Nakładanie piasku powlekanego w wysokiej temperaturze na małe i średnie części ze staliwa

Streszczenie: W artykule, uwzględniając charakterystykę mas filmowych, przedstawiono problemy jakościowe napotykane przy produkcji mas formierskich produkowanej przez autorską firmę, przeanalizowano przyczyny ich występowania oraz przyjęto różne receptury i procesy dla różnych praktycznych sytuacjach, dzięki czemu z odlewów można wytwarzać wyroby stalowe spełniające wymagania procesu piaskowania filmowego, który jest szczególnie odpowiedni do odlewania odlewów stalowych wytwarzanych metodą odlewania metodą traconego węgla.

Słowa kluczowe: piasek filmowy; odlewanie stali; odlew z wosku utraconego

Części ze staliwa mają wiele doskonałych właściwości, takich jak stal węglowa, stal niskostopowa, wysoka wytrzymałość, wysoka wytrzymałość i dobry odlew, wydajność spawania; a specjalna stal może spełniać wymagania odporności na zużycie, żaroodporności, odporności na korozję, odporności na niskie temperatury i innych specjalnych warunków pracy. Dlatego części ze staliwa są szeroko stosowane w przemyśle ciężkim, górnictwie, transporcie, elektrowniach, inżynierii mechanicznej, przemyśle lotniczym i wielu innych gałęziach przemysłu. Obecnie, jeśli chodzi o zapotrzebowanie na części ze staliwa, czyli głównie odlewy średnie i duże, oraz wymagania dotyczące produkcji masowej, odlewy małe i średnie są stosunkowo małe, ale ich ilość jest większa i należące do cienkościennych, precyzyjnych, złożonych odlewy, dlatego odgrywa bardzo ważną rolę w różnych dziedzinach przemysłu.

Obecnie przy produkcji małych i średnich odlewów stalowych istnieje sporo metod technologicznych, są one bardzo zróżnicowane i każdy z nich ma swoją własną charakterystykę, każdy ma swoje zalety i wady. Zgodnie z wysoką temperaturą topnienia staliwa, utlenianiem ciekłej stali, słabą płynnością stali, skurczem, części ze staliwa są podatne na niedopełnienie, segregację na zimno, skurcz i osłabienie, pęknięcia i piasek oraz inne wady odlewnicze w cechach poszukiwania najlepszych małe i średnie części ze staliwa, pilnie potrzebni są pracownicy odlewni na całym świecie, aby rozwiązać klucz techniczny. Z aktualnej produkcji w Chinach proces produkcji odlewów jest stosowany w procesie produkcyjnym trzema następującymi metodami: mokrym piaskiem gliniastym, piaskiem samoutwardzalnym z żywicy i metodą odlewania ze stopu.

(1) Mokry piasek gliniasty

Mokry piasek gliniasty, największym ograniczeniem jest to, że wytrzymałość piasku nie jest wysoka, co powoduje, że metoda formowania jest łatwa do wykonania, a odlewy powodują pewne wady odlewnicze. Takie jak łapacze piasku, otwory piaskowe, otwory powietrzne, otwory skurczowe, przyczepność piasku do powierzchni, pęknięcia, pęcznienie skrzynek itp., liczba defektów, które należy zespawać, aby poradzić sobie ze stosunkowo dużymi kosztami czyszczenia, jest wysoka. Dlatego też, biorąc pod uwagę sytuację światową, wydaje się, że produkcja mokrego piasku gliniastego do części stalowych jest niewielka, przy produkcji linii produkcyjnych do automatycznego formowania jest jeszcze mniejsza, dlatego obecnie mokry piasek gliniasty jest używany głównie do produkcji części żeliwnych.

