Flujo del proceso de fundición
La producción de fundición es un proceso complejo de combinación de múltiples procesos, que incluye los siguientes procesos principales:
1) Preparación del proceso de producción: según el plano de las piezas y el lote de producción. tiempo de producción, fecha de entrega y desarrollo de planes de proceso de producción y documentos de proceso.
◆Dibujar el diagrama del proceso de fundición;
2) Preparación de la producción, incluida la preparación de materiales de fundición, moldeo de materiales y patrones para la fabricación de núcleos, cajas de núcleos, cajas de arena y otros equipos de proceso;
3) Modelado y fabricación de núcleos;
4) Fusión y vertido;
Principio de formación
La producción de fundición consiste en calentar y fundir metal. Se hace fluido y luego se vierte en una cavidad de molde moldeada.
Bajo la acción de la gravedad o de fuerzas externas (presión, fuerza centrífuga, fuerza electromagnética, etc.). ), la cavidad se llena, se enfría y se solidifica en una pieza fundida (o pieza).
Un método de conformado de metales basado en.
Figura 1 Proceso de fundición
Las piezas fundidas generalmente se cortan en piezas en bruto. Pero también hay muchas piezas fundidas que pueden cumplir con el diseño de la pieza sin necesidad de cortarlas.
Requisitos de precisión y rugosidad superficial, utilizados directamente como piezas.
Rendimiento y composición de la arena de moldeo
1. Rendimiento de la arena de moldeo
Los principales requisitos de rendimiento de la arena de moldeo (incluida la arena para núcleos) son la resistencia y la permeabilidad al aire. , resistencia al fuego, Compromiso, liquidez, compacidad y colapso.
Sexo, etc.
2. Composición de la arena de moldeo
La arena de moldeo se compone de arena cruda, aglutinantes y aditivos. La arena cruda para fundición requiere bajo contenido de lodo, partículas uniformes, redondas y de múltiples formas.
Arena de mar en forma de canto, arena de río o arena de montaña. Los aglutinantes para la fundición incluyen arcilla (arcilla común y bentonita), arena de vidrio soluble, resina,
El aceite sintético y el aceite vegetal se denominan respectivamente arena de arcilla, arena de vidrio soluble, arena de resina, arena de aceite sintético y arena de aceite vegetal. . Para mejorar aún más ciertas propiedades de la arena de moldeo (núcleo), a menudo es necesario agregar algunos aditivos a la arena de moldeo (núcleo), como carbón, aserrín, pulpa, etc. La estructura de la arena de moldeo se muestra en la Figura 2.
Figura 2 Diagrama esquemático de la estructura de arena de moldeo
Características técnicas
La fundición es uno de los principales métodos para producir piezas en bruto, especialmente para algunos metales o aleaciones quebradizas. Para materiales (como diversas piezas fundidas de hierro,
piezas fundidas de aleaciones no ferrosas, etc.), la fundición es casi el único método de procesamiento. En comparación con otros métodos de procesamiento, el arte de los trabajadores de la fundición tiene las siguientes características:
1) Las piezas fundidas no pueden estar limitadas por materiales, tamaños y pesos metálicos. Los materiales de fundición pueden ser hierro fundido, acero fundido y aleaciones de aluminio.
Las piezas fundidas de oro, aleaciones de cobre, aleaciones de magnesio, aleaciones de titanio, aleaciones de zinc y diversas aleaciones especiales pueden ser tan pequeñas como unos pocos gramos y tan grandes como cientos de gramos;
Ton; el espesor de la pared de la pieza fundida puede ser de 0,5 mm a aproximadamente 65438 ± 0 metros; la longitud de la pieza fundida puede ser de unos pocos milímetros a más de diez metros.
2) La fundición puede producir espacios en blanco con varias formas complejas y es especialmente adecuada para producir espacios en blanco con cavidades complejas, como varias cajas.
Cuerpo, cilindro, álabes, impulsor, etc.
