> Novice > Novice iz industrije

Kritične značilnosti, ki vplivajo na površinsko obdelavo ulitkov

2022-10-13

Dimenzijska natančnost, s katero je zdaj mogoče izdelati ulitke iz peska, se je približala natančnosti ulitkov za vlaganje. Tehnologije 3-D tiskanja s peskom so močno izboljšale dimenzijsko natančnost kalupov in jeder, vendar niso dosegle površinske gladkosti običajnih peščenih ulitkov, kaj šele ulitkov za vlaganje.

Naložno litje zagotavlja zelo gladke dele z odlično ločljivostjo funkcij in dimenzijsko natančnostjo. 3-D natisnjeni peščeni kalupi in jedra so lahko stroškovno učinkovita alternativa litju z vložkom, če lahko postopek izpolni zahteve glede dimenzij in površine.

Čeprav je bilo na področju livarskih potrošnih materialov narejenih veliko sprememb in izboljšav, je pesek tisti material, ki je ostal nekoliko nespremenjen. Po rudarjenju in pranju, če je potrebno, se livarski peski razvrstijo v posamezne ali dvomrežne skupine in skladiščijo. Združijo se v običajne distribucije za pošiljanje stranki livarne. Čeprav obstaja veliko različnih distribucij rudnikov, se pesek s podobnim številom drobnosti zrn AFS dobavlja v podobnih distribucijah. Površinska obdelava je sestavni del specifikacij kakovosti ulitkov. Groba notranja površinska obdelava ulitkov lahko povzroči izgubo učinkovitosti tekočin in plinov z visoko hitrostjo. To velja za komponente turbopolnilnika in sesalnega kolektorja. Univerza v severni Iowi preiskuje značilnosti materiala za kalupe, ki vplivajo na gladkost površine ulitkov. Raziskava je bila izvedena na aluminijevih ulitkih, vendar ima aplikacije in pomen pri železovih zlitinah, ki ne kažejo napak, kot je penetracija ali napake zlitega peska. Študija raziskuje vpliv značilnosti medijev za oblikovanje, kot so drobnost peska, vrsta materiala in izbira ognjevarnega premaza. Cilj projekta je bil izdelava površinskih obdelav za vložne litine v delih iz peska.

Rezultati prepustnosti in površine

Prepustnost AFS je definirana kot čas, ki je potreben, da znana prostornina zraka preide skozi standardni vzorec pri višini 10 cm vode. Preprosto povedano, prepustnost AFS predstavlja količino odprtih prostorov med zrni agregata, ki omogočajo prehajanje zraka. GFN materiala bistveno spremeni prepustnost do 80 GFN, kjer se zdi, da se trend umiri.

Podatki kažejo, da je enako hrapavost površine mogoče doseči s katero koli obliko delcev z različnimi hitrostmi. Sferični in okroglozrnati materiali izboljšajo gladkost vlivanja s pospešeno hitrostjo v primerjavi z kotnimi in podkotnimi agregati.

Rezultati kontaktnega kota galija

Meritve kontaktnega kota so bile izvedene za merjenje relativne omočljivosti vezanih kalupnih agregatov s tekočo kovino z uporabo preskusa s tekočim galijem. Keramični pesek je imel največji kontaktni kot, medtem ko sta si cirkon in olivin delila podoben nižji kontaktni kot. Galij je pokazal hidrofobno obnašanje na vseh peščenih površinah. Za vse vzorce je bil uporabljen podoben AFS-GFN. Rezultati kažejo, da je kontaktni kot za vrste peska močno odvisen od oblike zrn agregata, kot je prikazano na sekundarni osi, in ne od osnovnega materiala. Keramični pesek je imel najbolj okroglo obliko, olivinski pesek pa je imel zelo oglato obliko. Medtem ko lahko površinska omočljivost osnovnega agregata igra vlogo pri končni obdelavi površine odlitka, je bil obseg meritev kontaktnih kotov v preskusni seriji podrejen obliki zrn.

Površinska hrapavost rezultatov testnih ulitkov

Rezultati hrapavosti površine so bili izmerjeni s kontaktnim profilometrom. Gladkost površine se je občutno izboljšala od silicijevega dioksida s tremi sili 44 GFN na silicijev dioksid s štirimi sili 67 GFN. Spremembe nad 67 GFN niso pokazale vpliva na hrapavost površine kljub variaciji širine porazdelitve. Upoštevana je mejna vrednost 185 RMS.

