Dökümün yüzeyi bir kabuk halinde katılaşmadan önce, kum kalıpları ve kum maçaları gibi kalıplama malzemeleri gaz üretmek üzere ısıtılır. Gazlar erimiş metal içinde çözünmez, ancak basınç altında erimiş metalin içine girerek kabarcıklar ve gözenekler oluşturur. Şu anda ülkemdeki ıslak kalıp döküm fabrikalarında ortaya çıkan gözenek kusurlarının çoğu bu tür "girici gözeneklere" aittir.
Kum kalıbı ve maça tarafından yayılan gazın kumun gözeneklerinden boşaltılması en iyisidir. Ancak kum kalıplarının ve kum maçalarının havalandırma kapasiteleri sınırlıdır ve karmaşık kum maçaları için egzoz geçitleri oluşturmak özellikle zordur. Üretilen gaz miktarı arttıkça gaz kaynağındaki arayüz gaz basıncı ("geri basınç" olarak adlandırılır) artmaya devam eder. Dökme hızı hızlıysa oradaki erimiş metalin statik basıncı gazın karşı basıncını aşar ve buradaki gaz erimiş metali istila edemez. Ara yüzeydeki erimiş metal, gaz oluşumunun karşı basıncını aşacak kadar yeterli statik basınç oluşturamazsa, gaz, dökümün katılaşmamış yüzeyinden geçerek erimiş metalin içine girerek kabarcıklar oluşturur. Erimiş metale açılan kabarcıkların ısıtılmış hacmi genişlemeye devam etme eğilimindedir. Dahası, bazı gaz kaynakları sürekli olarak gaz taşır ve erimiş metalde kabarcık dizileri ortaya çıkar. İstilacı stomaların şekli küresel veya armut şeklindedir. Ucunun işaret ettiği yön hava kaynağının yönüdür. İstilacı gözeneklerin boyutu değişir. Yüzebilir ve dökümdeki gaz kaynağının çok üzerinde kalamazlar veya dökümün üst yüzeyinin derisi altında toplanarak düz bir şekil oluşturabilirler. Dökme sıcaklığı yüksekse ve erimiş metalin viskozitesi düşükse, işgalci kabarcıklar kum kalıbın üst yüzeyinden kaçabilir veya erimiş metalle birlikte taşma yükselticisine akabilir. Gözeneklerin kaynağı kum kalıbına veya maçaya bağlı olarak değişir.
1. Duvarın havalandırma kapasitesi arttırılarak ve kalıp kumunun gaz üretimi azaltılarak stoma kusurları önlenebilir. Spesifik nedenler ve önleyici tedbirler aşağıdaki gibidir:
1. Yaş kum kalıbında büyük miktarda gaz bulunur: kalıplama kumunun nemi çok yüksektir, özellikle toz haline getirilmiş kömür içeriği çok fazla olduğunda, erimiş metal içine döküldüğünde aniden büyük miktarda gaz yayılabilir. kalıp boşluğu. Egzoz aynı zamanda pürüzsüz değilse, gaz basıncı erimiş metalin yerel statik basıncını aşacak ve aniden erimiş metalin içine nüfuz ederek patlayıcı bir sıçrama oluşturacaktır. Dökümde daha büyük kabarcıklar oluşturacak olan buna genellikle "boğulma ateşi" adı verilir. Bu nedenle yaş kum dökümü sırasında kalıp kumunun sıkıştırma oranı ve nem içeriğinin sıkı bir şekilde kontrol edilmesi ve gaz üretim oranının çok yüksek olmaması gerekir. Kalıplama kumunun etkili toz haline getirilmiş kömür içeriği esas olarak dökümün yüzey morfolojisine göre kontrol edilmelidir. Döküm yüzeyine hafif kum yapışıyorsa toz kömür miktarı bir miktar artırılabilir. Dökümün yüzeyi maviye dönmüşse, aşırı gaz oluşumunu önlemek için toz haline getirilmiş kömürün etkili miktarı azaltılmalıdır.
2. Yeşil kumdaki yabancı maddeler ısıtıldığında gaz yayar: küçük kil topları, parçalanmış kağıt topları, sigara izmaritleri, nem emici kum çekirdeği parçaları ve kalıp kumuna karışan diğer organik maddeler ısıtıldığında gaz yayar ve daha sonra değişecektir. yeşil kumdaki suyu emer. Yoğun gaz üretim performansını artırın. Bu yabancı maddeler kalıp boşluğunun yüzeyinde açığa çıkar ve kaçınılmaz olarak konsantre gaz emisyon noktaları haline gelir. Döküm üretiminde birçok açıklanamayan gözenek kusuru çoğunlukla kalıp kumuna karışan yabancı maddelerden kaynaklanır. Bazen kabarcıklar birbiri ardına üretilir ve dökümün enine kesitinde bir dizi gözenek haline gelir.
