Penuangan badan injap merupakan bahagian penting dalam proses pembuatan injap, dan kualiti penuangan injap menentukan kualiti injap. Berikut ini memperkenalkan beberapa kaedah proses penuangan yang biasa digunakan dalam industri injap:
Tuangan pasir:
Tuangan pasir yang biasa digunakan dalam industri injap boleh dibahagikan kepada pasir hijau, pasir kering, pasir kaca air dan pasir pengerasan diri resin furan mengikut pengikat yang berbeza.
(1) Pasir hijau ialah proses pengacuan menggunakan bentonit sebagai pengikat.
Ciri-cirinya ialah:Acuan pasir siap tidak perlu dikeringkan atau dikeraskan, acuan pasir mempunyai kekuatan basah tertentu, dan teras pasir serta cangkerang acuan mempunyai hasil yang baik, menjadikannya mudah untuk membersihkan dan menggoncang tuangan. Kecekapan pengeluaran pengacuan adalah tinggi, kitaran pengeluaran adalah pendek, kos bahan adalah rendah, dan ia mudah untuk mengatur pengeluaran barisan pemasangan.
Kelemahannya ialah:Tuangan terdedah kepada kecacatan seperti liang, kemasukan pasir, dan lekatan pasir, dan kualiti tuangan, terutamanya kualiti intrinsik, adalah tidak ideal.
Jadual perkadaran dan prestasi pasir hijau untuk tuangan keluli:
(2) Pasir kering ialah proses pengacuan menggunakan tanah liat sebagai pengikat. Menambah sedikit bentonit boleh meningkatkan kekuatan basahnya.
Ciri-cirinya ialah:Acuan pasir perlu dikeringkan, mempunyai kebolehtelapan udara yang baik, tidak terdedah kepada kecacatan seperti pencucian pasir, pasir melekat, dan liang pori, dan kualiti tuangan yang sedia ada adalah baik.
Kelemahannya ialah:ia memerlukan peralatan pengeringan pasir dan kitaran pengeluarannya panjang.
(3) Pasir kaca air merupakan proses pemodelan yang menggunakan kaca air sebagai pengikat. Ciri-cirinya ialah: kaca air mempunyai fungsi pengerasan secara automatik apabila terdedah kepada CO2, dan boleh mempunyai pelbagai kelebihan kaedah pengerasan gas untuk pemodelan dan pembuatan teras, tetapi terdapat kekurangan seperti kebolehlipatan cangkerang acuan yang lemah, kesukaran dalam pembersihan pasir tuangan, dan kadar pertumbuhan semula dan kitar semula pasir lama yang rendah.
Jadual perkadaran dan prestasi pasir pengerasan CO2 kaca air:
(4) Pengacuan pasir pengerasan sendiri resin Furan adalah proses tuangan menggunakan resin furan sebagai pengikat. Pasir pengacuan memejal disebabkan oleh tindak balas kimia pengikat di bawah tindakan agen pengawetan pada suhu bilik. Ciri-cirinya ialah acuan pasir tidak perlu dikeringkan, yang memendekkan kitaran pengeluaran dan menjimatkan tenaga. Pasir pengacuan resin mudah dipadatkan dan mempunyai sifat pembusukan yang baik. Pasir pengacuan tuangan mudah dibersihkan. Tuangan mempunyai ketepatan dimensi yang tinggi dan kemasan permukaan yang baik, yang boleh meningkatkan kualiti tuangan dengan ketara. Kelemahannya ialah: keperluan kualiti tinggi untuk pasir mentah, sedikit bau yang tajam di tapak pengeluaran, dan kos resin yang tinggi.
Perkadaran dan proses pencampuran campuran pasir tanpa bakar resin furan:
Proses pencampuran pasir pengerasan diri resin furan: Sebaiknya gunakan pengadun pasir berterusan untuk membuat pasir pengerasan diri resin. Pasir mentah, resin, agen pengawet, dan sebagainya ditambah secara berurutan dan dicampur dengan cepat. Ia boleh dicampur dan digunakan pada bila-bila masa.
