Не развод! дадим образцы на пробу и исследование , цена диллерская
Ужимины, просечки, газовая пористость — наиболее распространенные виды поверхностных дефектов, с которыми сталкивается каждый литейщик. К сожалению, слишком много причин могут способствовать возникновению данных дефектов — недостаточная термостойкость огнеупоров, повышенное содержание влаги в формовочных смесях, избыточное содержание связующих материалов, повышенная газонасыщенность металла и т. д.. Первым шагом к получению качественного литья является выбор песка. Ввиду низкой стоимости, наиболее широко используется кварцевый песок, несмотря на тот факт, что зерна диоксида кремния при нагревании увеличивают линейный размер на 4-7 % (в зависимости от температуры). При подадании расплава в форму, зерна кварцита подвергаются кратковременному сжатию, вслед за которым следует быстрое расширение. Знакопеременные нагрузки вызывают в матрице «песок-связующее» трещины и изломы, которые заполняет жидкий металл, образовывая просечки и ужимины. Существует ряд огнеупорных наполнителей, которые способны сохранять стабильные размеры зерна при высоких температурах (циркон, хромит, оливин), однако их стоимость превышает стоимость кварцита в 8-15 раз. При этом необходимо учитывать, что использование огнеупорных наполнителей с низким коэффициентом теплового расширения не гарантирует получение отливок без ужимин и просечек, так как на образование данных дефектов также влияет степень и способ уплотнения смеси, гранулометрический состав наполнителя. Для некоторых сплавов (преимущественно легированных) характерно высокое содержание цветных металлов, что приводит к пониженной вязкости сплава, при этом вероятность возникновения просечек возрастает. Повышенная температура заливки и, как следствие, пониженная вязкость также способствуют возникновению просечек.
Технологические процессы на основе холоднотвердеющих смесей являются наиболее распространенными на литейных предприятиях. Холоднотвердеющие смеси позволяют обеспечивать как серийное производство, так и единичное изготовление форм и стержней. По своей природе синтетические смолы обладают большей адгезионнной прочностью, нежели когезионной. Смолы для приготовления смеси необходимо столько, чтобы полностью покрыть зерна песка. В идеале содержание смолы должно быть достаточно для сохранения прочности при транспортировке, манипуляциях с формой и во время заливки, при этом необходимо избежать избыточной остаточной прочности при выбивке. Слишком большое содержание смолы не позволяет стержню быть достаточно пластичным и тормозит расширение песка, в результате чего стержень разрушается при попадании металла в форму. Выбор типа и количества смолы для изготовления стержней (форм) имеет важное значение для ограничения негативного воздействия газооборазных продуктов деструкции связующего и минимизации связанных с этим процессом дефектов. При выгорании связующего в поверхностных слоях стержня между зернами песка образуются пустоты, которые может заполнить металл. Газовая пористость образуется в результате попадания газообразных продуктов термодеструкции в тело отливки. При использовании материала «SphereOx» возможно устранение таких дефектов как просечки, прожилки, сокращение количества газовых дефектов, при этом возможно уменьшить содержание связующих в смеси. «SphereOx» представляет собой синтетический оксид железа высокой чистоты, не содержащий органики, кислот, солей, шлаков, избыточной влаги. Этот материал изготавливается по запатентованной технологии, которая обеспечивает точный химический состав и определенный размер частиц. «SphereOx» представляет собой частицы сферической формы черного цвета, насыпной плотностью 2,8 г/см³, с ядром из FeO , который инкапсулирован в Fe2O3 (для нейтрализации газов) и в Fe3O4 (для предотвращения образования прожилок). При этом «SphereOx» имеет нейтральный рН, что позволяет одинаково эффективно использовать его как в кислотных, так и в щелочных системах.
В таблицах 1,2 приведены гранулометрический и химический состав материала.
