Ennen kuin valun pinta jähmettyy kuoreksi, valumateriaalit, kuten hiekkamuotit ja hiekkaytimet, kuumennetaan kaasujen tuottamiseksi. Kaasut eivät liukene sulaan metalliin, vaan tunkeutuvat sulaan metalliin paineen alaisena muodostaen kuplia ja huokosia. Tällä hetkellä suurin osa kotimaani märkämuottivalutehtaissa esiintyvistä huokosvirheistä kuuluu tällaisiin "tunkeileviin huokosiin".
On parasta, että hiekkamuotin ja ytimen päästämä kaasu poistuu hiekan huokosten kautta. Hiekkamuotien ja hiekkasydänten tuuletusmahdollisuudet ovat kuitenkin rajalliset, ja erityisen vaikeaa on luoda pakokanavia monimutkaisille hiekkaytimille. Kun syntyvän kaasun määrä kasvaa, rajapintakaasun paine kaasulähteessä (kutsutaan "vastapaineeksi") jatkaa kasvuaan. Jos kaatonopeus on nopea, sulan metallin staattinen paine siellä ylittää kaasun vastapaineen, eikä kaasu voi tunkeutua sulaan metalliin. Jos rajapinnalla oleva sula metalli ei pysty muodostamaan tarpeeksi staattista painetta ajoissa ylittääkseen kaasunkehityksen vastapaineen, kaasu tunkeutuu valukappaleen jähmettyneen pinnan läpi ja tunkeutuu sulaan metalliin muodostaen kuplia. Sulaan metalliin porattujen kuplien kuumennetulla tilavuudella on taipumus jatkaa laajenemista. Lisäksi jotkin kaasulähteet kuljettavat kaasua jatkuvasti, ja sulaan metalliin ilmestyy kuplia. Tunkeutuvan stomatan muoto on pallomainen tai päärynän muotoinen. Sen kärjen osoittama suunta on ilmanlähteen suunta. Tunkeutuvien huokosten koko vaihtelee. Ne voivat kellua ja pysyä lähellä valussa olevan kaasulähteen yläpuolella tai ne voivat kerääntyä valun yläpinnan ihon alle muodostaen litteän muodon. Jos kaatolämpötila on korkea ja sulan metallin viskositeetti alhainen, tunkeutuvat kuplat voivat karkaa hiekkamuotin yläpinnalta tai virrata sulan metallin mukana ylivuotoputkeen. Huokosten lähde vaihtelee hiekkamuotin tai ytimen mukaan.
1. Stomataalivaurioita voidaan ehkäistä lisäämällä seinän ilmanvaihtokapasiteettia ja vähentämällä valuhiekan kaasun muodostusta. Erityiset syyt ja ehkäisevät toimenpiteet ovat seuraavat:
1. Vihreässä hiekkamuotissa on paljon kaasua: muottihiekan kosteus on liian korkea, varsinkin kun jauhettua hiiltä on liikaa, voi yhtäkkiä vapautua suuri määrä kaasua, kun sulaa metallia kaadetaan muotin ontelo. Jos pakokaasu ei ole tasainen samaan aikaan, kaasun paine ylittää sulan metallin paikallisen staattisen paineen ja tunkeutuu yhtäkkiä sulaan metalliin muodostaen räjähtävän roiskeen. Sitä kutsutaan yleensä "tukeutuvaksi tuleksi", joka muodostaa suurempia kuplia valussa. Siksi vihreän hiekkavalun aikana muovaushiekan tiivistymisnopeutta ja kosteuspitoisuutta on valvottava tiukasti, eikä kaasun muodostumisnopeus saa olla liian korkea. Muovaushiekan tehokasta jauhetun hiilen pitoisuutta tulisi pääasiassa säädellä valun pinnan morfologian perusteella. Jos valun pintaan on tarttunut hieman hiekkaa, voidaan jauhetun hiilen määrää hieman lisätä. Jos valun pinta on muuttunut siniseksi, hiilen tehollista määrää tulee vähentää liiallisen kaasun muodostumisen välttämiseksi.
2. Vihreän hiekan epäpuhtaudet vapauttavat kaasua kuumennettaessa: pienet savipallot, silputut paperipallot, tupakantumpit, kosteutta imevät hiekkaytimen palaset ja muut muovaushiekkaan sekoittuneet orgaaniset aineet vapauttavat kaasua kuumennettaessa ja muuttuvat sen jälkeen imee vettä vihreään hiekkaan. Paranna intensiivistä kaasuntuotantoa. Nämä epäpuhtaudet paljastuvat muotin ontelon pinnalla ja niistä tulee väistämättä keskittyneitä kaasupäästöpisteitä. Valutuotannossa monet selittämättömät huokosvirheet johtuvat enimmäkseen valuhiekkaan sekoittuneista epäpuhtauksista. Joskus syntyy kuplia peräkkäin, ja niistä tulee sarja huokosia valun poikkileikkauksessa.
