In het proces van pneumatisch mechanisch gieten zijn scheuren een ernstig en complex defect. De impact ervan wordt niet alleen weerspiegeld in de uiterlijke kwaliteit van de gietstukken, maar vermindert ook aanzienlijk de mechanische eigenschappen en duurzaamheid van de gietstukken. In extreme gevallen kunnen scheuren ervoor zorgen dat gietstukken in praktische toepassingen breken, wat tot grote veiligheidsincidenten kan leiden. Daarom is het bijzonder belangrijk om een diepgaand inzicht te hebben in het scheurvormingsmechanisme en de preventieve maatregelen ervan.
Analyse van de oorzaken van scheurvorming
Het optreden van scheuren hangt nauw samen met verschillende factoren, waaronder de volgende aspecten:
Spanningsconcentratie: Tijdens het stollingsproces van het gietstuk zal er spanningsconcentratie optreden in het gietstuk als gevolg van temperatuurgradiënten, faseveranderingen en inhomogeniteit van de vorm van de mal. Wanneer deze spanning de treksterkte van het gietstuk overschrijdt, kunnen er scheuren ontstaan.
Heetscheuren: Heetscheuren treedt meestal op in de latere stadia van het stollen van gietstukken. Op dit moment is de temperatuurgradiënt in het gietstuk groot, waardoor verschillende onderdelen ongelijkmatig krimpen, waardoor thermische spanningen ontstaan en scheuren ontstaan. Bovendien zal de aanwezigheid van bepaalde elementen (zoals zwavel, fosfor, enz.) in de legering ook het risico op heetscheuren vergroten.
Koudscheuren: Koudscheuren treedt meestal op wanneer het gietstuk afkoelt tot of nabij kamertemperatuur. Op dit moment kan er sprake zijn van restspanning of ophoping van schadelijke elementen zoals waterstof in het gietstuk. Deze factoren kunnen leiden tot de vorming van scheuren onder invloed van externe spanning.
Interactie tussen de mal en het gietstuk: Factoren zoals het materiaal van de mal, de temperatuur, de smeeromstandigheden en de warmte-uitwisseling tussen de mal en het gietstuk kunnen allemaal van invloed zijn op het optreden van scheuren. Als de matrijstemperatuur bijvoorbeeld te hoog of te laag is, kunnen er scheuren in het gietstuk ontstaan.
Gietprocesparameters: Procesparameters zoals giettemperatuur, gietsnelheid en afkoelsnelheid tijdens het gietproces hebben rechtstreeks invloed op de vorming van interne spanningen en temperatuurgradiënten in het gietstuk. Onredelijke procesparameterinstellingen leiden vaak tot grotere spanningen in het gietstuk, waardoor het risico op scheuren toeneemt.
Oplossingen om problemen te kraken
Gezien bovenstaande redenen voor scheurvorming kunnen de volgende maatregelen het ontstaan van scheurtjes effectief verminderen of voorkomen:
Optimaliseer het gietproces:
Controleer nauwkeurig de giettemperatuur en gietsnelheid om oververhitting of onderkoeling van de metaalvloeistof te voorkomen, waardoor de effecten van temperatuurgradiënten en thermische stress worden verminderd.
Verbeter het ontwerp van het koelsysteem om een uniforme koeling van alle delen van het gietstuk te garanderen en de vorming van restspanningen te verminderen.
Kies een geschikte gietlegering en vermijd materialen die gevoelig zijn voor scheuren.
Verbeter het matrijsontwerp:
Kies matrijsmaterialen met goede thermische geleidbaarheid en thermische stabiliteit om het materiaal en de structuur van de matrijs te optimaliseren.
Ontwerp het koelsysteem van de mal op de juiste manier om ervoor te zorgen dat de maltemperatuur uniform en gematigd is, waardoor de kans op scheuren in het gietstuk wordt verkleind.
Versterk de voorverwarmings- en hittebehoudbehandeling van de mal om het temperatuurverschil tussen de mal en het gietstuk te verminderen, waardoor de generatie van thermische spanning wordt verminderd.
Verbeter de warmtebehandeling van gietstukken:
Voer de juiste warmtebehandeling uit op het gietstuk, zoals gloeien of temperen, om restspanningen in het gietstuk te elimineren en de organisatiestructuur ervan te verbeteren.
Tijdens het warmtebehandelingsproces worden de temperatuur en de tijd strikt gecontroleerd om het ontstaan van nieuwe scheuren te voorkomen.
Controle legeringssamenstelling:
Houd strikt toezicht op het gehalte aan schadelijke elementen (zoals zwavel, fosfor, enz.) in de legering om de neiging tot scheuren te verminderen.
Voeg de juiste hoeveelheden legeringselementen toe (zoals molybdeen, nikkel, enz.) om de scheurweerstand van gietstukken te verbeteren.