

Faktor utama kedua ialah kecerunan suhu dari dinding cangkerang ke arah pusat tuangan.

Kecerunan yang lebih kuat menggalakkan pembekuan arah dan menolak tuangan ke arah pemejalan progresif.

Kecerunan yang lebih lemah meluaskan zon lembik dan menjadikan mod pembekuan lebih seperti isipadu.

Dalam tuangan industri, jurutera boleh mempengaruhi ini secara tidak langsung melalui pemanasan awal shell, tahap penebat, ketebalan seksyen, dan keadaan penyejukan, walaupun fizik terma asas tidak boleh diubah secara langsung.

Masa pemejalan tempatan penting

Mod pemejalan juga dibentuk oleh masa pemejalan tempatan, yang merupakan selang antara laluan isoterma liquidus dan solidus pada titik tertentu.

Masa pemejalan tempatan yang lebih lama biasanya bermakna zon lembek yang lebih luas dan risiko pengasingan mikro dan masalah pemakanan interdendritik yang lebih besar.

Kesusasteraan mengenai pemejalan tuangan menunjukkan bahawa pengasingan mikro meningkat apabila julat pembekuan meningkat dan rangkaian dendritik menjadi kurang telap apabila kepaduan dicapai.

Suhu penuangan dan haba lampau melaraskan keadaan permulaan

Suhu penuangan tidak menentukan mod pemejalan dengan sendirinya, tetapi ia sangat mempengaruhi berapa lama tuangan kekal cair sepenuhnya sebelum bahagian hadapan beku terbentuk.

Panas lampau yang lebih tinggi melambatkan permulaan pemejalan dan boleh meratakan kecerunan terma awal, manakala haba lampau yang lebih rendah memendekkan masa yang tersedia untuk mengisi dan boleh menjadikan pembekuan awal lebih berkemungkinan.

Dalam amalan, ini bermakna suhu penuangan mengalihkan keadaan terma di mana julat pembekuan intrinsik aloi dinyatakan.

Geometri boleh menukar mod secara setempat

Ketebalan bahagian, sudut, ceruk dalaman, dan titik panas terpencil boleh mengubah mod pemejalan tempatan walaupun aloi tidak berubah.

Bahagian tebal menahan haba lebih lama dan berkelakuan lebih seperti zon pembekuan luas atau lembap, manakala bahagian nipis biasanya membeku dengan lebih cepat dan berarah.

Sudut dalaman yang tajam amat penting kerana ia menumpukan jisim terma dan boleh melambatkan pembekuan setempat melainkan geometri diubah suai atau disejukkan dengan sengaja.

Gelagat pemutus pelaburan adalah sebahagian daripada persamaan

Dalam pemutus pelaburan, cangkerang seramik bukan sekadar bekas; ia adalah sebahagian daripada reka bentuk terma.

Panaskan cangkerang, Ketebalan shell, binaan salutan, dan laluan penyejukan selepas tuang semuanya mengubah cara haba meninggalkan tuangan.

Itulah sebabnya aloi yang sama boleh memejal secara progresif dalam satu persediaan cangkerang dan lebih lembut dalam satu lagi.

Oleh itu, kawalan arah adalah kesan gabungan reka bentuk aloi, reka bentuk cangkerang, dan pengurusan haba.

3. Mod Pemejalan Lapisan demi Lapisan

Definisi

Pemejalan progresif ialah mod di mana kawasan pepejal dan cecair dipisahkan dengan jelas oleh bahagian hadapan beku yang agak berbeza.

Permukaan tuangan mengeras terlebih dahulu, dan bahagian hadapan terus bergerak ke dalam apabila baki cecair disuap secara beransur-ansur.

Aloi Perindustrian Berkenaan

Aloi pemejalan lapisan demi lapisan yang biasa termasuk besi tuang kelabu, keluli rendah karbon, aluminium industri tulen, tembaga tulen, dan aloi aluminium-silikon eutektik.

Dalam pengeluaran pemutus pelaburan, eutektik aluminium aloi dan keluli tahan karat karbon rendah adalah gred yang paling banyak digunakan dengan ciri pemejalan ini.

Ciri -ciri

Dalam pemejalan progresif:

• Bahagian hadapan pemejalan agak tajam.
• Logam cecair kekal bersambung untuk masa yang lebih lama.
• Logam cecair terakhir biasanya tertumpu pada satu titik panas akhir.
• Memberi makan agak mudah kerana zon pengecutan adalah setempat.
• Pelakon sering menunjukkan rongga pengecutan pusat bukannya keliangan tersebar secara meluas.