3. Islak kalıptaki kum maça ve iç soğutma demiri nemden etkilenir: Belirli bir vana dökümhanesinde kalıplandıktan sonra soğuk maça kutusu kum maça maçası ve toka kutusu hemen kapatılır ve ertesi gün döküm için fırın açılır. . Dökümlerdeki çok sayıda gözenek kusuru, kum maçadaki nem emiliminden kaynaklanır. Soğuk maça sandığı kum maça nemi kolaylıkla emer. Dökme sırasında kum çekirdeği tarafından emilen su, ısıtıldığında hemen buharlaşarak su buharına dönüşür ve erimiş metalin içine girerek kabarcıklar oluşturur. Fırını aynı gün açamayan fabrikalar, maçaları yerleştirmeden kutuyu kapatıp, kum kalıbını açmadan önce açılış gününe kadar bekleyebilir, maça ayarlayabilir, kalıbı kapatabilir ve döküm yaparak aşırı nem emilimini engelleyebilirler. kum kalıbı. Sıcak kumla modelleme yaparken daha dikkatli olmalısınız. Kalıplamadan sonra dökmeden önce bir süre beklerseniz, sıcak kumdan sürekli olarak yayılan su buharı kalıp boşluğunda yoğunlaşacak ve soğuk kum maçası, maça desteği veya dahili soğutma demiri yerleştirilecektir. Örneğin, Şekil 28, iç çapı 4 inç (x101,6 mm) olan silindirik bir dökümü göstermektedir. Sıcak kalıplama kumunun nem içeriği %3,5, sıcaklık 58 derece, iç ve kum çekirdek sıcaklıkları 18 derece olup kalıplama sonrası döküm 80 dakika bekletilir. Soğutma, temizleme ve işlemeden sonra, kum çekirdeğinin üst yüzeyine yakın dökümlerde, kum çekirdeğinin yüzeyinde su buharının yoğunlaşması nedeniyle oluşan, dağınık olarak dağılmış bal peteği gözenek kusurları ortaya çıkar.
4. Kum kalıbının egzoz kapasitesi yetersizdir: Yeşil kum yüksek hava geçirgenliğine sahiptir, bu da arayüzdeki karşı basıncın tahliye edilmesine yardımcı olur. Ancak döküm üzerine mekanik kum yapışmasını veya yüzey pürüzlülüğünü önlemek için çok yüksek olmamalıdır. Kum kalıbının kompaktlığı ne kadar yüksek olursa, kum taneleri arasındaki boşluk o kadar küçük olur ve döküm sırasında kum kalıbının havalandırma kapasitesi o kadar kötü olur. Gözenek kusurlarını önlemek için, yalnızca kum kalıbın hava geçirgenliğine güvenmek genellikle mümkün değildir, aynı zamanda egzoz kapasitesini artırmak için ek egzoz kanalları da sağlamak mümkündür. Elle kalıplama ve basit makineyle kalıplama sırasında, kum kalıbın havalandırma kabiliyetini arttırmak için, kalıplama işçisi kum kalıbın arkasından nüfuz etmeyen havalandırma deliklerini açmak için sivri uçlu bir matkap kullanır. Havalandırma deliğinin derinliği desenden yaklaşık 4 ila 5 mm uzaktadır; bu, desenin zarar görmesini önleyebilir ve egzoz direncini azaltmak için kalıplama kumunun nem yapışma katmanına nüfuz edebilir veya buna yakın olabilir. Kum kalıp üzerinde doğrudan atmosfere havalandırma delikleri açmak da yaygındır. Mekanizasyon derecesi daha yüksek olan kalıplama makineleri, şablon üzerinde düz levha şeklinde ve yuvarlak delik şeklinde egzoz kanalları kullanır ve kalıbın her bir çıkıntısında atmosfere açık olmayan egzoz iğneleri ile donatılmıştır. Havalandırma piminin yüksekliği kum kalıbının kalınlığının yarısı kadar olsa bile o bölgedeki hava geçirgenlik değeri iki katına çıkacaktır. Bazı modelleme üretim hatlarında düz veya yarı geçişli delikleri delmek için özel delme makineleri bulunur. Yurt dışında dizel motor silindir blokları üretmek için yüksek basınçlı kalıplama hattı kullanan bir dökümhane gördüm. Üst kum kalıbı açıldıktan sonra işçiler, kalıp boşluğundan çok sayıda egzoz deliği açmak için uzun el tipi bir elektrikli matkap kullandılar. Dikey ayırma enjeksiyonlu kalıplamanın kalıp boşluğunda hava tutan parçalar vardır ve gaz, sac egzoz olukları kullanılarak boşaltılabilir.