3) La forma y tamaño de la pieza fundida pueden ser muy próximos a la pieza, ahorrando tanto materiales metálicos como tiempo de corte.
4) Las materias primas comúnmente utilizadas para las piezas fundidas provienen de una amplia gama de fuentes y el costo de las piezas fundidas es bajo.
5) El proceso de fundición es flexible y altamente productivo, pudiendo producirse de forma manual o mecanizada.
Modelado manual de piezas fundidas
Los principales métodos de modelado manual
La fundición en arena se divide en modelado manual (fabricación de núcleos) y modelado a máquina (fabricación de núcleos). El modelado manual se refiere al trabajo principal de modelado y fabricación de núcleos.
Completado a mano; el modelado a máquina se refiere al trabajo principal de modelado, incluido el llenado de arena, la compactación, el levantamiento del molde y el cierre de la caja, que se completan con la máquina de moldeo.
Los trabajadores de la fundición de Botou y los amigos de las herramientas de medición presentan los principales métodos de modelado manual;
El modelado manual es flexible en operación, adaptable, simple en equipos de proceso y no requiere equipo de modelado. Ampliamente utilizado en una sola máquina.
Producción en pequeños lotes. Sin embargo, el modelado manual tiene baja productividad y alta intensidad de mano de obra. Existen muchos métodos de modelado manual, los siguientes se utilizan comúnmente.
Varios tipos:
1. Modelado general del molde
Para piezas fundidas con formas simples, extremos planos y secciones transversales más grandes, se debe utilizar el moldeado general. . Toda la operación de modelado de moldes es sencilla y cómoda.
Al moldear, toda la apariencia se coloca en la caja de arena y no habrá defectos de aborto espontáneo. Todo el modelado del molde es adecuado para formas simples y secciones transversales máximas.
Fundiciones con caras extremas, como piezas en bruto de engranajes, asientos de rodamientos, cubiertas, carcasas, etc. (Figura 2).
Modelado de materiales
2. Modelado por partición
Cuando la sección máxima de la pieza no está al final del colado, para facilitar el modelado y desmoldeando, debería ser El modelo se divide en dos mitades o partes
Este estilo se llama estilo de separación. Cuando la sección transversal más grande de la pieza fundida está en el medio de la pieza fundida, se debe utilizar una moldura dividida en dos cajas (Figura 3) y el molde debe dividirse en dos mitades desde la sección transversal más grande (colocada con pasadores). . Al modelar, coloque el modelo en las cajas de arena superior e inferior respectivamente, y la superficie de separación (la superficie de unión entre las muestras del molde) coincide con la superficie de separación (la superficie de unión entre los moldes de arena). El patrón de división de dos cajas es extenso.
Se utiliza para producir piezas fundidas con formas complejas, como tuberías de agua, casquillos, cuerpos de válvulas y otras piezas fundidas porosas.
Figura 3 El proceso de moldeado de dos cajas de separación de conchas.
La forma de las piezas fundidas es grande en ambos extremos y pequeña en el medio, como poleas, ranuras, portaherramientas cuadrados de torno, etc. Para garantizar un desmoldeo suave, se debe utilizar moldura de tres cajas (Figura 4). En este momento, la superficie de partición debe seleccionarse en la sección transversal más pequeña del modelo, y la superficie de partición aún debe seleccionarse durante la segunda fundición.
En la sección transversal más grande al final, debido a que la moldura de tres cajas tiene dos superficies de separación, la precisión dimensional en la dirección de la altura de la pieza fundida disminuye y la separación aumenta
Rebabas en el contorno La carga de trabajo de limpieza es grande, la productividad es baja y no es adecuado para el modelado de máquinas. Por lo tanto, el moldeado de tres cajas sólo se utiliza para producir piezas fundidas con formas complejas y no se puede moldear en dos cajas.
Figura 4 Ejemplo de modelado de separación de tres cajas
3 Modelado de moldes de bloques móviles
Se fabrican piezas (como protuberancias, nervaduras, etc.). En el bloque de piezas móviles, el bloque móvil está conectado al cuerpo principal del molde a través de un pasador o estructura de cola de milano.
