Welche Schritte und Prozessunterstützung sind erforderlich, um eine ausgewogene Erstarrung von Sphäroguss zu erreichen?

Die Kernpunkte des ausgewogenen Erstarrungsprozesses für Sphäroguss und dessen Umsetzung in die Produktion sind ein Prozess der perfekten Umsetzung der Theorie in die Praxis. Es kann das Problem der Schrumpfung und Porosität von Sphäroguss in der tatsächlichen Produktion lösen. Die Verwirklichung einer ausgewogenen Erstarrung von Sphäroguss ist ein systematisches Projekt, das von uns folgende Arbeiten erfordert:

1、 Verstehen Sie die Kernprozesspunkte der „ausgewogenen Erstarrung“ genau

Die „Gleichgewichtserstarrungstheorie“ wurde von Professor Wei Bing, einem Gussexperten in China, vorgeschlagen. Es löst sich von der traditionellen Denkweise der „sequenziellen Erstarrung“ und seine Kernidee besteht darin, die Graphitisierungsexpansion während des Erstarrungsprozesses von Sphäroguss zum Ausgleich der Schrumpfung zu nutzen und so das Ziel von Gussteilen ohne Schrumpfung und Porosität zu erreichen.

Die Kernpunkte seines Prozesses lassen sich in drei Schlüsselwörtern zusammenfassen:

Das Gleichgewicht zwischen „Expansion“ und „Kontraktion“: Das ist der grundlegendste Punkt. Während der Erstarrung erfährt duktiles Gusseisen sowohl eine „Ausdehnung“ aufgrund der Graphitausscheidung (Graphitisierungsexpansion) als auch eine „Schrumpfung“ aufgrund der Schrumpfung im flüssigen und festen Zustand. Ziel des Handwerks ist es, Bedingungen zu schaffen, die eine „Expansion“ ermöglichen, um einer „Kontraktion“ entgegenzuwirken. 2. Gleichgewicht zwischen „Steifigkeit“ und „Flexibilität“: „Steifigkeit“ bezieht sich auf die Form, die über eine ausreichende Festigkeit verfügt, um den durch die Graphitisierungsexpansion erzeugten Druck zu „halten“, wodurch die Expansionskraft gezwungen wird, in die entgegengesetzte Richtung auf das geschmolzene Eisen zu wirken, um die Schrumpfung auszugleichen. Dies ist die Grundlage für das Erreichen einer „Selbsterfüllung und Kontraktion“. Wird normalerweise durch hochfesten Formsand (z. B. Harzsand, beschichteter Sand), verstärkte Sandkästen und andere Methoden erreicht. Weich „(flexibel/nachgebend): bezieht sich auf die Einrichtung einer geeigneten „weichen“ Umgebung (z. B. Entlüftungsöffnungen, Überlaufsteigleitungen, weiche Sandschichten) am Ende des Weges oder in der Nähe der heißen Stelle, an der eine Schrumpfung erforderlich ist, damit sich der Formhohlraum auf kontrollierte Weise zurückziehen kann, um das Schrumpfungsströmungsfeld zu leiten, überschüssigen Druck abzubauen und zu verhindern, dass das Gussstück „aufquillt“ oder sich an der Wand bewegt. 3. Gleichgewicht zwischen „heiß“ und „kalt“: Kontrollieren Sie das Temperaturfeld des Gussstücks durch ein Angusssystem. Wärme „: An den dicken und großen heißen Knotenpunkten von Gussstücken wird durch die Verwendung versteckter oder seitlicher Steigleitungen für die notwendige Flüssigkeitsschrumpfung und Wärmeergänzung gesorgt. Kalt: Verwendung von Kalteisen zur Beschleunigung der lokalen Abkühlung an dünnwandigen oder schnell abgekühlten Bereichen von Gussstücken, zur Beseitigung heißer Stellen und zur Schaffung eines Temperaturgradienten zum Steigrohr hin.