Med materiali 101 in 106 GFN je mogoče opaziti veliko izboljšanje gladkosti. Pesek 106 GFN ima več kot 17 % več materiala 200 mesh v porazdelitvi sita. Materiali z dvema zaslonoma 115 in 118 GFN so povzročili zmanjšanje gladkosti. Pesek 143 GFN je dal podobne odčitke kot cirkon 106 GFN. Mejna vrednost je 200 RMS.

Opaženo je bilo stalno izboljšanje gladkosti površine od kromita 49 GFN s štirimi zasloni do kromita 73 GFN s tremi zasloni kljub temu, da je porazdelitev delcev postala ožja. Pri kromitu 73 GFN so opazili 19-odstotno povečanje zadrževanja sita s 140 mrežnimi očesi v primerjavi s 49 GFN. Znatno povečanje gladkosti litja je bilo prikazano od kromitnega peska s tremi siti 73 GFN do kromitnega peska s štirimi siti 77 GFN, ne glede na njihovo podobno število drobnosti zrn. Med kromitnimi materiali 77 GFN in 99 GFN niso opazili nobene spremembe v gladkosti. Zanimivo je, da sta oba peska imela zelo podobno zadrževanje v situ z 200 mrežnimi očesi. Mejna vrednost je 250 RMS.

Kljub ožji porazdelitvi je prišlo do znatnega izboljšanja gladkosti vlivanja z olivina 78 GFN na olivin 84 GFN. Pri olivinu 84 GFN je bilo vidno 15-odstotno povečanje zadrževanja na situ s 140 mrežnimi očesi. Obstaja pomen med olivinom 84 in 85 GFN. Olivin 85 GFN je izboljšal gladkost za 50. Olivin 85 GFN je pesek s tremi siti s skoraj 10-odstotnim zadrževanjem v situ z mrežnimi očesi 200, medtem ko je olivin 84 GFN preprosto material z dvema sitoma. Stalno izboljšanje gladkosti je mogoče opaziti od olivina 85 GFN do olivina 98 GFN. Porazdelitev sita kaže povečanje zadrževanja za 5 % na situ z 200 mrežnimi očesi. Ni bilo opaziti nobene spremembe z 98 GFN na 114 GFN olivin kljub povečanju zadrževanja 200 mesh za skoraj 7 %.

Opaziti je mogoče mejno vrednost 244 RMS.

Rezultati hrapavosti površine za ulitke, pridobljene iz keramičnih jeder, kažejo rahlo izboljšanje med materiali 32 GFN in 41 GFN. Zadrževanje sita s 70 mrežnimi očesi se je povečalo za 34 % v pesku 41 GFN. Znatno povečanje gladkosti je bilo opaženo med keramiko 41 GFN in 54 GFN. Material 54 GFN je imel več kot 19 % večji zadržek v situ s 100 mesh v primerjavi z materialom 41 GFN. Do tega izboljšanja je prišlo kljub zoženju porazdelitve v materialu 54 GFN. Največji vpliv na keramične rezultate je bil viden med peskom 54 GFN in 68 GFN. Pesek 68 GFN je imel 15 % večjo retenzijo v situ s 140 mesh, kar je razširilo porazdelitev. Kljub več kot 40-odstotnemu povečanju zadrževanja pri situ s 140 mrežnimi očesi je bilo opaziti majhno izboljšanje med materiali 68 GFN in 92 GFN. Mejna vrednost je 236 RMS.

Površine, ustvarjene s 3-D natisnjenimi peski, so bistveno bolj hrapave od površine nabitega peska z uporabo istega agregata. Vzorci, natisnjeni v orientaciji XY, so zagotovili najbolj gladko preskusno ulivno površino, medtem ko so bili tisti, natisnjeni v orientaciji XZ in YZ, najbolj grobo.

