一、ロストフォーム鋳造で見落とされがちな 5 つの重要な詳細
1. 圧力ヘッドの高さ;
1) 鋳物の最も高い部分と最も遠い部分を確保し、明確な輪郭と完全な構造を備えた鋳物を得るには、鋳物の最高点から注湯カップの液面までの高さが次を満たす必要があります。 hM≧Ltanα
hM -- 最小残留圧力ヘッド高さ (mm)
L-溶湯の流れ、鋳物の最遠点における直線ランナーの中心線の水平距離(mm)
α--圧力注入(°)
十分な圧力ヘッドの高さにより、キャビティ内の溶融金属が上昇するときに、溶融金属の充填速度を確保するのに十分な圧力が得られます。
2) 注湯工程中に泡パターンが蒸発し、多量のガスが発生します。一方では、ガスは負圧によって吸引され、第二に、十分な圧力で上昇する溶融金属によってキャビティの外に押し出されます。
3) 鋳物上部に発生するコールドシャット、気孔、炭素析出などの欠陥は、一般に適切な注入面積、注入温度、注入方法の条件下での圧力ヘッド高さの不足によって引き起こされます。
2. 負圧;
1) 一般的な負圧計はメインパイプラインに設置されており、ボックス内の負圧を間接的に測定できるだけで、ボックス内の実際の負圧値を表すことはできません。
2) 鋳物組織の違いにより、内部の空洞の通路が狭い鋳物もございます。注入工程中、圧力の逃がしや負圧不足によりこの部分の負圧が低くなり、砂型の強度不足、鋳物の変形や破断、鉄巻き砂、箱の広がり、そして箱潰れ。これらの領域は負圧のブラインド領域です。
3) 注湯中、不適切な操作により、箱の表面を密閉しているプラスチックフィルムが広範囲で焼け、密閉不良により大量の圧力逃がしが発生し、箱内の負圧が深刻に不足します。さらには注湯中に逆噴霧が発生し、コールドシャット、注湯不足、鋳造品の炭素欠陥を引き起こします。 1つの箱には複数のふるいがあり、1つの袋には注ぐための複数の箱があります。これは非常に明白です。
具体的な対策:
A. 一時的な負圧パイプを設置します。プレフィル樹脂砂;サンドコアを交換します。
B. 覆砂の厚さが十分であること。アスベストクロス、樹脂砂などの注湯カップ周囲の前処理が行われます。事前に注がれた砂箱の負圧が減少または閉鎖される。 2 番目のスタンバイ真空ポンプがオンになります。
3.不純物を防止します。
注湯工程では、キャビティ外部のスラグ、砂粒子、灰粉等の不純物が溶鉄の流れとともにキャビティ内に浸み込み、鋳物に砂穴やスラグ穴などの欠陥が発生します。
1)溶銑取鍋の耐火物の耐火性、強度、密度が高くない。注湯工程中、高温の溶銑により腐食・溶解し、スラグが形成されて浮上します。緩い粒状骨材は落下するか、溶鉄によって洗浄されます。
2)古い取鍋にぶら下がっているスラグが掃除されていない。ライニング補修用の材料の密度と耐火性が高くなく、元のライニングとの接着が強くありません。
3)スラグ除去剤やスラグ凝集剤の効果が無く、溶銑表面に不純物が飛散、分離している。
4) ダックビルレードルを注ぐと、スラグ綿が空中に浮遊し、スラグ機能が失われます。
5)注湯時のズレにより、溶鉄が砂面に衝突し、注湯カップ内に砂が飛び散ります。
6) 接種剤中にはゴミ、砂、土などの不純物が存在します。
具体的な対策:
A. 高温耐性のキャスタブルで梱包し、局所的な修理には特別な補修材を使用してください。
B. 効果的なスラグ除去剤とスラグ凝集剤を使用する。
C. 注ぐカップは砂の表面から 50 mm 以上高く、注がれる隣接する注ぐカップは保護カバーで覆われています。熟練していない注ぎ手の場合は、注ぎカップを保護するためにアスベスト布が注ぎカップの周りに使用されます。
D. オペレーターのスキルと読み書き能力を教育し、訓練します。
E. フィルターを設置し、下注を優先し、注湯システムはスラグ閉鎖機能を備えています。
カ 接種剤は指定された場所で購入し、適切に保管すること。
4. 注ぐ温度;