Kepentingan kualiti

Pemejalan progresif secara amnya sesuai untuk kekukuhan kerana pengecutan lebih mudah untuk diramal dan diberi makan.

Jika kawasan pembekuan terakhir dibekalkan dengan betul oleh riser atau penyuap, pengecutan pekat boleh dikawal dengan berkesan.

Inilah sebabnya mengapa banyak aloi pembekuan sempit menunjukkan tingkah laku pemakanan yang baik.

Dalam tuangan seperti plat atau bar, rongga garis tengah boleh terbentuk jika penyusuan tidak mencukupi, tetapi kecacatan selalunya lebih mudah untuk dikesan dan diperbetulkan daripada penyebaran keliangan meresap ke seluruh bahagian.

Implikasi praktikal dalam pemutus pelaburan

Tuangan pelaburan yang kukuh secara progresif biasanya lebih mudah dikawal, dengan syarat laluan terma diarahkan dengan betul.

Apabila reka bentuk menggalakkan pembekuan arah ke arah penyuap, pemutus lebih berkemungkinan kekal kukuh.

Namun begitu, jika tempat panas diasingkan dengan tidak betul, rongga pengecutan pekat masih boleh terbentuk di zon pemejalan akhir.

4. Pemejalan lembek (Pemejalan Isipadu) Mod

Definisi

Pemejalan lembek, Juga dipanggil pemejalan isipadu atau pemejalan seperti pes, ialah mod di mana aloi melalui zon pemejalan yang luas.

Logam tidak membeku pada satu bahagian hadapan yang berbeza; sebaliknya, ia menghasilkan campuran dendrit pepejal dan cecair yang tinggal seperti buburan atau bubur.

Aloi Perindustrian Berkenaan

Aloi pemejalan lembek yang mewakili termasuk besi mulur, keluli karbon tinggi, dan gangsa timah.

Martensit tinggi karbon keluli tahan karat yang biasa digunakan dalam pemutus pelaburan biasanya mempamerkan tingkah laku pemejalan lembek yang tipikal.

Ciri -ciri

Dalam pemejalan lembek:

• Zon pemejalan adalah luas.
• Aloi membina struktur dendritik lebih awal.
• Apabila pecahan pepejal menjadi cukup tinggi, cecair yang tinggal terperangkap dalam poket terpencil.
• Pemakanan menjadi sukar kerana laluan cecair terganggu.
• Pemutus terdedah kepada keliangan pengecutan atau pengecutan mikro diedarkan ke seluruh bahagian.

Mengapa ia bermasalah

Apabila dendrit menjadi saling berkait, cecair yang tinggal tidak lagi dapat mengalir dengan bebas dari penyuap ke tempat panas.

Daripada satu rongga pekat, tuangan boleh menghasilkan banyak lompang dalaman kecil yang tersebar melalui zon pemejalan.

Kecacatan yang diedarkan ini selalunya lebih sukar untuk dihapuskan daripada satu rongga pengecutan.

Inilah sebabnya mengapa aloi julat pembekuan luas lebih sukar untuk disuap dengan penaik biasa. Pengecutan tidak dikumpulkan ke satu tempat; ia tersebar melalui volum.

Implikasi praktikal dalam pemutus pelaburan

Pemejalan lembek amat penting dalam nipis, kompleks, atau tuangan aloi tinggi di mana kimia aloi secara semula jadi menghasilkan julat pembekuan yang luas.

Dalam kes sedemikian, pemakanan mudah selalunya tidak mencukupi. Proses itu mungkin memerlukan:

• penyejukan arah yang lebih kuat,
• penyuap yang lebih besar atau lebih berkesan,
• kecerunan haba yang lebih baik,
• haba lampau dikurangkan,
• atau penyejukan terpilih.

Objektifnya adalah untuk memastikan zon pemejalan daripada menjadi terlalu luas dan terlalu terpencil.

5. Mod Pemejalan Pertengahan

Definisi

Kebanyakan aloi industri tergolong dalam jenis pemejalan perantaraan, ciri-ciri pemejalannya terletak di antara lapisan demi lapisan dan mod lembek.

Zon pemejalan mengekalkan lebar sederhana; sempadan pepejal-cecair bukanlah antara muka licin yang jelas mahupun lapisan lembek bahagian penuh.

