คำอธิบาย เหตุผล และการเยียวยาของข้อบกพร่องในการหล่อทรายทั่วไป

มีสาเหตุหลายประการข้อบกพร่องในการหล่อทรายในความเป็นจริงกระบวนการหล่อทราย- แต่เราสามารถหาสาเหตุที่แน่ชัดได้โดยการวิเคราะห์ข้อบกพร่องทั้งภายในและภายนอก ความผิดปกติใด ๆ ในกระบวนการขึ้นรูปทำให้เกิดข้อบกพร่องในการหล่อซึ่งบางครั้งอาจยอมรับได้ โดยปกติแล้วข้อบกพร่องในการหล่อทรายสามารถกำจัดได้ด้วยวิธีการแก้ไขหรือซ่อมแซมแม่พิมพ์ที่เหมาะสม เช่น การเชื่อมและการชุบโลหะ ในบทความนี้ เราพยายามให้คำอธิบายเกี่ยวกับข้อบกพร่องในการหล่อทรายทั่วไป เพื่อค้นหาสาเหตุและวิธีแก้ไขตามนั้น

ต่อไปนี้เป็นข้อบกพร่องประเภทหลักๆ ที่อาจเกิดขึ้นได้การหล่อทราย:
i) ข้อบกพร่องของแก๊ส

ii) ฟันผุหดตัว

iii) ข้อบกพร่องของวัสดุการขึ้นรูป

iv) การเทข้อบกพร่องของโลหะ

v) ข้อบกพร่องทางโลหะวิทยา

 

1. ข้อบกพร่องของแก๊ส

ข้อบกพร่องในหมวดหมู่นี้สามารถจำแนกได้เป็นการเป่าและการเป่าแบบเปิด การรวมอากาศ และความพรุนของรูเข็ม ข้อบกพร่องทั้งหมดนี้เกิดขึ้นในระดับมากจากแนวโน้มการผ่านก๊าซที่ต่ำกว่าของแม่พิมพ์ ซึ่งอาจเกิดจากการระบายอากาศต่ำ การซึมผ่านของแม่พิมพ์ต่ำ และ/หรือการออกแบบการหล่อที่ไม่เหมาะสม ความสามารถในการซึมผ่านของแม่พิมพ์ที่ต่ำกว่านั้นก็เกิดจากขนาดเม็ดทรายที่ละเอียดขึ้น ดินเหนียวที่สูงขึ้น ความชื้นที่สูงขึ้น หรือการกระแทกของแม่พิมพ์ที่มากเกินไป

รูเป่าลมและพัดแบบเปิด
สิ่งเหล่านี้คือโพรงทรงกลม แบน หรือยาว ซึ่งอยู่ภายในการหล่อหรือบนพื้นผิว บนพื้นผิวเรียกว่าการตีแบบเปิด และเมื่ออยู่ข้างในเรียกว่ารูระเบิด เนื่องจากความร้อนในโลหะหลอมเหลว ความชื้นจึงถูกแปลงเป็นไอน้ำ ซึ่งส่วนหนึ่งเมื่อติดอยู่ในการหล่อจะกลายเป็นการเป่าหรือเปิดเมื่อมาถึงพื้นผิว นอกเหนือจากการมีความชื้นแล้ว ยังเกิดขึ้นเนื่องจากการระบายอากาศที่ต่ำกว่าและการซึมผ่านของแม่พิมพ์ที่ต่ำกว่า ดังนั้นในแม่พิมพ์ทรายสีเขียว จึงเป็นเรื่องยากมากที่จะกำจัดรูระเบิด เว้นแต่จะมีการระบายอากาศที่เหมาะสม

