Metāla materiālu liešanas un formēšanas defektu analīze

 

I Metāla materiālu liešanas defekti

 

Metāla materiālu liešanas defekti un to novēršanas pasākumi

 

Gāzes porainība

 

 

 

 

Raksturlielumi:

Gāzes porainība attiecas uz dobumiem, kas veidojas lējumos, kad gāzes nespēj izkļūt no izkausētā metāla, pirms tas sacietē. Šiem defektiem parasti ir gludas, spilgtas iekšējās sienas, dažreiz ar nelielu oksidācijas krāsojumu.

 

Ietekme:

Gāzes porainība samazina lējuma efektīvo nesošo laukumu, samazinot tā triecienizturību un noguruma izturību. Tas arī negatīvi ietekmē lējuma izturību pret koroziju un karstumizturību.

 

Preventīvie pasākumi:

Pārskatiet nepamatotas vārtu un stāvvadu sistēmas, lai nodrošinātu vienmērīgu metāla plūsmu un izvairītos no gāzes iesprūšanas.

Pirms pārklājumu uzklāšanas uzsildiet veidnes un serdes un pirms lietošanas nodrošiniet rūpīgu žāvēšanu.

Izstrādājiet veidnes un serdes ar atbilstošiem ventilācijas pasākumiem, lai ļautu izplūst gāzei.

 

Saraušanās Porainība

 

 

 

 

Saraušanās porainību iedala divos veidos: koncentrētā saraušanās un izkliedētā saraušanās.

 

Raksturlielumi:

Dobumi, kas veidojas liešanas procesā sakarā ar šķidrā metāla saraušanos sacietēšanas laikā.

Metāla sacietēšanas laikā notiek tilpuma saraušanās, un izkausētais metāls to nespēj kompensēt, kā rezultātā pēdējās sacietējušajās vietās veidojas saraušanās dobumi. Saraušanās porainību var iedalīt divos veidos: koncentrētā saraušanās un izkliedētā saraušanās.

 

Ietekme:

Samazina lējuma mehāniskās īpašības un izturību.

 

Preventīvie pasākumi:

Uzlabojiet kušanas kvalitāti un samaziniet gāzes saturu.

Palieliniet ieliešanas temperatūru un aizkavējiet sacietēšanas laiku.

Optimizējiet aizbīdņu sistēmu, lai samazinātu pārmērīgi garus liešanas ceļus.

Izvairieties no lējuma noņemšanas no veidnes pārāk agri, lai novērstu traucējumus pirms pilnīgas sacietēšanas.

 

Ieslēgumi

 

 

 

 

Raksturlielumi:

Piemaisījumi vai svešas vielas, piemēram, oksīdi un silikāti, kas atrodas liešanas procesā.

 

Ietekme:

Samazina lējuma izturību un trauslumu, pazeminot tā mehāniskās īpašības.

 

Preventīvie pasākumi:

Stiprināt izejvielu kontroli un tīrību, kontrolēt liešanas materiāla kušanas un liešanas temperatūru.

Pārliecinieties, vai krāsns un instrumenti ir tīri, bez oksīdiem, iepriekš uzkarsēti un ka pārklājums pēc uzklāšanas ir nožuvis.

 

Aukstā slēgšana un nepietiekama ieliešana

 

Raksturlielumi:

Nepilnīga vai slikta veidnes piepildīšana, jo šķidrais metāls nav pietiekami spējīgs plūst un pareizi aizpildīt veidni, kā rezultātā notiek daļēja lējuma piepildīšana vai saplūšana.

 

Ietekme:

Nepilnīga lējuma forma un bojātas mehāniskās īpašības.

 

Preventīvie pasākumi:

Palieliniet ieliešanas temperatūru un ātrumu.

Optimizējiet vārtu sistēmas konstrukciju, lai nodrošinātu vienmērīgu metāla plūsmu.

 

Plaisas

 

 

 

 

Raksturlielumi:

Lineāras vai neregulāri izliektas spraugas uz virsmas vai lējuma iekšpusē.

 

Ietekme:

Tieši samazina lējuma izturību un stabilitāti.

 

Preventīvie pasākumi:

Izvairieties no lokālas pārkaršanas faktiskajā vārtu sistēmā, lai samazinātu iekšējo stresu.

