Porozitatea este un defect comun în turnările de nisip din aluminiu, cu impact negativ asupra proprietăților mecanice, etanșeitatea la presiune și finisarea suprafeței. Se rezultă din apariția gazelor, contracția sau condițiile necorespunzătoare de matriță.
1. Înțelegerea formării porozității
Porozitatea în turnările din aluminiu poate fi clasificată în două tipuri principale:
Porozitatea gazului: cauzată de absorbția hidrogenului în timpul topirii sau descompunerii umidității în matrițe.
Porozitatea de contracție: apare din cauza hrănirii inadecvate în timpul solidificării, ceea ce duce la goluri.
Identificarea cauzei principale este esențială pentru selectarea tehnicii de atenuare corespunzătoare.
2.. Topirea și tratamentul metalelor
o. Tehnici de degazare
Degazarea rotativă: injectarea gazelor inerte (argon sau azot) printr -un rotor rotativ îndepărtează hidrogenul dizolvat.
Agenții de flux: fluxurile pe bază de clorură (de exemplu, hexacloroetan) reduc conținutul de hidrogen, dar necesită o extracție adecvată a fumului.
Degazarea în vid: eficientă pentru piesele turnate de înaltă integritate, dar crește costurile de producție.
b. Controlul compoziției aliajului
Reglarea conținutului de siliciu: aliajele hipoeutectice al-Si (de exemplu, A356) prezintă caracteristici de hrănire mai bune, reducând contracția.
Rafinatoare de cereale (TIB₂, AL-TI-B): promovează structura de cereale fine, minimizând microporozitatea.
3. Mold și optimizarea miezului
o. Selecție de liant de nisip
Rășinile cu conținut scăzut de modă: lianți de uretan fenolic sau furan reduc generarea de gaze în comparație cu nisipul verde.
Liantari anorganici (de exemplu, silicat de sodiu\/CO₂): eliminați emisiile de gaze organice, dar poate necesita acoperiri mai puternice de mucegai.
b. Proiectare de aerisire a mucegaiului
Plasarea corectă a ventilației: orificiile de aerisire strategice permit gazelor prinse să scape înainte de solidificarea metalelor.
Controlul permeabilității: Dimensiunea optimă a cerealelor de nisip (AFS 50–70) echilibrează rezistența și permeabilitatea gazelor.
C. Uscarea și preîncălzirea mucegaiului
CORES DE COPAK: Matrițele de încălzire până la 150–200 grade elimină umiditatea reziduală.
Acoperiri de mucegai: acoperiri refractare (de exemplu, zircoconie) reduc reacțiile de matrice metalice și preluarea gazelor.
4. Strategii de solidificare și hrănire
o. Design ridicat
Solidizare direcțională: Utilizarea ridicărilor conice asigură solidificarea secvențială spre alimentator.
Mânecile exotermice de ridicare: extinderea timpului de alimentare, minimizând golurile de contracție.
b. Tehnici de răcire
Frisoane metalice: accelerați răcirea în secțiuni groase, reducând porozitatea de contracție.
Ratele de răcire controlate: răcirea treptată în secțiuni subțiri previne ruperea la cald.
5. Monitorizarea procesului și controlul calității
Testarea în timp real a hidrogenului: test de presiune redusă (RPT) sau analizoare de telegas monitorizează curățenia topiturii.
Inspecția cu raze X: detectează porozitatea internă pentru piesele turnate de înaltă specificări.
Simularea procesului (Magmasoft, Procast): prezice contracția și optimizează designul de gating\/ridicare.
Concluzie
Reducerea porozității în turnările de nisip din aluminiu necesită o abordare holistică, incluzând tratamentul cu topirea, optimizarea mucegaiului și solidificarea controlată. Combinarea degazingului, a aerisitului corespunzător și a solidificării direcționale îmbunătățește semnificativ integritatea turnării. Instrumente avansate de simulare rafină în continuare parametrii procesului, asigurând componente de înaltă calitate, cu porozitate scăzută pentru aplicații auto și aerospațiale.
