Общие положения

Из-за того, что в смесеприготовлении в V-процессе не используется вода и связующие, возможно избежать целого ряда литейных дефектов. Таким образом, может быть снижен объем брака изделий, но полностью устранить возможность дефектов тем не менее нельзя. В будущем в производстве по V- процессу будут также возникать дефекты отливок, поначалу даже, может быть, из-за непрофессионального исполнения и применения вакуумных форм.

Чтобы свести брак к минимуму, мы советуем ознакомиться с документацией по дефектам отливок, в первую очередь, с изданным Объединением Литейщиков Германии «Атласом литейных дефектов».

Эта документация должна содержать следующую информацию:

a) классификация дефекта согласно Атласу литейных дефектов;

b) подборка самых важных фактов, точное описание участка дефекта (по возможности, с фотографией или рисунком), количество бракованных отливок и временной период, за который эти отливки были изготовлены;

c) материалы, используемые при изготовлении форм и отливок 1 песок, пленка, краска, металл и т.д.;

d) эксплуатационные данные машин для производства форм — время вибрации при уплотнении песка, время нагрева, температура при наложении пленки, время заливки и т.д.;

e) мероприятия по устранению дальнейших дефектов.

После того, как дефект был обнаружен и распознан, необходимо попытаться устранить причины его возникновения путем принятия некоторых мер и руководствуясь опытом работы с традиционными технологиями формовки или логическими умозаключениями при анализе дефекта. Атлас литейных дефектов представляет собой детализированный и объемный перечень всех известных дефектов отливок, их причин и методов устранения, так что ниже мы приводим некоторые из видов брака и предложения по их устранению, характерные не только для V-процесса, которые в нем, однако, встречаются довольно часто.

Дефекты, вызванные газом

Газовые раковины и газовые дыры — это дефекты, возникающие по вине газа, заключенного в металле. Имеется 4 источника появления газа: воздух в полости формы, продукты горения пленки, стержневой газ и газ в металле. Последняя причина может быть устранена рядом обычных последовательных операций. Проблемы со стержневым газом не являются обыкновением, так как вакуум в форме также способствует удалению газа из стержней. Первые два источника газа могут быть также различным образом исключены. Возможно:

1. Увеличьте размеры вентиляционных отверстий. Возможно, что они не достаточно большие, чтобы обеспечить выталкивание воздуха и газа во время заливки без противодавления. Они должны быть в два-три раза больше, чем площадь поперечного сечения литника.»

2. Измените расположение соединительного канала, чтобы воздух/газ при выталкивании мог бы легко выходить. Оптимальное расположение — над самой высокой частью полости формы.

3. Установите форму для заливки наклонно, если это уже сделано, увеличьте угол наклона до 15°.

4. Увеличьте температуру заливки металла.

5. Сократите время заливки на 10-20%.

6. Чистый цирконовый песок может послужить причиной образования в отливке газовых раковин. Если используется только цирконовый песок. Вам рекомендуется осторожно добавить в песок 1-3% угольной пыли.

7. В области стержневого знака проделайте в пленке маленькие дырочки, чтобы в форму’ вытягивалось больше стержневого газа.

8. Используйте более тонкую пленку’, чтобы при ее выгорании образовывалось меньше газа.

9. Избегайте наложения нескольких слоев клейкой пленки друт на друга.

10. Следите за тем, чтобы литник во время заливки всегда был заполнен металлом. Применяйте вмонтируемый литник или литниковую воронку.

11. Высушивайте полностью краску’.

12. Оставляйте вакуум дольше включенным, чтобы выкачивать газ из массивных стержней.

13. Удаляйте верхнюю пленку с верхней полуформы, в то время как нижняя полуформа будет находиться под вакуумом.

Шлаковые включения

Здесь мы имеем в виду не обычные шлаки металла, которые могут быть устранены при помощи последовательного принятия комплекса мер, но включения, которые могут быть вызваны использованием пластиковой пленки. Наличие шлаковых включений обнаруживается, как правило, при обработке и сопряжено, зачастую, с газовыми дефектами и дефектами, возникающими из-за формовочной смеси.

Этот дефект вызван пластиковой пленкой, которая отделяется от верхней поверхности формы, скатывается и карбонизируется. Пути устранения могут быть следующими:

1. Проверьте используемую пластиковую пленку. Возможно, что ее пластическая деформируемость не удовлетворяет требованиям

 2. Проверьте вакуум в форме. Возможно, он недостаточен для того, чтобы пленка плотно прилегала к песку.

