În producția de turnare, incidența cavităților de contracție și a defectelor de porozitate în componentele din oțel turnat este semnificativ mai mare decât în componentele din fontă - diferența de bază constă în „compensarea de contracție a grafitului”: fontă are un conținut ridicat de carbon, iar în timpul solidificării, extinderea grafitului poate umple golurile de contracție; Cu toate acestea, oțelul turnat are un conținut scăzut de carbon și, practic, nici o compensare de contracție a grafitului, ceea ce duce la contracția lichidă, plus contracția de solidificare care depășește adesea contracția solidă, rezultând în cele din urmă cavități de contracție și porozitate.
1. Cauze de cavități de contracție și porozitate
Cauză fundamentală: rezultatul inevitabil al discrepanțelor de contracție
În timpul solidificării componentelor din oțel turnat, suma contracției lichidului (reducerea volumului datorată scăderii temperaturii) și a contracției de solidificare (reducerea volumului de la lichid la stare solidă) depășește adesea contracția solidă (reducerea volumului datorată răcirii în stare solidă) - Această „diferență de contracție” este o caracteristică inerentă a componentelor din oțel turnat și a cauzei rădăcinilor cavităților de contracție și a verației.
Cavități de contracție: "pâlnie - goluri în formă" în timpul solidificării
Prin descompunerea procesului de solidificare, formarea cavităților de contracție poate fi împărțită în trei etape:
Etapa de alimentare: După turnare, pe măsură ce temperatura lichidului de oțel scade, dacă alergătorul intern nu s -a solidificat, turnarea poate continua să fie alimentate cu lichid de oțel de la alergător, menținând cavitatea matriței umplută continuu cu lichid.
Închidere coajă tare: Când lichidul de oțel de pe peretele matriței se răcește la linia lichidus, se formează o coajă dură pe suprafață; Dacă alergătorul intern se solidifică în acest moment, lichidul de oțel din interiorul cochiliei dure este „prins”.
Formarea cavității de cădere a nivelului de lichid și contracție: în timpul răcirii ulterioare, lichidul de oțel continuă să se micșoreze din cauza contracției lichidelor și a contracției de solidificare, în timp ce contracția solidă a cochiliei dure nu poate compensa acest lucru. Sub influența gravitației, nivelul lichidului scade, care se separă de partea superioară a cochiliei dure, formând în cele din urmă o pâlnie - cavitate de contracție în formă (coaja dură din partea de sus se poate deforma, de asemenea, din cauza presiunii atmosferice).
Porozitate de contracție: „pori mici” în ultima zonă de solidificare
Porozitatea de contracție provine din „lichidul de oțel din ultima zonă de solidificare fiind împărțită în mici bazine de topire de către dendrite”:
În timpul etapei de solidificare târzie a turnării, gradientul de temperatură din ultima zonă de solidificare este mic, iar boabele lichidului de oțel cresc sincron, împărțind lichidul de oțel rămas în bazine mici de topire izolate. Aceste bazine de topire nu pot fi compensate în timpul răcirii și solidificării, ceea ce duce la numeroase pori mici.
Pe baza distribuției, porozitatea de contracție este clasificată în trei tipuri:
Porozitate de contracție difuză: porii fini sunt distribuiți în mod uniform, frecvent întâlnite în secțiuni groase, mari, cu o gamă largă de temperatură de cristalizare (de exemplu, regiunea de bază a componentelor mari din oțel turnat);
Porozitate de contracție axială: concentrată de -a lungul axei centrale a plăcii - turnarea în formă/coloană;
Porozitate de contracție localizată: forme în regiuni groase localizate (de exemplu, în apropiere de porți sau cavități de contracție).
„Relația de conversie” între cavitățile de contracție și porozitatea de contracție
Pentru componentele din oțel turnat cu compoziții specifice, volumul total de cavități de contracție și porozitate de contracție este în esență fixat - mai multe cavități de contracție înseamnă o porozitate de contracție mai mică și invers. Cu toate acestea, porozitatea de contracție este mai probabil să se formeze în spațiile interstițiale ale dendritelor din zona de solidificare finală (datorită blocării canalelor de contracție de către cereale).
2. Strategii pentru prevenirea cavităților de contracție și a porozității de contracție:
Convertiți „porozitatea de contracție dispersată” în „cavități de contracție concentrate”, apoi eliminați -le prin creșteri!
Ideea de bază este de a „controla secvența de solidificare și de a stabili canale de compensare eficientă a contracției”: permiteți ca turnarea să se solidifice mai întâi din zonele departe de crescător, cu ultimul solidivizat, compensând continuu contracția în turnare și, în final, „transferul” cavităților de contracție către Riser pentru îndepărtare.
Strategia 1: Proiectați un proces de turnare „solidificare secvențială”
Poziția alergătorului interior: situată în cea mai groasă parte a turnării, cu alergătorul conectat la turnare prin intermediul riserului (asigurându -se că ridicarea este primul care compensează contracția);
Parametri de turnare: reduceți temperatura de turnare și viteza de turnare lentă (pentru a minimiza contracția lichidului și contracția de solidificare), asigurând în același timp umplerea corespunzătoare.
Strategia 2: Utilizați „Triunghiul de fier” al răsturnărilor, blocurilor frisoane și ale riscurilor suplimentare
Cei trei lucrează împreună pentru a ghida direcția de solidificare și pentru a extinde distanța de compensare a contracției:
RISER: Poziția trebuie să fie precisă (pentru a compensa ultima zonă de solidificare), iar volumul trebuie să fie suficient (pentru a stoca oțel topit pentru compensarea contracției);
Fier rece: plasat la subțire - zone de perete ale turnării pentru a accelera solidificarea locală și solidificarea „ghid” spre ridicare;
RISER: Adăugați o „secțiune de tranziție” în zona de tranziție între pereții subțiri și groși ai turnării pentru a extinde canalul Riser, permițând gamei de ridicare a ridicatului să acopere o distanță mai mare.
Strategia 3: Proiectare îmbunătățită a creșterii pentru castinguri speciale
Pentru componente complexe sau mari - size din oțel turnat, designul Riser trebuie modernizat:
RISER izolat: utilizați materiale izolatoare pentru a încetini solidificarea creșterii și a extinde timpul de creștere;
Creșterea presiunii atmosferice: utilizați presiunea atmosferică pentru a ajuta compensația de contracție ridicată (compensați contracția lichidului de oțel);
POST - POUR RISER: Suplimentează ridicarea cu lichid de oțel/căldură după turnare pentru a întârzia solidificarea ridicată.
Esența cavităților de contracție și a porozității în componentele din oțel turnat este „diferența de contracție” + „compensarea insuficientă a contracției”. Cheia pentru prevenire constă în „controlul activ al secvenței de solidificare”: prin coordonarea proceselor de turnare, a razilor/a fierului rece/a materialelor suplimentare, a transforma porozitatea dispersată în cavități de contracție concentrate, apoi permite creșterii să „consume” cavitățile de contracție {{2} în cele din urmă să obțină o componentă de oțel de oțel.