Como podem ser resolvidos defeitos como espinhas de areia na superfície superior de peças de ferro fundido cinzento produzidas por fundição em areia de resina?

Nódulos de areia aparecem na superfície de peças fundidas de máquinas de ferro fundido cinzento produzidas com areia resinosa, o que é um problema típico que afeta a qualidade da superfície das peças fundidas. Os nódulos de areia geralmente se manifestam como pedaços duros de metal e partículas de areia aderidas à superfície das peças fundidas, que são difíceis de limpar e também podem afetar a precisão dimensional e a aparência.

1. A principal razão para a formação de nódulos de areia é a resistência local insuficiente da superfície do molde/núcleo de areia de resina. Sob a ação térmica e mecânica do metal fundido, os blocos de areia da superfície descascam e são sugados para o metal fundido, mas não são completamente lavados ou fundidos novamente e, em última análise, são enrolados na superfície da peça fundida. Os motivos específicos podem ser analisados ​​a partir das seguintes dimensões:

1. Compacidade irregular devido ao processo de moldagem/fabricação de núcleo: Compacidade insuficiente em algumas áreas (especialmente cantos, ranhuras e cavidades profundas), superfície do molde de areia solta, baixa resistência e fácil de ser lavada. Operação inadequada de remoção/reparo do molde: Danos ao molde de areia durante a remoção do molde ou reparo incompleto durante o reparo do molde, deixando possíveis blocos de areia soltos. Qualidade do revestimento e processo de escovação: A camada de revestimento é muito fina ou não coberta e não consegue isolar efetivamente o líquido metálico de alta temperatura da superfície do molde de areia. Profundidade de penetração insuficiente do revestimento: não formação de uma “camada sinterizada” sólida com o molde de areia, resultando em má aderência. Secagem insuficiente dos revestimentos: umidade residual ou solventes, gases gerados ao encontrar líquidos metálicos em alta temperatura, podem impactar o revestimento e fazer com que ele rache e descasque. Má exaustão do molde/núcleo de areia: A pressão local excessiva do gás pode causar o "colapso" da camada de revestimento ou da camada superficial fraca.

2. Razões de desempenho para areia bruta e areia de resina: Forma e tamanho das partículas de areia bruta: A superfície das partículas de areia é lisa, com baixa circularidade (como um grande coeficiente angular), malha mecânica fraca entre as partículas de areia e baixa resistência superficial do molde de areia. Adição insuficiente de resina ou mistura irregular: resultando em baixo teor de resina local e resistência insuficiente após a cura. Cura irregular: Especialmente para núcleos de areia espessa, o interior pode não estar totalmente curado ou a superfície pode tornar-se quebradiça devido ao sopro excessivo (resina furânica). Longo tempo de armazenamento de moldes de areia ou alta umidade ambiental: Os moldes de areia de resina absorvem a umidade, reduzem a resistência e aumentam a geração de gás.

3. A razão para o projeto do sistema de vazamento é que o líquido metálico é excessivamente lavado: o sprue fica voltado para a parede do molde ou núcleo de areia, formando um fluxo metálico líquido de alta velocidade que impacta diretamente. O projeto do sistema de vazamento não é razoável e a velocidade de enchimento é muito rápida, o que causa forte erosão e desgaste na superfície do molde/núcleo de areia.

4. A temperatura de vazamento do próprio metal fundido é muito alta: a carga térmica excessiva acelerará a decomposição térmica da resina na superfície do molde de areia e a sinterização das partículas de areia, fazendo com que a camada de descascamento fique mais espessa. Ao mesmo tempo, a fluidez do ferro fundido é muito boa e a força de abrasão é aumentada. Oxidação severa do ferro fundido: Alto teor de óxidos (como FeO) no ferro fundido pode reagir quimicamente com partículas de areia de SiO ₂, exacerbando a erosão e a tendência de aderência da areia do líquido metálico no molde de areia.

2、 Uma solução sistemática para resolver o problema dos nódulos de areia requer partir da prevenção e controle, conduzindo investigações sistemáticas e otimização de processos.

