Come si possono risolvere difetti come i foruncoli di sabbia sulla superficie superiore delle parti in ghisa grigia prodotte dalla fusione in sabbia di resina?

Sulla superficie dei pezzi fusi in ghisa grigia prodotti dalla sabbia di resina compaiono noduli di sabbia, che è un tipico problema che influisce sulla qualità della superficie dei pezzi fusi. I noduli di sabbia si manifestano solitamente come grumi duri di metallo e particelle di sabbia che aderiscono alla superficie dei pezzi fusi, che sono difficili da pulire e possono anche influenzare la precisione dimensionale e l'aspetto.

1、 Il motivo principale per la formazione di noduli di sabbia è l'insufficiente resistenza locale della superficie dello stampo/anima in sabbia di resina. Sotto l'azione termica e meccanica del metallo fuso, i blocchi di sabbia superficiali si staccano e vengono risucchiati nel metallo fuso, ma non vengono completamente lavati via o rifusi e alla fine vengono avvolti attorno alla superficie del pezzo fuso. Le ragioni specifiche possono essere analizzate dalle seguenti dimensioni:

1. Compattezza non uniforme dovuta al processo di stampaggio/produzione dell'anima: compattezza insufficiente in alcune aree (in particolare angoli, scanalature e cavità profonde), superficie dello stampo in sabbia allentata, bassa resistenza e facile da lavare via. Operazione di rimozione/riparazione impropria dello stampo: danni allo stampo di sabbia durante la rimozione dello stampo o riparazione incompleta durante la riparazione dello stampo, con possibili blocchi di sabbia sciolti. Qualità del rivestimento e processo di spazzolatura: lo strato di rivestimento è troppo sottile o non coperto e non riesce a isolare efficacemente il liquido metallico ad alta temperatura dalla superficie dello stampo in sabbia. Profondità di penetrazione del rivestimento insufficiente: mancata formazione di uno “strato sinterizzato” solido con lo stampo in sabbia, con conseguente scarsa adesione. Asciugatura insufficiente dei rivestimenti: l'umidità residua o i solventi, il gas generato quando si incontrano liquidi metallici ad alta temperatura, possono avere un impatto sul rivestimento e provocarne la rottura e il distacco. Scarso scarico dello stampo/nucleo di sabbia: un'eccessiva pressione locale del gas può causare il "collasso" dello strato di rivestimento o dello strato superficiale debole.

2. Motivi prestazionali per la sabbia grezza e la sabbia di resina: Forma e dimensione delle particelle di sabbia grezza: la superficie delle particelle di sabbia è liscia, con scarsa rotondità (come un grande coefficiente angolare), debole ingranamento meccanico tra le particelle di sabbia e bassa resistenza superficiale dello stampo di sabbia. Aggiunta insufficiente di resina o miscelazione non uniforme: con conseguente basso contenuto locale di resina e resistenza insufficiente dopo la polimerizzazione. Indurimento non uniforme: soprattutto nel caso di nuclei di sabbia spessi, l'interno potrebbe non essere completamente indurito o la superficie potrebbe diventare fragile a causa dell'eccessivo soffiaggio (resina furanica). Lunghi tempi di conservazione degli stampi in sabbia o elevata umidità ambientale: gli stampi in sabbia in resina assorbono l'umidità, riducono la resistenza e aumentano la generazione di gas.

3. Il motivo della progettazione del sistema di colata è che il liquido metallico viene rimosso eccessivamente: il canale di colata è rivolto verso la parete dello stampo o l'anima di sabbia, formando un flusso di liquido metallico ad alta velocità che colpisce direttamente. Il design del sistema di colata è irragionevole e la velocità di riempimento è troppo elevata, il che provoca una grave erosione e usura sulla superficie dello stampo/anima in sabbia.

4. La temperatura di colata del metallo fuso stesso è troppo elevata: un carico termico eccessivo accelererà la decomposizione termica della resina sulla superficie dello stampo di sabbia e la sinterizzazione delle particelle di sabbia, provocando l'ispessimento dello strato scrostato. Allo stesso tempo, la fluidità del ferro fuso è troppo buona e la forza abrasiva aumenta. Grave ossidazione del ferro fuso: un elevato contenuto di ossidi (come FeO) nel ferro fuso può reagire chimicamente con le particelle di sabbia SiO ₂, esacerbando l'erosione e la tendenza ad attaccare la sabbia del liquido metallico sullo stampo di sabbia.

2、 Una soluzione sistematica per risolvere il problema dei noduli di sabbia richiede di partire dalla prevenzione e dal controllo, conducendo indagini sistematiche e ottimizzando i processi.