(2) Samoutwardzalny piasek żywiczny

Od 1973 roku Chiny zaczęły badać zastosowanie samoutwardzalnego piasku na bazie żywicy furanowej, poprzez proces modelowania z odlewami o wysokiej dokładności wymiarowej i jakości powierzchni (dokładność wymiarowa CT10 ~ 12, chropowatość powierzchni Ra25 ~ 50um), prowadzenie rdzenia jest dobre, odlewnia czyszczenie piasku jest proste, regeneracja starego suchego piasku jest łatwa do ponownego użycia, wysoki stopień recyklingu (ponad 90%) i inne zalety. Obecnie duże i średnie odlewy stalowe w Chinach robią większy postęp i są powszechnie stosowane. Jednak ze względu na duży współczynnik rozszerzalności cieplnej piasku żywicznego, wysoka temperatura koncesji jest zła, a odlewy ze stali łatwo ulegają pęknięciom. Układ spoiwowy zawiera S, N i inne szkodliwe pierwiastki, które łatwo powodują nawęglanie powierzchni staliwa, wnikanie siarki i mikropęknięcia powierzchniowe; odgazowanie piasku jest duże, odlew jest podatny na porowatość lub defekty N spowodowane porowatością podskórną; w procesie mieszania, modelowania, zalewania, szlifowania, czyszczenia piasku powstają S0, C0 i inne szkodliwe gazy zanieczyszczające środowisko pracy. Dlatego proces piaskowy z wykorzystaniem żywicy furanowej do produkcji odlewów stalowych nie jest idealnym wyborem, szczególnie w przypadku produkcji cienkościennych, skomplikowanych konstrukcyjnie pomp, zaworów, lokomotyw, małych i średnich części staliwnych, co jest jeszcze bardziej niepożądane .

(3) Metoda odlewania w wosku traconym

Zgodnie z wymaganiami produktów do odlewania precyzyjnego i procesu produkcyjnego, można je podzielić na dwie kategorie: pierwsza to zastosowanie wysokiej jakości materiału formy, formy wysokociśnieniowej, powłoki Sol krzemionkowej i krzemianowej z octanu etylu, odparafinowania parowego, szybkiego atmosferycznego lub następnie proces topienia i odlewania próżniowego. Istnieje wspólny międzynarodowy proces odlewania w stanie stopionym. Może produkować odlewy precyzyjne na poziomie CT4 ~ 6, chropowatość powierzchni Ra0,8 ~ 6,3um, wykorzystywane głównie do produkcji łopatek samolotów i turbin gazowych oraz innych wysokiej jakości odlewów inwestycyjnych: lub ogólnej stali nierdzewnej, stali niskostopowej, stali węglowej i innych inwestycji odlewy. Ten rodzaj odlewów wymaga wyższego poziomu technologii i kosztów produkcji, a jego ogólny udział w Chinach jest niewielki. Drugą kategorią jest zastosowanie niskiej jakości materiału do formowania stearynianu parafinowego, wytwarzanie form pod niskim ciśnieniem, skorupa ze szkła wodnego, odparafinowanie gorącą wodą, powolny proces topienia i zalewania w atmosferze. Może produkować odlewy o poziomie precyzji CT7 ~ 9 i chropowatości powierzchni Ra2,5 ~ 25 μm, stosowane głównie do produkcji części ze stali węglowej i niskostopowej o niskich wymaganiach jakościowych. Ze względu na krótki cykl produkcyjny, niskie ceny surowców i materiałów pomocniczych, mniejsze inwestycje w sprzęt, znajduje szerokie zastosowanie w krajowych gałęziach przemysłu takich jak pojazdy ciężkie, ciągniki, maszyny, urządzenia hutnicze, obrabiarki, pompy i zawory itp. Obecnie jest używany do zastąpienia odlewania piaskowego w Chinach. Jest to główna metoda modelowania zastępująca odlewanie piaskowe w produkcji małych precyzyjnych i skomplikowanych odlewów stalowych w Chinach. Istnieją jednak dodatki dotyczące obróbki odlewów, zużycia energii i surowców, długich cykli produkcyjnych, poważnego zanieczyszczenia środowiska, niskiej wydajności produkcji i innych problemów.

