Wie können Fehler wie Sandpickel auf der Oberfläche von Graugussteilen, die durch Harzsandguss hergestellt wurden, behoben werden?

Auf der Oberfläche von Grauguss-Maschinengussteilen, die aus Harzsand hergestellt werden, treten Sandknötchen auf, ein typisches Problem, das sich auf die Oberflächenqualität von Gussteilen auswirkt. Sandknötchen äußern sich in der Regel als harte Metallklumpen und Sandpartikel, die an der Oberfläche von Gussteilen haften und schwer zu reinigen sind und auch die Maßhaltigkeit und das Aussehen beeinträchtigen können.

1、 Der Hauptgrund für die Bildung von Sandknötchen ist die unzureichende lokale Festigkeit der Harzsandform-/Kernoberfläche. Unter der thermischen und mechanischen Einwirkung der Metallschmelze lösen sich die oberflächlichen Sandblöcke ab und werden in die Metallschmelze gesaugt, jedoch nicht vollständig weggespült oder wieder geschmolzen, sondern wickeln sich schließlich um die Oberfläche des Gussstücks. Die konkreten Gründe lassen sich anhand folgender Dimensionen analysieren:

1. Ungleichmäßige Kompaktheit aufgrund des Form-/Kernherstellungsprozesses: Unzureichende Kompaktheit in einigen Bereichen (insbesondere Ecken, Rillen und tiefe Hohlräume), lockere Sandformoberfläche, geringe Festigkeit und leichtes Abwaschen. Unsachgemäßer Schimmelentfernungs-/Reparaturvorgang: Beschädigung der Sandform während der Schimmelentfernung oder unvollständige Reparatur während der Schimmelreparatur, wodurch möglicherweise lose Sandblöcke zurückbleiben. Beschichtungsqualität und Bürstprozess: Die Beschichtungsschicht ist zu dünn oder nicht bedeckt und kann die Hochtemperatur-Metallflüssigkeit nicht effektiv von der Sandformoberfläche isolieren. Unzureichende Eindringtiefe der Beschichtung: Mit der Sandform kann keine feste „Sinterschicht“ gebildet werden, was zu einer schlechten Haftung führt. Unzureichende Trocknung von Beschichtungen: Restfeuchtigkeit oder Lösungsmittel sowie Gase, die beim Auftreffen auf heiße Metallflüssigkeiten entstehen, können die Beschichtung beschädigen und dazu führen, dass sie reißt und sich ablöst. Schlechte Entlüftung der Sandform/des Sandkerns: Ein zu hoher örtlicher Gasdruck kann dazu führen, dass die Überzugsschicht oder die schwache Oberflächenschicht „zusammenbricht“.

2. Leistungsgründe für Rohsand und Harzsand: Form und Größe der Rohsandpartikel: Die Oberfläche der Sandpartikel ist glatt, mit schlechter Rundheit (z. B. einem großen Winkelkoeffizienten), schwacher mechanischer Verzahnung zwischen Sandpartikeln und geringer Oberflächenfestigkeit der Sandform. Unzureichende Harzzugabe oder ungleichmäßiges Mischen: Dies führt zu einem geringen lokalen Harzgehalt und einer unzureichenden Festigkeit nach dem Aushärten. Ungleichmäßige Aushärtung: Insbesondere bei dicken Sandkernen kann es vorkommen, dass der Innenraum nicht vollständig ausgehärtet wird oder die Oberfläche durch übermäßiges Einblasen spröde wird (Furanharz). Lange Lagerzeit von Sandformen oder hohe Luftfeuchtigkeit: Harzsandformen absorbieren Feuchtigkeit, verringern die Festigkeit und erhöhen die Gasentwicklung.

3. Der Grund für die Konstruktion des Gießsystems liegt darin, dass die Metallflüssigkeit übermäßig weggespült wird: Der Anguss ist der Formwand oder dem Sandkern zugewandt und bildet einen Hochgeschwindigkeitsstrom der Metallflüssigkeit, der direkt auftrifft. Das Design des Gießsystems ist unangemessen und die Füllgeschwindigkeit ist zu hoch, was zu starker Erosion und Abnutzung der Oberfläche der Sandform/des Sandkerns führt.

