Sebelum permukaan coran mengeras menjadi cangkang, bahan cetakan seperti cetakan pasir dan inti pasir dipanaskan untuk menghasilkan gas. Gas-gas tersebut tidak larut dalam logam cair, tetapi menyerang logam cair di bawah tekanan, membentuk gelembung dan pori-pori. Saat ini, sebagian besar cacat pori yang muncul di pabrik pengecoran cetakan basah di negara saya termasuk dalam "pori-pori intrusif" semacam ini.
Gas yang dikeluarkan oleh cetakan pasir dan inti sebaiknya dibuang melalui pori-pori pasir. Namun, kemampuan ventilasi cetakan pasir dan inti pasir terbatas, dan sangat sulit untuk membuat saluran pembuangan untuk inti pasir yang kompleks. Ketika jumlah gas yang dihasilkan meningkat, tekanan gas antarmuka pada sumber gas (disebut “tekanan balik”) terus meningkat. Jika kecepatan penuangan cepat, tekanan statis logam cair di sana melebihi tekanan balik gas, dan gas di sini tidak dapat menyerang logam cair. Jika logam cair pada antarmuka tidak dapat membentuk tekanan statis yang cukup pada waktunya untuk melebihi tekanan balik yang dihasilkan gas, gas akan menembus permukaan coran yang tidak dipadatkan dan menembus ke dalam logam cair untuk membentuk gelembung. Volume panas dari gelembung yang dibor ke dalam logam cair memiliki kecenderungan untuk terus mengembang. Selain itu, beberapa sumber gas terus menerus mengangkut gas, dan rangkaian gelembung muncul di logam cair. Bentuk stomata yang menyerang adalah bulat atau berbentuk buah pir. Arah yang ditunjukkan ujungnya adalah arah sumber udara. Ukuran pori-pori yang menyerang bervariasi. Mereka mungkin mengapung dan berada tidak jauh di atas sumber gas dalam pengecoran, atau mungkin berkumpul di bawah kulit permukaan atas pengecoran untuk membentuk bentuk datar. Jika suhu penuangan tinggi dan viskositas logam cair rendah, gelembung-gelembung yang masuk dapat keluar dari permukaan atas cetakan pasir atau mengalir ke saluran pelimpah bersama logam cair. Sumber pori-pori bervariasi tergantung pada cetakan atau inti pasir.
1. Cacat stomata dapat dicegah dengan meningkatkan kapasitas ventilasi dinding dan mengurangi pembentukan gas pada pasir cetakan. Penyebab spesifik dan tindakan pencegahannya adalah sebagai berikut:
1. Cetakan pasir hijau memiliki sejumlah besar gas: kelembaban pasir cetakan terlalu tinggi, terutama bila kandungan batubara bubuk terlalu banyak, sejumlah besar gas dapat tiba-tiba keluar ketika logam cair dituangkan ke dalam cetakan. rongga cetakan. Jika knalpot tidak lancar pada saat yang sama, tekanan gas akan melebihi tekanan statis lokal dari logam cair dan tiba-tiba menembus ke dalam logam cair, membentuk percikan yang dapat meledak. Hal ini biasanya disebut "choking fire", yang akan membentuk gelembung-gelembung yang lebih besar pada pengecoran. Oleh karena itu, selama pengecoran pasir hijau, laju pemadatan dan kadar air pasir cetakan harus dikontrol secara ketat, dan laju pembentukan gas tidak boleh terlalu tinggi. Kandungan batubara bubuk yang efektif pada pasir cetakan harus dikontrol berdasarkan morfologi permukaan pengecoran. Jika ada sedikit pasir yang menempel pada permukaan pengecoran, jumlah batubara yang dihaluskan dapat sedikit ditingkatkan. Jika permukaan pengecoran berubah menjadi biru, jumlah efektif batubara bubuk harus dikurangi untuk menghindari pembentukan gas yang berlebihan.
2. Kotoran pada pasir hijau akan mengeluarkan gas saat dipanaskan: bola tanah liat kecil, bola kertas parut, puntung rokok, pecahan inti pasir penyerap kelembapan dan bahan organik lainnya yang tercampur dalam pasir cetakan akan mengeluarkan gas saat dipanaskan, dan akan berubah setelahnya. menyerap air di pasir hijau. Meningkatkan kinerja produksi gas yang intens. Kotoran ini terekspos pada permukaan rongga cetakan dan pasti akan menjadi titik emisi gas terkonsentrasi. Dalam produksi pengecoran, banyak cacat pori yang tidak dapat dijelaskan sebagian besar disebabkan oleh kotoran yang tercampur dalam pasir cetakan. Terkadang gelembung dihasilkan satu demi satu dan menjadi rangkaian pori-pori pada penampang pengecoran.
