Castinga devenit o metodă importantă de producere a piesei turnate brute în producția mecanică și deține o poziție semnificativă în producția industrială. Odată cu dezvoltarea societății, concurența în industria de turnare a devenit din ce în ce mai intensă. Cum să obțineți o poziție pe piață într-o concurență atât de acerbă a impus cerințe mari asupra industriei de turnare în sine, inclusiv actualizarea echipamentelor, progrese tehnologice și îmbunătățiri ale noilor procese. În producția de turnare, încrețirea este un defect caracteristic de suprafață al pieselor solide din fontă turnate-și este unul dintre factorii principali care afectează calitatea turnării și care împiedică producția de fontă.
Defecte de încrețire și mecanismul lor de formare
În general, defecte de încrețire se găsesc în mod obișnuit pe partea superioară a piesei turnate, în colțurile moarte sau pe suprafețele verticale ale pieselor turnate cu pereți subțiri-cu grosimi de perete mai mici de 15 mm. Pe baza aspectului, există patru tipuri principale de defecte de încrețire: ramificate,-tăiate la rece, de tip picătură-și zgură-incluse. Printre acestea, încrețirea ramificată este mai superficială, în timp ce încrețirea-la rece, tip picătură-și zgura-inclusă sunt mai profunde. Suprafețele unor astfel de defecte sunt adesea acoperite cu fulgi de carbon ușor, strălucitori, iar adânciturile defectelor sunt umplute cu carbon de funingine. Prezența unor astfel de defecte și a reziduurilor solide de polistiren afectează grav calitatea suprafeței pieselor din fontă. În turnarea cu matriță solidă, dacă plasticul din spumă nu reușește să se vaporizeze complet, produșii săi de descompunere pot îngroșa membranele inițial subțiri de tip fagure-a structurii spumei, perturbând structura spumei și formând o crustă groasă și tare. În timpul solidificării fierului topit, tensiunea superficială a polistirenului lichid rezidual diferă de cea a fierului topit, determinând contracția. După ce lichidul metalic se răcește și se solidifică, acesta formează riduri ondulate discontinue. Defecte ale pielii-separate la rece și picături-ca ridate apar în principal la punctele de convergență a două sau mai multe fluxuri de fier topit subrăcit sau pe suprafața superioară unde rămân reziduuri lichide sau solide de polistiren nevaporizate. După ce turnarea se răcește și se solidifică, aceste reziduuri de carbon devin prinse pe suprafața turnării, formând incluziuni neregulate sub formă de defecte ale pielii ridate.
Factori care influențează defectele pielii ridate
Influența materialului modelului: Când metalul topit curge peste modele încălzite, gazeificarea și descompunerea plasticului spumă sunt incomplete, lăsând o parte din material în stare lichidă. Chiar și la temperaturi suficient de ridicate, timpul necesar pentru gazeificarea completă a materialului model depășește întotdeauna timpul de umplere cu metal. Aceste materiale lichide reziduale se pot acumula pe suprafața metalului topit sau pot adera la pereții matriței, formând potențial diferite defecte de turnare în condiții nefavorabile de proces. Ca atare, materialul de turnare este factorul principal care cauzează sau influențează defectele de încrețire în fontă. Cu cât sunt mai puțini produse de descompunere la temperatură înaltă-a spumei plastice sub formă lichidă (sau solidă), cu atât este mai mică probabilitatea de apariție a defectelor.
Influența aliajului: experiența de producție arată că oțelul turnat și aluminiul turnat au o calitate mai bună a suprafeței și nu prezintă defecte de încrețire; fonta maleabilă are mai puține defecte decât fonta cenușie; fonta de calitate-înaltă are mai puține defecte decât fonta-de calitate scăzută, care poate fi legată de conținutul de carbon al aliajului. Practica mai arată că cu cât conținutul de carbon din aliaj este mai mare, cu atât defectele sunt mai grave; invers, cu cât conținutul de carbon este mai mic, cu atât sunt mai puține defecte.
