Критичне карактеристике које утичу на завршну обраду одливака

2022-10-13

Тачност димензија на којој се сада могу производити одливци од песка приближила се оној код одливака за улагање. Технологије 3-Д штампе у песку су у великој мери побољшале тачност димензија калупа и језгара, али нису успеле да упореде са глаткоћом површине конвенционалних одливака од песка, а камоли одливака за улагање.

Инвестиционо ливење обезбеђује веома глатке делове са одличном резолуцијом карактеристика и прецизношћу димензија. 3-Д штампани пешчани калупи и језгра могу да обезбеде исплативу алтернативу ливењу по инвестицији ако процес може да испуни и захтеве димензија и површине.

Иако су направљене многе измене и побољшања у области ливничког потрошног материјала, песак је једини материјал који је остао донекле константан. Након откопавања и испирања, по потреби, ливнички песак се класификује у појединачне или двоокасте групе и складишти. Комбинују се у нормалне дистрибуције за испоруку купцу ливнице. Иако постоји много различитих дистрибуција рудника, песак сличног броја финоће АФС зрна се испоручује у сличним дистрибуцијама. Завршна обрада је саставни део спецификације квалитета ливења. Груба обрада унутрашње површине одливака може проузроковати губитак ефикасности и за течности и за гасове велике брзине. Такав је случај са компонентама турбопуњача и усисне гране. Универзитет Северне Ајове истражује карактеристике материјала калупа које утичу на глаткоћу површине одливака. Истраживање је спроведено на алуминијумским одливцима, али има примену и релевантност у легурама гвожђа које не показују дефекте као што су пенетрације или дефекти таљеног песка. Студија истражује утицај карактеристика медија за калупљење као што су финоћа песка, врста материјала и избор ватросталног премаза. Циљ пројекта је био постизање завршних обрада површине ливења у песку.

Пропустљивост и резултати површине

АФС пропустљивост се дефинише као количина времена која је потребно да позната запремина ваздуха прође кроз стандардни узорак на висини од 10 цм воде. Једноставно, АФС пропустљивост представља количину отворених простора између зрна агрегата који омогућавају пролаз ваздуха. ГФН материјала значајно мења пропусност до 80 ГФН, где се чини да се тренд изједначава.

Подаци показују да се иста храпавост површине може постићи са било којим обликом честица различитим брзинама. Материјали сферног и округлог зрна побољшавају глаткоћу ливења убрзано у поређењу са угаоним и подугаоним агрегатима.

Резултати контактног угла галијума

Мерења контактног угла су спроведена да би се измерила релативна квашење везаних агрегата за ливење течним металом коришћењем теста течног галијума. Керамички песак је имао највећи контактни угао, док су циркон и оливин делили сличан нижи контактни угао. Галијум је показао хидрофобно понашање на свим површинама песка. Сличан АФС-ГФН је коришћен за све узорке. Резултати показују да је контактни угао за типове песка у великој мери зависио од облика зрна агрегата као што је приказано на секундарној оси, а не од основног материјала. Керамички пескови су имали најокруглији облик, а оливински пескови изразито угаоног облика. Док површинско влажење основног агрегата може да игра улогу у завршној обради површине ливења, опсег мерења контактног угла у серији тестова био је подређен облику зрна.

Храпавост површине Резултати тестних ливења

Резултати храпавости површине мерени су контактним профилометром. Дошло је до значајног побољшања у глаткоћи површине са силицијум диоксида 44 ГФН са три сита на силицијум са четири сита 67 ГФН. Промене изнад 67 ГФН нису показале утицај на храпавост површине упркос варијацијама у ширини дистрибуције. Примећена је гранична вредност од 185 РМС.

Може се приметити велико побољшање глаткоће између 101 и 106 ГФН материјала. Песак 106 ГФН има преко 17% више 200 месх материјала у дистрибуцији сита. Материјали 115 и 118 ГФН са два екрана резултирали су смањењем глаткоће. Песак 143 ГФН резултирао је сличним очитањима као и циркон 106 ГФН. Вредност прага је 200 РМС.

Уочено је постојано побољшање глаткоће површине од 49 ГФН хромита са четири сита до хромита 73 ГФН са три сита упркос томе што је дистрибуција честица постајала све ужа. Код 73 ГФН хромита примећено је повећање од 19% у задржавању сита од 140 ока у поређењу са 49 ГФН. Показано је значајно повећање глаткоће ливења од троситног 73 ГФН до четвороситног 77 ГФН хромитног песка без обзира на њихов сличан број финоће зрна. Није примећена промена у глаткоћи између 77 ГФН и 99 ГФН хромитних материјала. Занимљиво је да су два песка делила веома слично задржавање на екрану од 200 мрежа. Вредност прага је 250 РМС.

Постоји значајно побољшање у глаткоћи ливења са 78 ГФН оливина на 84 ГФН оливина упркос ужој дистрибуцији. Повећање задржавања од 15% у ситу од 140 ока било је видљиво у 84 ГФН оливину. Постоји значај између 84 и 85 ГФН оливина. 85 ГФН оливин је побољшао глаткоћу за 50. 85 ГФН оливин је песак са три сита са скоро 10% задржавања у ситу од 200 месх, док је 84 ГФН оливин једноставно материјал са два сита. Стално побољшање глаткоће се може приметити од 85 ГФН оливина до 98 ГФН оливина. Дистрибуција екрана показује повећање од 5% задржавања на екрану од 200 ока. Није примећена промена од 98 ГФН до 114 ГФН оливина упркос повећању задржавања 200 месх-а од скоро 7%.

