Chyby odliatku počas liatia: Príčiny a náprava

Zavedenie

V odlievanie investícií, fáza liatia je jedným z najkritickejších momentov v celom reťazci procesu.

V čase, keď roztavený kov dosiahne škrupinu, voskový vzor už bol odstránený, keramická škrupina je vypálená, a geometria dielu bola uzamknutá do krehkého tepelného systému.

V tomto bode, zlievareň sa už nezaoberá len tvarom; je to riadenie spojeného problému čistota kovu, stabilita prietoku, regulácia teploty, celistvosť škrupiny, a správanie pri tuhnutí.

Mnohé chyby odliateho materiálu, ktoré sa javia ako „zlievárenské chyby“, v skutočnosti sú chyby procesu liatia.

Často sú spôsobené nesúladom medzi kvalitou taveniny a podmienkami dutiny, a nie jedinou izolovanou chybou.

Najbežnejšie príklady sú inklúzia, pórovitosť, a poruchy chodu alebo studeného uzavretia.

Tieto problémy sú obzvlášť citlivé pri presných odliatkoch, pretože investičné liatie sa často vyberá špeciálne pre tenké steny, zložité pasáže, a geometria blízkej sieti.

Keď je proces nalievania nestabilný, práve tie vlastnosti, vďaka ktorým je investičné odlievanie hodnotné, sa môžu stať regiónmi s najväčšou pravdepodobnosťou zlyhania.

Tento článok analyzuje hlavné chyby vznikajúce počas liatia, vysvetľuje ich metalurgické a procesné korene, a sumarizuje praktické nápravné opatrenia, ktoré je možné realizovať vo výrobe.

1. Poruchy inklúzie trosky

1.1 Definícia a technický význam

Inklúzia trosky je jednou z najzávažnejších a často sa vyskytujúcich chýb pri odlievaní na vytaviteľný materiál počas fázy odlievania.

Odvoláva sa na nekovové cudzie látky alebo vnútorne generované oxidové/sulfidové zlúčeniny zachytené vo vnútri odliatku alebo pripevnené k jeho povrchu po stuhnutí.

Pretože tieto inklúzie prerušujú kontinuitu kovovej matrice, stávajú sa miestnymi slabými miestami, ktoré môžu znížiť pevnosť v ťahu, húževnatosť, únava, a, v kritických prípadoch, tlaková tesnosť a prevádzková spoľahlivosť.

V presných odliatkoch, Zahrnutie trosky je obzvlášť škodlivé, pretože proces sa často používa pre komponenty s tenkými stenami, zložité prietokové kanály, a prísne požiadavky na výkon.

Aj malá inklúzia môže pôsobiť ako miesto iniciácie trhliny, východiskový bod korózie, alebo únavový nukleačný defekt pri opakovanom zaťažení.

1.2 Klasifikácia troskových inklúzií

Z metalurgického a procesného hľadiska, troskové inklúzie sa všeobecne delia na exogénne inklúzie a endogénne inklúzie.

Rozdiel je dôležitý, pretože tieto dva typy majú odlišný pôvod, rôzne morfológie, a rôzne stratégie kontroly.

Exogénne inklúzie

Exogénne inklúzie pochádzajú z mimo roztaveného kovu. Sú to náhodné cudzie nečistoty vnesené počas tavenia, prevod, alebo nalievanie.

Medzi typické zdroje patrí:

• žiaruvzdorná erózia a odlupovanie z výmuroviek pecí alebo odlievacích panví,
• plávajúca troska vytvorená oxidáciou roztaveného kovu pri styku so vzduchom,
• škrupinový piesok alebo úlomky povlaku vymyté z dutiny formy,
• a úlomky z akéhokoľvek materiálu, ktorý prichádza do styku s taveninou v dráhe toku.

Tieto inklúzie sú zvyčajne väčší, nepravidelnejšie, a viac náhodne distribuované než vnútorne generované nečistoty.

Často sa objavujú v blízkosti odlievacej plochy, v hrubostenných oblastiach, alebo v zónach, kde sú silné turbulencie alebo striekanie kovu.

Pretože sú to vonkajšie nečistoty, často sú spojené so zlou čistotou taveniny, nedostatočné odstraňovanie trosky, alebo nestabilná prax liatia.

Endogénne inklúzie

Endogénne inklúzie sú vytvorené vo vnútri samotnej roztavenej zliatiny chemickou reakciou počas tavenia, liečbe, alebo stuhnutie.