5. Erimiş demirin düşük basıncı ve sıcaklığı: Üst kum kutusunun kalıp boşluğunun üst yüzeyinde yenen kum miktarı çok az olmamalıdır. Bir yandan erimiş demirin kum kalıbını kırmasını engeller. Öte yandan erimiş demirin statik basıncını artırarak kum kalıbının ve kum çekirdeğinin gelişimini engeller. Hava geri basıncı. Kapı halkalarının ve yükseltici halkaların kum kalıbına yerleştirilmesi de metalin hidrolik basıncını artırabilir. Erimiş demirin dökme sıcaklığının arttırılması, erimiş metalin viskozitesini azaltabilir, bu da kabarcıkların yüzmesini ve erimiş demirden dışarı atılmasını kolaylaştırır. Aynı dökme potasındaki son tip erimiş demirin gerçek dökme sıcaklığına özellikle dikkat edin. Dökme sıcaklığının uygun şekilde arttırılması sadece gözeneklere girmeyi önlemek için yararlı olmakla kalmaz, aynı zamanda gözeneklerin ve diğer gözeneklerin sıkışması, soğuk izolasyon ve yetersiz dökme gibi kusurların önlenmesine de yardımcı olur. Taşma yükselticisinin açılması, kabarcıklar ve kalıntılarla karışmış erimiş demirin kalıp boşluğundan dışarı boşaltılmasına neden olabilir.
2. Kum çekirdeği gaz yayar
Kum maçayı yapmak için kullanılan bağlayıcıya bakılmaksızın, döküm üretiminin müdahaleci gözeneklilik kusurları üretme olasılığı daha yüksektir. Kum çekirdeği erimiş demir ile çevrelendiğinden ve şiddetli bir şekilde ısıtıldığından, bağlayıcı ayrışır ve büyük miktarda gaz üretir. Kum maçası, maça kafası aracılığıyla kum maça yuvasına bağlanır ve gaz, maça koltuğundan kalıbın dışına boşaltılır. Egzoz sistemini düzgün hale getirmek zordur. Otomobil motoru silindir blokları ve silindir kafaları gibi çok kumlu maça dökümleri üreten dökümhanelerde sıklıkla karşılaşılan gözeneklilik kusurlarının büyük çoğunluğu, kum maçadaki gazın dışarı çıkmasından kaynaklanır. Japonya'daki Toyota Corporation Merkezi Araştırma Enstitüsü, otomobil dökümleri için erimiş demirin fenolik reçine kum kabuk çekirdeğine dökülmesi sırasında arayüzdeki geri basınç ve gözenek oluşturma mekanizmasını inceledi. Dökümden sonra zaman içinde kabuk çekirdeğinin gaz basıncındaki (cm Fe cinsinden) değişimi ölçmek için gözeneklerin oluşmaya yatkın olduğu bir yerde silikon diyafram basınç sensörü kullanılır. Aynı zamanda dökülen sıvı seviyesi arttıkça erimiş demir basıncının (cm Fe cinsinden) arttığı da ölçülmüştür. Sonuçlar kum çekirdeği gaz basıncında üç tepe noktası olduğunu göstermektedir (Şekil 29'daki eğriye bakınız). I, erimiş demirin kum çekirdeğini kapladığı andaki karşı basınçtır; II, 10 ila 30 saniye sonra karşı basıncın en yüksek zirvesidir; III daha düşük bir tepe değerine sahiptir ve zaman süresi kum maçadaki reçine bağlayıcı içeriğine bağlıdır. Dökmeden sonraki erimiş demir basıncı A, kabuk çekirdeğinin gaz üretimi karşı basıncından daha büyükse, eğri düzgün olacak ve hiçbir gözenek kusuru meydana gelmeyecektir. Dökülen erimiş demir basıncı B ise, gaz basıncı II zirvesi önemli ölçüde salınır; bunun nedeni, kum çekirdeği gazının erimiş demir basıncını aşması ve erimiş demiri istila etmesidir, yani kabarcık olgusu. Kabarcık üfleme süresi kısa ve ön katılaşma süresi uzunsa, gözenek kusurları mutlaka meydana gelmese de, erimiş demir basıncı A olduğu duruma göre daha fazla gözenek kusurları olacaktır. Seri üretimde bazı hava deliği kusurları meydana gelebilir. Etkin erimiş demir basıncı yalnızca C ise, kum çekirdeğinin gaz geri basıncı erimiş demir basıncını aşar ve erimiş demir kum çekirdeğini kapladıktan hemen sonra kabarcıklar ortaya çıkar. Dökümün yüzeyi katılaşana ve eğrinin I, II ve III tepe noktaları kaybolana kadar devam edin; bu, dökümde gözenek kusurları olması gerektiğini gösterir. Zaman-basınç eğrisinden görülebileceği gibi, eğer erimiş demir basıncı, dökmeden sonra herhangi bir zamanda ara yüzeyin karşı basıncını aşarsa, kum çekirdeğinden erimiş demirin içine giren kabarcıklar olmayacaktır.