Forma conexiones removibles. Al dibujar, primero saque el cuerpo principal del patrón y el molde del bloque móvil permanecerá en el molde. Después del dibujo, saque el bloque móvil del costado.
Este método de modelado se llama modelado de zapatilla (Figura). 5). El modelado de moldes de bloques móviles se utiliza principalmente para piezas fundidas y placas con partes sobresalientes que impiden el levantamiento del molde.
Pequeños lotes, ocasiones de estilismo hechas a mano. Si este tipo de fundición se produce en lotes grandes y requiere modelado mecánico, se puede usar un núcleo de arena para formar una barrera.
Esa parte del contorno del molde.
La Figura 5 es el proceso de formación de ángulos de acero utilizando un molde de bloque móvil.
4. Modelado de excavación en arena
Cuando el contorno exterior de la pieza fundida es curvo (como un volante, etc.), la sección transversal máxima no está en el extremo, y la forma no es adecuada para dividirse en dos mitades.
Haga el patrón en un todo y extraiga la parte de la arena de moldeo que dificulta la eliminación del patrón al modelar. Este método de modelado se llama modelado de dragado. Excavación
La superficie de separación del molde de arena es una superficie curva. Para garantizar un desmolde suave, se debe extraer la arena hasta la sección transversal máxima del molde (Figura 6).
Debido a que la arena se extrae a mano, los requisitos técnicos son altos y la eficiencia de producción es baja. Solo es adecuada para la producción de una sola pieza y de lotes pequeños.
Figura 6 Proceso de excavación y moldeado de arena con volante.
Núcleos hechos a mano
El núcleo se utiliza para formar la cavidad interior o forma parcial de la pieza fundida. Debido a que la superficie del núcleo está rodeada de metal fundido a alta temperatura, flota durante mucho tiempo.
El efecto de fuerza y el efecto de horneado del metal fundido a alta temperatura; cuando la pieza fundida se enfría y solidifica, el núcleo de arena a menudo dificulta la contracción libre de la pieza fundida también es más difícil de manejar.
Por lo tanto, la arena para núcleos utilizada para la fabricación de núcleos tiene alta resistencia, permeabilidad al aire, resistencia a altas temperaturas, capacidad de rendimiento y
capacidad de colapso
La fabricación manual de núcleos no requiere equipo de fabricación de núcleos y el proceso es El equipo es simple y por lo tanto ampliamente utilizado. Según el tamaño y la complejidad del núcleo de arena, las cajas de núcleos hechas a mano incluyen cajas de núcleos integrales, cajas de núcleos divididas y cajas de núcleos desmontables, como se muestra en la Figura 7.
Figura 7 Diagrama esquemático de la producción de cajas de núcleos
La relación entre piezas, modelos, cajas de núcleos y piezas fundidas
El patrón se utiliza para formar el contorno exterior de la fundición y la caja de núcleos Se utiliza para hacer núcleos de arena para formar el contorno interior de las piezas fundidas. Utilice el molde solo al modelar.
Las cajas de muestras y machos se utilizan para fabricar moldes y machos. La Figura 1 muestra la relación entre piezas, patrones, cajas de núcleos y piezas fundidas, respectivamente. Patrones de fabricación y cajas de machos
Los materiales seleccionados están relacionados con el tamaño de la fundición, la escala de producción y el método de moldeo. Comúnmente utilizado para producción de bajo volumen y modelado manual.
La madera se utiliza para fabricar patrones y cajas de machos, y los materiales metálicos (como aleaciones de aluminio, hierro fundido, etc.) o plásticos duros se utilizan a menudo en la producción en masa y en el modelado de máquinas.
Modos de producción de materiales y cajas de machos.
Figurar la relación entre piezas, modelos, cajas de machos y piezas fundidas
Análisis de defectos comunes en las piezas fundidas
El proceso de fundición es complejo y existen muchos factores que Afecta la calidad de las piezas fundidas. Es causado por un control laxo de las materias primas y planes de proceso irrazonables.
