در تولید ریخته گری ، بروز حفره های انقباض و نقص تخلخل در اجزای فولادی ریخته گری به طور قابل توجهی بالاتر از اجزای چدن است {0 {}} تفاوت اصلی در "جبران انقباض گرافیت" نهفته است: چدن دارای محتوای کربن بالایی است و در حین استحکام ، انتشار گرافیت می تواند خلاء های Shrinkage را پر کند. با این حال ، فولاد ریخته گری دارای مقدار کربن کم و تقریباً هیچ جبران انقباض گرافیتی نیست ، و منجر به انقباض مایع به علاوه انقباض جامد می شود که اغلب از انقباض جامد فراتر می رود و در نهایت منجر به حفره های کوچک شدن و تخلخل می شود.
1. حفره های انقباض و تخلخل
علت اساسی: نتیجه اجتناب ناپذیر اختلافات انقباض
در حین استحکام اجزای فولادی ریخته گری ، مجموع انقباض مایع (کاهش حجم به دلیل کاهش دما) و انقباض جامد (کاهش حجم از حالت مایع به جامد) اغلب از انقباض جامد فراتر می رود (کاهش حجم به دلیل خنک کننده حالت جامد)- این "اختلاف انقباض" ذاتی است که از اجزای فولادی ریخته گری و علت اصلی نقصان انقباض و تخلخل است.
حفره های انقباض: "قیف - حفره های شکل" در طول جامد سازی
از طریق تجزیه فرایند جامد سازی ، تشکیل حفره های انقباض می تواند به سه مرحله تقسیم شود:
مرحله خوراک: پس از ریختن ، با کاهش دمای مایع فولادی ، اگر دونده داخلی جامد نشود ، ریخته گری می تواند همچنان با مایع فولادی از دونده تغذیه شود و حفره قالب را به طور مداوم با مایع پر کند.
بسته شدن پوسته سخت: هنگامی که مایع فولادی روی دیواره قالب به خط مایع خنک می شود ، یک پوسته سخت روی سطح شکل می گیرد. اگر دونده داخلی در این مرحله جامد شود ، مایع فولادی درون پوسته سخت "به دام افتاده" است.
قطره سطح مایع و شکل گیری حفره انقباض: در طول خنک کننده بعدی ، مایع فولادی به دلیل انقباض مایع و انقباض جامد ، در حال کوچک شدن است ، در حالی که انقباض جامد پوسته سخت نمی تواند این امر را جبران کند. تحت تأثیر گرانش ، سطح مایع قطره می شود ، از بالای پوسته سخت جدا می شود ، در نهایت یک قیف- حفره انقباض شکل (پوسته سخت در بالا نیز ممکن است به دلیل فشار جوی تغییر شکل دهد).
تخلخل انقباض: "منافذ کوچک" در آخرین منطقه جامد سازی
تخلخل انقباض از "مایع فولادی در آخرین منطقه جامد سازی که توسط دندریت ها به استخرهای ذوب کوچک تقسیم می شود" سرچشمه می گیرد:
در مرحله تحکیم دیرهنگام ریخته گری ، گرادیان دما در آخرین منطقه جامد سازی کوچک است و دانه های مایع فولادی به طور همزمان رشد می کنند و مایع استیل باقی مانده را به استخرهای ذوب کوچک و جدا شده تقسیم می کنند. این استخرهای ذوب نمی توانند در هنگام خنک کننده و جامد سازی جبران شوند و در نتیجه منافذ کوچک زیادی ایجاد می شود.
بر اساس توزیع ، تخلخل انقباض به سه نوع طبقه بندی می شود:
تخلخل انقباض پراکنده: منافذ ریز به طور یکنواخت توزیع می شوند ، که معمولاً در بخش های ضخیم و بزرگ با دامنه دمای تبلور گسترده یافت می شود (به عنوان مثال ، منطقه اصلی اجزای بزرگ فولادی چدن).
تخلخل انقباض محوری: در امتداد محور مرکزی صفحه - ریخته گری شکل/ستونی متمرکز شده است.
تخلخل انقباض موضعی: اشکال در مناطق ضخیم موضعی (به عنوان مثال ، در نزدیکی دروازه ها یا حفره های کوچک شدن).