3. Проверьте литниковую систему. Возможно, она является причиной турбулентности.

4. Песок может быть слишком мелким, используйте более грубый песок.

5. Убедитесь, что пленка равномерно нагревается до необходимой температуры.

6. Позаботьтесь о том, чтобы пленка накладывалась на модель как можно более быстро, чтобы использовать ее деформационные способности как можно более полно, перед тем как пленка опять начнет остывать. Чтобы этого добиться, может быть необходимым, увеличить количество вакуумных отверстий, чтобы таким образом сделать отсос воздуха со стороны модели и сориентируйте персонал, накладывать пленку быстрее, в случае если этот процесс происходит вручную.

7. Может быть необходимым, повысить эффективность и/или количество вакуумных отверстий в опоке.

8. Оставляйте как можно меньшее расстояние между поверхностью разъема формы и вакуумными трубами, чтобы повысить эффективность. Существует общее правило: Если толщина металлической стенки отливки меньше 50 мм, вакуумный трубопровод необходимо размещать на расстоянии ок. 30 мм. Если металлическая стенка толще, чем 50 мм, примерно половина толщины стенки и будет являться расстоянием между поверхностью разъема и вакуумопроводом.

9. Убедитесь, что формовочная краска хорошо держится на пленке.

10. Попробуйте заливать жидкий метал только с одной стороны отливки.

11. Если возможно, используйте углубление или стержень, чтобы закрепить пленку в правильном положении.

12. Для закрепления модели используйте винты с плоской головкой, чтобы сохранить правильное положение пленки.

Включения песка

В V-процессе редко возникает такой дефект как включения песка на поверхности отливки, однако он может проявиться при ее обработке. Иногда включения песка имеют очень большую площадь.

Этот литейный дефект может быть вызван двумя разными условиями: турбулентной или прерванной заливкой в литниковую систему, чем вызываются размывания песка в полости формы; или песком, который размывается на поверхности полости формы. Это может произойти, если металл заливается против внутренней стенки полости формы и сразу стекает вниз. Иногда металл смывает вместе с песком участки пленки, что приводит к двойному дефекту — включениям шлаков и песка

 Возможные пути устранения:

1. Перепроверить конструкцию отливки.

2. Производите заливку металла равномерно.

3. Используйте средства распыления в форме в необходимом объеме.

4. Если необходимо, используйте отдельную опоку.

5. Исследуйте поток металла и откорректируйте поверхности, на которых металл может смыть пленку с формы.

6. Если необходимо, наметьте эти критические области полости формы для другого процесса (сырой песок, стержень и т.д.).

7. Сократите время заливки.

8. Возможно, что вибрация оказалась недостаточной, чтобы достигнуть твердости формы +90.

9. Убедитесь, что вакуум при заливке составляет -300 и -400 мм.рт.ст.

10. Заклеивайте поврежденные области пленки клейкой лентой.

11. Увеличьте вентиляционное отверстие.

12. Убедитесь, что полость формы чистая.

13. Увеличьте количество вакуумопроводов в опоке.

14. Если контуры опоки и прибыли затрудняют поступление достаточного количества воздуха для поддержания жестких контруров формы, может быть добавлено небольшое количество песка с некоторым содержанием связующих, чтобы предотвратить размывание во время заливки (см. рис. 18.1).

 

Рис.18.11. Использование твердеющего песка в случае недостаточного вакуума

Включения остатков пленки

Этот дефект обычно встречается вместе с включениями песка. Он возникает, если в полости формы происходит отслоение больших фрагментов пленки, которые загораются и оставляют сажу.

Возможные пути устранения:

1. Убедитесь, что используется хорошая пленка с минимальной тенденцией к усадке.

2. Используйте как можно более тонкую пленку, подходящую для Вашей технологии.

3. Нагревайте пленку равномерно и быстро н��кладывайте ее на модель

 4. Применяйте более интенсивный вакуум в форме.

5. Увеличьте количество вакуум он ро водой в опоке.

6. Устанавливайте форму на заливку под углом.

7. Используйте более грубый песок.

Пенетрация

I Тенетрацией металла называют такое состояние, при котором металл или оксиды металла заполнили пространства между зернами песка. В традиционных процессах формовки это происходит зачастую при повышенной влажности и/или неточного количества горючего материала. Однако в V-процессе такой материал не присутствует, поэтому образование газа и/или пара очень низкое. Так как форма находится под вакуумом, это создает для металла дополнительную возможность проникновения в поверхность.

Имеется несколько возможностей исправления ситуации:

1. Используйте более тонкий песок.