Urutan penambahan pelbagai bahan mentah semasa mencampurkan pasir resin adalah seperti berikut:
Pasir mentah + agen pengawetan (larutan akueus asid p-toluenesulfonik) – (120 ~ 180S) – resin + silana – (60 ~ 90S) – penghasilan pasir
(5) Proses pengeluaran tuangan pasir yang biasa:
Tuangan ketepatan:
Dalam beberapa tahun kebelakangan ini, pengeluar injap telah memberi lebih banyak perhatian kepada kualiti penampilan dan ketepatan dimensi tuangan. Oleh kerana penampilan yang baik adalah keperluan asas pasaran, ia juga merupakan penanda aras kedudukan untuk langkah pertama pemesinan.
Tuangan ketepatan yang biasa digunakan dalam industri injap ialah tuangan pelaburan, yang diperkenalkan secara ringkas seperti berikut:
(1) Dua kaedah proses tuangan larutan:
①Menggunakan bahan acuan berasaskan lilin suhu rendah (asid stearik + parafin), suntikan lilin tekanan rendah, cangkerang kaca air, penyahairan air panas, proses peleburan dan penuangan atmosfera, terutamanya digunakan untuk keluli karbon dan tuangan keluli aloi rendah dengan keperluan kualiti umum, Ketepatan dimensi tuangan boleh mencapai piawaian kebangsaan CT7 ~ 9.
② Menggunakan bahan acuan berasaskan resin suhu sederhana, suntikan lilin tekanan tinggi, cangkerang acuan sol silika, penyahairan wap, proses tuangan atmosfera atau vakum yang cepat, ketepatan dimensi tuangan boleh mencapai tuangan ketepatan CT4-6.
(2) Aliran proses tipikal bagi pemutus pelaburan:
(3) Ciri-ciri pemutus pelaburan:
①Tuangan ini mempunyai ketepatan dimensi yang tinggi, permukaan licin dan kualiti penampilan yang baik.
② Ia boleh membentuk bahagian dengan struktur dan bentuk kompleks yang sukar diproses dengan proses lain.
③ Bahan tuangan tidak terhad, pelbagai bahan aloi seperti: keluli karbon, keluli tahan karat, keluli aloi, aloi aluminium, aloi suhu tinggi, dan logam berharga, terutamanya bahan aloi yang sukar ditempa, dikimpal dan dipotong.
④ Fleksibiliti pengeluaran yang baik dan kebolehsuaian yang kuat. Ia boleh dihasilkan dalam kuantiti yang banyak, dan juga sesuai untuk pengeluaran sekeping tunggal atau kelompok kecil.
⑤ Tuangan pelaburan juga mempunyai batasan tertentu, seperti: aliran proses yang rumit dan kitaran pengeluaran yang panjang. Disebabkan oleh teknik tuangan yang terhad yang boleh digunakan, kapasiti galas tekanannya tidak boleh menjadi sangat tinggi apabila ia digunakan untuk menuang tuangan injap cangkerang nipis galas tekanan.
Analisis Kecacatan Tuangan
Sebarang tuangan akan mempunyai kecacatan dalaman, kewujudan kecacatan ini akan membawa bahaya tersembunyi yang besar kepada kualiti dalaman tuangan, dan pembaikan kimpalan untuk menghapuskan kecacatan ini dalam proses pengeluaran juga akan membawa beban yang besar kepada proses pengeluaran. Khususnya, injap adalah tuangan kulit nipis yang menahan tekanan dan suhu, dan kekompakan struktur dalamannya adalah sangat penting. Oleh itu, kecacatan dalaman tuangan menjadi faktor penentu yang mempengaruhi kualiti tuangan.
Kecacatan dalaman tuangan injap terutamanya termasuk liang, kemasukan sanga, keliangan pengecutan dan retakan.
(1) Liang Pori:Liang pori dihasilkan oleh gas, permukaan liang pori licin, dan ia dihasilkan di dalam atau berhampiran permukaan tuangan, dan bentuknya kebanyakannya bulat atau bujur.
Sumber utama gas yang menghasilkan liang pori adalah:
① Nitrogen dan hidrogen yang terlarut dalam logam terkandung dalam logam semasa pemejalan tuangan, membentuk dinding dalaman bulat atau bujur tertutup dengan kilauan logam.