Може се приметити гранична вредност од 244 РМС.

Резултати храпавости површине одливака добијених од керамичких језгара показују благо побољшање између 32 ГФН и 41 ГФН материјала. Дошло је до повећања задржавања сита од 70 месх за 34% у песку 41 ГФН. Уочено је значајно повећање глаткоће између керамике 41 ГФН и 54 ГФН. Материјал 54 ГФН имао је преко 19% веће задржавање у ситу од 100 месх у поређењу са 41 ГФН материјалом. Ово побољшање се догодило упркос сужавању дистрибуције у 54 ГФН материјалу. Највећи утицај у керамичким резултатима примећен је између песка 54 ГФН и 68 ГФН. Песак 68 ГФН имао је 15% веће задржавање у ситу од 140 месх, што је проширило дистрибуцију. Упркос повећању задржавања од преко 40% у ситу од 140 мрежа, примећено је мало побољшања између 68 ГФН и 92 ГФН материјала. Вредност прага је 236 РМС.

Површине које ствара 3-Д штампан песак су знатно грубље од површине набијеног песка користећи исти агрегат. Узорци одштампани у КСИ оријентацији дали су најглаткију површину тестног ливења, док су они одштампани у КСЗ и ИЗ оријентацији резултирали најгрубљим.

Набијени силицијум диоксид без премаза 83 ГФН силицијум песка резултирао је вредношћу храпавости од 185 РМС. Иако су одливци изгледали глаткији, ватростални премази су повећали храпавост површине мерену профилометром. Превлака од глинице на бази алкохола показала је најбоље перформансе, док је премаз на бази циркона резултирао највећом храпавошћу. 83 ГФН 3-Д штампана узорка показала су супротан ефекат. Док је необложени узорак штампан у најповољнијој оријентацији КСИ, необвучени узорак је показао храпавост ливења од 943 РМС. Премази су значајно изгладили површину од необложене површине од ниске од 339 до високе од 488 РМС. Чини се да је завршни слој обложеног песка донекле независан од храпавости песка подлоге и у великој мери зависи од формулације ватросталног премаза. 3-Д штампани песак, иако почиње са много грубљом завршном обрадом површине, може се значајно побољшати употребом ватросталних премаза.

Закључци

Тренутно доступни агрегати за обликовање имају способност да постигну вредности храпавости површине мање од 200 РМС микроинча. Ове вредности су незнатно у границама вредности које се односе на инвестиционо ливење. За тестиране материјале, сваки је показао смањење храпавости ливења са повећањем финоће зрна АФС агрегата. Ово је важило за све материјале до граничне вредности, у то време није примећено даље смањење храпавости ливења са повећањем АФС-ГФН. То је поткрепљено и раније спроведеним истраживањем.

У свим групама материјала, ефекат АФС-ГФН био је секундаран и на израчунату површину и на пропустљивост агрегата. Док се може сматрати да пропустљивост описује отворене површине збијеног песка, површина боље описује дистрибуцију песка и одговарајућу количину финих честица. И пропусност и површина су директно повезане са глаткоћом површине ливења. Треба напоменути да је то важило за агрегате унутар групе облика. Иако су угаони и подугаони агрегати имали велике површине, њихова пропустљивост је била висока и указивала је на отворену површину. Сферични и заобљени агрегати су показали најглатке површине комбинујући ниску пропустљивост са великом површином.

Првобитно се веровало да је површинска влаженост мерена контактним углом између течног метала и везаног агрегата критични фактор у резултујућој завршној обради површине ливења. Иако је показано да контактни угао на различитим материјалима код сличних АФС-ГФН није пропорционалан храпавости ливења, потврђено је да је облик зрна главни фактор. Одсуство везе између контактног угла и храпавости површине ливења може се објаснити чињеницом да се облик зрна сматра главним утицајем на храпавост површине. Постоји значајна могућност да је на контактни угао различитих материјала више утицао облик зрна и резултирајућа глаткоћа површине него квашење самог материјала.

Као и код свих мерних инструмената, артефакти методе испитивања могу донекле утицати на резултате. Повећање храпавости ливења, иако су визуелно одливци изгледали глаткије уз наношење ватросталног премаза, може бити последица облика врхова и долина створених премазима. По дефиницији и мерењу, ватростални премази су само повећали храпавост површине у односу на необложене узорке. Сви ватростални премази су били веома успешни у побољшању храпавости површине 3-Д штампаног песка. Чинило се да је завршна обрада површине тестних одливака из обложених узорака донекле независна од почетног песка подлоге. Премази су имали велики утицај на завршну обраду површине, али је потребан даљи рад на ревизији премаза како би се побољшала завршна обрада ливења.

Уредио Сантос Ванг из Нингбо Зхиие Мецханицал Цомпонентс Цо., Лтд.

хттпс://ввв.зхииецастинг.цом

сантос@зи-цастинг.цом

86-18958238181

Претходна:ЛИВАЊЕ ИНОКС: СВЕ ШТО ТРЕБА ДА ЗНАТЕ

Следећи:Зелено ливење је правац развоја Нингбо Зхииеове ливничке индустрије