3. Kum çekirdeğindeki gözeneklerin girmesini önlemek için yaygın olarak kullanılan yöntemler şunlardır:
1. Kum çekirdeğinin egzoz kapasitesini arttırın: Mümkün olduğunda kum çekirdeğinin ortasında düzgün bir egzoz deliği bulunmalıdır. Maça kafası ile maça yuvası arasındaki boşluk büyükse, erimiş metalin egzoz gazına nüfuz etmemesini sağlamak için kum maça kafasının refrakter fiber keçe pedler, çamur şeritleri, asbest halatları vb. sızdırmazlık malzemeleriyle kapatılması gerekir. kanal. Kalın ve geniş kesitli kum maçalar için, bunlar oyulmalı veya ızgara şeklinde bir iç boşluğa ikiye bölünerek yapıştırılmalıdır. Reçineyle kendiliğinden sertleşen kum maçaları için en yaygın olarak kullanılan egzoz yöntemi, kum maçasının herhangi bir şekli boyunca kum maçaya kolayca gömülebilen naylon örgülü hortumların kullanılmasıdır. İçten yanmalı motor silindir kafaları ve motor blokları gibi karmaşık dökümlerin kum maçaları için, kum maçasının egzoz kapasitesine özel dikkat gösterilmelidir. Sıcak maça kutuları, soğuk maça kutuları ve kabuk maçaların tümü entegre olarak vurulur. Egzoz boruları önceden gömülemez ancak havalandırma iğneleri veya çubukları maça yapımı sırasında yerleştirilebilir ve yapılabilir (bazılarının karot almadan önce çıkarılması gerekir). Daha sık olarak, kum çekirdeği sertleştikten sonra, egzozun çıkarılmasına yardımcı olmak amacıyla karot başlığını delmek için bir karbür matkap ucu kullanılır. Bir defasında yabancı bir seri üretim otomobil döküm fabrikası görmüştüm. Çok silindirli silindir kafalı su ceketi kum maçası üretilirken, su ceketi kum maçasının her bir soğutma suyu kanalı maça kafası için aşağıdan yukarıya doğru kör delikleri eş zamanlı olarak delmek üzere özel bir çok kafalı delme makinesi kullanıldı. Delme derinliği fazla olmasa da egzozda oldukça faydalıdır.
2. Reçine kum çekirdeğinin gaz üretimini mümkün olduğu kadar azaltın: Bağlanma kuvveti yüksek, gaz üretimi düşük ve gaz üretimi yavaş olan bir bağlayıcı seçin, eklenen bağlayıcı miktarını azaltın ve kum çekirdeğini dikkatlice pişirin; diğer önlemler azaltabilir kum çekirdeğinin gaz üretimi. Gaz hacmi ve gaz üretim hızı.
3. Dökme hızını ve dökme sıcaklığını artırın: Türbülansın oluşmayacağı, gazın sıkışıp kalmayacağı ve kalıbın aşınmayacağı varsayımıyla, gaz girişini önlemek amacıyla metal sıvı basıncını hızlı bir şekilde oluşturmak için dökme hızı artırılmalıdır. Ek olarak, erimiş demirin viskozitesini azaltmak için dökme sıcaklığını arttırmak da en iyisidir, böylece gelen kabarcıklar kolayca yüzebilir ve metal akışıyla birlikte taşma yükselticisine boşaltılabilir. Bu nedenle dökümlerde sıkışan veya istila eden gözenek kusurları olduğunda, dökme sıcaklığının 30 ila 50 derece arttırılmasıyla gözenek kusurlarının ortadan kaldırılması mümkündür. Üretim sırasında her döküm paketindeki erimiş demirin son kutusunun gerçek sıcaklığı kontrol edilmelidir. Nihai erimiş demirin sıcaklığı düştüğü için gözenek kusurlarının oluşması muhtemeldir.
4. Maça kafasının ateşlenmesi: Dökme sırasında, kum çekirdeğinden kaçan gazı tutuşturmak için kum kalıbının üst kısmındaki kum maça egzoz sisteminin gaz çıkışını ateşleyin. Gaz çıkışının ekstraksiyon kuvvetini artırabilir ve kum çekirdeği gazı boşaltma hızını artırabilir.