Pertumbuhan dendritik dan pemakanan cecair wujud bersama sepanjang proses pemejalan.

Aloi Perindustrian Berkenaan

Aloi pemejalan perantaraan biasa termasuk keluli karbon sederhana, keluli mangan tinggi, dan besi tuang putih.

Bahagian struktur keluli aloi rendah karbon sederhana menyumbang bahagian terbesar tuangan pelaburan pemejalan perantaraan.

Ciri -ciri

Pemejalan perantaraan menggabungkan ciri kedua-dua mod:

• Bahagian hadapan pemejalan tidak tajam dengan sempurna.
• Zon pemejalan mempunyai lebar sederhana.
• Memberi makan adalah mungkin, tetapi tidak semudah dalam aloi pembekuan sempit.
• Tingkah laku pengecutan adalah lebih kompleks daripada pembekuan progresif tulen.
• Kecenderungan kecacatan terletak di antara pengecutan tertumpu dan pengecutan mikro teragih.

Kenapa pentingnya

Pemejalan perantaraan adalah kes perindustrian yang paling biasa. Banyak aloi kejuruteraan standard membeku dengan cara ini.

Kualitinya sangat bergantung pada reka bentuk tuangan kerana ia tidak secara semulajadi memaafkan seperti aloi pembekuan sempit tetapi tidak sesukar aloi yang kuat lembik..

Implikasi praktikal dalam pemutus pelaburan

Untuk aloi pemejalan perantaraan, faundri mesti berhati-hati mengimbangi:

• suhu cangkerang,
• menuangkan suhu,
• ketebalan seksyen,
• penempatan penyuap,
• dan kadar penyejukan.

Kerana aloi tidak secara semula jadi memberikan laluan pembekuan yang ideal, pereka bentuk proses mesti mencipta satu.

6. Perbandingan Tiga Mod Pemejalan

7. Faktor-faktor yang Mengalihkan Pemejalan Ke arah Satu Mod atau Lain

Mod pemejalan tidak ditetapkan oleh satu pembolehubah sahaja. Ia adalah hasil daripada interaksi antara Kimia aloi, kecerunan terma, keadaan mencurah, kelakuan cangkerang, dan geometri tuangan.

Dengan mengubah faktor-faktor ini, faundri boleh menolak tuangan ke arah pemejalan progresif atau ke arah pemejalan lembek.

Julat pembekuan aloi

Faktor yang paling penting ialah julat pembekuan aloi.

• Julat pembekuan sempit → cenderung ke arah pemejalan progresif
• Julat pembekuan lebar → cenderung ke arah pemejalan lembek
• Julat pembekuan sederhana → cenderung ke arah pemejalan perantaraan

Semakin luas selang liquidus-solidus, semakin lama tuangan kekal dalam keadaan separa pepejal dan semakin besar kemungkinan ia akan membangunkan zon pemejalan yang luas.

Ini adalah satu-satunya sebab yang paling penting mengapa sesetengah aloi lebih mudah untuk diberi makan daripada yang lain.

Kecerunan terma dalam tuangan

Semakin kuat kecerunan haba, semakin besar kemungkinan tuangan itu membeku secara beransur-ansur.

Penurunan suhu yang curam dari dinding cangkerang ke tengah menggalakkan bahagian hadapan pembekuan yang jelas dan membantu logam memejal dalam urutan arah.

Jika kecerunan suhu lemah, zon pemejalan melebar. Lebih banyak bahagian kekal separa pepejal untuk masa yang lebih lama, yang mendorong tingkah laku ke arah pembekuan lembek.

Prapanas cangkerang dan pengekstrakan haba cangkerang

Dalam pemutus pelaburan, cangkerang seramik adalah elemen kawalan haba utama.

Cangkerang yang lebih panas mengurangkan kejutan haba awal dan mungkin menambah baik pengisian, tetapi ia juga melambatkan pengekstrakan haba pada permulaan.

Cangkang yang lebih sejuk mengekstrak haba dengan lebih agresif, yang boleh menajamkan bahagian hadapan beku dan memihak kepada pemejalan progresif.