3. Inti pasir dan besi pendingin internal dalam cetakan basah dipengaruhi oleh kelembapan: Setelah pencetakan pada pengecoran katup tertentu, inti inti pasir kotak inti dingin dan kotak gesper segera ditutup, dan tungku dibuka untuk penuangan keesokan harinya. . Banyaknya cacat pori pada coran disebabkan oleh penyerapan air pada inti pasir. Inti pasir kotak inti dingin mudah menyerap kelembapan. Selama penuangan, air yang diserap inti pasir segera menguap menjadi uap air saat dipanaskan, dan masuk ke dalam logam cair hingga membentuk gelembung. Bagi pabrik yang tidak dapat membuka tungku pada hari yang sama, dapat menutup kotak tanpa memasukkan inti terlebih dahulu, dan menunggu hingga hari pembukaan sebelum membuka cetakan pasir, memasang inti, menutup cetakan, dan menuangkan untuk menghindari penyerapan air yang berlebihan. cetakan pasir. Anda harus lebih berhati-hati saat membuat model dengan pasir panas. Jika Anda menunggu beberapa saat setelah pencetakan sebelum dituang, uap air yang terus menerus dikeluarkan dari pasir panas akan mengembun di rongga cetakan dan memasang inti pasir dingin, penyangga inti atau besi pendingin internal. Misalnya, Gambar 28 menunjukkan cetakan silinder dengan diameter dalam 4 inci (ф101.6mm). Kadar air pasir cetakan panas adalah 3,5%, suhu 58 derajat, suhu inti dalam ruangan dan pasir 18 derajat, dan pengecoran dibiarkan selama 80 menit setelah pencetakan. Setelah pendinginan, pembersihan, dan pemesinan, coran di dekat permukaan atas inti pasir tampak cacat pori sarang lebah yang terdistribusi secara difus, yang terbentuk karena kondensasi uap air pada permukaan inti pasir.
4. Kapasitas pembuangan cetakan pasir tidak mencukupi: Pasir hijau memiliki permeabilitas udara yang tinggi, yang membantu melepaskan tekanan balik pada antarmuka. Namun, ketinggiannya tidak boleh terlalu tinggi untuk menghindari lengketnya pasir mekanis atau kekasaran permukaan pada pengecoran. Semakin tinggi kekompakan cetakan pasir maka semakin kecil jarak antar butiran pasir, dan semakin buruk kapasitas ventilasi cetakan pasir pada saat pengecoran. Untuk mencegah kerusakan pori-pori, biasanya tidak hanya mengandalkan permeabilitas udara dari cetakan pasir, tetapi juga menyediakan saluran pembuangan tambahan untuk meningkatkan kapasitas pembuangan. Selama pencetakan manual dan pencetakan mesin sederhana, untuk meningkatkan kemampuan ventilasi cetakan pasir, pekerja pencetakan menggunakan bor runcing untuk membuat lubang ventilasi non-penetrasi dari bagian belakang cetakan pasir. Kedalaman lubang ventilasi kira-kira 4 sampai 5 mm dari pola, yang dapat menghindari kerusakan pola dan dapat menembus atau dekat dengan lapisan kohesi kelembaban pasir cetakan untuk mengurangi hambatan pembuangan. Hal ini juga umum untuk mengebor lubang ventilasi langsung ke atmosfer pada cetakan pasir. Mesin cetak dengan tingkat mekanisasi yang lebih tinggi menggunakan saluran pembuangan berbentuk lembaran datar dan lubang bulat pada templatnya, serta dilengkapi dengan jarum buang yang tidak terbuka terhadap atmosfer pada setiap bos cetakan. Sekalipun tinggi pin ventilasi hanya setengah dari ketebalan cetakan pasir, nilai permeabilitas udara di lokasi tersebut akan menjadi dua kali lipat. Beberapa lini produksi pemodelan memiliki mesin bor khusus untuk mengebor ventilasi lurus atau semi-melalui. Saya melihat pengecoran di luar negeri yang menggunakan jalur cetakan bertekanan tinggi untuk memproduksi blok silinder mesin diesel. Setelah cetakan pasir bagian atas dibuka, pekerja menggunakan bor listrik tangan panjang untuk mengebor beberapa lubang pembuangan dari rongga cetakan. Ada bagian yang menahan udara di rongga cetakan cetakan injeksi perpisahan vertikal, dan gas dapat dibuang dengan menggunakan alur pembuangan lembaran.
