Aplicação de areia revestida de alta temperatura em peças de aço fundido pequenas e médias

Resumo: Neste artigo, de acordo com as características da areia filme, são apresentados os problemas de qualidade encontrados na produção da areia de fundição de aço produzida pela empresa do autor, são analisadas as razões de sua ocorrência e são adotadas diversas fórmulas e processos para diversos situações práticas, para que a fundição possa produzir produtos de aço que atendam aos requisitos do processo de filme areia, que é especialmente adequado para fundir peças fundidas de aço produzidas por microfusão.

Palavras-chave: filme de areia; aço fundido; fundição por cera perdida

As peças de aço fundido têm muitas propriedades excelentes, como aço carbono, aço de baixa liga, alta resistência, alta tenacidade e boa fundição, desempenho de soldagem; e o aço especial pode atender a resistência ao desgaste, ao calor, à corrosão, à baixa temperatura e outras condições especiais de trabalho. Portanto, as peças de aço fundido são amplamente utilizadas em serviços pesados, mineração, transporte, usinas de energia, engenharia mecânica, aeroespacial e muitas outras indústrias. Atualmente, em termos de demanda por peças fundidas de aço, principalmente peças fundidas de médio e grande porte, e requisitos de produção em massa, peças fundidas de pequeno e médio porte são relativamente pequenas, mas a quantidade é maior e, pertencentes a peças fundidas de paredes finas, de precisão e complexas peças fundidas, portanto, desempenham um papel muito importante em diversos campos industriais.

Atualmente, na produção de peças fundidas de aço de pequeno e médio porte existem vários métodos tecnológicos, sendo eles muito diversos e cada um deles possui características próprias, cada um com suas vantagens e desvantagens. De acordo com o alto ponto de fusão do aço fundido, oxidação do aço líquido, baixa fluidez do aço, encolhimento, peças de aço fundido são propensas a enchimento insuficiente, segregação a frio, encolhimento e enfraquecimento, rachaduras e areia e outros defeitos de fundição nas características de busca do melhor peças de aço fundido de pequeno e médio porte, deve haver trabalhadores de fundição mundiais urgentemente necessários para resolver a chave técnica. A partir da produção real da China, o processo de produção de fundição é aplicado no processo de produção e tem sido aplicado nos seguintes três tipos de métodos: areia úmida de argila, areia auto-endurecedora de resina e método de fundição por fusão.

(1) Argila Areia Molhada

Areia úmida de argila, a maior limitação é que a resistência da areia não é alta, resultando no método de moldagem fácil de fazer com que as peças fundidas produzam alguns defeitos de fundição. Tais como armadilhas de areia, buracos de areia, buracos de ar, buracos de encolhimento, adesão de areia superficial, rachaduras, inchaço de caixa, etc., o número de defeitos que precisam ser soldados para lidar com uma quantidade relativamente grande de custos de limpeza é alto. Portanto, com base na situação mundial, parece que a produção de areia úmida argilosa de peças de aço não é muito, com linha de produção de moldagem automática a produção é ainda menor, então atualmente a areia úmida argilosa é usada principalmente para a produção de peças de ferro fundido.

(2) Areia de resina auto-endurecedora

Desde 1973, a China começou a explorar a aplicação de areia auto-endurecedora de resina furânica, através do processo de modelagem com peças fundidas de alta precisão dimensional e qualidade superficial (precisão dimensional CT10 ~ 12, rugosidade superficial Ra25 ~ 50um), roteamento do núcleo é bom, fundição a limpeza da areia é simples, a regeneração da areia seca antiga é fácil de reutilizar, a taxa de reciclagem é alta (mais de 90%) e outras vantagens. Atualmente, as peças fundidas de aço de grande e médio porte na China estão fazendo maior progresso e são amplamente utilizadas. Porém, devido ao grande coeficiente de expansão térmica da areia resinosa, a alta temperatura da concessão é ruim, as peças de aço fundido são fáceis de produzir trincas. O sistema ligante contém S, N e outros elementos nocivos, que facilmente causam carburação da superfície do aço fundido, penetração de enxofre e microfissuras superficiais; a liberação de gases da areia é alta, a fundição é propensa à porosidade ou defeitos de N causados ​​pela porosidade subcutânea; o processo de mistura de areia, modelagem, vazamento, lixamento, limpeza produz S0, C0 e outros gases nocivos que poluem o ambiente de trabalho. Portanto, o processo de areia com resina furânica para produção de peças de aço fundido não é a escolha ideal, principalmente para a produção de bombas, válvulas, locomotivas, peças de aço fundido de paredes finas e estruturalmente complexas, o que é ainda mais indesejável .

