ОБОРУДОВАНИЕ ДЛЯ ЛИТЬЯ В ПЕСЧАНЫЕ ФОРМЫ..
1700 +
ЛИТЕЙНОЕ ПРОИЗВОДСТВО
Компании, которым мы служим
Появляется литейная поверхность:
«Апельсиновая корка» на отливках – это повторяющийся дефект литья, возникающий в процессе производства. Он оказывает значительное влияние на качество отливок. Дефекты возникают в местах наплавки, на горячих швах и вблизи внутренних литников, а также в результате концентрации тепла и медленного охлаждения деталей. Поверхность отливок имеет слегка выпуклые мелкие круглые пятна («глазковые кольца»), эти шероховатые поверхности, похожие на «апельсиновую корку», повторяются на различных отливках, иногда на всей партии отливок, количество отливок в каждой из которых может достигать нескольких, вплоть до всей плоскости; мелкие круглые пятна, некоторые более крупные, некоторые похожи на «апельсиновую корку». По статистике, 15% брака – это дефекты, вызванные «апельсиновой коркой», причем вероятность их появления у деталей из углеродистой стали выше.
Анализ причин возникновения дефекта «апельсиновой корки»
Наиболее фундаментальной причиной появления «апельсиновой корки» является накопление краски на поверхности и недостаточное ее закаливание. После обжига на поверхности оболочки образуется стекловидное тело желтого или желтовато-зеленого цвета, которое реагирует со сталью и образует силикатную корку, прилипающую к поверхности отливки после заливки. Простое увеличение времени затвердевания не решит проблему «апельсиновой корки».
1. Влияние сырья
Соотношение порошка и жидкости в жидкостекольном покрытии низкое, и порошок распределен неравномерно. Чем выше модуль упругости жидкого стекла, тем выше плотность, чем ниже соотношение порошка и жидкости в покрытии, тем неравномернее распределяется порошок, но и тем сложнее полностью затвердеть.
1.1 Влияние жидкого стекла: модуль упругости жидкого стекла, плотность и количество примесей оказывают большое влияние на текучесть покрытия. С увеличением модуля упругости увеличивается доля субгелевых частиц жидкого стекла, увеличивается его вязкость, ухудшаются реологические свойства покрытия, а при застревании модуля в поверхностном слое легко возникает локальное скопление краски. Влияние несоответствия параметров жидкого стекла на эксплуатационные характеристики покрытия велико, и его легко проигнорировать. Несоответствие параметров проявляется в двух аспектах.
1.11. Несоответствие модуля упругости. Только на заводе жидкого стекла только после длительного периода статической диффузии (диспергирования) для достижения стабильного состояния дисперсии требуется одинаковая концентрация модуля. Этот процесс занимает более недели. При быстром использовании невозможно получить идеальные реологические свойства покрытия.
1.12. Несоответствие плотности раствора. Перед нанесением покрытия обычно приходится корректировать плотность раствора жидкого стекла. Следует обратить особое внимание на то, что плотность, измеренная сразу после добавления воды и перемешивания, не соответствует действительности, поскольку процесс диспергирования и стабилизации жидкости не завершен, возникает определенная погрешность в достижении желаемой плотности, в соответствии с которой приготовление покрытия, его вязкость и текучесть имеют погрешности. 1.2 Влияние огнеупорного порошка: распределение и форма частиц огнеупорного порошка оказывают большее влияние на реологию покрытия. Бимодальное порошковое покрытие имеет лучшую реологию. Но даже если распределение размеров частиц в основном одинаково для бимодального порошка, когда форма частиц огнеупорного порошка полигональная, остроугольная и пластинчатая, соотношение порошок-жидкость и модуль упругости жидкого стекла при одинаковых условиях реологии также будут иметь большую разницу. Чем форма порошка ближе к чешуйчатой, тем больше его удельная поверхность, увеличивается трение и сила взаимодействия между частицами, а вязкость покрытия будет выше, чем у полигонального порошка. 1.3 Комплексное влияние плотности жидкого стекла и соотношения порошок-жидкость: изменение плотности жидкого стекла и соотношения порошок-жидкость на реологию поверхностного покрытия очень наглядно. Если плотность жидкого стекла и соотношение порошок-жидкость слишком велики, то при увеличении вязкости покрытия реология ухудшается, покрытие становится толще, что приводит к локальному накоплению покрытия на поверхности оболочки, плохое затвердевание оболочки в конечном итоге приводит к проблеме «апельсиновой корки».
2. Влияние процесса
2.1 Недостаточная сушка на воздухе поверхностного слоя: сушка на воздухе поверхностного слоя – это процесс восстановления однородности покрытия, одновременно являющийся процессом дегидратации и отверждения жидкого стекла. Например, при слишком коротком времени сушки на воздухе покрытие поверхностного слоя распределяется неравномерно по поверхности литой формы, что приводит к недостаточному отверждению, а после депарафинизации образует агломераты на внутренней поверхности оболочки и локальному образованию примесей солей натрия.