Nie sú prinesené zvonku; vznikajú metalurgickým správaním taveniny.

V mnohých železných investičných odliatkoch, typickým príkladom je horčík- a tvorba inklúzií súvisiacich so sírou po modifikácii alebo nodularizácii.

Tieto inklúzie sú zvyčajne jemnejší, viac rozptýlené, a ťažšie sa odstraňuje než exogénne.

Pretože vznikajú z vnútorných reakcií, môžu zostať suspendované v tavenine a zachytávať sa v celom úseku odlievania, a nie len blízko povrchu.

1.3 Hlavné príčiny tvorby troskových inklúzií

Zahrnutie trosky je zriedkavo spôsobené jedinou chybou. Zvyčajne je výsledkom kombinácie zliatinová chémia, nalievanie teploty, dizajn hradlovania, čistota taveniny, a kvalitu formy.

Vplyv kremíka

Kremík hrá dôležitú úlohu, pretože zlúčeniny oxidu kremičitého sú jednou z hlavných zložiek mnohých defektov súvisiacich s troskou.

Ak je obsah kremíka príliš vysoký, tavenina môže generovať viac produktov oxidu s nízkou teplotou topenia, ktoré zvyšujú viskozitu a sťažujú vyplavovanie nečistôt z tekutého kovu.

Výsledkom je väčšia tendencia oxidov a častíc trosky zostať zachytené v odliatku.

Vplyv síry

Síra je obzvlášť nebezpečná v odliatkoch na báze železa, pretože sulfidy majú nižšiu teplotu topenia ako základný kov a môžu sa zrážať skoro počas tuhnutia.

To zvyšuje viskozitu taveniny a znižuje schopnosť trosky a oxidových nečistôt stúpať na povrch, aby sa odstránili.

Keď je obsah síry príliš vysoký, tavenina sa stáva oveľa náchylnejšou na zachytávanie trosky a inklúzií.

Vplyv horčíka a prvkov vzácnych zemín

Zvyškový horčík a prvky vzácnych zemín môžu pri vysokej teplote ľahko oxidovať.

Ich oxidačné produkty prispievajú k jemným oxidovým inklúziám a kompozitným časticiam trosky.

Ak sú zvyškové hladiny nadmerné, počet endogénnych nečistôt prudko stúpa, najmä v zliatinách, ktoré už prešli úpravou alebo úpravou.

Vplyv teploty liatia

Teplota liatia je jedným z najdôležitejších faktorov pri kontrole trosky.

• Ak je teplota príliš nízka, tavenina sa stáva viskóznejšou, a oxidy alebo troska nemôžu stúpať a účinne sa oddeľovať. Zostávajú zavesené a sú zachytené v odliatku.
• Ak je teplota príliš vysoká, plávajúca troska môže byť príliš riedka a ťažko sa dá úplne zozbierať. Zvyšková troska potom môže prúdiť do dutiny formy spolu s taveninou.

V praxi, liatie pri nízkej teplote je často častejšou príčinou odpadu z odlievania súvisiaceho s inklúziami, pretože spája slabú tekutosť so slabým oddeľovaním nečistôt.

Vplyv konštrukcie vtokového systému

Zle navrhnutý vtokový systém môže zmeniť čistú taveninu na chybný odliatok.

Ak systém nemôže upokojiť prúd taveniny alebo zadržať trosku skôr, ako sa dutina naplní, turbulencia vtiahne trosku a častice oxidov do odliatku.

Raz začnú turbulencie, aj dobre rafinovaná tavenina sa môže počas plnenia kontaminovať.

Vplyv kvality škrupiny

Samotná škrupina sa môže stať zdrojom defektov trosky.

Ak je povrch škrupiny drsný, slabý, voľne zhutnené, alebo kontaminované voľným pieskom alebo úlomkami náterov, roztavená zliatina môže erodovať povrch a vytvárať sekundárne nekovové inklúzie.

Chyby škrupiny a chémia taveniny sa často vzájomne ovplyvňujú, to je dôvod, prečo zlá kvalita škrupiny môže znásobiť už aj tak zložitú situáciu pri liatí.