Pārliecinieties, vai veidnes un serdes iegrimes leņķi ir lielāki par 2 grādiem, un noņemiet serdi un atveriet veidni, kad sprausla ir sacietējusi.

Kontrolējiet pārklājuma biezumu, lai nodrošinātu vienmērīgu dzesēšanas ātrumu visās lējuma daļās.

 

Smilšu bedres

 

Mazie caurumi, kas piepildīti ar liešanas smiltīm vai nu uz virsmas, vai lējuma iekšpusē, kas ir izplatīts lējuma defekts, kas bieži noved pie lējuma noraidīšanas.

 

Smilšu iekļaušana

 

Liešanas virsma ir daļēji vai pilnībā pārklāta ar metāla (vai metāla oksīdu) un smilšu maisījumu (vai pārklājumu), vai ar sadedzinātu veidņu smiltīm, padarot liešanas virsmu raupju.

 

 

 

Lējumu formas un formas defekti dažādu iemeslu dēļ, tostarp nepildīšana, nepilnīgs pildījums, veidņu noplūde un sliežu aizdegšanās.

 

Nepildījumi (nepilnīgi pildījumi)

 

Lējumi ir nepilnīgi vai ar nepilnīgām kontūrām, bieži vien šķiet noapaļoti un spīdīgi malās un stūros, īpaši vietās, kas atrodas tālu no sprauslas un plānās sienās. Izliešanas sistēma ir piepildīta. Lējuma augšdaļai trūkst gaļas, ar nedaudz noapaļotām malām, un sprauslas augšējā virsma ir vienā līmenī ar lējumu.

 

Metāla materiāliem ir daudz veidu liešanas defektu, taču lielāko daļu no tiem var novērst un samazināt, optimizējot liešanas procesus, uzlabojot izejmateriālu kvalitāti un uzlabojot iekārtu apkopi. Liešanas uzņēmumiem jākoncentrējas uz procesu jauninājumiem un tehnoloģiju attīstību, lai nepārtraukti uzlabotu liešanas kvalitāti, lai apmierinātu tirgus un klientu prasības.

 

II Metāla materiālu apstrāde un formēšanas defekti

 

Metāla materiālu apstrādes un formēšanas laikā var rasties dažādi defekti, kas būtiski ietekmē materiāla īpašības un izstrādājuma kvalitāti.

 

Pārkaršana un izdegšana

 

Pārkaršana:Ja metālu ilgstoši karsē vai apstrādā augstā temperatūrā, veidojas rupja graudu struktūra un lieli graudi. Pārkaršana uz virsmas var radīt raupjus plankumus, apelsīna miziņu un palielinātus graudus. Kamēr pārkarsētu sakausējumu izturība nedaudz samazinās, to triecienizturība un elastība istabas temperatūrā ievērojami samazinās, padarot materiālu trauslu.

 

 

 

(T10A tērauda pārkarsēta mikrostruktūra 400X)

 

Mikrostruktūra pie plaisas rūdītajā T10A tērauda sagatavē, kā parādīts iepriekšējā attēlā, sastāv no melna perlīta gar graudu robežām, rupjām martensīta līstēm ar augstu oglekļa saturu, baltā atlikuma austenīta un minimāla nogulsnēto karbīdu daudzuma.

 

Izdegšana:Ja metālu ilgstoši vai pārmērīgi karsē tā kušanas temperatūras tuvumā vai pie tā, notiek lokāla zemas kušanas temperatūras komponentu kušana vai graudu robežu vājināšanās, ko sauc par izdegšanu. Izdegšanas rezultātā veidojas raupja virsma, graudu robežu rupjība un iztaisnošana, graudu robežu nodilšana un pat var izraisīt plaisāšanu. Izdegšana ievērojami samazina metāla savienojuma stiprību.

 

 

 

(W18Cr4V sadedzināta mikrostruktūra 400X)

 

Iepriekš redzamajā attēlā redzamā mikrostruktūra ir rūdīta un pārkarsēta W18Cr4V tērauda struktūra, kas sastāv no pelēkbaltas smalkas adatai līdzīgas martensīta un atlikuma austenīta matricas, spilgti baltiem tīkla karbīdiem gar graudu robežām un melna troostīta.