1. Otimize o processo de fabricação de formas e núcleos para garantir uma compactação uniforme: concentre-se em garantir a compactação de peças complexas, como cantos, saliências e cavidades profundas, e use ferramentas especializadas para auxiliar na compactação. Moldagem e reparo padronizados: Opere com cuidado e use pasta ou revestimento de reparo especializado para reparar áreas danificadas. Aplicação de revestimentos reforçados: Escolha revestimentos em pó de zircão ou corindo à base de álcool de alta qualidade, que possuem alta resistência ao fogo e forte resistência à corrosão. Certifique-se de que o revestimento tenha concentração e viscosidade suficientes, usando revestimento por imersão, revestimento de fluxo ou revestimento por pulverização para garantir uma espessura de revestimento uniforme (geralmente 2-4 camadas, espessura de filme seco 0,3-0,8 mm). Totalmente seco: Após a ignição (revestimentos à base de álcool) ou secagem, certifique-se de que o revestimento esteja completamente seco e livre de manchas de umidade. Garanta uma exaustão suave: Defina um número e tamanho suficientes de orifícios de exaustão em posições apropriadas no molde/núcleo de areia.

2. Controlar rigorosamente a qualidade da areia resinosa e selecionar areia bruta de alta qualidade: deve-se dar prioridade ao uso de areia de sílica com formato de partícula redonda e superfície lisa (como areia Dalin da Mongólia Interior), com um coeficiente angular controlado entre 1,2-1,3, o que é propício para melhorar a fluidez e a compactação e resistência da areia. Otimize a proporção de resina e o processo de mistura de areia: Ajuste a quantidade de resina e agente de cura adicionados de acordo com a estação e a temperatura e umidade ambiental (geralmente 0,8% -1,5% do peso original da areia) para garantir uma mistura uniforme. Controle o efeito de cura: Evite soprar demais ou cura insuficiente. Para núcleos de areia grossos e grandes, podem ser usados ​​processos de enchimento de blocos ocos ou de coque. Controle o ambiente de armazenamento e uso: Tente reduzir o tempo de armazenamento dos moldes/núcleos de areia e evite a absorção de umidade. Recomenda-se controlar a umidade da oficina abaixo de 60%.

3. Melhore o projeto do sistema de vazamento para seguir o princípio de enchimento "suave, rápido e ordenado": adote sistemas de vazamento abertos, de injeção inferior ou escalonados. Evite lavagem direta: O canal de entrada não deve ficar diretamente voltado para as partes fracas da parede do molde ou do núcleo de areia. Medidas como a introdução de linhas tangentes, a instalação de poços de jito e o uso de telas de filtro podem ser usadas para tamponar, dispersar e purificar o fluxo de metal fundido. Calcule o tempo de vazamento adequado: evite encher muito rapidamente.

4. Otimize o processo de fusão e vazamento para controlar a temperatura de vazamento adequada: garantindo a integridade do recheio e evitando o isolamento frio, tente usar uma temperatura de vazamento mais baixa. Para peças fundidas de máquinas-ferramenta com espessura de parede média, geralmente é controlado em 1350-1420 ℃ (medição de temperatura óptica). Purificação do ferro fundido: Fortaleça o pré-tratamento do forno (como o uso de agentes de remoção de escória) para evitar a oxidação excessiva do ferro fundido e garantir sua pureza. Derramamento suave: Evite interrupções e respingos e mantenha o copo cheio.

5. Gerenciamento no local e inspeção da primeira peça: Para a primeira peça após novos moldes ou mudanças de processo, inspecione cuidadosamente as peças que estão sujeitas a nódulos de areia. Estabeleça pontos de controle de processo: monitore e registre processos importantes, como compactação, revestimento e temperatura de vazamento. Analise a localização dos nódulos de areia: Com base na posição regular dos nódulos de areia, verifique se há um problema de forma, revestimento ou sistema de vazamento.

Resumo e sugestões: A solução para o problema dos nódulos de areia na produção de peças fundidas para máquinas de ferro fundido cinzento usando areia resinosa é "aumentar a resistência superficial do molde de areia" e "reduzir a erosão/efeito térmico do líquido metálico na parede do molde". Sugira seguir estas etapas para solucionar problemas:

Em primeiro lugar, verifique o revestimento: este é o motivo mais direto e comum. Confirme a qualidade do revestimento, espessura do revestimento e condição de secagem.

2. Em seguida, verifique a compactação e a operação de moldagem: verifique se o molde de areia na posição correspondente do nódulo de areia está solto.

3. Em seguida, analise o sistema de vazamento: observe se aparecem grumos de areia diretamente em frente ao canal de injeção ou no local onde o fluxo do metal é mais afetado.

4. Por fim, verifique os parâmetros do processo: verifique se a proporção de areia resinosa, a qualidade da areia bruta e a temperatura de vazamento estão dentro da faixa controlada. Através desta análise sistemática e melhoria passo a passo, os defeitos das dunas de areia podem ser efetivamente controlados e eliminados, melhorando significativamente a qualidade da superfície e a precisão dimensional das peças fundidas de máquinas-ferramenta.