การรวมอากาศ
ก๊าซในชั้นบรรยากาศและก๊าซอื่นๆ ที่ถูกดูดซับโดยโลหะหลอมเหลวในเตาหลอม ในทัพพี และในระหว่างการไหลในแม่พิมพ์ เมื่อไม่ได้รับอนุญาตให้หลบหนี จะถูกกักขังอยู่ภายในการหล่อและทำให้อ่อนแอลง สาเหตุหลักของข้อบกพร่องนี้คืออุณหภูมิการเทที่สูงขึ้นซึ่งทำให้ปริมาณก๊าซดูดซับเพิ่มขึ้น การออกแบบเกตติ้งที่ไม่ดี เช่น การสปรูตรงในเกตติ้งที่ไม่มีแรงดัน การโค้งงอฉับพลัน และแนวทางปฏิบัติอื่นๆ ที่ก่อให้เกิดความปั่นป่วนในเกตติ้ง ซึ่งจะเพิ่มการดูดอากาศและในที่สุดความสามารถในการซึมผ่านของแม่พิมพ์ก็ต่ำ วิธีแก้ไขคือการเลือกอุณหภูมิในการเทที่เหมาะสม และปรับปรุงแนวทางปฏิบัติในการเกตโดยการลดความปั่นป่วน

ความพรุนของรูเข็ม
สาเหตุนี้เกิดจากไฮโดรเจนในโลหะหลอมเหลว สิ่งนี้อาจถูกหยิบขึ้นมาในเตาเผาหรือโดยการแยกตัวของน้ำภายในโพรงแม่พิมพ์ เมื่อโลหะหลอมเหลวแข็งตัว อุณหภูมิจะสูญเสียไปซึ่งทำให้ความสามารถในการละลายของก๊าซลดลง และขับไล่ก๊าซที่ละลายออกไป ไฮโดรเจนในขณะที่ออกจากโลหะที่แข็งตัวจะทำให้เกิดเส้นผ่านศูนย์กลางเล็กมากและมีรูเข็มยาวที่แสดงเส้นทางหลบหนี รูเข็มเหล่านี้ทำให้เกิดการรั่วไหลของของเหลวภายใต้แรงกดดันในการทำงานสูง สาเหตุหลักคืออุณหภูมิในการเทสูงซึ่งจะเพิ่มการดูดก๊าซ

ฟันผุหดตัว
สิ่งเหล่านี้เกิดจากการหดตัวของของเหลวที่เกิดขึ้นระหว่างการแข็งตัวของการหล่อ เพื่อชดเชยสิ่งนี้ จำเป็นต้องมีการป้อนโลหะเหลวอย่างเหมาะสมเช่นเดียวกับการออกแบบการหล่อที่เหมาะสม

2. ข้อบกพร่องของวัสดุการขึ้นรูป

ภายใต้หมวดนี้ได้แก่ข้อบกพร่องที่เกิดจากลักษณะของวัสดุขึ้นรูป ข้อบกพร่องที่จัดอยู่ในหมวดหมู่นี้ได้ ได้แก่ การตัดและล้าง การเจาะโลหะ การหลอมรวม การหนีออก หางหนูและหัวเข็มขัด การบวมและการหล่น ข้อบกพร่องเหล่านี้เกิดขึ้นโดยพื้นฐานแล้วเนื่องจากวัสดุขึ้นรูปไม่มีคุณสมบัติที่จำเป็นหรือเนื่องจากการกระแทกที่ไม่เหมาะสม

ตัดและล้าง
สิ่งเหล่านี้จะปรากฏเป็นจุดหยาบและบริเวณที่มีโลหะส่วนเกิน และเกิดจากการกัดเซาะของทรายขึ้นรูปโดยโลหะหลอมเหลวที่ไหลออกมา อาจเกิดจากการที่ทรายขึ้นรูปมีความแข็งแรงไม่เพียงพอ หรือโลหะหลอมเหลวไหลด้วยความเร็วสูง อดีตสามารถแก้ไขได้โดยการเลือกทรายปั้นที่เหมาะสมและใช้วิธีการปั้นที่เหมาะสม ส่วนหลังสามารถดูแลได้โดยการปรับเปลี่ยนการออกแบบประตูเพื่อลดความปั่นป่วนในโลหะ โดยการเพิ่มขนาดของประตู หรือใช้ประตูในหลายบาน

การเจาะโลหะ
เมื่อโลหะหลอมเหลวเข้าไปในช่องว่างระหว่างเม็ดทราย ผลลัพธ์ที่ได้คือพื้นผิวหล่อที่หยาบ สาเหตุหลักก็คือขนาดเม็ดทรายหยาบเกินไป หรือไม่มีการล้างเชื้อราบนโพรงแม่พิมพ์ นอกจากนี้ยังอาจเกิดจากอุณหภูมิการเทที่สูงขึ้นอีกด้วย การเลือกขนาดเกรนที่เหมาะสมร่วมกับการล้างเชื้อราอย่างเหมาะสมควรจะสามารถกำจัดข้อบกพร่องนี้ได้

