Er zijn veel redenen voorzandgietfoutenin het echtzandgietproces. Maar we kunnen de exacte redenen vinden door de defecten binnen en buiten te analyseren. Elke onregelmatigheid in het gietproces veroorzaakt defecten in gietstukken die soms worden getolereerd. Gewoonlijk konden de zandgietfouten worden geëlimineerd met de juiste malbevestigings- of reparatiemethoden zoals lassen en metalliseren. Hier in dit artikel proberen we enkele beschrijvingen te geven van de veel voorkomende zandgietfouten om de redenen en oplossingen daarvoor te vinden.
Hierna volgen de belangrijkste soorten defecten die waarschijnlijk kunnen optredenzand gietstukken:
i) Gasdefecten
ii) Krimpholten
iii) Defecten in het gietmateriaal
iv) Metaaldefecten bij het gieten
v) Metallurgische defecten
1. Gasdefecten
De defecten in deze categorie kunnen worden ingedeeld in blaas- en open slagen, luchtinsluiting en pinhole-porositeit. Al deze defecten worden in grote mate veroorzaakt door de lagere neiging tot gasdoorgang van de mal, wat te wijten kan zijn aan een slechte ventilatie, lage permeabiliteit van de mal en/of een onjuist ontwerp van het gietstuk. De lagere doorlaatbaarheid van de schimmel wordt op zijn beurt veroorzaakt door een fijnere korrelgrootte van het zand, hogere klei, hogere vochtigheid of door overmatig stampen van de mallen.
Blaasgaten en open slagen
Dit zijn de bolvormige, afgeplatte of langwerpige holtes die aanwezig zijn in het gietstuk of op het oppervlak. Aan de oppervlakte worden ze open slagen genoemd, terwijl ze binnenin blaasgaten worden genoemd. Door de hitte in het gesmolten metaal wordt het vocht omgezet in stoom, waarvan een deel, wanneer het in het gietstuk wordt opgesloten, als blaas of als open blaasjes het oppervlak bereikt. Naast de aanwezigheid van vocht ontstaan ze door de lagere ventilatie en de lagere doorlaatbaarheid van de schimmel. Bij groene zandvormen is het dus erg moeilijk om de blaasgaten te verwijderen, tenzij er voor een goede ventilatie wordt gezorgd.
Luchtinsluitsels
De atmosferische en andere gassen die door het gesmolten metaal in de oven, in de gietpan en tijdens het stromen in de mal worden geabsorbeerd, blijven, als ze niet kunnen ontsnappen, in het gietstuk opgesloten en verzwakken. De belangrijkste redenen voor dit defect zijn de hogere giettemperaturen, waardoor de hoeveelheid geabsorbeerd gas toeneemt; een slecht ontwerp van de poort, zoals rechte gietkanalen in drukloze poorten, abrupte bochten en andere turbulentie-veroorzakende praktijken in de poort, die de luchtaanzuiging vergroten en uiteindelijk de lage permeabiliteit van de mal zelf. De remedie zou zijn om de juiste giettemperatuur te kiezen en de poortpraktijken te verbeteren door de turbulentie te verminderen.
Pinhole-porositeit
Dit wordt veroorzaakt door waterstof in het gesmolten metaal. Dit kan zijn opgepikt in de oven of door de dissociatie van water in de vormholte. Naarmate het gesmolten metaal stolt, verliest het temperatuur, waardoor de oplosbaarheid van gassen afneemt, waardoor de opgeloste gassen worden verdreven. De waterstof die het stollende metaal verlaat, zou een zeer kleine diameter en lange gaatjes veroorzaken die de ontsnappingsroute aangeven. Deze reeks gaatjes veroorzaken het lekken van vloeistoffen onder hoge werkdrukken. De belangrijkste reden hiervoor is de hoge giettemperatuur, waardoor de gasopname toeneemt.
Krimpholten
Deze worden veroorzaakt door de vloeistofkrimp die optreedt tijdens het stollen van het gietstuk. Om dit te compenseren is een goede toevoer van vloeibaar metaal vereist, evenals een goed gietontwerp.
2. Defecten in het gietmateriaal
Onder deze categorie vallen de defecten die worden veroorzaakt door de eigenschappen van de vormmaterialen. De defecten die in deze categorie kunnen worden geplaatst zijn insnijdingen en wasbeurten, metaalpenetratie, versmelting, uitlopen, rattenstaarten en gespen, opzwellen en vallen. Deze defecten treden hoofdzakelijk op omdat de vormmaterialen niet de vereiste eigenschappen hebben of als gevolg van onjuist stampen.
Knippen en wassen
Deze verschijnen als ruwe plekken en gebieden met overtollig metaal en worden veroorzaakt door de erosie van vormzand door het stromende gesmolten metaal. Dit kan worden veroorzaakt doordat het vormzand niet voldoende sterkte heeft of doordat het gesmolten metaal met hoge snelheid stroomt. Het eerste kan worden verholpen door de juiste keuze van het vormzand en het gebruik van de juiste vormmethode. Dit laatste kan worden verholpen door het ontwerp van de poort te wijzigen om de turbulentie in het metaal te verminderen, door de poortgrootte te vergroten of door meerdere in-poorten te gebruiken.
Metalen penetratie
Wanneer het gesmolten metaal de openingen tussen de zandkorrels binnendringt, zou het resultaat een ruw gietoppervlak zijn. De belangrijkste reden hiervoor is dat óf de korrelgrootte van het zand te grof is, óf er geen schimmelwas op de malholte is aangebracht. Dit kan ook veroorzaakt worden door hogere giettemperaturen. Het kiezen van de juiste korrelgrootte, samen met een goede schimmelwassing, zou dit defect moeten kunnen elimineren.