4. Die Gießtemperatur des geschmolzenen Metalls selbst ist zu hoch: Eine übermäßige Wärmebelastung beschleunigt die thermische Zersetzung des Harzes auf der Oberfläche der Sandform und das Sintern der Sandpartikel, wodurch sich die Abziehschicht verdickt. Gleichzeitig ist die Fließfähigkeit der Eisenschmelze zu gut und die Scheuerkraft wird erhöht. Starke Oxidation von geschmolzenem Eisen: Ein hoher Gehalt an Oxiden (z. B. FeO) in geschmolzenem Eisen kann chemisch mit SiO₂-Sandpartikeln reagieren, was die Erosion und Sandanhaftungsneigung der Metallflüssigkeit auf der Sandform verstärkt.

2、 Eine systematische Lösung zur Lösung des Problems der Sandknötchen erfordert von der Prävention und Kontrolle über die Durchführung systematischer Untersuchungen bis hin zur Prozessoptimierung.

1. Optimieren Sie den Form- und Kernherstellungsprozess, um eine gleichmäßige Verdichtung sicherzustellen: Konzentrieren Sie sich auf die Sicherstellung der Verdichtung komplexer Teile wie Ecken, Vorsprünge und tiefe Hohlräume und verwenden Sie spezielle Werkzeuge zur Unterstützung der Verdichtung. Standardisiertes Formen und Reparieren: Gehen Sie vorsichtig vor und verwenden Sie spezielle Reparaturpasten oder -beschichtungen, um beschädigte Bereiche zu reparieren. Anwendung von verstärkten Beschichtungen: Wählen Sie hochwertige Zirkonpulver- oder Korundpulverbeschichtungen auf Alkoholbasis, die eine hohe Feuerbeständigkeit und starke Korrosionsbeständigkeit aufweisen. Stellen Sie sicher, dass die Beschichtung eine ausreichende Konzentration und Viskosität aufweist, indem Sie Tauchbeschichtung, Flutbeschichtung oder Sprühbeschichtung verwenden, um eine gleichmäßige Beschichtungsdicke zu gewährleisten (im Allgemeinen 2–4 Schichten, Trockenfilmdicke 0,3–0,8 mm). Vollständig trocken: Stellen Sie nach dem Anzünden (alkoholbasierte Beschichtungen) oder dem Trocknen sicher, dass die Beschichtung vollständig trocken und frei von Feuchtigkeitsflecken ist. Sorgen Sie für eine reibungslose Entlüftung: Stellen Sie eine ausreichende Anzahl und Größe der Entlüftungslöcher an geeigneten Stellen in der Sandform/im Sandkern ein.

2. Kontrollieren Sie die Qualität des Harzsands streng und wählen Sie hochwertigen Rohsand aus: Vorrang sollte der Verwendung von Quarzsand mit runder Partikelform und glatter Oberfläche (z. B. Dalin-Sand aus der Inneren Mongolei) mit einem Winkelkoeffizienten von 1,2 bis 1,3 eingeräumt werden, der zur Verbesserung der Fließfähigkeit sowie der Sandverdichtung und -festigkeit beiträgt. Optimieren Sie das Harzverhältnis und den Sandmischprozess: Passen Sie die Menge des hinzugefügten Harzes und Härters an die Jahreszeit sowie die Umgebungstemperatur und -feuchtigkeit an (normalerweise 0,8 % bis 1,5 % des ursprünglichen Sandgewichts), um eine gleichmäßige Mischung zu gewährleisten. Kontrollieren Sie den Aushärtungseffekt: Vermeiden Sie übermäßiges Ausblasen oder unzureichende Aushärtung. Für dicke und große Sandkerne können Hohl- oder Koksblockfüllverfahren eingesetzt werden. Kontrollieren Sie die Lager- und Nutzungsumgebung: Versuchen Sie, die Lagerzeit von Sandformen/-kernen zu verkürzen und Feuchtigkeitsaufnahme zu vermeiden. Es wird empfohlen, die Luftfeuchtigkeit in der Werkstatt unter 60 % zu halten.