1.4 Morfológia a mechanizmus poškodenia

Troskové inklúzie poškodzujú odliatky viac ako jedným spôsobom. Môžu sa javiť ako:

• častice uložené na povrchu,
• podpovrchová kontaminácia,
• predĺžené nepravidelné inklúzie,
• zoskupené inklúzne pásy,
• alebo vnútorné nekovové vrecká.

Ich vplyv je vážny, pretože oni:

• znížiť efektívnu nosnú plochu,
• vytvoriť lokálnu koncentráciu stresu,
• oslabiť odolnosť proti únave,
• zvýšiť riziko šírenia trhlín,
• a znížiť integritu korózie a tlaku.

V presných odliatkoch, aj malé inklúzie môžu spôsobiť, že komponent nebude vhodný pre kritický servis, pretože chyba môže zostať neviditeľná, kým sa diel neuvedie do prevádzky.

1.5 Preventívne a nápravné opatrenia

Presná kontrola zloženia zliatiny

Prvou kontrolnou vrstvou je chémia taveniny.

Síra by sa mala udržiavať pod kritickým prahom procesu, a prebytočný kremík, horčík, alebo zvyšky vzácnych zemín by sa mali starostlivo kontrolovať, aby sa znížila tvorba vnútorných oxidových a sulfidových inklúzií.

Zlepšite prax tavenia a držania

Taveninu treba poriadne naklepať, môže stáť, ak to procesná prax dovoľuje, a pred naliatím dôkladne odstredené.

Tichá doba držania pomáha inklúziám vznášať sa nahor, aby sa dali odstrániť. Ochrana povrchu a antioxidačné postupy môžu tiež znížiť tvorbu sekundárnej trosky.

Optimalizujte vtokový systém

Vtokový systém by mal podporovať plynulosť, laminárne plnenie a zabraňujú striekaniu taveniny.

Lapače trosky, predĺženia bežcov, a keramické penové filtre môžu byť pridané tam, kde je to potrebné na zachytenie plávajúcej trosky predtým, ako sa dostane do odlievacej dutiny.

Zlepšite čistotu a pevnosť škrupiny

Škrupina by mala byť rovnomerne kompaktná, úplne vysušené, a štrukturálne zdravé.

Pred montážou a naliatím, dutina musí byť úplne očistená od zvyškov piesku, voľné úlomky povlaku, alebo úlomky, ktoré by sa mohli počas plnenia uvoľniť.

1.6 Inžiniersky záver

Zahrnutie trosky je klasickým príkladom defektu, ktorý sedí na priesečníku hutníctvo, procesná disciplína, a kvalitu formy.

Taveninu nestačí vyčistiť; tok musí byť tiež pokojný, škrupina musí byť zdravá, a chémia musí zostať v stabilnom prevádzkovom okne.

Najúčinnejšia stratégia prevencie je preto systémová: kontrolovať zliatinu, zjemniť taveninu, chrániť dutinu, a navrhnite dráhu vtoku tak, aby sa nečistoty nedostali do odliatku.

2. Chyby pórovitosti

Pórovitosť je jednou z najčastejších a komerčne najškodlivejších chýb pri odlievaní.

Odvoláva sa na dutiny alebo dutiny súvisiace s plynom vytvorený vo vnútri odliatku počas plnenia formy alebo tuhnutia.

Tieto dutiny sa môžu javiť ako sférické póry, predĺžené dierky, zoskupené mikrodutiny, alebo nepravidelné siete dutín v závislosti od zliatinového systému, podmienky nalievania, a správanie škrupiny.

V modernej štandardizovanej výrobe odliatkov, reaktívna pórovitosť a vyzrážaná pórovitosť boli účinne kontrolované,

ale invazívna pórovitosť—pórovitosť spôsobená nestabilným liatím, zlé vetranie, a neadekvátne výfukové plyny – stále zostáva jedným z najbežnejších zdrojov šrotu.

Pretože pórovitosť je často vnútorne skrytá, je obzvlášť nebezpečný pri presných odliatkoch, časti nesúce tlak, a komponenty kritické z hľadiska únavy.

2.1 Čo robí pórovitosť takou vážnou

Pórovitosť nie je len viditeľná povrchová chyba. It also weakens the internal integrity of the casting by:

• reducing effective load-bearing area,
• interrupting the continuity of the metal matrix,
• lowering fatigue strength,
• decreasing pressure tightness,
• and creating crack-initiation sites under service loading.

For complex investment castings, even a relatively small pore cluster can compromise the function of the entire part.