Kernmerkmal: „Wenn es hart ist, ist es hart; wenn es weich ist, ist es weich; wenn es heiß ist, ist es heiß; wenn es kalt ist, ist es kalt; verwenden Sie Expansion statt Kontraktion, um ein dynamisches Gleichgewicht zu erreichen.“

2、 Die spezifischen Implementierungsmethoden der Kernpunkte in der Produktion

Um die obige Theorie in praktische Produktionsabläufe umzusetzen, ist eine systematische Kontrolle unter folgenden Gesichtspunkten erforderlich:

1. Formprozessdesign (Realisierung von „Steifigkeit“ und „Flexibilität“)

Wählen Sie hochfeste Formmaterialien: Harzsand (Furanharz, alkalisches Phenolharz) oder beschichteter Sand sollten bevorzugt werden. Diese Materialien weisen eine hohe Festigkeit auf und können einer Graphitisierungsexpansion wirksam widerstehen, was die Grundlage für eine ausgewogene Erstarrung ist. Lehmsand (Nasssand) erfordert eine strenge Kontrolle der Feuchtigkeit und des Verdichtungsgrads sowie gegebenenfalls eine Verstärkung von Sandkästen und Formen. Angemessenes Design und kompaktes Ausgießsystem: Normalerweise wird ein halbgeschlossenes (z. B. F gerade: F horizontal: F innen = 1,5:1,2:1) oder ein vollständig geschlossenes Ausgießsystem verwendet. Eine schnelle Befüllung verringert die Erosion und trägt außerdem dazu bei, dass der Angussbecher und der Anguss im späteren Stadium einen gewissen Schrumpfungseffekt haben. Verwenden Sie „kleine, aber zahlreiche“ Steigrohre: Die Steigrohre müssen nicht so groß sein wie Gussstahl. Verwenden Sie kleine, meist verdeckte Speiser (Edge Feeder, Ear Feeder, Duckbill Feeder usw.) oder Side Feeder. Entscheidend ist die Gestaltung des Steighalses: „kurz, dünn und breit“ sollte er sein. Seine Funktion besteht darin, die Flüssigkeitsschrumpfung in der frühen Erstarrungsphase reibungslos zu kompensieren und sich zu Beginn der Graphitisierungsexpansion in der mittleren Erstarrungsphase schnell „selbst zu schließen“ (zu verfestigen), wodurch der Expansionsdruck im Gussstück gehalten wird, anstatt ihn in das Steigrohr abzulassen. Cleverer Einsatz von Kalteisen: Durch die Platzierung eines externen Kalteisens an der dicken heißen Stelle des Gussstücks kann die Abkühlung dieses Bereichs beschleunigt, die heiße Stelle beseitigt und die Abhängigkeit vom Steigrohr verringert werden. Bei Verwendung in Verbindung mit einem Steigrohr kann ein idealerer Temperaturgradient zur Steuerung der Erstarrungssequenz erreicht werden. Einrichten von Abluft und Überlauf: Am höchsten Punkt und am letzten Füllpunkt des Formhohlraums sollten ausreichend Abluftlöcher angebracht werden, um einen reibungslosen Gasaustritt aus dem Hohlraum zu gewährleisten. Ein Überlaufsteigrohr (Schlackensammelbeutel) wird am Ende des Gießens oder am letzten Fluss der Eisenschmelze installiert. Es kann nicht nur Schlacke sammeln, sondern auch geschmolzenes Eisen mit niedriger Temperatur abgeben und so den Druck und die Temperatur im Formhohlraum ausgleichen.