②Kelembapan atau bahan meruap dalam bahan pengacuan akan bertukar menjadi gas akibat pemanasan, membentuk liang dengan dinding dalaman berwarna coklat gelap.
③ Semasa proses penuangan logam, disebabkan oleh aliran yang tidak stabil, udara terlibat untuk membentuk liang.
Kaedah pencegahan kecacatan stoma:
① Dalam peleburan, bahan mentah logam berkarat harus digunakan sesedikit mungkin atau tidak, dan alat serta senduk harus dibakar dan dikeringkan.
②Penuangan keluli cair hendaklah dilakukan pada suhu tinggi dan dituang pada suhu rendah, dan keluli cair hendaklah dibius dengan betul untuk memudahkan pengapungan gas.
③ Reka bentuk proses riser tuang harus meningkatkan tekanan keluli cair untuk mengelakkan perangkap gas, dan menyediakan laluan gas buatan untuk ekzos yang munasabah.
④Bahan pengacuan hendaklah mengawal kandungan air dan isipadu gas, meningkatkan kebolehtelapan udara, dan acuan pasir serta teras pasir hendaklah dibakar dan dikeringkan sebanyak mungkin.
(2) Rongga pengecutan (longgar):Ia merupakan rongga (rongga) bulat atau tidak sekata yang koheren atau tidak koheren yang berlaku di dalam tuangan (terutamanya di tempat panas), dengan permukaan dalam yang kasar dan warna yang lebih gelap. Butiran kristal kasar, kebanyakannya dalam bentuk dendrit, berkumpul di satu atau lebih tempat, terdedah kepada kebocoran semasa ujian hidraulik.
Sebab rongga pengecutan (kelonggaran):Pengecutan isipadu berlaku apabila logam dipejalkan daripada keadaan cecair kepada keadaan pepejal. Jika pengisian semula keluli lebur tidak mencukupi pada masa ini, rongga pengecutan pasti akan berlaku. Rongga pengecutan tuangan keluli pada asasnya disebabkan oleh kawalan proses pemejalan berjujukan yang tidak betul. Sebabnya mungkin termasuk tetapan riser yang salah, suhu penuangan keluli lebur yang terlalu tinggi, dan pengecutan logam yang besar.
Kaedah untuk mencegah rongga pengecutan (kelonggaran):① Reka bentuk sistem penuangan tuangan secara saintifik untuk mencapai pemejalan berjujukan keluli cair, dan bahagian yang memejal terlebih dahulu harus diisi semula dengan keluli cair. ② Tetapkan riser, subsidi, besi sejuk dalaman dan luaran dengan betul dan munasabah untuk memastikan pemejalan berjujukan. ③ Apabila keluli cair dituang, suntikan atas dari riser bermanfaat untuk memastikan suhu keluli cair dan penyuapan, dan mengurangkan kejadian rongga pengecutan. ④ Dari segi kelajuan penuangan, penuangan berkelajuan rendah lebih kondusif untuk pemejalan berjujukan daripada penuangan berkelajuan tinggi. ⑸ Suhu penuangan tidak boleh terlalu tinggi. Keluli cair dikeluarkan dari relau pada suhu tinggi dan dituang selepas penenang, yang bermanfaat untuk mengurangkan rongga pengecutan.
(3) Kemasukan pasir (sanga):Rangkuman pasir (slag), biasanya dikenali sebagai lepuh, ialah lubang bulat atau tidak sekata yang tidak berterusan yang muncul di dalam tuangan. Lubang-lubang tersebut dicampur dengan pasir pengacuan atau sanga keluli, dengan saiz tidak sekata dan diagregatkan di dalamnya. Satu atau lebih tempat, selalunya lebih banyak di bahagian atas.
Punca kemasukan pasir (sanga):Kemasukan sanga disebabkan oleh sanga keluli diskret yang memasuki tuangan bersama-sama dengan keluli cair semasa proses peleburan atau penuangan. Kemasukan pasir disebabkan oleh keketatan rongga acuan yang tidak mencukupi semasa pengacuan. Apabila keluli cair dituang ke dalam rongga acuan, pasir pengacuan dihanyutkan oleh keluli cair dan memasuki bahagian dalam tuangan. Di samping itu, operasi yang tidak betul semasa pemangkasan dan penutupan kotak, dan fenomena pasir yang jatuh keluar juga merupakan sebab kemasukan pasir.