Ketebalan cangkang juga penting:

• Cangkang lebih tebal → lebih banyak rintangan haba → pengekstrakan haba yang lebih perlahan → zon pembekuan yang lebih luas
• Cengkerang yang lebih nipis → kurang rintangan haba → pengekstrakan haba lebih cepat → bahagian hadapan pembekuan lebih tajam

Suhu penuangan dan kepanasan lampau

Suhu penuangan mempengaruhi berapa banyak haba tambahan logam mesti hilang sebelum pembekuan bermula.

• Panas lampau yang lebih tinggi biasanya melambatkan pembekuan dan boleh meratakan kecerunan terma.
• Rendahkan haba lampau memendekkan masa sebelum pemejalan bermula, tetapi jika diambil terlalu jauh ia boleh mengurangkan kebolehisian dan mewujudkan kesilapan berjalan.

Dalam amalan, haba lampau yang berlebihan boleh menjadikan mod pemejalan lebih seperti isipadu, manakala haba lampau terkawal boleh membantu mengekalkan laluan pembekuan yang lebih berarah.

Ketebalan dinding tuangan

Ketebalan dinding adalah salah satu faktor berkaitan geometri yang paling ketara.

• Dinding nipis memejal dengan cepat dan cenderung untuk menggalakkan pemejalan progresif.
• Dinding tebal menahan haba lebih lama dan lebih cenderung membentuk zon lembap yang luas.

Inilah sebabnya mengapa bintik panas sering muncul di bahagian yang berat, bos, simpang, atau jisim terpencil di mana haba tidak dapat keluar dengan mudah.

Geometri dan jisim haba tempatan

Sudut tajam, simpang dalaman, bos, dan perubahan bahagian yang mendadak mewujudkan ketidakseimbangan terma setempat.

Sesetengah kawasan mungkin memejal lebih awal manakala yang lain kekal cair atau separuh pepejal. Itu boleh mengalihkan mod pemejalan tempatan walaupun aloi itu sendiri tidak berubah.

Ciri geometri utama yang mempengaruhi mod pembekuan termasuk:

• sudut dalaman,
• sudut luar,
• persimpangan rusuk,
• pad terpencil,
• dan perubahan ketebalan secara tiba-tiba.

Persekitaran penyejukan selepas dituang

Cara tuangan disejukkan selepas dituang juga penting. Penyejukan udara terbuka, penyejukan katil pasir, Penebat, dan penyejukan paksa semuanya mewujudkan keadaan kehilangan haba yang berbeza.

Penyejukan yang lebih pantas menajamkan kecerunan suhu dan menggalakkan pembekuan progresif. Penyejukan yang lebih perlahan meluaskan peringkat separuh pepejal dan mendorong tingkah laku ke arah pemejalan lembek.

8. Hubungan Antara Mod Pemejalan dan Kualiti Casting

Mod pemejalan bukan perincian teori; ia adalah salah satu penentu utama kualiti tuangan.

Ia memberi kesan ketumpatan, keupayaan memberi makan, pembentukan keliangan, kecenderungan retak panas, Mikrostruktur, dan kesihatan akhir.

Dalam pemutus pelaburan, di mana ketepatan bentuk sudah tinggi, mod pemejalan sering menjadi faktor yang menentukan sama ada bahagian itu hanya betul dari segi dimensi atau benar-benar boleh diservis.

Ketumpatan dan kekukuhan dalaman

Tuangan adalah paling mudah untuk mengeluarkan bunyi apabila pemejalan berjalan dengan cara terkawal.

Dalam pemejalan progresif, cecair terakhir tertumpu di tempat panas yang agak kecil, jadi pemakanan boleh difokuskan dan pengecutan selalunya boleh diuruskan dengan berkesan.

Ini biasanya membawa kepada ketumpatan yang lebih baik dan risiko lebih rendah lompang dalaman tersebar.

Dalam pemejalan lembek, Sebaliknya, cecair yang tinggal terperangkap di dalam rangkaian dendritik separa pepejal yang luas.

Apabila rangka kerja pepejal menjadi koheren, laluan makan ditutup dengan cepat, dan pengecutan tersebar melalui bahagian sebagai banyak lompang kecil dan bukannya satu rongga yang mudah dikawal.

Inilah sebabnya mengapa aloi pembekuan luas selalunya lebih sukar untuk dibuat padat sepenuhnya.

Rongga pengecutan berbanding keliangan pengecutan

Jenis kecacatan pengecutan berkait kuat dengan mod pemejalan.