2.2 Чрезмерный контроль над каплеобразованием: чрезмерный контроль над каплеобразованием означает, что при погружении поверхностного слоя в покрытие однонаправленный поток не успевает прилипнуть к песку, что приводит к локальному накоплению покрытия на поверхности литой формы, что приводит к неполному последующему отверждению. 2.3 Недостаточное межслойное затвердевание оболочки: из-за наличия незатвердевшей части покрытия, особенно в первых двух слоях, незатвердевшего покрытия при депарафинизации и обжиге, образовавшегося из-за накопления солей натрия на внутренней поверхности оболочки, и реакции стали с образованием дефектов типа «апельсиновой корки».
3. Воздействие на окружающую среду
В холодную зиму низкая температура в помещении ухудшает текучесть краски и приводит к её скапливанию, что затрудняет полное затвердевание. Кроме того, температура отвердителя снижается вместе с температурой в помещении, что также приводит к медленному и неполному процессу затвердевания. Влияние влажности воздуха особенно заметно в сезон дождей. Повышение влажности воздуха влияет на процесс сушки на воздухе, часто из-за недостаточной сушки и появления проблемы «апельсиновой корки».
4. Меры по предотвращению дефектов, связанных с эффектом «апельсиновой корки»
4.1 Выбор сырья
4.11 При выборе жидкого стекла необходимо строго контролировать содержание примесей; его следует корректировать в зависимости от температуры окружающей среды, влажности, структурных характеристик отливки и плотности соответствующего порошка.
4.12 Размер частиц порошка должен соответствовать условиям использования. Форма частиц имеет решающее значение. Предпочтительнее использовать порошок сферической и полигональной формы, а порошок хлопьевидной формы не допускается.
4.2 Меры противодействия процессу
4.21 Регулировка плотности жидкого стекла: выбор подходящей плотности напрямую влияет на качество поверхности отливки. Слишком высокая плотность приведет к плохому растеканию краски, расслоению и дефекту «апельсиновой корки», слишком низкая плотность приведет к образованию на поверхности отливки шероховатости; подходящая плотность обычно зависит от температуры окружающей среды, размера частиц порошка, их микроскопической формы и структуры, а также от характеристик отливки. Плотность обычно контролируется в пределах 1,27–1,29 г/см3.
Принцип регулировки:
Увеличивайте плотность при высокой температуре окружающей среды и уменьшайте при низкой.
Увеличивайте плотность, если порошок крупный и доля чешуек мала, уменьшайте плотность, если порошок мелкий и доля чешуек велика.
Простая структура покрытия, обеспечивающая лёгкое растекание отливки, может способствовать увеличению плотности, и наоборот, уменьшению плотности.
4.22 Определение соотношения порошок-жидкость: соотношение порошок-жидкость также является одним из важных факторов, влияющих на качество поверхности отливки. Слишком большое соотношение приведёт к неравномерному налипанию покрытия из-за плохой текучести, отслоению и накоплению покрытия; слишком маленькое соотношение приведёт к образованию шероховатостей на поверхности отливки. Принцип соотношения заключается в обеспечении текучести покрытия с учётом улучшения соотношения порошок-жидкость. 4.23 Концентрация, температура и время отверждения отвердителя: как правило, отвердитель с массовой долей хлорида аммония более 25% обеспечивает лучший эффект отверждения; при низком содержании хлорида аммония эффект отверждения не может быть улучшен путем увеличения времени отверждения.
4.24 Метод нанесения покрытия: В реальном производстве значительная часть проблемы «апельсиновой корки» возникает из-за неправильной эксплуатации. Однонаправленный поток краски легко приводит к накоплению и недостаточному отверждению. Поэтому после погружения краски в восковую форму и до завершения процесса нанесения песка необходимо постоянно менять направление модуля. 4.25 Процесс депарафинизации: При депарафинизации горячей водой с добавлением подходящего отвердителя, благодаря поглощению тепла и реакции отвердителя, поверхностный слой продуктов реакции, удерживаемых в депарафинизирующей воде, растворяется в депарафинизирующей воде, и большая часть продуктов реакции удаляется. При этом на поверхности оболочки образуется слой с низким содержанием диоксида натрия, что способствует предотвращению дефектов «апельсиновой корки».
4.26 Температура окружающей среды: Низкая температура окружающей среды приводит к плохому растеканию краски, что приводит к неравномерному покрытию и образованию «апельсиновой корки» и других дефектов оболочки. Температура окружающей среды в процессе изготовления оболочки должна поддерживаться на уровне 15 ℃ или выше.
