Ci sono molte ragioni perdifetti di colata in sabbianel realeprocesso di fusione in sabbia. Ma possiamo trovare le ragioni esatte analizzando i difetti interni ed esterni. Qualsiasi irregolarità nel processo di stampaggio provoca difetti nelle fusioni che talvolta possono essere tollerati. Di solito i difetti di fusione in sabbia possono essere eliminati con metodi adeguati di fissaggio o riparazione dello stampo come saldatura e metallizzazione. Qui in questo articolo proviamo a fornire alcune descrizioni dei difetti più comuni della fusione in terra per trovarne le ragioni e i relativi rimedi.
Di seguito sono riportati i principali tipi di difetti che potrebbero verificarsicolate in sabbia:
i) Difetti del gas
ii) Cavità da ritiro
iii) Difetti del materiale di stampaggio
iv) Difetti del metallo di colata
v) Difetti metallurgici
1. Difetti del gas
I difetti di questa categoria possono essere classificati in colpi e colpi aperti, inclusioni d'aria e porosità stenopeica. Tutti questi difetti sono causati in larga misura dalla minore tendenza al passaggio di gas dello stampo che può essere dovuta a scarsa ventilazione, bassa permeabilità dello stampo e/o progettazione impropria del getto. La minore permeabilità dello stampo è, a sua volta, causata da una granulometria più fine della sabbia, da una maggiore argilla, da una maggiore umidità o da un eccessivo speronamento degli stampi.
Fori di soffiaggio e colpi aperti
Sono le cavità sferiche, appiattite o allungate presenti all'interno del getto o sulla superficie. In superficie si chiamano soffi aperti e all'interno si chiamano soffi. A causa del calore presente nel metallo fuso, l'umidità viene trasformata in vapore, parte del quale intrappolato nel getto finisce sotto forma di soffio o di soffi aperti quando raggiunge la superficie. Oltre alla presenza di umidità, si verificano a causa della minore ventilazione e della minore permeabilità dello stampo. Pertanto, negli stampi in sabbia verde è molto difficile eliminare i fori di soffiaggio, a meno che non venga fornita un'adeguata ventilazione.
Inclusioni d'aria
I gas atmosferici e gli altri gas assorbiti dal metallo fuso nel forno, nella siviera e durante il flusso nello stampo, se non lasciati fuoriuscire, rimarrebbero intrappolati all'interno del getto indebolendolo. Le ragioni principali di questo difetto sono le temperature di colata più elevate che aumentano la quantità di gas assorbito; progettazione inadeguata dell'iniezione, come materozze diritte nell'iniezione non pressurizzata, piegature brusche e altre pratiche che causano turbolenze nell'iniezione, che aumentano l'aspirazione dell'aria e infine la bassa permeabilità dello stampo stesso. I rimedi sarebbero scegliere la temperatura di versamento appropriata e migliorare le pratiche di colata riducendo la turbolenza.
Porosità del foro stenopeico
Ciò è causato dall'idrogeno nel metallo fuso. Questo potrebbe essere stato raccolto nel forno o dalla dissociazione dell'acqua all'interno della cavità dello stampo. Man mano che il metallo fuso si solidifica, perde temperatura, il che diminuisce la solubilità dei gas, espellendo così i gas disciolti. L'idrogeno lasciando il metallo solidificandosi causerebbe diametri molto piccoli e lunghi fori che indicano la via di fuga. Queste serie di fori provocano la fuoriuscita di fluidi ad alte pressioni di esercizio. La ragione principale di ciò è l'elevata temperatura di versamento che aumenta l'aspirazione del gas.
Cavità da ritiro
Questi sono causati dal ritiro liquido che avviene durante la solidificazione del getto. Per compensare ciò, è necessaria un'adeguata alimentazione del metallo liquido e un'adeguata progettazione della fusione.
2. Difetti del materiale di stampaggio
In questa categoria rientrano i difetti causati dalle caratteristiche dei materiali di stampaggio. I difetti che possono essere inseriti in questa categoria sono tagli e lavaggi, penetrazione del metallo, fusione, colatura, code di topo e fibbie, rigonfiamento e caduta. Questi difetti si verificano essenzialmente perché i materiali di stampaggio non hanno le proprietà richieste o sono dovuti a una pressatura impropria.
Tagli e lavaggi
Questi appaiono come punti ruvidi e aree di metallo in eccesso e sono causati dall'erosione della sabbia di modellatura da parte del metallo fuso che scorre. Ciò può essere causato dalla sabbia di stampaggio che non ha sufficiente resistenza o dal metallo fuso che scorre ad alta velocità. Al primo problema si può porre rimedio scegliendo correttamente la sabbia di stampaggio e utilizzando un metodo di stampaggio appropriato. È possibile risolvere quest'ultimo aspetto modificando il design dei cancelli per ridurre la turbolenza nel metallo, aumentando le dimensioni dei cancelli o utilizzando più cancelli interni.
Penetrazione del metallo
Quando il metallo fuso entra negli spazi tra i granelli di sabbia, il risultato sarebbe una superficie di fusione ruvida. La ragione principale di ciò è che la granulometria della sabbia è troppo grossa oppure non è stato applicato alcun lavaggio sulla cavità dello stampo. Ciò può essere causato anche da temperature di colata più elevate. La scelta della granulometria adeguata, insieme ad un adeguato lavaggio dello stampo, dovrebbe essere in grado di eliminare questo difetto.