溶融金属の特性と鋳物の構造的特性に応じて、鋳造構造が完全で、エッジやコーナーがきれいで、薄壁にコールドシャット欠陥がないことを保証するために、最低注入温度が決定されます。
1袋の溶鉄を複数の箱に流し込んだり、1つの箱に複数個を流し込んだりする場合、後段の溶鉄の冷却の影響が非常に重要になります。
1) 断熱袋を使用し、一般に鋼殻と耐火層の間に断熱層を追加します。
2)溶銑袋の表面を絶縁剤、スラグ、絶縁複合被覆剤で覆う。
3)注湯温度の上限を材質に影響を与えることなく適切に高めることができ、鋳型被覆層の耐火性を満足し、その他の鋳造欠陥を生じさせない。例えば、モーターハウジングの場合、炉温度は1630~1650℃、注湯温度は1470~1580℃です。
4)最後に少量の溶鉄が残り、温度が低い場合は、処理のために炉に戻すか、タップして注ぎ続けます。
5) 複数のピースを連続して注ぎます。
6) 小袋の複数タッピングに変更します。
7) 注湯工程の時間を短縮し、注湯カップを一貫して配置し、注湯作業者とクレーン作業者は熟練しており、最善の協力関係を持っています。
5. 注湯環境。
鋳物の製造工程では「型取り3割、鋳込み7割」と言われており、鋳物製造における鋳込みの重要性が分かります。
注ぐ作業員の操作スキルは非常に重要ですが、誰もが「油売り」になることは不可能です。良好な注湯環境を作り出すのは一般に簡単です。
1) 注ぐカップの上面からの取鍋の口の垂直高さは ≤ 300 mm、取鍋の口と注ぐカップの中心線の間の水平距離は ≤ 300 mm です。
2) カモノハシ柄杓を使用し、柄杓の口が長すぎないように注意してください。 [取鍋口放物線から出る溶銑の初速度を下げ、水平距離を短くする。
3) プロセスとパッキングを設計するとき、注入カップは砂箱の鋳造側にできるだけ近く、最大 2 列で配置する必要があります。
4) ボックスタイプの注ぐカップまたは追加の漏斗逆流カップ;
5) 自動注湯機。柄杓と砂場が近く、柄杓の口と注ぎ口が縦横ともに近いので正しい位置が見つけやすいです。天井クレーンのトロリーと昇降調整が中央で使用され、取鍋は比較的安定しており、流れや大小の現象を壊すのは簡単ではありません。
6) 急須の柄杓を砂箱に近づけることはできません。注ぐ作業員が遠くにいるため、正しい位置を見つけるのは簡単ではありません。砂場は複数列に配置されます。中型を注ぐとき、取鍋の口が注ぐカップから高すぎて水平距離が遠く、コントロールが難しい。
二、ダクタイル鋳鉄製バルブ本体のプロセス設計と解析
1. 鋳物の構造的特徴と特性;
1) 特徴: バルブ本体、材質 QT450-10、単体重量 50Kg、外形寸法 320×650×60mm。
2) 構造的特徴: 厚壁 60 mm、薄壁 10 mm、内腔は円形の気道です。
3)特別な要件:気道周囲の壁に空気漏れ欠陥がないこと、その他の加工表面に砂穴、細孔、収縮などの欠陥がないこと。
2. 2 つのゲート システム設計スキームの比較と分析。
プラン1、
1) 垂直に配置し、1 つの金型に 2 つの部品を入れ、側面射出の 2 層で、底部は主に充填され、上部は主に収縮補正されます。
2)気道は、消失泡水性塗料でコーティングされたコーティングされた砂コアであり、コーティングの厚さは1mmである。
3) ライザーネックは短く、平たく、薄く、サイズは厚さ12×幅50です。位置: ホット スポットからは離れていますが、ホット スポットに近い。
4)ライザーサイズ:高さ70×80×150mm。
5)鋳造温度:1470~1510℃。
スキーム 2、
1) 垂直に配置し、1 つの鋳造に 2 つの部品を入れ、側面鋳造を 2 層にし、底部を主に充填し、上部を主に収縮補正します。
2)気道はコーティングされた砂コアであり、外側に消泡水性コーティングが塗布され、コーティング厚さは1mmである。
3) ライザーネックは厚くて大きく、寸法は厚さ 15 × 幅 50 です。位置: 上部の幾何学的なホットノードに配置されます。