• Pemejalan progresif cenderung menghasilkan a rongga pengecutan pekat dalam zon pembekuan akhir jika pemberian makanan tidak mencukupi.
• Pemejalan lembek cenderung menghasilkan keliangan pengecutan teragih atau pengecutan mikro merentasi zon pemejalan.
• Pemejalan pertengahan mungkin menunjukkan sama ada tingkah laku bergantung pada ketebalan bahagian, laluan memberi makan, dan kawalan haba.

Dari sudut kawalan proses, rongga pekat selalunya lebih mudah dikesan, suapan, dan menghapuskan daripada keliangan yang meluas.

Itulah salah satu sebab pemejalan progresif secara amnya lebih baik dari perspektif ketulenan tuangan.

Panas koyak dan retak

Koyakan panas berlaku apabila tuangan separa pepejal dihalang semasa penguncupan dan tidak dapat melegakan tegasan haba dengan lancar.

Mod pemejalan mempengaruhi ini kerana kelakuan mekanikal logam berubah apabila pecahan pepejal meningkat.

• Dalam pemejalan progresif, cecair yang tinggal mungkin masih boleh menyembuhkan bukaan pengecutan kecil jika penyusuan mencukupi.
• Dalam pemejalan lembek, rangkaian dendritik separa pepejal boleh menjadi kaku awal, jadi penguncupan ditentang dan keretakan menjadi lebih berkemungkinan.
• Dalam pemejalan perantaraan, risiko adalah sederhana dan sangat bergantung pada reka bentuk tempat panas dan sistem pemakanan.

Pengajaran praktikalnya ialah koyakan panas bukan sekadar isu metalurgi. Ia adalah isu laluan pemejalan.

Keupayaan memberi makan

Pemakanan adalah paling berkesan apabila logam cecair masih boleh bergerak melalui bahagian untuk menggantikan pengecutan isipadu.

Itulah sebabnya mod pemejalan sangat penting.

• Pemejalan progresif mengekalkan laluan cecair bersambung lebih lama.
• Pemejalan lembek memecahkan laluan itu lebih awal apabila dendrit saling bertautan.
• Pemejalan pertengahan menyediakan kapasiti penyusuan separa tetapi tidak seyakin pembekuan progresif.

Jika penyusuan gagal, kecacatan pengecutan hampir dijamin di suatu tempat dalam tuangan.

Atas sebab itu, mod pemejalan mesti sentiasa dipertimbangkan bersama-sama dengan reka bentuk riser dan geometri bahagian.

Keseragaman struktur mikro dan harta benda

Cara tuangan membeku juga membentuk struktur butiran akhir.

Corak pembekuan yang lebih berarah cenderung menghasilkan hadapan pemejalan yang lebih teratur, manakala pembekuan lembik yang luas sering menghasilkan struktur dendritik yang lebih kasar dan lebih banyak variasi komposisi antara zon.

Itu penting kerana struktur mikro mempengaruhi:

• kekuatan tegangan,
• Kemuluran,
• tingkah laku keletihan,
• Rintangan kakisan,
• dan tindak balas pemesinan.

Pemutus bunyi bukan hanya satu yang bebas daripada kecacatan yang boleh dilihat. Ia adalah struktur dalaman yang cukup konsisten untuk menyampaikan prestasi perkhidmatan yang boleh dipercayai.

9. Mengapa Mod Pemejalan Penting dalam Pemutus Pelaburan

Mod pemejalan adalah salah satu pembolehubah terpenting dalam pemutus pelaburan kerana ia menentukan sama ada pemutus menjadi bunyi, boleh dimakan, dan boleh dipercayai dari segi struktur,

atau sama ada ia membangunkan kecacatan tersembunyi yang hanya muncul kemudian semasa pemesinan, pemeriksaan, atau perkhidmatan.

Mod pemejalan mengawal kekukuhan dalaman

Sebab utama mod pemejalan penting ialah ia secara langsung mempengaruhi cara pengecutan dikendalikan. Apabila logam membeku, isipadunya berkurangan.

Jika logam cecair boleh terus mengalir ke kawasan mengecut, tuangan kekal padat dan kukuh. Jika penyusuan terganggu terlalu awal, bentuk kecacatan pengecutan.

• Pemejalan progresif biasanya menumpukan pengecutan dalam satu zon pembekuan terakhir, yang lebih mudah untuk memberi makan dan mengurus.
• Pemejalan lembek cenderung menyebarkan pengecutan melalui kawasan separuh pepejal yang luas, yang menjadikan keliangan dalaman lebih sukar untuk dicegah.
• Pemejalan pertengahan terletak di antara kedua-dua ini dan boleh berkelakuan baik atau buruk bergantung pada reka bentuk terma.