Kaedah untuk mencegah kemasukan pasir (sanga):① Apabila keluli cair dilebur, ekzos dan sanga hendaklah dikeluarkan seteliti mungkin. ② Cuba jangan terbalikkan beg tuang keluli cair, tetapi gunakan beg teko atau beg tuang bawah untuk mengelakkan sanga di atas keluli cair daripada memasuki rongga tuangan bersama-sama dengan keluli cair. ③ Apabila menuang keluli cair, langkah-langkah perlu diambil untuk mengelakkan sanga daripada memasuki rongga acuan bersama keluli cair. ④Untuk mengurangkan kemungkinan kemasukan pasir, pastikan acuan pasir ketat semasa membuat pemodelan, berhati-hati agar tidak kehilangan pasir semasa memangkas, dan bersihkan rongga acuan sebelum menutup kotak.
(4) Retakan:Kebanyakan retakan dalam tuangan adalah retakan panas, dengan bentuk yang tidak sekata, menembusi atau tidak menembusi, berterusan atau terputus-putus, dan logam pada retakan berwarna gelap atau mengalami pengoksidaan permukaan.
sebab-sebab keretakan, iaitu tegasan suhu tinggi dan ubah bentuk filem cecair.
Tegasan suhu tinggi ialah tegasan yang terbentuk akibat pengecutan dan ubah bentuk keluli lebur pada suhu tinggi. Apabila tegasan melebihi had kekuatan atau ubah bentuk plastik logam pada suhu ini, retakan akan berlaku. Ubah bentuk filem cecair ialah pembentukan filem cecair antara butiran kristal semasa proses pemejalan dan penghabluran keluli lebur. Dengan kemajuan pemejalan dan penghabluran, filem cecair berubah bentuk. Apabila jumlah ubah bentuk dan kelajuan ubah bentuk melebihi had tertentu, retakan akan terhasil. Julat suhu retakan haba adalah kira-kira 1200~1450℃.
Faktor-faktor yang mempengaruhi retakan:
① Unsur S dan P dalam keluli merupakan faktor berbahaya bagi retakan, dan eutektiknya dengan besi mengurangkan kekuatan dan keplastikan keluli tuangan pada suhu tinggi, mengakibatkan retakan.
② Kemasukan dan pengasingan sanga dalam keluli meningkatkan kepekatan tegasan, sekali gus meningkatkan kecenderungan keretakan panas.
③ Semakin besar pekali pengecutan linear jenis keluli, semakin besar kecenderungan keretakan panas.
④ Semakin besar kekonduksian terma jenis keluli, semakin besar tegangan permukaan, semakin baik sifat mekanikal suhu tinggi, dan semakin kecil kecenderungan keretakan panas.
⑤ Reka bentuk struktur tuangan kurang baik dari segi kebolehkilangan, seperti sudut bulat yang terlalu kecil, perbezaan ketebalan dinding yang besar, dan kepekatan tegasan yang teruk, yang akan menyebabkan retakan.
⑥Kepadatan acuan pasir terlalu tinggi, dan hasil teras yang rendah menghalang pengecutan tuangan dan meningkatkan kecenderungan retakan.
⑦Lain-lain, seperti susunan riser yang tidak betul, penyejukan tuangan yang terlalu cepat, tekanan berlebihan yang disebabkan oleh pemotongan riser dan rawatan haba, dan sebagainya juga akan menjejaskan penghasilan retakan.
Berdasarkan punca dan faktor yang mempengaruhi retakan di atas, langkah-langkah yang sepadan boleh diambil untuk mengurangkan dan mengelakkan berlakunya kecacatan retakan.
Berdasarkan analisis di atas tentang punca kecacatan tuangan, mengetahui masalah sedia ada dan mengambil langkah penambahbaikan yang sepadan, kita dapat mencari penyelesaian kepada kecacatan tuangan, yang kondusif untuk peningkatan kualiti tuangan.
Masa siaran: 31 Ogos 2023