5. Tekanan dan suhu besi cair yang rendah: Jumlah pasir yang dimakan pada permukaan atas rongga cetakan kotak pasir bagian atas tidak boleh terlalu kecil. Di satu sisi, ini mencegah besi cair memecahkan cetakan pasir. Di sisi lain, hal ini meningkatkan tekanan statis besi cair untuk menghambat perkembangan cetakan pasir dan inti pasir. Tekanan balik udara. Menempatkan gate ring dan riser ring pada cetakan pasir juga dapat meningkatkan tekanan hidrolik logam. Meningkatnya suhu penuangan besi cair dapat menurunkan kekentalan logam cair sehingga memudahkan gelembung-gelembung mengapung dan keluar dari besi cair. Berikan perhatian khusus pada suhu penuangan sebenarnya dari jenis besi cair terakhir dalam sendok tuang yang sama. Meningkatkan suhu penuangan secara tepat tidak hanya bermanfaat untuk mencegah intrusi ke dalam pori-pori, tetapi juga membantu mencegah cacat seperti pori-pori yang terperangkap dan pori-pori lainnya, insulasi dingin, dan penuangan yang tidak mencukupi. Membuka penambah luapan dapat mengeluarkan besi cair yang bercampur dengan gelembung dan inklusi keluar dari rongga cetakan.
2. Inti pasir mengeluarkan gas
Terlepas dari bahan pengikat yang digunakan untuk membuat inti pasir, produksi coran lebih cenderung menghasilkan cacat porositas intrusif. Karena inti pasir dikelilingi oleh besi cair dan dipanaskan secara hebat, bahan pengikatnya terurai dan menghasilkan gas dalam jumlah besar. Inti pasir dihubungkan ke dudukan inti pasir melalui kepala inti, dan gas dikeluarkan dari dudukan inti keluar dari cetakan. Sulit untuk membuat sistem pembuangan menjadi lancar. Sebagian besar cacat porositas yang sering ditemui di pabrik pengecoran yang memproduksi coran inti multi-pasir seperti blok silinder mesin mobil dan kepala silinder disebabkan oleh keluarnya gas dari inti pasir. Central Research Institute of Toyota Corporation di Jepang telah mempelajari mekanisme tekanan balik dan pembentukan pori pada antarmuka saat menuangkan besi cair ke dalam inti cangkang pasir resin fenolik untuk pengecoran mobil. Sensor tekanan diafragma silikon digunakan di tempat yang rawan terjadinya pori-pori untuk mengukur perubahan tekanan gas (dalam cm Fe) inti cangkang seiring waktu setelah pengecoran. Pada saat yang sama, juga diukur bahwa tekanan besi cair (juga dalam cm Fe) meningkat seiring dengan meningkatnya tingkat cairan penuangan. Hasilnya menunjukkan terdapat tiga puncak tekanan gas inti pasir (lihat kurva pada Gambar 29). I adalah tekanan balik ketika besi cair hanya menutupi inti pasir; II adalah puncak tekanan punggung tertinggi setelah 10 hingga 30 detik; III memiliki nilai puncak yang lebih rendah, dan durasi waktunya tergantung pada kandungan pengikat resin inti pasir. Jika tekanan besi cair A setelah penuangan lebih besar dari tekanan balik pembangkitan gas inti cangkang, kurva akan mulus dan tidak akan terjadi cacat pori. Jika tekanan besi cair yang dituangkan adalah B, maka puncak tekanan gas II berosilasi secara signifikan, hal ini karena gas inti pasir melebihi tekanan besi cair dan menyerbu ke dalam besi cair, yaitu fenomena gelembung. Jika waktu peniupan gelembung pendek dan waktu pra-pemadatan lama, meskipun cacat pori belum tentu terjadi, cacat pori akan lebih banyak dibandingkan bila tekanan besi cair adalah A. Beberapa cacat lubang udara dapat terjadi dalam produksi massal. Jika tekanan efektif besi cair hanya C, tekanan balik gas inti pasir melebihi tekanan besi cair, dan gelembung akan muncul segera setelah besi cair menutupi inti pasir. Lanjutkan hingga permukaan coran mengeras, dan puncak kurva I, II, dan III hilang, yang menandakan pasti terdapat cacat pori pada coran. Dapat dilihat dari kurva tekanan waktu bahwa jika tekanan besi cair melebihi tekanan balik antarmuka setiap saat setelah penuangan, tidak akan ada gelembung yang mengebor besi cair dari inti pasir.