2. Добейтесь более интенсивной или продолжительной вибрацией более высокой плотности.

3. Используйте достаточное количество жаропрочной краски.

4. Немного уменьшите давление вакуума.

5. Перепроверьте, не содержит ли песок металлических включений, содержание которых более 0,5% может привести к небольшой пенетрации.

6. Если налицо стержневая пенетрация, это можно исправить следующим образом:

а) применением более тонкого песка;

б) оптимизацией вентиляции;

в) окраской стержней.

Длинные узкие язвы на поверхности отливки («крысиные хвосты») Возможности устранения приведены в следующих ниже пунктах:

1. Используйте отливки подходящей конфигурации.

2. Избегайте таких литников и питателей, которые могут вызвать турбулентность.

3. Используйте краску в достаточном количестве, чтобы давление в полости формы могло поддерживаться, если пленка вдруг расплавится.

4. Убедитесь, что попадание воздуха в форму любым другим, кроме предусмотренным конструкцией, путем не возможно.

5. Увеличьте мощность нагнетания вакуума и/или повысьте давление. Сохраняйте давление 300 — 400 мм рт.ст. во время заливки.

6. В проблемной области возможно использование самотвердеющего песка.

7. Обеспечьте подводку вакуумопровода как можно ближе к проблемной зоне.

 8. Присыпьте поверхность верхней полу формы песком, чтобы предотвратить разрушение обширной площади пластиковой пленки во время бесконтрольной заливки.

9. Возможно, вибрация была недостаточной для достижения твердости формы +90.

10. Соблюдайте постоянную наполненность литника металлом во время процесса заливки.

Образование складок на пленке

Дефект, характерный только для V-процесса и вызван образованием складок на пленке. В большинстве случаев, в зависимости от толщины используемой пленки, речь идет о слегка выпуклой, с зазубринами линии, которая только лишь портит внешний вид отливки.

Главная причина состоит в том, что излучаемое тепло приводит к сморщиванию пленки.

Для устранения дефекта рекомендуется предпринять следующее:

1. Убедитесь, что применяемая Вами пленка выбрана правильно и обладает хорошей пластичностью и способностью к деформации и дает малую усадку.

2. Не наносите краску по обеим сторонам пленки. Только лишь со стороны, соприкасающейся с песком. Краска, нанесенная на металлическую поверхность, может впитаться в пленку и спровоцировать появление складок.

3. Производите заливку быстрее, чтобы предотвратить эффект нагрева.

4. Устанавливайте форму под наклоном.

Обрушение формы

Форма обрушается, если части форм — обычно, верхняя полуформа — теряют твердость, стремясь достигнуть баланса давления, или обрушаются внутрь полости формы.

Этот дефект может быть устранен следующими способами:

1. Измените конфигурадию литников, чтобы сбалансировать равномерное поступление металла.

2. Позаботьтесь о дополнительных вентиляционных отверстиях.

3. Сократите количество пленки, накладываемой на верхнюю полуформу, которая особенно подвержена воздействию высокой температуры.

4. Используйте заливочную камеру и следите за равномерностью заливки.

5. Включайте более интенсивный вакуум во время заливки.

6. Оптимизируйте этап вибрации.

7. Нагревайте пленку более равномерно и до более высокой температуры, прежде чем накладывать ее на модель.

8. Используйте большее количество краски.

9. Подводите отсасывающий трубопровод ближе к полости формы

 Уменьшение или потеря вакуума

Как уже было замечено, изменяемый вакуум может провоцировать появление дефектов. Если это является причиной возникновения проблем, учтите следующее:

1. Мощность насоса может быть снижена в результате износа, малой скорости, не достаточного охлаждения водой и т.д.

2. Потери давления могут возникать из-за слишком большой длины трубопровода, углов, вентилей, малого поперечного сечения труб.

3. Утечки различного рода, например, в области опоки, штуцеров труб, в пленке и т.д.

4. Однородность формовочной смеси /распределение более грубых и более мелких частиц в массе песка/. Более грубый песок требует более мощного вакуума, чем тонкий.

5. Формы, покрытые слоем стойкой краски нуждаются в меньшем вакууме.

6. Лучшее уплотнение вибрацией. Недостаточная плотность приводит к увеличению количества отсасываемого воздуха.

7. Может возникнуть ряд препятствий, приводящих к падению давления. Например, загрязненные фильтры, слишком маленький размер ячеек фильтра, загрязненные промежуточные пустоты в фильтре или слишком узкие фильтры.