ฟิวชั่น
สาเหตุนี้เกิดจากการหลอมรวมของเม็ดทรายกับโลหะหลอมเหลว ทำให้พื้นผิวหล่อมีลักษณะเปราะและเป็นแก้ว สาเหตุหลักของข้อบกพร่องนี้คือดินเหนียวในทรายขึ้นรูปมีการทนไฟต่ำกว่าหรืออุณหภูมิในการเทสูงเกินไป การเลือกชนิดและปริมาณเบนโทไนต์ที่เหมาะสมจะช่วยแก้ไขข้อบกพร่องนี้ได้

วิ่งหนี
การส่ายไปมาเกิดขึ้นเมื่อโลหะหลอมเหลวรั่วไหลออกจากแม่พิมพ์ สาเหตุนี้อาจเกิดจากความผิดพลาดในการทำแม่พิมพ์หรือขวดขึ้นรูปผิดพลาด

หางหนูและหัวเข็มขัด
หางหนูมีสาเหตุมาจากความล้มเหลวในการอัดของผิวหนังของโพรงแม่พิมพ์ เนื่องจากความร้อนที่มากเกินไปในโลหะหลอมเหลว ภายใต้อิทธิพลของความร้อน ทรายจะขยายตัว ดังนั้นจึงเคลื่อนผนังแม่พิมพ์ไปด้านหลัง และในขั้นตอนที่ผนังหลุดออกไป พื้นผิวการหล่ออาจมีเครื่องหมายนี้เป็นเส้นเล็ก ๆ ดังแสดงในรูปที่ ด้วยความล้มเหลวดังกล่าวหลายครั้ง พื้นผิวการหล่ออาจมีเส้นเล็ก ๆ ไขว้กันหลายเส้น หัวเข็มขัดเป็นหางหนูที่มีความรุนแรง สาเหตุหลักของข้อบกพร่องเหล่านี้คือทรายขึ้นรูปมีคุณสมบัติการขยายตัวไม่ดีและมีความร้อนแรง หรือความร้อนในโลหะที่เทสูงเกินไป นอกจากนี้ ทรายที่หันหน้าไปทางนั้นไม่มีวัสดุคาร์บอนเพียงพอที่จะให้เอฟเฟกต์การกันกระแทกที่จำเป็น การเลือกใช้ส่วนผสมทรายที่หันหน้าเข้าหากันและอุณหภูมิในการเทอย่างเหมาะสมเป็นมาตรการในการลดอุบัติการณ์ของข้อบกพร่องเหล่านี้

บวม
ภายใต้อิทธิพลของแรงทางโลหะ ผนังแม่พิมพ์อาจเคลื่อนตัวกลับ ทำให้เกิดอาการบวมในขนาดของการหล่อ ผลจากการบวม ทำให้ความต้องการการป้อนของตัวหล่อเพิ่มขึ้น ซึ่งควรได้รับการดูแลโดยการเลือกการขึ้นที่เหมาะสม สาเหตุหลักคือมีการใช้ขั้นตอนการผลิตแม่พิมพ์ที่ผิดพลาด การกระแทกแม่พิมพ์อย่างเหมาะสมควรแก้ไขข้อบกพร่องนี้

หยด
การตกลงของทรายหรือก้อนที่ขึ้นรูปหลวมๆ จากพื้นผิวรับมือลงในโพรงแม่พิมพ์เป็นสาเหตุของข้อบกพร่องนี้ สาเหตุหลักมาจากการกระแทกขวดรับมืออย่างไม่เหมาะสม