4) ライザーサイズ: 80×80×高さ160;
5) 注湯温度:1470~1510℃。
3. テスト結果。
スキーム 1、内部および外部のスクラップ率 80%。
一部の鋳造品のライザーネックの付け根の周囲に 10% の収縮穴があります。
鋳物を完成させた後、ほとんどの鋳物には、下部に引け穴や収縮欠陥が生じます。
スキーム 2、内部および外部のスクラップ率 20%。
一部の鋳物には、ライザーネックの付け根の周囲に 10% の収縮穴があります。
鋳物を加工した後、引け穴や収縮欠陥はありませんが、少量のスラグ混入物があります。
4.シミュレーション分析;
オプション 1 では、ライザーネックの根元と下部が収縮するリスクがあります。シミュレーション結果は、鋳造品の実際の欠陥と一致しています。
2 番目のスキームでは、ライザーネックの根元で収縮のリスクがあり、シミュレーション結果は鋳造の実際の欠陥と一致しています。
5. プロセスの改善とプロセス分析。
1) プロセスの改善:
ライザーの根元に収縮があり、ライザーの熱容量が比較的小さいことを示しています。スキーム 2 に基づいて、ライザーとライザーネックを適切に拡大します。
オリジナルサイズ: ライザー80×80×高さ160 ライザーネック15×50。
改良後:ライザー80×90×高さ170 ライザーネック20×60。
検証結果: 収縮と収縮欠陥は排除され、内部および外部のスクラップ率は 5% 以下です。
2) プロセス分析:
2 つの大きな飛行機を横に置き、2 つのピースを連続してキャストします。垂直投影面積が最小でファサードに大きな平面があり、瞬間的なガス排出量を低減します。そして重要な処理面のほとんどは側面にあります。
2層サイドキャスティング、オープンキャスティングシステム。上部クロスランナーは上向きに傾斜しており、下部イングレート面積がストレートランナーに比べて大きいため、溶銑は下から先に注入され、溶銑の上昇がスムーズになります。泡は層ごとに蒸発し、入口はすぐに閉じます。空気とスラグがキャビティに入ることはできず、炭素欠陥やスラグの混入が回避されます。
溶銑が上部ライザーの根元の高さまで上昇すると、高温の溶鉄の大部分はまずライザーを通ってキャビティに入ります。ライザーは過熱され、完全に高温のライザーではなく、高温のライザーに近づきます。これは、キャビティが底部のイングレートを通して少量の冷たい溶融鉄を上昇させる必要があるためであり、ライザーの体積は高温のライザーの体積よりも大きいためです。最後に固まるということ。
上部のストレート ランナーをライザーに接続するランナーは、ライザー ネックと同一平面上にある必要があります。それが高い場合、ライザーの下部はすべて冷たい溶融鉄となり、ライザーの収縮補償効率が大幅に低下し、鋳物の上部にコールドシャットと炭素欠陥が発生しますが、これは実際に証明されています。
密閉注入システムでは、溶鉄は一定の高さまで上昇し、上下の注水口から同時にキャビティ内に溶鉄が流入します。このときライザーはホットライザーとなり、ライザーと接続するクロスランナーの高さはほとんど影響しません。
オープン注入方式にはスラグ機能がなく、上下の取水口にフィルターを設置する必要があります。
気道の中心部は溶けた鉄に囲まれており、過酷な環境となっています。したがって、コアには高い強度、耐火性、崩壊性が求められます。コーティングサンドコアを使用し、表面をロストフォームコーティングでコーティング。塗装厚さは1~1.5mmです。
PS 収縮フィードライザーに関する議論、
1) ライザーネックは実際のホットノードの位置にあり、厚さと面積は小さすぎてはならず[弾性率が小さすぎてはいけません]、ライザーを接続するインナーランナーは平らで薄く、長いものです。ライザーが大きいです。
2) ライザーネックは実際のホットノードの位置から離れていますが、ホットノードに近く、平らで薄く、短いです。ライザーが小さいです。