3. Cara yang umum digunakan untuk mencegah intrusi pori-pori inti pasir adalah sebagai berikut:
1. Meningkatkan kapasitas pembuangan inti pasir: Jika memungkinkan, harus ada lubang pembuangan yang mulus di tengah inti pasir. Jika celah antara kepala inti dan dudukan inti besar, kepala inti pasir harus ditutup dengan bahan penyegel seperti bantalan serat tahan api, strip lumpur, tali asbes, dll. untuk memastikan bahwa logam cair tidak menembus ke dalam knalpot. saluran. Untuk inti pasir yang tebal dan berpenampang besar, inti pasir tersebut harus dilubangi atau digali menjadi dua ke dalam rongga bagian dalam berbentuk kotak dan kemudian diikat. Metode pembuangan yang paling umum digunakan untuk inti pasir resin yang mengeras sendiri adalah dengan menggunakan selang nilon yang dikepang, yang dapat dengan mudah ditanamkan ke dalam inti pasir di sepanjang bentuk inti pasir apa pun. Untuk inti pasir dengan coran kompleks seperti kepala silinder mesin pembakaran internal dan blok mesin, perhatian khusus harus diberikan pada kapasitas pembuangan inti pasir. Kotak inti panas, kotak inti dingin, dan inti cangkang semuanya ditembakkan secara integral. Pipa pembuangan tidak dapat dipasang terlebih dahulu, namun jarum atau batang ventilasi dapat ditempatkan dan dibuat selama pembuatan inti (beberapa perlu diekstraksi sebelum coring). Lebih sering, setelah inti pasir mengeras, mata bor karbida digunakan untuk mengebor kepala inti guna membantu pembuangan. Saya pernah melihat pabrik pengecoran mobil produksi massal di luar negeri. Saat memproduksi inti pasir jaket air kepala silinder multi-silinder, mesin bor multi-kepala khusus digunakan untuk mengebor lubang buta secara bersamaan untuk setiap kepala inti saluran air pendingin inti pasir jaket air dari bawah ke atas. Meski kedalaman pengeborannya tidak besar, namun sangat bermanfaat untuk pembuangan.
2. Kurangi pembentukan gas pada inti pasir resin sebanyak mungkin: Pilih pengikat dengan kekuatan ikatan tinggi, pembangkitan gas rendah dan pembangkitan gas lambat, kurangi jumlah pengikat yang ditambahkan, dan panggang inti pasir dengan hati-hati dan tindakan lain dapat mengurangi pembangkitan gas dari inti pasir. Volume gas dan kecepatan pembangkitan gas.
3. Tingkatkan kecepatan penuangan dan suhu penuangan: Dengan asumsi bahwa turbulensi tidak akan terjadi dan gas akan terperangkap dan cetakan tidak akan terkikis, kecepatan penuangan harus ditingkatkan untuk segera meningkatkan tekanan cairan logam untuk mencegah intrusi gas. Selain itu, sebaiknya juga menaikkan suhu penuangan untuk mengurangi viskositas besi cair, sehingga gelembung yang masuk dapat dengan mudah mengapung dan dibuang ke overflow riser bersama dengan aliran logam. Inilah sebabnya ketika coran telah menjebak atau menyerang cacat pori, cacat pori dapat dihilangkan dengan meningkatkan suhu penuangan sebesar 30 hingga 50 derajat. Selama produksi, suhu sebenarnya dari kotak terakhir besi cair di setiap kemasan penuangan harus dikontrol. Karena suhu akhir besi cair menurun, kemungkinan besar akan terjadi kerusakan pori.
4. Pengapian kepala inti: Selama penuangan, nyalakan saluran keluar gas dari sistem pembuangan inti pasir di bagian atas cetakan pasir untuk menyalakan gas yang keluar dari inti pasir. Hal ini dapat meningkatkan kekuatan ekstraksi saluran keluar gas dan meningkatkan kecepatan pelepasan gas inti pasir.