That is why porosity control is treated as a full-process quality issue rather than a finishing-stage concern.

2.2 Hlavné formačné mechanizmy

Porosity in investment casting is usually produced when gas cannot escape from the mold cavity, the melt, or the gating system before the metal freezes.

The core mechanisms are closely related to exhaust capacity, stabilita nalievania, shell permeability, and melt cleanliness.

Nedostatočný výfuk z dutiny

If the mold cavity does not have enough venting capacity, plyn vo vnútri plášťa nemôže počas plnenia dostatočne rýchlo unikať.

Ako roztavený kov postupuje, zachytáva plyn a utesňuje ho vo vnútri odliatku.

Výsledkom je často uzavretá vnútorná pórovitosť, najmä v oblastiach poslednej výplne alebo na odľahlých koncoch dutín.

Toto je jedna z najpriamejších a najbežnejších príčin invazívnej pórovitosti pri presnom odlievaní.

Nesprávna teplota nalievania

Teplota liatia má priamy vplyv na tekutosť kovu a únik plynu.

• Ak je teplota príliš nízka, tavenina príliš rýchlo stráca tekutosť, náplň sa stáva nestabilnou, a plyn nemôže stúpať a uniknúť pred stuhnutím.
• Ak je teplota príliš vysoká, kov môže zvýšiť sklon k oxidácii alebo spôsobiť inú nestabilitu procesu, čo môže tiež prispieť k tvorbe pórov.

Zle kontrolované tepelné okno preto vytvára buď predčasné zamrznutie alebo nestabilnú náplň, oboje zvyšuje riziko pórovitosti.

Nesprávna rýchlosť nalievania

Rýchlosť liatia musí byť stabilná a plynulá. Ak je nalievanie príliš pomalé, dutina sa môže vyplniť prerušovane alebo nestabilne, vytvára turbulencie a umožňuje nasávanie vzduchu do prúdu.

Ak nie je prietok správne vyvážený, predná strana kvapaliny môže opakovane vystavovať a znovu zakrývať plyn v dutine, zachytenie, keď kov tuhne.

To je dôvod, prečo sa pórovitosť často koncentruje v zónach prechodu toku a pri zložitých zmenách prierezu.

Zlá priepustnosť škrupiny

Samotný plášť musí umožniť únik plynu. Ak škrupina obsahuje prebytočnú vlhkosť, nadmerný popol, zlá žiaruvzdorná distribúcia, alebo nízka priepustnosť, plyn sa nemôže účinne pohybovať von z dutiny.

Zachytený plyn sa potom uzamkne v odliatku ako pórovitosť.

Toto je otázka kvality plesní rovnako ako problém odlievania. Škrupina so zlým vetraním vytvorí pórovitosť, aj keď je samotný kov relatívne čistý.

Chybná konštrukcia brány

Zlý vtokový systém môže spôsobiť turbulencie, špliechanie, strhávanie vzduchu, a miestne zachytenie plynu.

Ak rozloženie bežca a brány nepodporuje hladké, laminárna výplň, čelo taveniny bude ťahať vzduch a dutinový plyn do odlievacej steny.

Toto je obzvlášť nebezpečné v tenkostenných častiach alebo častiach s dlhou dráhou toku, kde kovové čelo musí zostať tepelne a hydrodynamicky stabilné, kým sa dutina úplne nevyplní.

Neštandardné pomocné materiály

Pomocné materiály, ako sú očkovacie látky, prídavné látky, alebo ošetrovacie činidlá môžu prenášať vlhkosť alebo zvyškový plyn, ak nie sú riadne vysušené alebo pripravené.

Navyše, ak roztavený kov nie je dostatočne vyčistený a troska zostáva v dráhe toku, kombinovaný troska-pórovitosť môže sa vyvinúť porucha.

Tento typ defektu je ťažšie kontrolovať, pretože nejde len o problém s plynom; je to problém spojenia plynu a inklúzie.

Chýbajúce operácie nalievania na mieste

Určitá pórovitosť je spôsobená zlou disciplínou nalievania na mieste.

Ak horľavé plyny vo vnútri dutiny nie sú správne zapálené alebo vyčerpané počas liatia, môžu byť zachytené a stuhnuté do odliatku.

Toto je obzvlášť dôležité, keď dutina formy obsahuje zvyškové prchavé produkty, ktoré by sa mali odstrániť pred uzavretím dutiny.