3. Kosteus vaikuttaa märän muotin hiekkaytimen ja sisäisen jäähdytysrautaan: Tietyssä venttiilivalimossa muovauksen jälkeen kylmäsydänlaatikon hiekkaydin ja solkilaatikko suljetaan välittömästi ja uuni avataan seuraavana päivänä kaatamista varten. . Suuri osa valukappaleiden huokosvaurioista johtuu kosteuden imeytymisestä hiekkaytimeen. Kylmäydinlaatikon hiekkaydin imee helposti kosteutta. Kaatamisen aikana hiekkaytimen imemä vesi haihtuu välittömästi kuumennettaessa vesihöyryksi ja menee sulaan metalliin muodostaen kuplia. Tehtaissa, jotka eivät voi avata uunia samana päivänä, ne voivat sulkea laatikon laittamatta ytimiä ensin ja odottaa avauspäivään ennen hiekkamuotin avaamista, ytimen asettelua, muotin sulkemista ja kaatamista välttääkseen liiallisen kosteuden imeytymisen hiekkamuotti. Kuumalla hiekalla mallinnettaessa kannattaa olla varovaisempi. Jos odotat jonkin aikaa muovaamisen jälkeen ennen kaatamista, kuumasta hiekasta jatkuvasti vapautuva vesihöyry tiivistyy muotin onteloon ja asentaa kylmän hiekkaytimen, sydämen tuen tai sisäisen jäähdytysraudan. Esimerkiksi kuva 28 esittää lieriömäistä valukappaletta, jonka sisähalkaisija on 4 tuumaa (ф101,6 mm). Kuumamuovaushiekan kosteuspitoisuus on 3,5 %, lämpötila on 58 astetta, sisä- ja hiekkaytimen lämpötilat 18 astetta ja valu jätetään 80 minuutiksi valun jälkeen. Jäähdytyksen, puhdistuksen ja koneistuksen jälkeen valukappaleissa lähellä hiekkaytimen yläpintaa ilmaantuu diffuusisesti jakautuneita hunajakennohuokosvirheitä, jotka muodostuvat vesihöyryn kondensoitumisesta hiekkaytimen pinnalle.
4. Hiekkamuotin poistokapasiteetti on riittämätön: Vihreällä hiekalla on korkea ilmanläpäisevyys, mikä auttaa poistamaan vastapaineen rajapinnassa. Se ei kuitenkaan saa olla liian korkea, jotta vältetään mekaaninen hiekan tarttuminen tai pinnan karheus valukappaleeseen. Mitä suurempi hiekkamuotin tiiviys on, sitä pienempi on hiekkarakeiden välinen rako ja sitä huonompi on hiekkamuotin tuuletuskyky valun aikana. Huokosvaurioiden estämiseksi ei yleensä voida luottaa pelkästään hiekkamuotin ilmanläpäisevyyteen, vaan myös tarjota lisäpoistokanavia pakokaasukapasiteetin parantamiseksi. Käsin muovauksen ja yksinkertaisen konemuovauksen aikana hiekkamuotin tuuletuskyvyn parantamiseksi muottityöntekijä käyttää terävää poraa tunkemaan läpäisemättömät tuuletusreiät hiekkamuotin takaosasta. Tuuletusreiän syvyys on noin 4-5 mm etäisyydellä kuviosta, mikä voi välttää kuvion vaurioitumisen ja voi tunkeutua tai olla lähellä muovaushiekan kosteuskoheesiokerrosta pakokaasuvastuksen vähentämiseksi. On myös yleistä porata tuuletusreikiä suoraan ilmakehään hiekkamuotille. Muovauskoneet, joissa on korkeampi mekanisoitumisaste, käyttävät tasaisia levyn muotoisia ja pyöreitä reiän muotoisia poistokanavia mallissa, ja ne on varustettu poistoneuloilla, jotka eivät ole avoimia ilmakehään molemmissa muotin kohoissa. Vaikka ilmanpoistotapin korkeus olisi vain puolet hiekkamuotin paksuudesta, ilmanläpäisevyysarvo kyseisessä paikassa kaksinkertaistuu. Joillakin mallinnuslinjoilla on erityiset porakoneet suorien tai puoliläpivientien poraamiseen. Näin ulkomailla valimon, joka käytti korkeapainevalulinjaa dieselmoottorin sylinterilohkojen valmistukseen. Kun ylempi hiekkamuotti oli avattu, työntekijät porasivat pitkän käden sähköporalla useita pakoreikiä muotin ontelosta. Pystyjakoisen ruiskupuristuksen muottipesässä on ilmaa pidättävät osat, ja kaasu voidaan poistaa käyttämällä levyn poistouria.