2. Schmelz- und Sphäroidisierungskontrolle (Quellengarantie der „Expansion“)

Stabile chemische Zusammensetzung: Kohlenstoffäquivalent (CE): Verwendung einer Lösung mit hohem Kohlenstoffgehalt und niedrigem Siliziumgehalt. CE wird normalerweise zwischen 4,6 % und 4,9 % kontrolliert. Ein hoher Kohlenstoffgehalt kann eine ausreichende Graphitausfällung gewährleisten und eine ausreichende Expansionskraft erzeugen. Ein geringer Siliziumgehalt kann einen übermäßigen Anstieg der eutektischen Temperatur verhindern und verhindern, dass die Graphitausdehnung zu spät eintritt. Restgehalt an Magnesium (Mg): sollte nicht zu hoch sein, im Allgemeinen auf 0,03 % bis 0,05 % begrenzt. Eine zu hohe Höhe erhöht die Neigung zum Weißguss, hemmt die Graphitisierung und verringert die Ausdehnung. Guter Sphäroidisierungseffekt: Stellen Sie sicher, dass der Sphäroidisierungsgrad 1-2 Stufen erreicht. Nur runde Graphitkugeln können eine ausreichende und gleichmäßige Expansionskraft bereitstellen. Je mehr und kleiner die Anzahl der Graphitkugeln ist, desto früher setzt die Expansion ein und desto besser ist die Wirkung. Geeignete Gießtemperatur: Um eine vollständige Füllung zu gewährleisten, versuchen Sie, die Gießtemperatur so weit wie möglich zu senken (z. B. 1320 ℃ -1380 ℃). Das Gießen bei niedriger Temperatur kann das Ausmaß der Flüssigkeitsschrumpfung verringern, die Erstarrungszeit verkürzen und eine frühere und effektivere Graphitisierungsexpansion ermöglichen, um die Schrumpfung auszugleichen.

3. Kontrolle des Produktionsprozesses (Gewährleistung des dynamischen Gleichgewichts)

Ausreichende Verdichtung des Formsandes: Stellen Sie sicher, dass die Härte der Sandform dem Standard entspricht (z. B. Harzsand>90, Tonsand>85) und gewährleisten Sie die „Steifigkeit“ der Form. Genaue Messung von geschmolzenem Eisen: Stellen Sie sicher, dass die genaue Menge an Eisen in der Sphäroidisierungsbehandlungspackung enthalten ist, um die präzise Zugabe von Sphäroidisierungsmittel und Impfmittel zu gewährleisten und so den Sphäroidisierungseffekt und die chemische Zusammensetzung zu stabilisieren. Schnellguss: Gießen Sie so schnell wie möglich nach der Sphäroidisierungsbehandlung (normalerweise innerhalb von 10 Minuten nach dem „Absetzen der Reaktion“), um einen Rückgang der Fruchtbarkeit und Sphäroidisierung zu verhindern. Angemessene Boxzeit: Nach dem Gießen muss das Gussstück vor dem Boxen und Schleifen ausreichend Zeit zum Isolieren in der Sandform haben (zumindest nach Abschluss der eutektischen Erstarrung). Durch vorzeitiges Einpacken geht die „Steifigkeit“ der Sandform verloren, und die Gussteile verformen sich oder quellen unter der Wirkung der Expansionskraft sogar auf, was zu einem starken Anstieg des Risikos einer inneren Schrumpfung und Lockerheit führt.

Zusammenfassung

Zusammenfassend lässt sich sagen, dass das Erreichen einer ausgewogenen Erstarrung keine einzelne Technik ist, sondern ein systematisches Konzept, das sich durch den gesamten Prozess von Prozessdesign, Schmelzkontrolle und Produktionsmanagement zieht. Es erfordert von den Herstellern ein tiefes Verständnis der Erstarrungseigenschaften von Sphäroguss und die Erzielung des idealen Effekts, „Schrumpfung durch Ausdehnung zu ersetzen und Steifigkeit und Flexibilität auszugleichen“, und zwar durch eine Reihe von Maßnahmen wie hochsteifes Gießen, kleines Steigrohr, Kalteisen, niedrige Gießtemperatur und hochwertiges geschmolzenes Eisen. In praktischen Anwendungen wird empfohlen, Prozessexperimente und Abschnittsüberprüfungen an typischen Produkten durchzuführen, um die am besten geeigneten Prozessparameter für bestimmte Produktionsbedingungen zu optimieren und zu ermitteln.