2.3 Typická morfológia pórovitosti

Pórovitosť sa môže objaviť v niekoľkých formách:

• jemné dierky roztrúsené po sekcii,
• zoskupené póry v oblastiach s hrubými stenami alebo horúcimi miestami,
• podpovrchové dutiny skryté pod kožou,
• súvislé siete pórov v zle vetraných zónach,
• zmiešané troskovo-pórovité štruktúry spôsobené zachytením plynu a inklúziou nečistôt.

Čím zložitejšia je geometria, tým je pravdepodobnejšie, že sa pórovitosť bude koncentrovať v zóne konečného plnenia, najhrubší región, alebo prechod medzi tenkými a hrubými časťami.

2.4 Preventívne a kontrolné opatrenia

Optimalizujte odsávanie dutín

Forma by mala byť vybavená dostatočným množstvom výfukových čapov, prieduchy, alebo vetracie pásy, najmä na najvyšších a posledných obsadených pozíciách.

Kapacita odvetrávania by mala byť dostatočná na vypustenie plynu predtým, ako kovová predná strana utesní dutinu.

Praktickým konštrukčným pravidlom je zabezpečiť, aby celková plocha prierezu výfuku bola primerane prispôsobená oblasti vstupu, aby plyn z dutiny mohol rýchlo a nepretržite unikať..

Štandardizovať dizajn brány

Koncept polootvoreného alebo polouzavretého vtoku je často užitočný, pretože umožňuje lepšiu stabilizáciu prietoku a znižuje náhle turbulencie.

Keramické penové filtre môžu byť inštalované v bežci, aby pomohli narovnať prietok a znížili zachytenie vzduchu alebo oxidu.

Vtokový systém by mal byť dimenzovaný pre skutočnú rýchlosť liatia, nie sú skopírované zo všeobecnej šablóny. Stabilita toku je jednou z najdôležitejších premenných regulujúcich pórovitosť pri odlievaní.

Presne regulujte teplotu nalievania

Tavenina sa musí udržiavať v stabilnom tepelnom okne. Teplota by mala byť dostatočne vysoká na udržanie tekutosti, ale nie tak vysoké, aby zvyšovalo reakčné riziko alebo nestabilitu procesu.

Na sériovú výrobu, teplota liatia by sa mala udržiavať konzistentnú od časti k časti, pretože teplotný rozptyl je jedným z hlavných dôvodov, prečo sa pórovitosť v jednotlivých výrobných šaržiach líši.

Regulujte parametre procesu shell

Priepustnosť škrupiny, pevnosť škrupiny, a suchosť škrupiny musí byť kontrolovaná spoločne.

Obsah vlhkosti, kompaktnosť, a kvalita tepelného vytvrdzovania by sa mala udržiavať v rámci procesného okna požadovaného zliatinou a hrúbkou prierezu.

Ak je škrupina príliš vlhká alebo príliš hustá, plyn nemôže účinne unikať a pórovitosť stúpa.

Štandardizujte operácie nalievania

Pred nalievaním, tavenina by mala byť úplne vyčistená a riadne odstruskaná. Pomocné materiály by mali byť dôkladne vysušené.

Počas nalievania, tam, kde to vyžaduje procesná cesta, by sa malo vykonať zapaľovanie v dutine alebo vypúšťanie plynu. Zálievka by mala byť hladká, stajňa, a neprerušovaný.

2.5 Inžiniersky záver

Pórovitosť je najčastejšou chybou odlievania, pretože sa nachádza v priesečníku odvzdušňovanie plesní, roztopenie, stabilita prietoku, kvalita škrupiny, a disciplína operátorov. Nestačí jednoducho „naliať viac“ alebo „viac ventilovať“.

Efektívna kontrola vyžaduje vyvážený systém: škrupina musí dýchať, tavenina musí prúdiť čisto, vtok musí viesť kov hladko, a operácia liatia musí zabrániť zachyteniu plynu od začiatku.

3. Cold Shut a Misrun Defekty

Studené uzatváranie a chybný chod patria medzi najcharakteristickejšie chyby súvisiace s odlievaním pri odlievaní, najmä v tenkostenných, dlhý prietok, a geometricky zložité časti.

Oba defekty odrážajú rovnaký základný problém: roztavený kov stráca príliš veľa tepelnej energie, príliš skoro, predtým, než je dutina úplne a súvisle vyplnená.