"رابطه تبدیل" بین حفره های انقباض و تخلخل انقباض
برای اجزای فولادی ریخته گری با ترکیبات خاص ، حجم کل حفره های انقباض و تخلخل انقباض در اصل ثابت است - حفره های انقباض بیشتر به معنای تخلخل کوچکتر شدن است و برعکس. با این حال ، تخلخل انقباض به احتمال زیاد در فضاهای بینابینی دندریت ها در منطقه جامد سازی نهایی (به دلیل انسداد کانال های انقباض توسط دانه ها) شکل می گیرد.
2. استراتژی های جلوگیری از حفره های کوچک شدن و تخلخل انقباض:
تبدیل "تخلخل انقباض پراکنده" را به "حفره های کوچک شده متمرکز" تبدیل کنید ، سپس آنها را از طریق Risers از بین ببرید!
ایده اصلی این است که "توالی جامد سازی و ایجاد کانال های جبران خسارات کوچک" را ایجاد کنید: به ریخته گری اجازه دهید تا ابتدا از مناطقی که از بالایی برخوردار است ، جامد شود ، با روکش آخرین ، به طور مداوم جبران انقباض در ریخته گری ، و در نهایت "انتقال" به حفره های کوچک شدن "به سمت ظهور برای برداشتن برای حذف.
استراتژی 1: یک فرآیند ریختن "جامد سازی متوالی" را طراحی کنید
موقعیت داخلی دونده: در ضخیم ترین قسمت ریخته گری ، با دونده متصل به ریخته گری از طریق Riser (اطمینان از اینکه Riser اولین کسی است که جبران انقباض می شود).
پارامترهای ریختن: دمای ریختن و سرعت ریختن آهسته (برای به حداقل رساندن انقباض مایع و انقباض جامد) ضمن اطمینان از پر کردن مناسب.
استراتژی 2: از "مثلث آهنی" از طغیان ها ، بلوک های خنک و پرندگان تکمیلی استفاده کنید
این سه با هم کار می کنند تا جهت جامد سازی را راهنمایی کنند و فاصله جبران انقباض را گسترش دهند:
Riser: موقعیت باید دقیق باشد (برای جبران آخرین منطقه جامد کننده) و حجم باید کافی باشد (برای ذخیره فولاد مذاب برای جبران کوچک شدن).
آهن سرد: در قسمتهای دیواری نازک - قرار داده شده برای تسریع در جامد سازی محلی و جامد کردن "راهنما" به سمت بالابر.
Riser: یک "بخش انتقال" را در منطقه انتقال بین دیوارهای نازک و ضخیم ریخته گری برای گسترش کانال Riser اضافه کنید و به محدوده Riser Riser اجازه می دهد تا فاصله بیشتری را پوشش دهد.
استراتژی 3: طراحی افزایش یافته برای بازیگران ویژه
برای اجزای پیچیده -} اندازه های بازیگران با اندازه ، طراحی Riser باید به روز شود:
Riser عایق بندی شده: از مواد عایق برای کاهش سرعت جامد کردن بالابر و افزایش زمان بالابر استفاده کنید.
فشارخون فشار اتمسفر: از فشار جوی برای کمک به جبران انقباض روتر استفاده کنید (جبران انقباض مایع فولادی).
ارسال - Riser را بریزید: تزیین را با مایع/حرارتی فولادی پس از ریختن تکمیل کنید تا به تأخیر بیفتد.
جوهر حفره های انقباض و تخلخل در اجزای فولاد ریخته گری "اختلاف انقباض" + "جبران کافی برای انقباض کافی" نیست. کلید پیشگیری در "کنترل فعال توالی جامد سازی" نهفته است: با هماهنگی فرآیندهای ریخته گری ، آرونهای سرد/مایع سرد/مواد تکمیلی ، تخلخل پراکنده را به حفره های کوچک شده متمرکز تبدیل می کند ، سپس به آن اجازه می دهد تا "حفره های انقباضی" را "مصرف کند" 2}} نهایتا دستیابی به یک مؤلفه عرفانی متراکم.