Las operaciones de producción inadecuadas y los sistemas de gestión imperfectos provocarán diversos defectos de fundición. Los nombres,
características y causas de los defectos comunes de fundición se muestran en la tabla.
Defectos comunes de fundición y sus causas
Nombre del defecto
Porosidad
Características
Esta situación ocurre El principal motivo
Hay agujeros lisos de diferentes tamaños dentro o en la superficie de la pieza fundida.
(1) La carga no está seca o contiene muchos óxidos e impurezas ② Las herramientas de vertido
o los aditivos frente al horno no están secos; demasiada humedad o se cepilla durante las reparaciones de desmoldeo Demasiada agua ④ Secado insuficiente del núcleo o núcleo
Los orificios de ventilación están bloqueados ⑤ La arena de primavera está demasiado apretada y la arena de moldeo tiene poca permeabilidad al aire; ⑥ La temperatura de vertido es demasiado baja o la velocidad de vertido es demasiado rápida.
Contracción y Porosidad
Las cavidades de contracción se distribuyen mayoritariamente en las secciones gruesas de las piezas fundidas, con formas irregulares y agujeros rugosos. ① Diseño estructural irrazonable de piezas fundidas, como diferencias en el espesor de la pared.
La pared que es demasiado grande y demasiado gruesa no tiene elevadores ni hierro frío; ② El sistema de vertido y el elevador están en la posición incorrecta ③ La temperatura de vertido es demasiado alta ④ Aleación
La composición química es incorrecta. Aprobado, la tasa de contracción es demasiado grande, el tubo ascendente es demasiado pequeño o muy pequeño.
Agujeros de voladura
Hay agujeros rellenos con arena de moldeo en el interior o en la superficie de la pieza fundida.
(1) La resistencia de la arena de moldeo es demasiado baja o la densidad del molde de arena y del núcleo no es suficiente, por lo que el molde no funcionará correctamente.
La arena fue precipitada hacia la cavidad por el metal fundido; (2) el molde de arena se dañó parcialmente al cerrar la caja (3) el sistema de vertido no era razonable, la dirección de la puerta interior era incorrecta y el metal
líquido El molde de arena fue arrastrado; (4) La arena suelta en la cavidad o puerta no se eliminó cuando se cerró la caja.
Arena quemada
La superficie de la pieza fundida es rugosa y sobre ella hay pegada una capa de arena. ② La arena de moldeo tiene un contenido de lodo demasiado alto y una alta resistencia al fuego.
Desvanecimiento; ③ La temperatura de vertido es demasiado alta; ④ El contenido de polvo de carbón en la arena de moldeo es demasiado bajo durante la fundición húmeda; ⑤ Durante la fundición seca, el molde no se pinta en diagonal o la pintura es demasiado fina;
Inclusión de arena
Se producen protuberancias de escamas de metal en la superficie de la pieza fundida, y una capa de arena de moldeo se intercala entre las protuberancias de escamas de metal y el fundición.
①La arena de moldeo está caliente
La resistencia a la tracción en húmedo es baja y la superficie de la cavidad de horneado calentada se expande y se agrieta. ②La compacidad local del molde de arena es demasiado alta; hay demasiada agua y el agua se seca.
La superficie de la cavidad posterior está agrietada; (3) La selección inadecuada de la posición de vertido y el horneado prolongado con hierro fundido a alta temperatura provocarán expansión y agrietamiento de la superficie de la cavidad;
La temperatura de inyección es demasiado alta, la velocidad de vertido es demasiado lenta.
Tipo incorrecto
La posición relativa de la pieza fundida se mueve a lo largo de la superficie de separación ① Las mitades superior e inferior del patrón no están alineadas (2) Al cerrar las cajas, la parte superior; y los matraces inferiores están desalineados;
(3) Las cajas de arena superior e inferior no están sujetas o la caja superior no está lo suficientemente presionada, lo que resulta en la caja incorrecta durante el vertido.