Influența temperaturii și vitezei de turnare: Practica arată că defectele de încrețire a fontei scad odată cu creșterea temperaturii de turnare a lichidului metalic, în timp ce defectele de aderență a nisipului devin mai severe; invers, cu cât temperatura de turnare este mai mică, cu atât defectele de încrețire sunt mai grave. Oțelul turnat, fonta, aluminiul turnat și alte aliaje turnate la temperaturi diferite vor avea ca rezultat piese turnate cu calități de suprafață semnificativ diferite. Spuma de plastic suferă o serie de reacții atunci când este expus metalului topit la temperatură înaltă-în matriță, cea mai semnificativă fiind reacția endotermă de vaporizare. Acest lucru reduce inevitabil temperatura și fluiditatea metalului topit, afectând capacitatea acestuia de a umple matrița. La turnarea diferitelor aliaje, s-a observat că spuma plastică suferă diferite transformări între metalul topit și matriță. Dacă temperatura de turnare este apropiată de punctul de vaporizare al spumei plastice, în timpul turnării se produce doar fum alb, fără formarea de produse de descompunere negre; când temperatura crește până la temperatura de turnare a fontei, substanțele uleioase se infiltrează din îmbinările cutiei de nisip și se produce o cantitate mare de fum negru; iar când temperatura continuă să crească până la temperatura de turnare a oțelului, plasticul poate suferi o altă transformare care ajută la ameliorarea defectelor.
Creșterea vitezei de turnare poate permite, de asemenea, plasticului din spumă să absoarbă mai multă căldură din metalul topit în timpul perioadei scurte de umplere cu metal, compensând viteza de răcire rapidă a piesei turnate solide-, accelerând în același timp viteza de vaporizare a matriței de spumă de plastic.
Influența sistemului de turnare și a poziției de turnare: Un sistem de turnare proiectat necorespunzător sau o poziție de turnare inadecvată poate provoca cavități de contracție și porozitate. Selectarea necorespunzătoare a parametrilor dimensionali ai canalelor de turnare în sistemul de turnare poate duce, de asemenea, la astfel de defecte. Când canalul de turnare intern este situat în partea cea mai groasă a peretelui de turnare, dimensiunile canalului de turnare intern sunt selectate pentru a fi mai groase. După turnarea turnării, fluxul de lichid din canalul intern de turnare rămâne în stare lichidă pentru o perioadă lungă de timp. Când utilizați procese convenționale din fontă (cum ar fi sistemul de turnare în stil ploaie-) pentru a turna piese solide din fontă, defecte precum incluziunile, detartrajul, găurile de gaz și încrețirea sunt severe, iar calitatea este constant nesatisfăcătoare.
Efectul permeabilității nisipului de turnare: vaporizarea plasticului spumă are loc în primul rând în zonele direct adiacente metalului topit. Odată ce se formează un strat de gaz de descompunere la-înaltă temperatură între plasticul spumos și metalul topit, viteza de vaporizare a plasticului spumos depinde în primul rând de viteza cu care acest gaz de descompunere la-înaltă temperatură pătrunde în nisipul de turnare și se disipează. Îmbunătățirea permeabilității nisipului de turnare ajută la creșterea distanței fazei gazoase, permițând gazului să se disipeze prin nisipul de turnare pe o suprafață mai mare. Experimentele indică, de asemenea, că îmbunătățirea permeabilității nisipului de turnare este un factor important în asigurarea calității pieselor turnate.
Influența formei turnării: turnările de diferite forme și dimensiuni au efecte diferite asupra calității suprafeței. Deși această influență urmează anumite modele, nu înseamnă că formele mai complexe au ca rezultat o calitate mai slabă a suprafeței sau că formele mai simple garantează o calitate mai bună. Mai degrabă, cu cât este mai mare raportul dintre suprafață și volum, sau cu cât este mai mare suprafața superioară, cu atât este mai probabil ca suprafața superioară să dezvolte defecte concave larg răspândite. Pentru componentele din fontă, defectele de încrețire sunt deosebit de frecvente. Chiar și în comparație cu piesele turnate cilindrice de același volum, componentele plăcilor plate cu forme simple prezintă adesea o calitate mai slabă a suprafeței (în special pe suprafața superioară) datorită suprafeței lor mai mari sau raportului suprafață mai mare-la-volum. În condiții identice de fabricație, calitatea suprafeței componentelor plăcilor plate este în general inferioară celei a turnărilor cilindrice.