Dengan kata lain, mod pemejalan menentukan sama ada pengecutan adalah setempat dan boleh dikawal, atau tersebar dan sukar untuk dihapuskan.

Ia menentukan kejayaan atau kegagalan pemakanan

Pemutus pelaburan sangat bergantung pada pemakanan. Pengumpan atau riser mesti kekal cecair cukup lama untuk membekalkan kawasan terakhir untuk membeku. Mod pemejalan mengawal berapa lama laluan suapan itu kekal terbuka.

Tuangan yang membeku secara beransur-ansur memberikan faundri peluang yang lebih baik untuk mengekalkan takungan cecair yang bersambung.

Tuangan yang membeku dengan cara yang lembek mungkin kehilangan sambungan itu lebih awal, memerangkap cecair dalam poket terpencil.

Sebaik sahaja poket itu dipotong, tiada jumlah penyejukan kemudian dapat memulihkan kesihatan.

Inilah sebabnya mengapa reka bentuk pemakanan tidak boleh dipisahkan daripada mod pemejalan. Pengumpan hanya berkesan jika jujukan pembekuan menyokongnya.

Ia menjejaskan jenis dan lokasi kecacatan pengecutan

Mod pemejalan juga menentukan jenis kecacatan pengecutan yang mungkin muncul.

Rongga pekat selalunya kurang berbahaya daripada pengecutan mikro yang meluas kerana ia lebih kelihatan, lebih setempat, dan lebih terurus dengan riser atau elaun pemesinan.

Keliangan teragih, Sebaliknya, boleh melemahkan kawasan besar bahagian tanpa jelas dari luar.

Ia mempengaruhi koyakan panas dan retak

Koyakan panas sangat berkaitan dengan cara tuangan menguncup semasa sebahagian pepejal.

Jika rangkaian separapepejal menjadi tegar sebelum tuangan selesai menguncupnya, tegasan tegangan boleh membina dan retak bahagian.

Mod pemejalan penting kerana ia berubah:

• seberapa cepat rangkaian dendritik menjadi koheren,
• berapa lama cecair kekal tersedia untuk melegakan tekanan,
• dan berapa banyak sekatan yang wujud semasa penguncupan.

Pemejalan progresif selalunya menawarkan peluang yang lebih baik untuk penguncupan untuk diberi makan dan tekanan untuk dilonggarkan.

Pemejalan lembek boleh mengunci struktur terlalu awal, menjadikan pemutus lebih terdedah kepada koyak. Itulah sebabnya mod pemejalan adalah faktor langsung dalam pencegahan retak, bukan sekadar isu pengecutan.

Ia membentuk struktur mikro dan sifat akhir

Cara tuangan membeku juga mempengaruhi struktur butiran, jarak dendrit, dan keseragaman komposisi logam.

Laluan pembekuan yang lebih berarah cenderung menghasilkan struktur yang lebih teratur, manakala zon lembik yang luas sering membawa kepada dendrit yang lebih kasar dan pengasingan tempatan yang lebih besar.

Itu penting kerana struktur dalaman mempengaruhi:

• kekuatan tegangan,
• Kemuluran,
• Kehidupan Keletihan,
• tindak balas kakisan,
• dan tingkah laku pemesinan.

Tuangan mungkin memenuhi spesifikasi dimensi dan masih berprestasi rendah jika mod pemejalannya menghasilkan struktur dalaman yang tidak sekata atau berliang.

Ini amat penting dalam tuangan pelaburan bernilai tinggi yang digunakan dalam aeroangkasa, kuasa, perubatan, dan aplikasi kejuruteraan ketepatan.

Ia menentukan berapa banyak kawalan proses yang diperlukan

Mod pemejalan yang berbeza menuntut tahap disiplin foundry yang berbeza.

• Pemejalan progresif selalunya yang paling pemaaf.
• Pemejalan pertengahan memerlukan kawalan yang seimbang.
• Pemejalan lembek menuntut campur tangan kejuruteraan yang paling agresif.

Apabila tuangan secara semula jadi membeku secara beransur-ansur, proses itu selalunya boleh diuruskan dengan prinsip pemakanan berarah standard.