Таблица 1. Распределение по фракциям
Номера сит (по ASTMMesh)
Размер ячейки сита, мм
Остаток на сите, %
40
0,42
0,1-4,0
50
0,297
5-20
70
0,21
25-55
100
0,149
55-75
140
0,105
80-95
200
0,074
90-98
270
0,053
96-100
Таблица 2. Химический состав
Элемент
Fe
Fe3O4, FeO
C
Mn
P
S
Si
Содержание, %
73,0
98,0
0,09
0,74
0,009
0,01
0,28
Ввиду большого количества переменных факторов в литейной технологии трудно контролировать каждый параметр, который может привести к дефекту литья. Необходимо разработать общую стратегию изготовления литья, которая минимизирует влияние переменных факторов. При этом необходима четкая классификация дефектов литья с целью точного воздействия на первопричину его образования. Использование «SphereOx» в системе «песок-связующее», как было отмечено выше, позволяет устранить сразу несколько видов дефектов. Идея введения оксида железа в формовочные смеси не нова. Большинство имеющихся добавок в песок, в том числе оксид железа в виде окалины, имеют остроугольную чешуйчатую форму. Соответственно, песчано-смоляные смеси с такими добавками требуют значительно бóльших добавок связующего для обеспечения необходимых прочностных свойств. В отличие от частиц чешуйчатой формы, «SphereOx» имеет округлую форму, тем самымобеспечивает хорошую текучесть смеси, не препятствует свободному прохождению газов через форму, более того — частично поглощает их. При использовании «SphereOx» в сочетании с песком округлой формы возможно получить удовлетворительные механические свойства смеси при снижении содержания связующего на 20%. Даже при угловатой форме песка расход смолы можно сократить на 7-10 %. Уменьшение содержания смолы, в свою очередь, уменьшает вероятность образования газовых дефектов и предотвращает науглераживание поверхности низкоуглеродистых стальных отливок, а также снижает себестоимость изготовления форм. Механизм взаимодействия «SphereOx» с песком следующий: вследствие реакции кварцита с оксидом железа образуется фаялит, который имеет низкую температуру плавления и заполняет межзеренное пространство, тем самым предотвращая проникновение жидкого металла.
Пример использования «SphereOx» на отливке «Зуб ковша». Марганцовистая сталь, вес отливки ~70 кг.
Устранение дефектов литья 1
Рисунок 1. 1,5 % смолы, 0% «SphereOx»
Устранение дефектов литья 2
Рисунок 2. 1,35 % смолы, 2,5% «SphereOx»
Устранение дефектов литья 3
Рисунок 3. 1,1 % смолы, 3,5 % «SphereOx»
Устранение дефектов литья 4
Рисунок 4. 1 % смолы, 4,5 % «SphereOx»
Важным фактором в получении качественного литья является обеспечение направленного затвердевания отливки. Для этих целей, в составе облицовочных смесей, широко используется хромитовый и цирконовый огнеупорный наполнитель. Существенным недостатком, как было отмечено выше, является высокая стоимость указанных материалов.
«SphereOx» имеет бóльший удельный вес в сравнении с хромитом и цирконом (5,2 г/см³ против 4,4 г/см³ и 4,7 г/см³ соответственно), а также большую теплопроводность. Учитывая эти свойства, на ряде предприятий США существует практика использования кварцевого песка с добавкой 10% «SphereOx» в качестве заменителя хромита (циркона). Важный момент — для достижения нужного эффекта смесь необходимо уплотнять только на виброустановке.
С целью экономии ресурсов (как природных, так и экономических) необходимо применять регенерацию песка. В большинстве случаев, для приготовления смеси используют песок после регенерации в определенном соотношении со «свежим» песком. При использовании только механической регенерации смесь достаточно очищается от механических включений и примесей, при этом сохраняется повышенное (в сравнении с термической регенерацией) содержание связующих веществ. Как известно, потери при прокаливании (ППП) — наиболее точный критерий загрязненности смеси остатками смолы. ППП свыше 1,5-2,0 % следует рассматривать как индикатор серьезного загрязнения смеси, что может привести к дефектам литья, в первую очередь — газовым. Исследования, проведенные на ряде предприятий свидетельствуют, что при использовании «SphereOx» уровень ППП снизился в среднем на 10% от массы потерь. Также проводили анализ «SphereOx» , изъятого из граничных слоев формы после выбивки; содержание углерода в «SphereOx» составило 0,7-0,9% ( при начальном уровне 0,05-0,09%). Это свидетельствует об эффективности материала в борьбе с газовыми дефектами литья.
Подводя итог, можно сказать, что повышение качества отливки с применением «SphereOx» достигается благодаря следующим параметрам:
наличие оксида железа повышает теплопроводность смеси, благодаря чему быстрее формируется твердая корка металла;
присутствие активного кислорода позволяет нейтрализовать выделения азота и соединений углерода, которые выделяются при термическом разложении смол, что приводит к снижению пористости металла;
образование фаялита в зоне контакта «форма-металл» позволяет избежать термического расширения смеси ( характерного для кварцита), что позволяет избежать образования ужимин и просечек;
оксид железа препятствует насыщению поверхности отливки углеродом, что актуально для низкоуглеродистого литья.
Ищу представителей с выходом на литейные производства в регионах.
Автор
Тема: Инновация в литейном бизнесе , новая ниша для с выходом на литейные производства (Прочитано 1919 раз)