Výsledkom je buď neúplný odliatok alebo odliatok, ktorý sa navonok javí ako úplný, ale obsahuje slabé miesta, nezatavené kovové predné rozhrania.

V precíznom liatí, tieto defekty sú obzvlášť škodlivé, pretože sa zvyčajne vyskytujú presne v oblastiach, ktoré je najťažšie opraviť: konce rebier, tenké úseky, odľahlé rohy dutín, čepeľovité črty, a ostré prechody.

Na rozdiel od niektorých povrchových defektov, ktoré sa dajú vyčistiť alebo zmiešať, studené uzavretie a chybný chod často naznačujú, že dielu sa nepodarilo dosiahnuť metalurgickú kontinuitu od začiatku tuhnutia.

3.1 Rozlíšenie studeného uzáveru od nesprávneho chodu

Aj keď tieto dva defekty spolu úzko súvisia, nie sú totožné.

• Egypt nastáva, keď roztavený kov úplne nevyplní dutinu. Kasting sa predčasne končí, a niektoré regióny zostávajú neobsadené.
• Studený uzáver nastane, keď sa dve kovové čelá stretnú počas plnenia, ale úplne sa nespoja. Odliatok môže vyzerať ako dokončený, ale konvergenčná línia zostáva slabá, zložené, alebo švíkové.

V praxi, misrun je bežnejší na vonkajšej hranici naplniteľnosti, zatiaľ čo studený uzáver sa objavuje tam, kde sa fronty prúdenia zbiehajú po strate tepelnej energie alebo plynulosti.

3.2 Mechanizmy tvorby jadra

Nízka teplota nalievania

Najpriamejšou príčinou studeného uzavretia a nesprávneho chodu je nedostatočná teplota nalievania.

Ak tavenina vstupuje do dutiny plášťa s príliš malou tepelnou rezervou, jeho tekutosť rýchlo klesá, keď je teplo absorbované škrupinou, vtokový systém, a okolitý povrch dutiny.

V dlhých alebo úzkych dráhach toku, kovové čelo môže začať zamŕzať skôr, ako sa dutina úplne naplní.

Toto je obzvlášť dôležité pri odlievaní na vytaviteľné liatie, pretože dutina je často tenkostenná a má vysoký pomer plochy povrchu k objemu.

Kov rýchlo stráca teplotu, a dokonca aj malá odchýlka procesu môže spôsobiť zastavenie plniaceho čela alebo zlé zatavenie.

Zlá priepustnosť škrupiny

Ak sa škrupina správne neodvzdušní, tlak plynu sa vytvára vo vnútri dutiny a pôsobí ako protisila proti postupujúcej kovovej prednej časti.

Kov sa potom plní pomalšie a menej stabilne. Toto pomalšie plnenie predlžuje čas, počas ktorého je kov vystavený tepelným stratám, čo zvyšuje pravdepodobnosť predčasného zamrznutia.

To znamená, že slabá priepustnosť nezvyšuje len chyby súvisiace s plynom; môže tiež spustiť studený uzáver znížením efektívnej rýchlosti plnenia a prinútením čela taveniny do nestabilného tepelného režimu.

Poddimenzované sekcie vrátového systému

Príliš úzky vtokový systém obmedzuje dodávku kovu. Keď sú prierezy žľabu a vtokového kanála príliš malé, prietok klesá a dutina sa plní príliš pomaly.

Čím dlhšie kov cestuje systémom, tým viac tepla stráca. V dôsledku, predná časť môže stuhnúť skôr, ako sa všetky prietokové cesty spoja do zvukovej štruktúry.

Toto je jedna z najbežnejších príčin studeného uzatvárania súvisiacich s dizajnom.

Časť môže byť teoreticky dokonale odlievateľná, ale stále zlyhá, ak je kanál na prívod kovu príliš slabý pre skutočnú geometriu.

Znečistené umývadlo alebo pohár

Zvyšková troska, oxidový film, alebo iné povrchové nástavce vo vnútri nalievacej misky môžu absorbovať teplo z prichádzajúcej taveniny a znížiť efektívnu teplotu nalievania na samom začiatku plnenia.

Môžu tiež destabilizovať počiatočný prúd, vytváranie dodatočných tepelných strát a nepravidelnosti prúdenia.