3. Verbessern Sie das Design des Ausgießsystems, um dem Prinzip der „reibungslosen, schnellen und geordneten“ Befüllung zu folgen: Führen Sie offene, von unten einspritzende oder abgestufte Ausgießsysteme ein. Vermeiden Sie direktes Spülen: Der Anguss sollte nicht direkt auf die schwachen Teile der Formwand oder des Sandkerns gerichtet sein. Maßnahmen wie das Einführen von Tangenten, das Einrichten von Eingussgruben und der Einsatz von Filtersieben können zur Pufferung, Verteilung und Reinigung des Flusses geschmolzenen Metalls eingesetzt werden. Berechnen Sie die passende Gießzeit: Vermeiden Sie zu schnelles Befüllen.

4. Optimieren Sie den Schmelz- und Gießprozess, um die geeignete Gießtemperatur zu kontrollieren: Versuchen Sie, eine niedrigere Gießtemperatur zu verwenden, während Sie die Unversehrtheit der Füllung sicherstellen und eine Kälteisolierung vermeiden. Bei Werkzeugmaschinengussteilen mit mittlerer Wandstärke wird die Temperatur im Allgemeinen auf 1350–1420 °C (optische Temperaturmessung) geregelt. Reinigung von geschmolzenem Eisen: Verstärken Sie die Vorbehandlung des Ofens (z. B. die Verwendung von Schlackenentfernungsmitteln), um eine übermäßige Oxidation von geschmolzenem Eisen zu verhindern und dessen Reinheit sicherzustellen. Reibungsloses Ausgießen: Vermeiden Sie Unterbrechungen und Spritzer und sorgen Sie dafür, dass der Ausgießbecher voll ist.

5. Vor-Ort-Management und Inspektion der Erststückinspektion: Überprüfen Sie beim ersten Stück nach neuen Formen oder Prozessänderungen sorgfältig die Teile, die anfällig für Sandknötchen sind. Legen Sie Prozesskontrollpunkte fest: Überwachen und protokollieren Sie wichtige Prozesse wie Verdichtung, Beschichtung und Gießtemperatur. Analysieren Sie die Position von Sandknötchen: Anhand der regelmäßigen Position von Sandknötchen können Sie zurückverfolgen, ob es sich um ein Problem mit der Form, der Beschichtung oder dem Gießsystem handelt.

Zusammenfassung und Vorschläge: Die Lösung des Problems der Sandknötchen bei der Herstellung von Grauguss-Maschinengussteilen unter Verwendung von Harzsand besteht darin, „die Oberflächenfestigkeit der Sandform zu verbessern“ und „die Erosion/thermische Wirkung der Metallflüssigkeit auf die Formwand zu reduzieren“. Schlagen Sie vor, die folgenden Schritte zur Fehlerbehebung zu befolgen:

Überprüfen Sie zunächst die Beschichtung: Dies ist der direkteste und häufigste Grund. Bestätigen Sie die Qualität der Beschichtung, die Beschichtungsdicke und den Trocknungszustand.

2. Überprüfen Sie anschließend die Kompaktheit und den Formvorgang: Überprüfen Sie, ob die Sandform an der entsprechenden Position des Sandklumpens locker ist.

3. Analysieren Sie dann das Gießsystem: Beobachten Sie, ob Sandklumpen direkt gegenüber dem Einguss oder an der Stelle erscheinen, an der der Metallfluss am stärksten beeinträchtigt wird.

4. Überprüfen Sie abschließend die Prozessparameter: Überprüfen Sie, ob das Harz-Sand-Verhältnis, die Rohsandqualität und die Gießtemperatur im kontrollierten Bereich liegen. Durch diese systematische Analyse und schrittweise Verbesserung können Sanddünenfehler wirksam kontrolliert und beseitigt werden, wodurch die Oberflächenqualität und Maßgenauigkeit von Werkzeugmaschinengussteilen erheblich verbessert wird.