1. Ottimizzare il processo di creazione della forma e dell'anima per garantire una compattazione uniforme: concentrarsi sulla garanzia della compattazione di parti complesse come angoli, sporgenze e cavità profonde e utilizzare strumenti specializzati per facilitare la compattazione. Stampaggio e riparazione standardizzati: operare con attenzione e utilizzare pasta o rivestimento specializzato per riparare le aree danneggiate. Applicazione di rivestimenti rinforzati: scegliere rivestimenti in polvere di zirconio o corindone a base alcolica di alta qualità, che hanno un'elevata resistenza al fuoco e una forte resistenza alla corrosione. Assicurarsi che il rivestimento abbia una concentrazione e una viscosità sufficienti, utilizzando il rivestimento a immersione, il rivestimento a flusso o il rivestimento a spruzzo per garantire uno spessore uniforme del rivestimento (generalmente 2-4 strati, spessore del film secco 0,3-0,8 mm). Completamente asciutto: dopo l'accensione (rivestimenti a base alcolica) o l'essiccazione, assicurarsi che il rivestimento sia completamente asciutto e privo di macchie di umidità. Garantire uno scarico regolare: impostare un numero e una dimensione sufficienti dei fori di scarico nelle posizioni appropriate nello stampo/nucleo in sabbia.

2. Controllare rigorosamente la qualità della sabbia resinosa e selezionare sabbia grezza di alta qualità: la priorità dovrebbe essere data all'utilizzo di sabbia silicea con forma di particelle rotonde e superficie liscia (come la sabbia Dalin della Mongolia Interna), con un coefficiente angolare controllato entro 1,2-1,3, che favorisce il miglioramento della fluidità, della compattazione e della resistenza della sabbia. Ottimizza il rapporto di resina e il processo di miscelazione della sabbia: regola la quantità di resina e agente indurente aggiunti in base alla stagione, alla temperatura e all'umidità ambientale (solitamente 0,8% -1,5% del peso originale della sabbia) per garantire una miscelazione uniforme. Controllare l'effetto di polimerizzazione: evitare un soffio eccessivo o una polimerizzazione insufficiente. Per nuclei di sabbia spessi e di grandi dimensioni è possibile utilizzare processi di riempimento di blocchi cavi o di coke. Controllare l'ambiente di stoccaggio e utilizzo: cercare di ridurre il tempo di stoccaggio degli stampi/anima in sabbia ed evitare l'assorbimento di umidità. Si consiglia di controllare l'umidità nell'officina al di sotto del 60%.

3. Migliorare la progettazione del sistema di colata per seguire il principio del riempimento "liscio, veloce e ordinato": adottare sistemi di colata aperti, ad iniezione dal basso o a gradini. Evitare il lavaggio diretto: il canale di colata non deve essere rivolto direttamente verso le parti deboli della parete dello stampo o dell'anima in sabbia. Misure come l'introduzione di linee tangenti, la creazione di pozzetti di colata e l'utilizzo di schermi filtranti possono essere utilizzate per tamponare, disperdere e purificare il flusso di metallo fuso. Calcolare il tempo di versamento adeguato: evitare di riempire troppo velocemente.

4. Ottimizzare il processo di fusione e colata per controllare la temperatura di colata appropriata: garantendo l'integrità del ripieno ed evitando l'isolamento dal freddo, provare a utilizzare una temperatura di colata più bassa. Per i getti di macchine utensili con spessore medio della parete, è generalmente controllato a 1350-1420 ℃ (misurazione ottica della temperatura). Purificazione del ferro fuso: rafforzare il pretrattamento del forno (ad esempio utilizzando agenti di rimozione delle scorie) per prevenire un'eccessiva ossidazione del ferro fuso e garantirne la purezza. Versamento fluido: evitare interruzioni e spruzzi e mantenere la tazza piena.

5. Gestione in loco e ispezione dell'ispezione del primo pezzo: per il primo pezzo dopo nuovi stampi o modifiche al processo, ispezionare attentamente le parti soggette a noduli di sabbia. Stabilisci punti di controllo del processo: monitora e registra processi chiave come compattazione, rivestimento e temperatura di colata. Analizzare la posizione dei noduli di sabbia: in base alla posizione regolare dei noduli di sabbia, risalire se si tratta di un problema con la forma, il rivestimento o il sistema di colata.

Riepilogo e suggerimenti: La soluzione al problema dei noduli di sabbia nella produzione di getti meccanici in ghisa grigia utilizzando sabbia di resina è "aumentare la resistenza superficiale dello stampo in sabbia" e "ridurre l'erosione/effetto termico del liquido metallico sulla parete dello stampo". Suggerisci di seguire questi passaggi per risolvere il problema:

Innanzitutto controlla il rivestimento: questo è il motivo più diretto e comune. Confermare la qualità del rivestimento, lo spessore del rivestimento e le condizioni di asciugatura.

2. Successivamente, controllare la compattezza e l'operazione di stampaggio: controllare se lo stampo di sabbia nella posizione corrispondente del nodulo di sabbia è allentato.

3. Analizzare quindi il sistema di colata: osservare se compaiono grumi di sabbia direttamente di fronte al canale di colata o nel punto in cui il flusso del metallo è maggiormente influenzato.

4. Infine, verificare i parametri del processo: controllare se il rapporto resina-resina, la qualità della sabbia grezza e la temperatura di colata rientrano nell'intervallo controllato. Attraverso questa analisi sistematica e il miglioramento passo dopo passo, i difetti delle dune di sabbia possono essere efficacemente controllati ed eliminati, migliorando significativamente la qualità della superficie e l'accuratezza dimensionale dei pezzi fusi delle macchine utensili.