Tento typ kontaminácie je obzvlášť škodlivý, pretože ovplyvňuje najskoršie štádium plnenia, kedy je najdôležitejšia tepelná rezerva.

3.3 Prečo sú zložité odliatky zraniteľnejšie

Studený uzáver a chybný chod sú sústredené v tenkostenné odliatky a odliatky s komplexnou geometriou pretože tie tvary spájajú všetky najhoršie podmienky:

• rýchle straty tepla,
• dlhá plniaca vzdialenosť,
• prechody sekcií,
• tok-front konvergencia,
• a znížená kŕmna rezerva.

Jednoduché, hrubý odliatok môže tolerovať malú tepelnú chybu. Presný odliatok so sieťami rebier, vrecká, alebo tenké steny často nemôžu.

To je dôvod, prečo sú tieto chyby silne spojené skôr s nesúladom procesu ako s hrubým poškodením zliatiny.

3.5 Preventívne a nápravné opatrenia

Zvýšte prietokovú kapacitu v vtokovom systéme

Systém žľabu a vtokového otvoru by mal byť dostatočne veľký, aby rýchlo a stabilne dodával kov do dutiny.

Ak sa používajú keramické penové filtre, mali by byť dimenzované tak, aby zlepšili reguláciu prietoku bez priškrtenia rýchlosti podávania.

Cieľom nie je jednoducho nechať kov prejsť, ale nechať to prejsť dostatočne rýchlo a dostatočne plynulo aby nedošlo k predčasnému zamrznutiu.

Zlepšite odvetrávanie škrupiny a výfuk dutín

Plášť by mal umožniť voľný únik plynu z mŕtvych rohov, vzdialené konce, a tenkostenné zóny. Lepšia priepustnosť znižuje spätný tlak a podporuje plynulé plnenie.

V oblastiach, kde je pravdepodobná stagnácia prietoku, môžu byť pridané pomocné výfukové cesty.

Zvýšte teplotu liatia v bezpečnostnom okienku

Tavenina by mala vstupovať do dutiny dostatočne horúca, aby sa zachovala tekutosť a tepelná kontinuita.

Avšak, teplota musí zostať v rámci bezpečného procesného okna zliatiny, aby sa zabránilo oxidácii alebo nadmernej reakcii s plášťom.

Cieľom nie je maximálna teplota, ale dostatočná tepelná rezerva.

Pohár na nalievanie a cestíčko dôkladne očistite

Pred každým nalievaním, vylievacia nádrž, pohár, a horné vtokové plochy by mali byť očistené od trosky, tvorba oxidu, a zvyškové prílohy.

Tým sa zabráni lokálnym stratám tepla a zabráni sa vzniku porúch prúdenia v najcitlivejšom štádiu plnenia.

4. Súhrnná tabuľka bežných porúch odlievania

5. Záver

Proces odlievania je hlavnou fázou kontroly kvality investičného liatia, a zahrnutie trosky, pórovitosť a studený uzáver sú tri typické procesom vyvolané defekty s jasnou logickou koreláciou a rozdielmi v mechanizme tvorby.

Troskové inklúzie sú spôsobené najmä nekvalifikovaným zložením roztaveného kovu a nedostatočným odstránením trosky; defekty pórovitosti pramenia zo zlého odsávania z dutiny a turbulentného unášania výplne;

studeným uzáverom dominuje nedostatočná tekutosť roztaveného kovu a oneskorené plnenie spôsobené nízkou teplotou a nerozumným dizajnom vtoku.

Všetky defekty spôsobené liatím sú kontrolovateľné a dá sa im vyhnúť prostredníctvom štandardizovaného riadenia procesov.

Presné ovládanie kompozície, optimalizovaný dizajn vtokového systému, štandardizované prispôsobenie teplotných parametrov a štandardizovaná prevádzka na mieste sú štyri hlavné rozmery prevencie defektov.

V skutočnej priemyselnej výrobe, cielené zlepšovanie procesu by sa malo vykonávať podľa štrukturálnych charakteristík rôznych odliatkov a pravidiel distribúcie defektov, realizácia celého procesu riadenia s uzavretou slučkou z tavenia roztaveného kovu, výroba škrupín až po liatie.

To môže účinne znížiť chybovosť liatia, zlepšiť vnútornú kompaktnosť a kvalitu povrchu investičných odliatkov, a maximalizovať komplexnú efektivitu výroby a servisnú spoľahlivosť produktov na presné odlievanie.