(3) Método de fundição por cera perdida

De acordo com os requisitos dos produtos de fundição de precisão e do processo de produção, podem ser divididos em duas categorias: a primeira é o uso de material de molde de alta qualidade, molde de alta pressão, sílica Sol e casca de acetato de etila de silicato, desparafinação a vapor, atmosférico rápido ou processo de fusão e fundição a vácuo, então existe um processo internacional de fundição por fusão comum. Pode produzir peças fundidas de precisão de nível CT4 ~ 6, rugosidade superficial Ra0,8 ~ 6,3um, usada principalmente para produzir lâminas de aeronaves e turbinas a gás e outras peças fundidas de investimento de alta qualidade: ou aço inoxidável geral, aço de baixa liga, aço carbono e outros investimentos peças fundidas. Este tipo de fundição requer um nível mais elevado de tecnologia e custos de produção, e a sua participação global é pequena na China. A segunda categoria é o uso de material de moldagem de estearato parafínico de baixa qualidade, fabricação de moldes de baixa pressão, casca de vidro de água, desparafinação com água quente, fusão atmosférica lenta e processo de vazamento. Pode produzir peças fundidas com nível de precisão CT7 ~ 9 e rugosidade superficial Ra2,5 ~ 25μm, usadas principalmente para produzir peças de carbono e aço de baixa liga com requisitos de baixa qualidade. Devido ao curto ciclo de produção, baixos preços de matérias-primas e materiais auxiliares, menor investimento em equipamentos, é amplamente utilizado em indústrias nacionais como veículos pesados, tratores, máquinas, equipamentos metalúrgicos, máquinas-ferramentas, bombas e válvulas, etc. Atualmente é usado para substituir a fundição em areia na China. É o principal método de modelagem que substitui a fundição em areia na produção de peças fundidas de aço complexas e de pequena precisão na China. No entanto, há subsídios para processamento de fundição, consumo de energia e matéria-prima, longos ciclos de produção, poluição ambiental severa, baixa eficiência de produção e outros problemas.

Tendo em vista a atual produção de fundição na produção dos três tipos acima de métodos de processo de produção de fundição de pequena precisão, existem certas desvantagens, os autores deste artigo, de acordo com a caixa de núcleo quente de areia de resina furânica, a mobilidade é fraca, a caixa fria com núcleo de areia, a mobilidade é boa, mas fora da caixa a resistência é baixa, e propôs o uso do processo de fundição de casca de areia com revestimento de resina, para produzir pequenas peças fundidas de precisão do processo de fundição.

A fundição em concha foi desenvolvida pela Alemanha na década de 1940, mas chegou tardiamente à pesquisa nacional. Em comparação com a fundição convencional em areia, a fundição em areia tem menos investimento em equipamentos, pegada pequena, produção conveniente, alta eficiência de produção, fundição com menos areia, menos poeira no local de produção, ruído e, portanto, tem pouca poluição ao meio ambiente, superfície de fundição o acabamento é alto, alta precisão dimensional, etc., na indústria automobilística da China, as peças de ferro fundido são amplamente utilizadas. A fim de melhorar a resistência ao calor da areia de filme, a China adotou areia bruta especial (como areia de zircão, areia de cromita, etc.) processada em areia de filme especial para atender às necessidades de produção. No entanto, areia de zircão, areia de cromita e outras matérias-primas de areia especial são escassas, caras e dependem de importações: Além disso, a superfície das peças de aço fundido, especialmente nos furos de fundição (cabeça do núcleo) na superfície e nos cantos, a aparência de marcas de rosca ou defeitos de fundição de pele enrugada, que afetam seriamente a qualidade da superfície de fundição, limitando seu uso na produção. Considerando a alta temperatura de vazamento, a baixa fluidez do metal e o grande encolhimento das peças fundidas de pequenas peças de aço produzidas por areia revestida, modificamos a resina fenólica para melhorar sua resistência ao calor, melhorar suas propriedades térmicas e adicionar alguns materiais auxiliares especiais para retardar o decomposição da resina, suprime o calor de decomposição gerado pela areia, melhora ainda mais a fluidez da areia revestida, aumenta a resistência a altas temperaturas e sua estabilidade e mantém baixo teor. Portanto, areia revestida especial resistente a altas temperaturas à base de quartzo. areia foi desenvolvida, que tem excelente desempenho em alta temperatura e outras características de fundição abrangentes, pode substituir areia de zircônia revestida cara para produzir uma variedade de peças fundidas de aço de pequena precisão complexas, reduzindo significativamente os custos para melhorar o rendimento e a qualidade da fundição. A resistência à compressão de alta temperatura da areia revestida aumenta para mais de 0,8 MPa de 0,1 ~ 0,2 MPa de areia revestida comum, o tempo de resistência ao calor aumenta para mais de 150s de 60 ~ 110s de areia revestida comum, resistência à tração à temperatura ambiente excede 3,5 MPa, a resistência ao calor excede 2,0 MPa e a quantidade de evolução de gás é inferior a 18 m1/g (ver Tabela 1).