Apabila tuangan cenderung ke arah pembekuan lembek, faundri mungkin memerlukan kecerunan terma yang lebih kuat, reka bentuk cangkang yang lebih baik, kawalan suhu penuangan yang lebih berhati-hati, penyejukan terpilih, atau strategi riser yang lebih canggih.

Jadi mod pemejalan juga merupakan ukuran kesukaran proses. Makin lembik perangai membeku, semakin banyak usaha diperlukan untuk membuat bunyi tuangan.

Ia adalah pautan tersembunyi antara reka bentuk dan kualiti

Salah satu sebab terpenting mod pemejalan penting ialah ia menghubungkan reka bentuk tuangan kepada kualiti akhir.

Satu bahagian mungkin kelihatan sangat baik dalam CAD dan mungkin mencurah dengan jayanya, tetapi jika mod pemejalannya lemah, bahagian akhir masih boleh gagal.

Mod pemejalan mengikat bersama:

• Pemilihan aloi,
• ketebalan seksyen,
• reka bentuk cangkerang,
• menuangkan suhu,
• sistem pemakanan,
• keadaan penyejukan,
• dan integriti dalaman.

Itu menjadikannya salah satu pembolehubah reka bentuk utama dalam pemutus pelaburan. Ia bukan sekadar konsep metalurgi. Ia adalah prinsip reka bentuk.

10. Kesimpulan

Mod pemejalan ialah mekanisme dalaman teras yang menentukan struktur mikro dan pengagihan kecacatan tuangan pelaburan.

Dikelaskan mengikut lebar zon pemejalan, pemejalan logam dibahagikan kepada lapisan demi lapisan, lembik, dan mod perantaraan.

Julat suhu penghabluran aloi secara asasnya menentukan kecenderungan pemejalan yang wujud, manakala kecerunan suhu tuangan melaraskan saiz zon pemejalan secara buatan.

Dalam pembuatan industri sebenar, jurutera faundri mesti memilih skim proses yang disasarkan mengikut sifat aloi.

Dengan melaraskan suhu prapemanasan cangkang, membenamkan seterika sejuk, mengoptimumkan susun atur riser, dan mengawal haba tertuang, mod pemejalan boleh dioptimumkan secara buatan untuk mengubah pemejalan lembek buruk kepada pemejalan lapisan demi lapisan yang boleh dikawal.

Menguasai tiga mod pemejalan dan undang-undang yang mempengaruhinya adalah premis asas untuk menghapuskan kecacatan pengecutan, meningkatkan kekompakan dalaman, dan menghasilkan tuangan pelaburan berkualiti tinggi yang berkualiti.

Dengan peningkatan teknologi simulasi pemutus, ramalan medan suhu visual dan zon pemejalan akan meningkatkan lagi ketepatan kawalan mod pemejalan, mempromosikan pembangunan mewah dan pintar industri pemutus pelaburan ketepatan.

 

Soalan Lazim

Mod pemejalan manakah yang mempunyai prestasi penyusuan terbaik?

Pemejalan lapisan demi lapisan. Rongga pengecutan pekatnya mudah dihilangkan melalui riser, dan cecair yang mengalir boleh menyembuhkan retakan mikro secara spontan.

Mengapakah pemejalan lembek sukar untuk menghapuskan keliangan?

Dendrit yang saling berkaitan mengasingkan sisa cecair ke dalam kolam cecair tertutup, dan penaik konvensional tidak dapat merealisasikan penyusuan dalam untuk keliangan pengecutan mikro yang tersebar.

Mengapa pemutus pelaburan cenderung membentuk zon pemejalan yang luas?

Cengkerang seramik dipanaskan sebelum dituang, mengakibatkan kecerunan suhu keratan rentas yang rendah, yang meluaskan zon lembik dan memudahkan pemejalan lembek.

Bagaimana untuk menukar pemejalan lembek kepada pemejalan lapisan demi lapisan?

Tingkatkan kecerunan suhu tempatan dengan menambahkan seterika sejuk, mengurangkan suhu pemanasan awal shell, dan mempercepatkan kelajuan penyejukan permukaan.

Apakah mod pemejalan yang paling banyak digunakan dalam pemutus pelaburan industri?

Pemejalan pertengahan. Kebanyakan keluli aloi karbon sederhana dan aloi tuangan biasa tergolong dalam kategori ini dengan prestasi komprehensif yang seimbang.