Laminar en frío
Hay muescas o hoyos en la pieza fundida que no están completamente fusionados y las uniones son lisas.
① La temperatura de vertido es demasiado baja y la fluidez de la aleación es pobre.
② La velocidad de vertido es demasiado lenta o hay una interrupción del flujo durante el proceso de vertido; la posición del sistema de vertido está configurada incorrectamente o el área de la sección transversal del canal interior es demasiado pequeña ④ La pared de fundición es demasiado delgada ⑤ La compuerta (incluida la copa de la compuerta) no es lo suficientemente alta; durante el vertido no es suficiente y la cavidad no está llena.
Riego Submarino
El vaciado no está lleno.
Grietas
La pieza fundida se agrieta y hay una película de óxido en la superficie del metal en la grieta.
① El diseño estructural de la fundición no es razonable, el espesor de la pared varía demasiado y el enfriamiento es desigual.
Incluso; (2) El molde de arena y el núcleo tienen malas concesiones, o la arena de resorte está demasiado apretada; ③ Caída prematura de arena; (4) Posición incorrecta de la compuerta, lo que provoca una fundición deficiente en varias partes.
Contracción local desigual
Defectos comunes de fundición y sus medidas preventivas
Nombres de los defectos de los pedidos
Características de los defectos
Medidas preventivas
1
Porosidad
Existen orificios lisos de diferentes tamaños en el interior, sobre o cerca de la superficie de la pieza fundida, que son redondos y alargados.
Irregulares, algunos son únicos y otros están agrupados en bloques. El color es blanco o con un tinte oscuro, a veces cubierto con una capa de óxido.
Piel.
Reduce la cantidad de entrada de aire del metal Bagua durante la fundición. Reduzca la generación de gas del molde de arena durante el vertido, mejore la estructura de la fundición, mejore la permeabilidad al aire del molde de arena y del núcleo y permita que el gas en el molde se descargue sin problemas.
2
Cavidades de contracción
Dentro de la parte gruesa de la pieza fundida, dentro de la interfaz entre dos partes y en la unión entre las partes gruesa y delgada. El interior o la superficie tiene forma irregular, con agujeros rugosos y partículas grandes.
Las piezas fundidas con espesores de pared pequeños y uniformes deben solidificarse simultáneamente con las de espesores de pared grandes.
Las piezas fundidas desiguales se solidifican secuencialmente de finas a gruesas, y el hierro frío ascendente debe colocarse razonablemente.
Tres
Porosidad de contracción
Las pequeñas cavidades de contracción discontinuas en las piezas fundidas se acumulan en uno o más lugares, y los granos son gruesos y presentes.
Durante la prueba hidrostática se filtró agua por un agujero muy pequeño. Minimice los puntos calientes en las juntas de las paredes y reduzca las temperaturas y velocidades de vertido tanto como sea posible.
Titulación.
IV
Agujeros irregulares en el interior o en la superficie de las piezas fundidas. Los agujeros no son lisos y están total o parcialmente llenos de masa fundida.
Escoria.
Aumenta la temperatura del hierro fundido. Reducir la viscosidad de la escoria. Mejorar la capacidad de retención de escoria del sistema de vertido. Agrandar el filete del casting.
Cinco
Bandholes
Hay agujeros llenos de arena de moldeo en el interior o en la superficie de la pieza fundida.
Controle estrictamente el rendimiento y las operaciones de modelado de la arena de moldeo.
Tenga cuidado de limpiar la cavidad antes de la instalación.
Seis
Desgarro caliente
Hay grietas penetrantes o no penetrantes en la pieza fundida (tenga en cuenta que está curvada) y la piel metálica en la grieta está oxidado.
Controlar estrictamente el contenido de S y P en el hierro fundido. El espesor de la pared de la pieza fundida debe ser lo más uniforme posible. Mejorar la productividad de la arena y el núcleo de moldeo. Cabezal de fundición
No se debe impedir la contracción de la fundición. Evite cambios bruscos en el espesor de la pared. No abras el molde demasiado pronto. Las piezas fundidas no se pueden enfriar.