Nabijan kremenčev neprevlečen kremenčev pesek 83 GFN je dal vrednost hrapavosti 185 RMS. Čeprav so bili ulitki videti bolj gladki, so ognjevzdržni premazi povečali površinsko hrapavost, merjeno s profilometrom. Prevleka iz aluminijevega oksida na osnovi alkohola je pokazala najboljšo učinkovitost, medtem ko je prevleka iz cirkona na osnovi alkohola povzročila največjo hrapavost. 83 GFN 3-D tiskanih vzorcev je pokazalo nasprotni učinek. Medtem ko je nepremazan vzorec tiskal v najbolj ugodni orientaciji XY, je nepremazan vzorec pokazal hrapavost litja 943 RMS. Premazi so bistveno zgladili površino od nepremazane končne površine od nizke vrednosti 339 do visoke vrednosti 488 RMS. Zdi se, da je površinska obdelava prevlečenih peskov nekoliko neodvisna od hrapavosti peska podlage in je močno odvisna od formulacije ognjevzdržnega premaza. 3-D natisnjen pesek, čeprav se začne z veliko bolj grobo površino, je mogoče znatno izboljšati z uporabo ognjevzdržnih premazov.

Sklepi

Trenutno razpoložljivi agregati za oblikovanje lahko dosežejo vrednosti površinske hrapavosti manj kot 200 RMS mikroinčev. Te vrednosti so rahlo v okviru vrednosti, povezanih z ulitki za vlaganje. Pri testiranih materialih je vsak pokazal zmanjšanje hrapavosti ulitka z večjo finostjo zrn agregata AFS. To je veljalo za vse materiale do mejne vrednosti, pri kateri ni bilo opaziti nadaljnjega zmanjšanja hrapavosti ulitka z naraščanjem AFS-GFN. To so podprle predhodno izvedene raziskave.

V vseh skupinah materialov je bil učinek AFS-GFN sekundaren glede na izračunano površino in prepustnost agregata. Medtem ko se lahko domneva, da prepustnost opisuje odprta območja stisnjenega peska, površina bolje opisuje porazdelitev peska in ustrezne količine drobnih delcev. Tako prepustnost kot površina sta bili neposredno povezani z gladkostjo površine odlitka. Opozoriti je treba, da je to veljalo za agregate znotraj skupine oblik. Čeprav so imeli kotni in podkotni agregati veliko površino, je bila njihova prepustnost visoka in je kazala na odprto površino. Sferični in zaobljeni agregati so pokazali najbolj gladke površine, ki združujejo nizko prepustnost z visoko površino.

Prvotno je veljalo, da je površinska omočljivost, merjena s kontaktnim kotom med tekočo kovino in vezanim agregatom, kritični dejavnik pri končni obdelavi površine ulitka. Medtem ko je bilo dokazano, da kontaktni kot na različnih materialih pri podobnem AFS-GFN ni bil sorazmeren s hrapavostjo ulitka, je bilo potrjeno, da je oblika zrna glavni dejavnik. Odsotnost povezave med kontaktnim kotom in hrapavostjo površine ulitka bi lahko razložili z dejstvom, da je oblika zrna veljala za glavni vpliv na hrapavost površine. Obstaja velika možnost, da je na kontaktni kot različnih materialov bolj vplivala oblika zrn in posledična gladkost površine kot samo omočljivost materiala.

Kot pri vseh merilnih instrumentih lahko tudi artefakti preskusne metode do neke mere vplivajo na rezultate. Povečanje hrapavosti ulitkov, čeprav so bili ulitki videti bolj gladki z nanosom ognjevzdržne prevleke, je lahko posledica oblike vrhov in vdolbin, ustvarjenih s prevlekami. Po definiciji in meritvah so ognjevzdržni premazi samo povečali hrapavost površine v primerjavi z neprevlečenimi vzorci. Vsi ognjevzdržni premazi so bili zelo uspešni pri izboljšanju hrapavosti površine 3-D natisnjenih peskov. Videti je bilo, da je bila površinska obdelava testnih ulitkov iz prevlečenih vzorcev nekoliko neodvisna od začetnega substratnega peska. Premazi so močno vplivali na končno obdelavo površine, vendar je potrebno nadaljnje delo za revizijo premazov za izboljšanje končnih zaključkov ulitkov.

Uredil Santos Wang iz Ningbo Zhiye Mechanical Components Co., Ltd.

https://www.zhiyecasting.com

santos@zy-casting.com

86-18958238181

Prejšnja:ULITKA IZ NERJAVEČEGA JEKLA: VSE, KAR MORATE VEDETI

Naslednji:Zeleno litje je smer razvoja livarske industrije Ningbo Zhiye