Fusione
Ciò è causato dalla fusione dei granelli di sabbia con il metallo fuso, conferendo alla superficie della fusione un aspetto fragile e vetroso. La ragione principale di questo difetto è che l'argilla nella sabbia di modellatura ha una refrattarietà inferiore o che la temperatura di colata è troppo elevata. La scelta di un tipo e di una quantità adeguata di bentonite porrebbe rimedio a questo difetto.
Esaurire
Un runout si verifica quando il metallo fuso fuoriesce dallo stampo. Ciò può essere causato da una fabbricazione difettosa dello stampo o da una muffola di formatura difettosa.
Code di ratto e fibbie
La coda di topo è causata dal cedimento della compressione della pelle della cavità dello stampo a causa del calore eccessivo nel metallo fuso. Sotto l'influenza del calore, la sabbia si espande, spostando così la parete dello stampo all'indietro e nel processo, quando la parete cede, la superficie di colata può essere contrassegnata come una piccola linea, come mostrato in Fig. Con un certo numero di tali cedimenti , la superficie di fusione può presentare numerose piccole linee incrociate. Le fibbie sono le code di topo che sono gravi. La causa principale di questi difetti è che la sabbia di formatura ha scarse proprietà di espansione e resistenza al caldo oppure che il calore nel metallo colato è troppo elevato. Inoltre, la sabbia di rivestimento applicata non ha materiale carbonioso sufficiente per fornire il necessario effetto ammortizzante. La scelta corretta degli ingredienti della sabbia di rivestimento e la temperatura di colata sono le misure per ridurre l'incidenza di questi difetti
Rigonfiamento
Sotto l'influenza delle forze metallostatiche, la parete dello stampo può arretrare provocando un rigonfiamento delle dimensioni del getto. A seguito del rigonfiamento aumenta il fabbisogno di alimentazione dei getti, al quale occorre provvedere con la corretta scelta del montante. La causa principale di ciò è l'errata procedura di realizzazione dello stampo adottata. Una corretta pigiatura dello stampo dovrebbe correggere questo difetto.
Gocciolare
Responsabile di questo difetto è la caduta di sabbia o grumi sciolti, normalmente dalla superficie della cappa nella cavità dello stampo. Ciò è essenzialmente dovuto ad un inadeguato speronamento della muffola del piviale.
3. Difetti del metallo di colata
Errori di esecuzione e arresti freddi
Si verifica un errore quando il metallo non è in grado di riempire completamente la cavità dello stampo e lascia quindi le cavità vuote. Una chiusura a freddo si verifica quando due flussi di metallo mentre si incontrano nella cavità dello stampo non si fondono insieme correttamente, causando così una discontinuità o un punto debole nel getto. Talvolta si può osservare una condizione che porta a chiusure a freddo quando nel getto non sono presenti spigoli vivi. Questi difetti sono causati essenzialmente dalla minore fluidità del metallo fuso o dal fatto che lo spessore della sezione del getto è troppo piccolo. Quest'ultimo può essere corretto mediante un'adeguata progettazione della fusione. Il rimedio a disposizione è quello di aumentare la fluidità del metallo modificandone la composizione o alzando la temperatura di colata. Questo difetto può verificarsi anche quando si aumenta la capacità di asportazione del calore come nel caso degli stampi in terra verde. I getti con un elevato rapporto superficie/volume hanno maggiori probabilità di essere soggetti a questi difetti. Questo difetto si verifica anche in stampi non adeguatamente ventilati a causa della contropressione dei gas. I rimedi stanno sostanzialmente migliorando il design dello stampo.
Inclusioni di scorie
Durante il processo di fusione, viene aggiunto il fondente per rimuovere gli ossidi e le impurità indesiderate presenti nel metallo. Al momento della spillatura, la scoria deve essere adeguatamente rimossa dalla siviera, prima che il metallo venga colato nello stampo. Altrimenti, qualsiasi scoria che entra nella cavità dello stampo indebolirà il getto e ne rovinerà anche la superficie. Questo può essere eliminato con alcuni metodi di intrappolamento delle scorie, come gli schermi della vasca di colata o le estensioni dei canali.
4. Difetti metallurgici.
Lacrime calde
Poiché il metallo ha una bassa resistenza alle temperature più elevate, qualsiasi stress da raffreddamento indesiderato può causare la rottura della fusione. La causa principale di ciò è la scarsa progettazione della fusione.
Punti caldi
Questi sono causati dal raffreddamento della fusione. Ad esempio, nel caso della ghisa grigia contenente piccole quantità di silicio, sulla superficie raffreddata può formarsi una ghisa bianca molto dura. Questo punto caldo interferirà con la successiva lavorazione di questa regione. Un adeguato controllo metallurgico e pratiche di refrigerazione sono essenziali per eliminare i punti caldi.
Come visto dai paragrafi precedenti, i rimedi ad alcuni difetti sono anche la causa di altri. Pertanto, l'ingegnere di fonderia deve analizzare il getto dal punto di vista della sua applicazione finale e quindi arrivare ad una procedura di stampaggio adeguata per eliminare o ridurre al minimo i difetti di fusione più indesiderati.
Orario di pubblicazione: 26 aprile 2021