Siete
Ocho
Grietas en frío
Arena quemada
Penetración o no penetración en piezas fundidas Grietas ( principalmente grietas rectas), la piel metálica en la grieta se oxida.
La superficie de la pieza fundida se cubre total o parcialmente con una capa de metal (u óxido metálico) y arena (o pintura).
La superficie de la pieza fundida es rugosa debido a la mezcla o capa de arena de moldeo sinterizada.
La temperatura de vertido del género. Mejorar la resistencia al fuego de la arena de moldeo y la arena para núcleos.
Reducir los espacios entre los granos de arena. Reducción adecuada de oro
Nueve
Inclusión de arena
Hay una capa de protuberancias o escamas de metal en la superficie de la pieza fundida, y hay una capa intercalada entre la perilla de metal y la pieza fundida.
Arena para moldear. Controle estrictamente las propiedades de la arena de moldeo y la arena para núcleos. Mejore el sistema de compuerta para que el metal fundido fluya suavemente. Las piezas de fundición grandes y planas deben inclinarse.
Vertido
10 Aislamiento contra el frío
Hay muescas o hoyos en la fundición que no están completamente fusionados y sus bordes son lisos. Temperatura y velocidad de vertido mejoradas. Sistema de vertido mejorado. Flujo continuo durante el vertido.
11 Dado que el metal fundido no llena completamente la cavidad del molde, la pieza fundida no se puede verter sin carne. Aumente la temperatura y la velocidad de vertido.
No cortar el paso del agua para evitar la propagación del fuego.
Vertido de metal fundido en piezas fundidas
En la producción, el vertido debe seguir el principio de roscado a alta temperatura y vertido a baja temperatura. Porque aumentar la temperatura de extracción del metal fundido es beneficioso para las inclusiones.
La fusión completa del material y la flotación de la escoria facilita la escoria y la desgasificación, reduciendo las inclusiones de escoria y los defectos de poros en la fundición; utilice vertido en posición baja;
La temperatura favorece la reducción de la solubilidad del gas y la contracción del líquido en el metal fundido, así como la cocción de la superficie de la cavidad por el metal fundido a alta temperatura.
Evita defectos como poros, adherencias de arena y cavidades por contracción. Por lo tanto, bajo la premisa de asegurar que la cavidad del molde esté llena, intente utilizar una más baja.
Temperatura de vertido.
El proceso de verter metal fundido desde un cucharón a un molde se llama vertido. Una operación de vertido inadecuada provocará defectos de fundición, como vertido insuficiente, aislamiento contra el frío, poros, cavidades de contracción, inclusiones de escoria, etc., y lesiones personales.
Para garantizar la calidad de las piezas fundidas, mejorar la productividad y lograr una producción segura, se deben observar estrictamente los siguientes puntos de operación durante el vertido:
(1) Cucharones, herramientas de vertido e inoculantes Para el tratamiento previo al horno, el agente esferoidizante debe secarse completamente antes de su uso y solo puede producirse después del secado.
Uso.
(2) El personal de vertido debe usar ropa de trabajo y gafas protectoras según sea necesario, y el lugar de trabajo debe estar libre de obstáculos. Oro en la cuchara
El líquido no debe estar demasiado lleno para evitar derrames y lesiones durante el transporte y vertido.
(3) Elegir correctamente la velocidad de vertido, es decir, el vertido debe ser lento al inicio para facilitar la alineación de la compuerta y reducir el impacto del metal fundido sobre el molde de arena.
Es propicio para la descarga de gas; luego viértalo rápidamente para evitar la retención de frío antes de que esté casi lleno, debe verterse lentamente, es decir, seguir el principio de lento, rápido.
p>lento.
(4) Para piezas fundidas con gran contracción líquida y contracción por solidificación, como piezas fundidas de acero medianas y grandes, se deben verter desde la compuerta o verter a tiempo.
Llena tu boca.