 

Profilaktiski pasākumi pārkaršanas gadījumā

 

Piemērotas sildīšanas metodes un sildīšanas ātrums: Izvēlieties piemērotas sildīšanas metodes un sildīšanas ātrumus, pamatojoties uz materiāla īpašībām un formu. Piemēram, izmantojiet vienotas sildīšanas metodes vai pakāpenisku sildīšanu, lai izvairītos no lokāli augstas temperatūras.

 

Aprīkojuma parametru regulēšana: Atbilstoši faktiskajiem ražošanas apstākļiem un materiālu īpašībām noregulējiet apkures iekārtu jaudu, temperatūras kontroles precizitāti sildīšanas laikā, materiāla kustības ātrumu utt., Lai nodrošinātu vienmērīgu sildīšanu un precīzu temperatūras kontroli.

 

Krāsns gāzes sastāva kontrole:Samaziniet lieko gaisu krāsnī, lai radītu vāji oksidējošu atmosfēru, īpaši, karsējot nerūsējošā tērauda kalumus.

 

Sildīšanas temperatūras un turēšanas laika kontrole:Iestatiet saprātīgu sildīšanas temperatūru un turēšanas laiku dažādiem metāla materiāliem un apstrādes prasības, lai novērstu pārmērīgu karsēšanu un ilgstošu turēšanas laiku.

Sildot liesmas krāsnī, saglabājiet noteiktu attālumu starp sagatavi un degļa sprauslu, lai novērstu liesmu tiešu saskari ar sagatavi. Pretestības krāsns apkurei kontrolējiet attālumu starp sagatavi un pretestības vadu, lai izvairītos no lokālas pārkaršanas.

 

Materiāla izvēle un noraidīšana: Esiet piesardzīgs, sildot tēraudu ar augstu oglekļa saturu un leģēto tēraudu ar zemu oglekļa saturu, kas ir pakļauts pārkaršanai, lai novērstu pārkaršanu.Tērauds, kas jau ir piedzīvojis pārkaršanu vai lokālu pārkaršanu, ir nekavējoties jāizmet, lai novērstu gatavo izstrādājumu piesārņošanu un izvairītos no lielākiem zudumiem.

 

Termiskās apstrādes iekārtu vadība:Mainiet termiskās apstrādes iekārtu struktūru un raksturlielumus, piemēram, izmantojot uzlabotas termiskās apstrādes rūdīšanas krāsnis, lai izvairītos no pārkaršanas termiskās apstrādes laikā.

 

Plaisas un plaisas

 

Apstrādes plaisas: nepareizas apstrādes metodes vai procesuālie defekti var izraisīt apstrādes plaisas. Šīs plaisas var iedalīt termiskās plaisās un aukstās plaisās ar dažādām formām, piemēram, gareniskām plaisām, šķērseniskām plaisām un sānu plaisām.

 

 

(Plaisas, ko izraisa pārmērīga temperatūra slīpēšanas laikā)

 

Termiskās apstrādes plaisas:Ja sakausējuma iekšienē pastāv ievērojams atlikušais spriegums, piemēram, ja karsēšanas radītais termiskais spriegums sakrīt ar metāla stiprību un pārsniedz to, var rasties plaisāšana. Turklāt karsēšanas procesā sakausējumi var izgulsnēt otrās fāzes gar graudu robežām, radot sekundārus spriegumus vai piedzīvot ievērojamas tilpuma izmaiņas fāzes transformācijas dēļ, kas var izraisīt arī plaisāšanu.

 

 

(plaisu dzēšana)

 

Lai novērstu un samazinātu šos defektus, metāla materiālu apstrādes un formēšanas procesā ir stingri jākontrolē tādi faktori kā sildīšanas temperatūra, apstrādes metodes, sakausējuma sastāvs utt. Turklāt ļoti svarīgi ir uzlabot produktu kvalitātes pārbaudi un kontroli. Turklāt, izmantojot uzlabotas nesagraujošās pārbaudes metodes, piemēram, rūpniecisko CT skenēšanu, var efektīvi atklāt un kontrolēt metāla materiālu iekšējos defektus.