Fusie
Dit wordt veroorzaakt door de versmelting van zandkorrels met het gesmolten metaal, waardoor het gietoppervlak een bros, glasachtig uiterlijk krijgt. De belangrijkste reden voor dit defect is dat de klei in het vormzand een lagere vuurvastheid heeft of dat de giettemperatuur te hoog is. De keuze van een geschikt type en hoeveelheid bentoniet zou dit defect kunnen verhelpen.
Uitloop
Een slingering ontstaat wanneer het gesmolten metaal uit de mal lekt. Dit kan worden veroorzaakt door een gebrekkige matrijzenbouw of door een defecte vormkolf.
Rattenstaarten en gespen
Rattenstaart wordt veroorzaakt door het falen van de compressie van de huid van de vormholte vanwege de overmatige hitte in het gesmolten metaal. Onder invloed van de hitte zet het zand uit, waardoor de malwand naar achteren beweegt en tijdens het proces wanneer de wand weggeeft, kan het gietoppervlak gemarkeerd zijn als een kleine lijn, zoals weergegeven in figuur. , kan het gietoppervlak een aantal kruisende kleine lijnen hebben. Gespen zijn de rattenstaarten die ernstig zijn. De belangrijkste oorzaak van deze gebreken is dat het vormzand slechte expansie-eigenschappen en hittesterkte heeft of dat de hitte in het gietmetaal te hoog is. Ook bevat het toegepaste dekzand niet voldoende koolstofhoudend materiaal om het noodzakelijke dempende effect te verschaffen. Een juiste keuze van de bekledingszandingrediënten en de giettemperatuur zijn de maatregelen om het optreden van deze defecten te verminderen
Zwellen
Onder invloed van de metallostatische krachten kan de malwand terugbewegen, waardoor de afmetingen van het gietstuk groter worden. Als gevolg van de deining nemen de voedingsbehoeften van de gietstukken toe, waarvoor moet worden gezorgd door de juiste keuze van de stijgleiding. De belangrijkste oorzaak hiervan is de foutieve procedure voor het maken van mallen. Een goede ramming van de mal zou dit defect moeten corrigeren.
Druppel
Het vallen van los vormzand of klonten, normaal gesproken van het oppervlak van de kap in de vormholte, is verantwoordelijk voor dit defect. Dit is voornamelijk te wijten aan het onjuist rammen van de kolffles.
3. Metaaldefecten gieten
Misruns en koude afsluitingen
Er is sprake van misrun wanneer het metaal de vormholte niet volledig kan vullen en dus ongevulde holtes achterlaat. Een koude afsluiting wordt veroorzaakt wanneer twee metaalstromen die elkaar in de vormholte ontmoeten, niet goed samensmelten, waardoor een discontinuïteit of zwakke plek in het gietstuk ontstaat. Soms kan een toestand worden waargenomen die tot koude afsluitingen leidt wanneer er geen scherpe hoeken in een gietstuk aanwezig zijn. Deze defecten worden voornamelijk veroorzaakt door de lagere vloeibaarheid van het gesmolten metaal of doordat de sectiedikte van het gietstuk te klein is. Dit laatste kan worden verholpen door een goed gietontwerp. De beschikbare oplossing is om de vloeibaarheid van het metaal te vergroten door de samenstelling te veranderen of de giettemperatuur te verhogen. Dit defect kan ook worden veroorzaakt wanneer het warmteafvoervermogen wordt vergroot, zoals bij groene zandschimmels. De gietstukken met een grote verhouding tussen oppervlak en volume zijn waarschijnlijk gevoeliger voor deze defecten. Dit defect wordt ook veroorzaakt bij mallen die niet goed worden geventileerd vanwege de tegendruk van de gassen. De remedies verbeteren feitelijk het matrijsontwerp.
Slakken-insluitsels
Tijdens het smeltproces wordt vloeimiddel toegevoegd om de ongewenste oxiden en onzuiverheden in het metaal te verwijderen. Bij het tappen moet de slak goed uit de gietpan worden verwijderd, voordat het metaal in de mal wordt gegoten. Anders zal eventuele slak die de vormholte binnendringt het gietstuk verzwakken en ook het oppervlak van het gietstuk bederven. Dit kan worden geëlimineerd door enkele methoden voor het opvangen van slak, zoals gietbekkenschermen of gootverlengingen.
4. Metallurgische defecten.
Hete tranen
Omdat metaal bij hogere temperaturen een lage sterkte heeft, kan elke ongewenste koelspanning het gietstuk doen scheuren. De belangrijkste oorzaak hiervoor is het slechte gietontwerp.
Hotspots
Deze worden veroorzaakt door het afkoelen van het gietstuk. Bij grijs gietijzer met kleine hoeveelheden silicium kan er bijvoorbeeld zeer hard wit gietijzer ontstaan aan het gekoelde oppervlak. Deze hotspot zal de daaropvolgende bewerking van dit gebied verstoren. Een goede metallurgische controle en koelpraktijken zijn essentieel voor het elimineren van hotspots.
Zoals uit eerdere paragrafen blijkt, zijn de oplossingen voor sommige gebreken ook de oorzaak van andere. Daarom moet de gieterij-ingenieur het gietstuk analyseren vanuit het oogpunt van de uiteindelijke toepassing ervan en zo tot een juiste gietprocedure komen om de meest ongewenste gietfouten te elimineren of te minimaliseren.
Posttijd: 26 april 2021