5. Sulan raudan alhainen paine ja lämpötila: Ylemmän hiekkalaatikon muottipesän yläpinnalla syödyn hiekan määrä ei saa olla liian pieni. Toisaalta se estää sulaa rautaa rikkomasta hiekkamuottia. Toisaalta se lisää sulan raudan staattista painetta estääkseen hiekkamuotin ja hiekkaytimen kehittymisen. Ilman vastapaine. Myös porttirenkaiden ja nousurenkaiden sijoittaminen hiekkamuotille voi lisätä metallin hydraulipainetta. Sulan raudan kaatolämpötilan nostaminen voi vähentää sulan metallin viskositeettia, mikä helpottaa kuplien kellumista ja poistumista sulasta raudasta. Kiinnitä erityistä huomiota viimeisen sulan raudan todelliseen kaatolämpötilaan samassa kaatokauhassa. Kaatolämpötilan asianmukainen nostaminen ei ole hyödyllistä ainoastaan tunkeutumisen estämiseen huokosiin, vaan se auttaa myös estämään vikoja, kuten huokosten ja muiden huokosten juuttumisen, kylmäeristyksen ja riittämättömän kaatamisen. Ylivuotoputken avaaminen voi purkaa kuplien ja sulkeumien kanssa sekoitettua sulaa rautaa ulos muotin ontelosta.
2. Hiekkasydän päästää kaasua
Riippumatta hiekkaytimen valmistukseen käytetystä sideaineesta, valukappaleiden valmistuksessa syntyy todennäköisemmin häiritseviä huokoisuusvirheitä. Koska hiekkaydintä ympäröi sula rauta ja kuumennetaan voimakkaasti, sideaine hajoaa ja tuottaa suuren määrän kaasua. Hiekkasydän on yhdistetty hiekkaytimen istukkaan ydinpään kautta, ja kaasu poistuu sydämen istukasta muotista. Pakokaasujärjestelmää on vaikea tehdä tasaiseksi. Suurin osa huokoisuusvirheistä, joita usein kohdataan valimoissa, jotka tuottavat useita hiekkasydänvaluja, kuten autojen moottorin sylinterilohkoja ja sylinterinkansia, johtuvat hiekkaytimen kaasun vapautumisesta. Japanilainen Toyota Corporationin keskustutkimuslaitos on tutkinut vastapainetta ja huokosten muodostumismekanismia rajapinnassa, kun sulaa rautaa kaadetaan fenolihartsin hiekkakuoren ytimeen autojen valukappaleita varten. Piikalvon paineanturia käytetään paikassa, jossa huokoset ovat alttiita muodostumaan, mittaamaan vaipan ytimen kaasunpaineen muutosta (Fe-cm) ajan kuluessa valun jälkeen. Samalla mitattiin myös, että sulan raudan paine (myös Fe-cm) kasvaa kaatonesteen tason noustessa. Tulokset osoittavat, että hiekan ydinkaasun paineessa on kolme huippua (katso käyrä kuvassa 29). I on vastapaine, kun sula rauta juuri peittää hiekkaytimen; II on vastapaineen korkein huippu 10-30 sekunnin kuluttua; III:lla on pienempi huippuarvo ja kestoaika riippuu hiekkaytimen hartsisideainepitoisuudesta. Jos sulan raudan paine A kaatamisen jälkeen on suurempi kuin vaipan ytimen kaasunkehityksen vastapaine, käyrä on tasainen eikä huokosvirheitä tapahdu. Jos kaatavan sulan raudan paine on B, kaasun paineen II huippu värähtelee merkittävästi, mikä johtuu siitä, että hiekkaydinkaasu voittaa sulan raudan paineen ja tunkeutuu sulaan rautaan, eli kuplailmiöön. Jos kuplan puhallusaika on lyhyt ja esijähmettymisaika pitkä, vaikka huokosvaurioita ei välttämättä esiinny, huokosvaurioita on enemmän kuin sulan raudan paineessa A. Joitakin ilmareikävirheitä saattaa esiintyä massatuotannossa. Jos tehollinen sulan raudan paine on vain C, hiekkaytimen kaasun vastapaine ylittää sulan raudan paineen, ja kuplia ilmaantuu välittömästi sen jälkeen, kun sula rauta peittää hiekkaytimen. Jatka kunnes valun pinta jähmettyy ja käyrän I, II ja III huiput katoavat, mikä osoittaa, että valussa on oltava huokosvirheitä. Aika-painekäyrästä voidaan nähdä, että jos sulan raudan paine ylittää rajapinnan vastapaineen milloin tahansa kaatamisen jälkeen, hiekkaytimestä ei poraudu kuplia sulaan rautaan.
