Сокращение литейного брака начинается с контроля расплава

Многие алюминиевые литейные заводы тратят значительные ресурсы на контроль операций обработки после заливки отливки, уделяя лишь символическое внимание тому, что происходит до заливки. Однако практически невозможно решить проблемы брака на последующих этапах литейного производства без предварительного контроля расплава. Хорошей новостью является то, что контролировать расплав не так уж сложно: просто следуйте этим основным, основанным на здравом смысле методам литейного производства, чтобы исключить алюминиевый расплав как источник литейного лома.

Купленные слитки

Весь алюминий не создан равным. Убедитесь, что 5 центов за фунт, сэкономленные за счет использования сомнительного поставщика алюминия, не обойдутся вам в 50 центов за фунт литейного лома. Производители качественных слитков предпринимают множество шагов в процессе плавки, чтобы гарантировать, что сырье не повлияет на ваш литейный лом. Ваш производитель слитков должен следовать этим же процедурам.

• • • Встроенные фильтры. В процессе разливки слитков используются тонкие керамические фильтры для удаления примесей, таких как оксиды. Без этих фильтров примеси попадут в слиток и, в конечном счете, в отливки, что приведет к увеличению доли брака.
    • Поточная дегазация. Качественные плавильщики дегазируют расплав при производстве слитка. Когда при производстве слитков дегазация не выполняется, поступающий слиток будет иметь гораздо большее количество газообразного водорода. Это может увеличить производственные затраты из-за образования пористого лома или значительного увеличения требуемого времени дегазации.
    • Химический контроль. Химические изменения от партии к партии могут существенно повлиять на механические свойства отливки. Крайне важно, чтобы с каждой поставкой поставлялся точный химический сертификат.

Переплавка лома

Большинство алюминиевых литейных заводов переплавляют литейный лом. Следует контролировать максимальное количество лома, используемого для каждой плавки. Допустимый процент брака должен основываться на спецификации заказчика отливки. Чем больше разрешенный процент брака, тем выше вероятность внесения оксидов и других включений в отливку.

В дополнение к контролю допустимого процента переплавки лома, процедуры литейного производства должны обеспечивать качество переплавки лома. При переплавке лома необходимо следить за тем, чтобы лом был сухим и чистым. Во многих случаях окалина должна быть удалена из металлолома путем распиливания, измельчения или пескоструйной обработки. Добавление лома в расплав с песком и окалиной на поверхности приведет к образованию оксидов и включений в отливке, что повысит процент литейного брака и процент брака для клиентов из-за твердых пятен и других дефектов, обнаруженных во время механической обработки.

В то время поверхностная окалина может быть проблемой при переплавке отходов отливок, чаще всего это проблема возникает при добавлении литников в расплав.

Чистота тигля

На любом алюминиевом литейном заводе недопустимо накопление алюминия и шлака на стенках тигля. Это накопление материала, насыщенного оксидом, часто отрывается и высвобождает оксидные включения в расплав, которые в конечном итоге попадают в отливку и вызывают включения и твердые пятна.

На каждом алюминиевом литейном заводе должны быть предусмотрены процедуры очистки, чтобы в тигле и плавильной печи не образовывались шлаки.

Чистота ковша

Алюминиевую корку, образующуюся на стенках разливочного ковша, следует удалять перед каждой заливкой. Поверхность наружного слоя содержит оксидный слой, который переплавляется при соединении с новым расплавленным алюминием. В результате получается ковш расплавленного алюминия с высоким содержанием оксидов, который, в конечном итоге, переносится в форму и в отливку.

Дегазация

Водородная пористость, также известная как газовая пористость, представляет собой небольшие круглые внутренние полости с гладкой поверхностью, равномерно распределенные по всей алюминиевой отливке. Водород поступает в расплавленный алюминий с влагой воздуха и всегда присутствует в расплаве.

На степень содержания водорода в расплаве влияют многие внешние факторы, такие как температура расплава, влажность и сырье. Единственным способом устранения водородной пористости в отливке является дегазация расплава перед заливкой.

В процессе дегазации инертный газ, обычно азот или аргон, вводят в расплав с помощью роторного дегазатора или пористой дегазационной трубки. Водород в расплавленном алюминии соединится с пузырьками инертного газа и всплывет на поверхность расплава, где и сгорит. Чтобы определить, достаточно ли было удалено водорода для устранения пористости в детали, перед заливкой расплавленного алюминия проводится испытание при пониженном давлении (RPT).

В прошлом образец RPT анализировали вручную, распиливая, полируя и визуально сравнивая его с диаграммой. Сегодня такое оборудование, как Palmer PAS3000 и PAS5000, значительно повысило точность и скорость RPT. Использование этого типа оборудования сокращает время анализа образца примерно до 30 секунд, при этом не требуется распиловка, полировка или оценка результатов.

Контроль температуры расплава

Контроль температуры заливки имеет решающее значение для уменьшения отклонений в процессе литья и сокращения брака при литье. В литейных процедурах должна быть указана температура заливки для каждой произведенной отливки, а также должно быть обеспечено строгое соблюдение этого контроля процесса.

Вязкость алюминиевого расплава изменяется с температурой. По мере изменения вязкости алюминия текучесть металла внутри формы изменяется вместе со скоростью, с которой происходит затвердевание. На многие дефекты литья, такие как оксиды, холодный отлив, горячие трещины, усадка, несоответствие, пенетрация и газовые пробоины, влияет скорость течения и затвердевания металла.

Автор

Brad Hohenstein (Брэд Хохенштейн) — президент Porosity Solutions LLC и инструктор учебного центра Foundry Way.

Источник: www.foundrymag.com