Dalam produksi casting, insiden rongga penyusutan dan cacat porositas pada komponen baja cor secara signifikan lebih tinggi daripada pada komponen besi cor - Perbedaan inti terletak pada "kompensasi penyusutan grafit": besi cor memiliki kandungan karbon yang tinggi, dan selama pemadatan, ekspansi grafitisasi dapat mengisi void menyusut; Namun, baja cor memiliki kandungan karbon rendah dan hampir tidak ada kompensasi penyusutan grafit, yang menyebabkan penyusutan cair ditambah penyusutan solidifikasi sering kali melebihi penyusutan padat, pada akhirnya menghasilkan rongga penyusutan dan porositas.
1. Burung gigi penyusutan dan porositas
Penyebab Dasar: Hasil yang tak terhindarkan dari perbedaan penyusutan
Selama pemadatan komponen baja cor, jumlah penyusutan cairan (pengurangan volume karena penurunan suhu) dan penyusutan solidifikasi (pengurangan volume dari cairan ke keadaan padat) sering melebihi penyusutan padat (pengurangan volume karena pendinginan keadaan padat) - penyebab kaviny dan kavrinkage yang melekat.
Rongga penyusutan: "corong - voids berbentuk" selama pemadatan
Melalui dekomposisi proses pemadatan, pembentukan rongga penyusutan dapat dibagi menjadi tiga langkah:
Tahap umpan: Setelah menuangkan, karena suhu cairan baja berkurang, jika pelari internal belum kokoh, pengecoran dapat terus diberi makan dengan cairan baja dari pelari, menjaga rongga cetakan terus diisi dengan cairan.
Penutupan Shell Hard: Ketika cairan baja di dinding cetakan mendingin ke garis Liquidus, cangkang keras terbentuk di permukaan; Jika pelari internal mengeras pada titik ini, cairan baja di dalam cangkang keras "terperangkap."
Penurunan tingkat cairan dan pembentukan rongga penyusutan: Selama pendinginan berikutnya, cairan baja terus menyusut karena kontraksi cair dan kontraksi solidifikasi, sedangkan kontraksi padat dari cangkang keras tidak dapat mengkompensasi ini. Di bawah pengaruh gravitasi, level cairan turun, memisahkan dari atas cangkang keras, yang pada akhirnya membentuk corong - rongga penyusutan berbentuk (cangkang keras di bagian atas juga dapat berubah bentuk karena tekanan atmosfer).
Porositas penyusutan: "pori -pori kecil" di zona pemadatan terakhir
Porositas penyusutan berasal dari "cairan baja di zona pemadatan terakhir dibagi menjadi kolam lebur kecil dengan dendrit":
Selama tahap pemadatan akhir dari casting, gradien suhu di zona pemadatan terakhir kecil, dan butiran cairan baja tumbuh secara sinkron, membagi cairan baja yang tersisa menjadi kolam leleh kecil yang terisolasi. Kolam leleh ini tidak dapat dikompensasi selama pendinginan dan pemadatan, menghasilkan banyak pori -pori kecil.
Berdasarkan distribusi, porositas penyusutan diklasifikasikan menjadi tiga jenis:
Porositas penyusutan difus: Pori -pori halus terdistribusi secara seragam, umumnya ditemukan di bagian tebal, besar dengan kisaran suhu kristalisasi lebar (misalnya, daerah inti komponen baja cor besar);
Porositas penyusutan aksial: terkonsentrasi di sepanjang sumbu pusat pelat - casting/kolom;
Porositas penyusutan lokal: Bentuk di daerah tebal lokal (misalnya, dekat gerbang atau rongga penyusutan).
"Hubungan konversi" antara rongga penyusutan dan porositas penyusutan
Untuk komponen baja cor dengan komposisi spesifik, volume total rongga penyusutan dan porositas penyusutan pada dasarnya ditetapkan - lebih banyak rongga penyusutan berarti porositas penyusutan yang lebih sedikit, dan sebaliknya. Namun, porositas penyusutan lebih mungkin terbentuk di ruang interstitial dendrit di zona pemadatan akhir (karena penyumbatan saluran penyusutan oleh biji -bijian).
2. Core Strategi untuk mencegah rongga penyusutan dan penyusutan porositas:
Konversi "porositas penyusutan tersebar" menjadi "rongga penyusutan terkonsentrasi," kemudian hilangkan mereka melalui riser!
Gagasan intinya adalah untuk "mengontrol urutan pemadatan dan menetapkan saluran kompensasi penyusutan yang efisien": memungkinkan casting untuk memperkuat lebih dulu dari daerah yang jauh dari riser, dengan riser yang menguatkan terakhir, terus -menerus mengkompensasi penyusutan dalam casting, dan akhirnya "mentransfer" rongga menyusut ke riser untuk menghilangkannya.
Strategi 1: Desain Proses Tuang "Solidifikasi Berurutan"
Posisi pelari dalam: Terletak di bagian paling tebal dari casting, dengan pelari terhubung ke casting melalui riser (memastikan riser adalah yang pertama untuk mengkompensasi penyusutan);
Parameter tuang: Kurangi suhu tuang dan kecepatan tuang yang lambat (untuk meminimalkan penyusutan cair dan penyusutan solidifikasi) sambil memastikan pengisian yang tepat.
Strategi 2: Memanfaatkan "Segitiga Besi" dari Risers, Blok Dingin, dan Riser Tambahan
Ketiganya bekerja bersama untuk memandu arah pemadatan dan memperluas jarak kompensasi penyusutan:
Riser: Posisi harus tepat (untuk mengimbangi zona pemadatan terakhir) dan volume harus cukup (untuk menyimpan baja cair untuk kompensasi penyusutan);
Cold Iron: Ditempatkan di area casting - {tipis untuk mempercepat pemadatan lokal dan pemandu "panduan" menuju riser;
Riser: Tambahkan "bagian transisi" di zona transisi antara dinding casting tipis dan tebal untuk memperpanjang saluran riser, memungkinkan rise riser riser menempuh jarak yang lebih besar.
Strategi 3: Peningkatan Desain Riser untuk Coran Khusus
Untuk komponen baja cor berukuran kompleks atau besar -, desain riser harus ditingkatkan:
Insulated Riser: Gunakan bahan isolasi untuk memperlambat pemadatan riser dan memperpanjang waktu riser;
Tekanan Atmosfer Riser: Memanfaatkan tekanan atmosfer untuk membantu kompensasi penyusutan riser (kompensasi untuk kontraksi cairan baja);
Posting - tuangkan riser: Tambahan riser dengan cairan baja/panas setelah menuangkan untuk menunda pemadatan riser.
Inti dari rongga penyusutan dan porositas dalam komponen baja cor adalah "perbedaan penyusutan" + "kompensasi penyusutan yang tidak mencukupi." Kunci pencegahan terletak pada "secara aktif mengendalikan urutan pemadatan": dengan mengoordinasikan proses penuang, riser/setrika dingin/bahan pelengkap, mengubah porositas yang tersebar menjadi rongga penyusutan terkonsentrasi, kemudian memungkinkan riser untuk "mengonsumsi" rongga penyusutan - pada akhirnya mencapai komponen yang padat.