Еще один путь повысить надежность работы системы — расходомер, встроенный в систему трубопроводов. Пожалуйста, помните о том, что во время заливки должно поддерживаться более высокое давления, ок. -450 мм. рт.ст., в то время как во время формовки достаточно 200 — 450 мм рт.ст. Чтобы окончательно убедиться, что система работает правильно, проверьте, в состоянии ли она сохранять давление -450 мм рт.ст. во время заливки.

Горячие трещины

Если проблема состоит в появлении горячих трещин в стальных отливках или отливках их шаровидного графита, это можно устранить, отключив вакуум несколько раньше. Таким образом, форма становится мягче и риск образования горячих трещин снижается. Дополнительно рекомендуется дольше выдерживать отливку в песке, чтобы увеличить время охлаждения в песке.

Смещение отливки с комом смеси

Это такое явление, при котором относительно маленькая отливка с землей сдвигается в форме параллельно. Это происходит обычно в близи прибыли, расположенной вплотную к полости формы. Динамическое давление жидкого металла сдвигает отливку с землей в том месте, где понижена сопротивляемость.

 Холодные  металлические включения

Металлические включения это дефекты, при которых заливаемый металл в полости формы сжигает пленку и быстро охлаждается вытяжной вентиляцией еще до того, как вся полость полностью заполняется жидким металлом. Застывший металл больше не плавится под воздействием поступающего позднее жидкого металла.

При холодных включениях речь идет о дефекте, возникающем вследствие заливки металла в почти заполненную форму, при этом доливаемый металл успевает уже несколько охладиться.

Возможные пути исправления:

1. Увеличьте температуру заливки металла.

2. Сократите время заливки.

3. Измените конфигурацию литника, чтобы обеспечить равномерное поступление металла в потоке.

4. Производите непрерывную заливку.

5. Используйте литейный кожух.

6. Старайтесь не проливать металл во время заливки.

Протрузия

Это явление — дефект, характерный только для V-процесса. Про протрузию можно говорить, когда контур формы ломается, песок всасывается вакуумом и оставляет пустые зазоры, которые кажутся углублениями в форме.

К возможностям устранения этого дефекта можно отнести следующее:

1. Проверьте форму перед заливкой. Загерметизируйте возможные дефекты в пленке.

2. Осмотрите опоки на предмет возможных утечек в районе решеток и труб фильтров.

3. Не перегревайте пленку.

4. Используйте формовочную краску.

5. Закупорьте пространство между стержнем и стержневым знаком.

6. Увеличьте время вибрации.

Появление текстурного рисунка

Такой рисунок появляется обычно по углам отливки и возникает, когда жидкий металл течет, повторяя контуры трещин в форме.

Для устранения этого дефекта возможно сделать следующее:

1. При изготовлении формы необходимо применять более интенсивный вакуум.

2. Увеличьте количество вентиляционных труб

 3. Увеличьте время вибрации.

4. Краску наносите на пленку равномерно и оставляйте сушиться до полного высыхания.

Разбухание формы

Это случается очень редко, однако если это происходит, попробуйте предпринять следующее:

1. Повысьте плотность формы изменением состава зерна песчаной смеси или более интенсивной вибрацией.

2. Проверьте точность крепления скобами верхней и нижней полуопок.

3. Оставляйте форму после заливки дольше под вакуумом.

Примечание: Разбухание формы может послужить сигналом того, что в

дальнейшем может произойти ее обрушение.

Кромочный отбел

Если температура при выбивке отливки слишком высока и если вентилирующий воздух вызывает кромочный отбел или даже трещины, может оказаться необходимым, чтобы отливка выдерживалась в песке под или без вакуума несколько дольше. Некоторые литейные предприятия, использующие опоки без поперечных вставок, ставят форму на пол, отключают вакуум, удаляют опоки и дают отливкам охладиться в песке, в то время как опока может снова использоваться в работе. Если для Вас это не проблематично, достаточно 5-10 мин. дополнительного времени охлаждения в песке.

Резаная поверхность

Если поверхность отливки из углеродистой стали окисляется вследствие попадания воздуха в форму после заливки, она становится грубо шероховатой и выглядит как металл, который обработали резаком.

Этот дефект может быть устранен следующим образом:

1. Сократите время, которое форма находится под вакуумом после заливки.

2. Засыпьте прибыль и питатель песком, а заднюю стенку опоки покройте дополнительным слоем пленки.

3. Перепроверьте, точно ли прилегают песчаные поверхности обеих полуформ друг к другу.