鋳物の肉厚が厚いため、1 が選択されます)。鋳物の壁の厚さが薄いため、2 が選択されます)。
スキーム 3 [未テスト]
1) 上部からの射出では、溶融鉄はライザー (真の高温ライザー) を通ってキャビティに入ります。
2) スプルーとライザーのランナーはライザーネックよりも高い。
3) 利点: 収縮を補正しやすく、金型に充填しやすい。
4) 欠点: 溶銑の充填が不安定で、炭素欠陥が発生しやすい。
3、 鋳造技術者が気をつけるべき6つのポイント
1) 製品の構造的特徴、技術的要件、特殊な機能を十分に理解し、
【最小肉厚、気道、安全性、高圧、漏れ、使用環境】
2) 本製品または類似製品の鋳造および使用プロセスにおいて現在発生しやすい問題を調査し、
[多くは単純そうに見えますが、危機が隠されています]
3) 最適な鋳造方法を選択し、
[ロストフォームプロセスには多くの安全部品、漏れ、高圧などがあり、最善の解決策ではありません]
4) バッチで供給される新製品については、経験豊富な専門家グループを招いて、デモンストレーション、レビュー、指導を行う必要があります。
【人は生まれたときから助けが必要になる】
5) 鋳造構造タイプが複雑、変更可能、数量が少ない場合、早期の鋳造シミュレーションが非常に必要です。
【検査数を減らしてターゲットを絞る】
6)質問させてください: 技術者は異なる会社で同じ製品とプロセスを使用しているのに、品質がこれほど異なるのはなぜですか?
四、典型的なケース
1) 自動車用ダクタイル鋳鉄ホイール減速機シェルの場合、鉄型を砂で覆う鋳造法が最適です。プロセス収率は 85%、総合的なスクラップ率は 5% 以下です。品質が安定しており、生産効率が高い。泡を失うプロセスは失敗です。
【米国でも鋳造シミュレーションが可能でした。鋳造構造と技術要件の決定により、ライザー収縮の補償と局所的な冷鉄対策に加えて、鋳物全体の冷却速度が非常に重要になります。 】
2) 自動車の各種ダクタイル鋳鉄製ブラケットの場合、ロストフォーム加工はお勧めできません。鋳物内部に鋳造欠陥があると、使用中に破損を引き起こす可能性があります。内部カーボン欠陥が 1% 発生すると、その後の請求や罰金が発生し、これまでの努力がすべて無駄になり、破産することになります。小さな部品の数が多く、100%の探傷はできません。
自動車のバランスシャフトブラケットの材質はQT800-5であり、ロストフォーム加工はお勧めできません。鋳物に欠陥がなくても、鋳物の冷却速度が遅いため黒鉛が粗大となり、その後の熱処理が無力になります。
3)アルミ缶のサイズは肉厚30mm、外径500mm、高さ1000mmである。核廃棄物容器、鋳物内部に欠陥なし。日本は鋳物大国として知られる中国に対し、市場価格の10倍の価格で製造するよう要求したことがある。国家鋳造権威団体が検討した結果、「できない」という結論が出た。
[品質を確保するために、製錬と注入はすべて真空環境で行う必要があります]
4) 国内の大手ロストフォーム鋳造会社は、ダクタイル鋳鉄部品のロストフォーム製造に多額の費用を費やしました。国家鋳造当局団体に指導を求めたが失敗した。現在は粘土砂と静圧ラインでの生産に変わりました。
5) ナットの締め付けは非常に簡単で、緩める必要はありません。かつては世界で日本しか製造できませんでした。簡単そうに見えるものもありますが、実際は非常に複雑です。
6) ねずみ鋳鉄、モーターハウジング、ベッド、作業台、ギアボックスハウジング、クラッチハウジングおよびその他のボックス部品の場合、ロストフォームプロセスが最適なプロセスです。
7) ロストフォームは最初に燃焼してから注入され、空のシェル成形と同様に、安全部品、漏れ、高圧耐性などの特別な要件を備えたステンレス鋼および二相鋼鋳物の製造に光をもたらします。
投稿日時: 2024 年 7 月 8 日