3. การเทโลหะที่บกพร่อง

การวิ่งผิดและการปิดแบบเย็น
การวิ่งผิดเกิดขึ้นเมื่อโลหะไม่สามารถเติมเต็มโพรงแม่พิมพ์ได้อย่างสมบูรณ์ และทำให้เหลือช่องว่างที่ยังไม่ได้เติม การปิดด้วยความเย็นเกิดขึ้นเมื่อกระแสโลหะสองกระแสที่มาบรรจบกันในช่องแม่พิมพ์ไม่หลอมรวมเข้าด้วยกันอย่างเหมาะสม ทำให้เกิดความไม่ต่อเนื่องหรือจุดอ่อนในการหล่อ บางครั้งสภาวะที่นำไปสู่การปิดเย็นสามารถสังเกตได้เมื่อไม่มีผู้แหลมคมในการหล่อ ข้อบกพร่องเหล่านี้มีสาเหตุหลักมาจากความลื่นไหลของโลหะหลอมเหลวลดลง หรือความหนาของหน้าตัดของการหล่อน้อยเกินไป ส่วนหลังสามารถแก้ไขได้ด้วยการออกแบบการหล่อที่เหมาะสม วิธีแก้ไขที่ใช้ได้คือเพิ่มความลื่นไหลของโลหะโดยการเปลี่ยนองค์ประกอบหรือเพิ่มอุณหภูมิในการเท ข้อบกพร่องนี้อาจเกิดขึ้นเมื่อความสามารถในการขจัดความร้อนเพิ่มขึ้น เช่น ในกรณีของแม่พิมพ์ทรายสีเขียว การหล่อที่มีอัตราส่วนพื้นที่ผิวต่อปริมาตรสูงมีแนวโน้มที่จะเกิดข้อบกพร่องเหล่านี้ได้ง่าย ข้อบกพร่องนี้ยังเกิดขึ้นในแม่พิมพ์ที่ระบายอากาศได้ไม่ดีเนื่องจากแรงดันต้านของก๊าซ วิธีแก้ไขโดยทั่วไปคือการปรับปรุงการออกแบบแม่พิมพ์

การรวมตะกรัน
ในระหว่างกระบวนการหลอม ฟลักซ์จะถูกเติมเพื่อกำจัดออกไซด์และสิ่งสกปรกที่ไม่พึงประสงค์ที่มีอยู่ในโลหะ ในขณะที่กรีด ควรเอาตะกรันออกจากทัพพีอย่างเหมาะสม ก่อนที่จะเทโลหะลงในแม่พิมพ์ มิฉะนั้นตะกรันที่เข้าไปในโพรงแม่พิมพ์จะทำให้การหล่ออ่อนตัวลงและทำให้พื้นผิวของการหล่อเสียด้วย ซึ่งสามารถกำจัดได้ด้วยวิธีการดักจับตะกรันบางวิธี เช่น การกั้นอ่างเทหรือการขยายทางวิ่ง

4. ข้อบกพร่องทางโลหะวิทยา

น้ำตาร้อน
เนื่องจากโลหะมีความแข็งแรงต่ำที่อุณหภูมิสูงกว่า ความเครียดจากการทำความเย็นที่ไม่พึงประสงค์อาจทำให้การหล่อแตกได้ สาเหตุหลักคือการออกแบบการหล่อที่ไม่ดี

ฮอตสปอต
สิ่งเหล่านี้มีสาเหตุมาจากความเย็นของการหล่อ ตัวอย่างเช่น เหล็กหล่อสีเทาที่มีซิลิกอนในปริมาณเล็กน้อย เหล็กหล่อสีขาวที่แข็งมากอาจส่งผลให้พื้นผิวเย็นได้ ฮอตสปอตนี้จะรบกวนการตัดเฉือนที่ตามมาของภูมิภาคนี้ การควบคุมทางโลหะวิทยาและการแช่เย็นอย่างเหมาะสมถือเป็นสิ่งสำคัญในการกำจัดจุดร้อน

 

ดังที่เห็นจากย่อหน้าก่อนๆ การเยียวยาข้อบกพร่องบางประการก็เป็นสาเหตุของสิ่งอื่นด้วย ดังนั้นวิศวกรโรงหล่อจึงต้องวิเคราะห์การหล่อจากมุมมองของการใช้งานขั้นสุดท้าย และจึงได้ขั้นตอนการขึ้นรูปที่เหมาะสมเพื่อกำจัดหรือลดข้อบกพร่องในการหล่อที่ไม่พึงประสงค์ที่สุด