Biorąc pod uwagę obecną produkcję odlewów w produkcji powyższych trzech rodzajów małych metod produkcji odlewów precyzyjnych, istnieją pewne wady, autorzy tego artykułu, według gorącej skrzynki rdzeniowej z piasku z żywicy furanowej, mobilność jest słaba, zimna skrzynia z rdzeniem piaskowym, mobilność jest dobra, ale po wyjęciu z pudełka wytrzymałość jest niska i zaproponowano zastosowanie procesu odlewania powłoki piaskowej z powłoką żywiczną w celu wytworzenia małych precyzyjnych odlewów w procesie odlewania.

Odlewanie skorupowe zostało opracowane w Niemczech w latach czterdziestych XX wieku, ale w badaniach krajowych pojawiło się późno. W porównaniu z konwencjonalnym odlewaniem z muszli piaskowej, odlewanie piaskowe wiąże się z mniejszymi inwestycjami w sprzęt, małą powierzchnią, wygodną produkcją, wysoką wydajnością produkcji, odlewaniem z mniejszą ilością piasku, mniejszym pyłem w miejscu produkcji, hałasem, a zatem powoduje niewielkie zanieczyszczenie środowiska, powierzchnia odlewu wykończenie jest wysokie, wysoka dokładność wymiarowa itp. W chińskim przemyśle samochodowym szeroko stosowane są części żeliwne. Aby poprawić odporność cieplną piasku filmowego, Chiny przyjęły specjalny surowy piasek (taki jak piasek cyrkonowy, piasek chromitowy itp.) przetworzony na specjalny piasek filmowy w celu zaspokojenia potrzeb produkcyjnych. Jednak piasek cyrkonowy, piasek chromitowy i inne specjalne surowce piaskowe są rzadkie, drogie i opierają się na imporcie: Ponadto powierzchnia części ze staliwa, szczególnie w otworach odlewniczych (głowica rdzenia) na powierzchni i narożach, wygląd ślady gwintów lub pomarszczone wady odlewnicze, które poważnie wpływają na jakość powierzchni odlewu, ograniczając jego zastosowanie w produkcji. Biorąc pod uwagę wysoką temperaturę zalewania, słabą płynność metalu i duży skurcz odlewów małych części stalowych wytwarzanych z piasku powlekanego, zmodyfikowaliśmy żywicę fenolową w celu poprawy jej odporności cieplnej, polepszenia właściwości termicznych oraz dodaliśmy specjalne materiały pomocnicze spowalniające rozkład żywicy, tłumi ciepło rozkładu wytwarzane przez piasek, dodatkowo poprawia płynność powlekanego piasku, zwiększa wytrzymałość w wysokiej temperaturze i jego stabilność oraz utrzymuje niską zawartość. Dlatego też specjalny piasek powlekany odporny na wysokie temperatury na bazie kwarcu opracowano piasek, który ma doskonałą wydajność w wysokich temperaturach i inne wszechstronne właściwości odlewnicze, może zastąpić drogi powlekany piasek cyrkonowy w produkcji różnorodnych złożonych małych precyzyjnych odlewów stalowych, znacznie zmniejszając koszty w celu poprawy wydajności i jakości odlewów. Wytrzymałość na ściskanie w wysokiej temperaturze piasku powlekanego wzrasta do ponad 0,8 MPa od 0,1 ~ 0,2 MPa zwykłego piasku powlekanego, czas odporności cieplnej wzrasta do ponad 150 s od 60 ~ 110 s zwykłego piasku powlekanego, wytrzymałość na rozciąganie w temperaturze pokojowej przekracza 3,5 MPa, opór cieplny przekracza 2,0 MPa, a ilość wydzielającego się gazu jest mniejsza niż 18 m1/g (patrz tabela 1).