3. Yleisesti käytetyt menetelmät huokosten tunkeutumisen estämiseksi hiekkaytimestä ovat seuraavat:
1. Paranna hiekkaytimen poistokapasiteettia: Jos mahdollista, hiekkaytimen keskellä tulee olla tasainen poistoreikä. Jos sydämen pään ja ytimen istukan välinen rako on suuri, hiekkaytimen pää on suljettava tiivistysmateriaaleilla, kuten tulenkestävällä kuituhuopatyynyillä, mutakaistaleilla, asbestiköydillä jne. jotta varmistetaan, ettei sula metalli pääse tunkeutumaan pakoputkeen. kanava. Paksujen ja suurikokoisten hiekkasydämien tapauksessa ne tulisi kovertaa tai kaivaa puoliksi ristikon muotoiseen sisäonteloon ja liimata sitten yhteen. Yleisimmin käytetty poistomenetelmä hartsin itsekovettuville hiekkaytimille on käyttää nylonpunottuja letkuja, jotka voidaan helposti upottaa hiekkaytimeen minkä tahansa muotoisen hiekkaytimen mukaan. Monimutkaisten valukappaleiden, kuten polttomoottorin sylinterinkansien ja moottorilohkojen, hiekkaytimissä on kiinnitettävä erityistä huomiota hiekkaytimen pakokaasun kapasiteettiin. Hot core -laatikot, kylmäsydänlaatikot ja kuoriytimet ovat kaikki kiinteästi ammuttuja. Pakoputkia ei voi upottaa valmiiksi, mutta tuuletusneuloja tai -tankoja voidaan sijoittaa ja valmistaa hylsyn valmistuksen yhteydessä (jotkut on poistettava ennen ydintä). Useimmiten, kun hiekkaydin on kovettunut, ytimen pään poraamiseen käytetään kovametalliporanterää poiston helpottamiseksi. Näin kerran ulkomaisen autojen massatuotantotehtaan. Monisylinterisen sylinterikannen vesivaipan hiekkaytimen valmistuksessa käytettiin erityistä monipäistä porakonetta, joka porattiin samanaikaisesti umpireiät jokaiseen vesivaipan hiekkaytimen jäähdytysvesikanavan ydinpäähän alhaalta ylöspäin. Vaikka poraussyvyys ei ole suuri, se on erittäin hyödyllistä tyhjentää.
2. Vähennä hartsihiekkaytimen kaasun muodostusta niin paljon kuin mahdollista: Valitse sideaine, jolla on korkea sidoslujuus, alhainen kaasun muodostus ja hidas kaasun muodostus, vähennä lisätyn sideaineen määrää ja paista hiekkaydin huolellisesti ja muut toimenpiteet voivat vähentää hiekkaytimen kaasun muodostus. Kaasun tilavuus ja kaasuntuoton nopeus.
3. Kasvata kaatonopeutta ja kaatolämpötilaa: Olettaen, että turbulenssia ei tapahdu ja kaasu jää loukkuun ja muotti ei kulu, kaatonopeutta tulee lisätä metallinesteen paineen nostamiseksi nopeasti kaasun tunkeutumisen estämiseksi. Lisäksi on myös parasta nostaa kaatolämpötilaa sulan raudan viskositeetin alentamiseksi, jotta sisään tulevat kuplat voivat helposti kellua ja poistua ylivuotoputkeen metallivirran mukana. Tästä syystä, kun valukappaleissa on loukkuun jääviä tai tunkeutuneita huokosvaurioita, on mahdollista poistaa huokosvirheet nostamalla valulämpötilaa 30-50 astetta. Tuotannon aikana tulee valvoa kunkin kaatopakkauksen viimeisen sulan raudan laatikon todellista lämpötilaa. Koska lopullisen sulan raudan lämpötila laskee, huokosvaurioita esiintyy todennäköisesti.
4. Sydämen pään sytytys: Sytytä kaatamisen aikana hiekkaytimen pakojärjestelmän kaasun ulostulo hiekkamuotin päällä sytyttääksesi hiekkaytimestä karkaavan kaasun. Se voi parantaa kaasun poistoaukon poistovoimaa ja lisätä hiekkaytimen kaasunpoistonopeutta.
