Metallmaterjalide valu- ja vormimisdefektide analüüs

 

I Metallmaterjalide valudefektid

 

Metallmaterjalide valudefektid ja nende ennetusmeetmed

 

Gaasi poorsus

 

 

 

 

Omadused:

Gaasi poorsus viitab õõnsustele, mis tekivad valandites, kui gaasid ei pääse sulametallist välja enne selle tahkumist. Nendel defektidel on tavaliselt siledad, heledad siseseinad, mõnikord kerge oksüdatsioonivärviga.

 

Mõju:

Gaasi poorsus vähendab valu efektiivset kandepinda, vähendades selle löögikindlust ja väsimustugevust. See mõjutab negatiivselt ka valandi korrosioonikindlust ja kuumakindlust.

 

Ennetavad meetmed:

Vaadake üle ebamõistlikud värava- ja tõususüsteemid, et tagada sujuv metallivool ja vältida gaasi kinnijäämist.

Eelsoojendage vorme ja südamikke enne katete pealekandmist ning tagage enne kasutamist põhjalik kuivamine.

Konstrueerige vormid ja südamikud piisavate õhutusmeetmetega, et võimaldada gaasi väljapääsu.

 

Kokkutõmbumise poorsus

 

 

 

 

Kahanemispoorsus liigitatakse kahte tüüpi: kontsentreeritud kokkutõmbumine ja hajutatud kokkutõmbumine.

 

Omadused:

Valuprotsessi käigus tekkinud õõnsused, mis on tingitud vedela metalli kokkutõmbumisest tahkumisel.

Metalli tahkumisel toimub mahukahanemine ja sulametall ei suuda seda kompenseerida, mis põhjustab kokkutõmbumisõõnsusi viimati tahkunud piirkondades. Kokkutõmbumise poorsus võib jagada kahte tüüpi: kontsentreeritud kokkutõmbumine ja hajutatud kokkutõmbumine.

 

Mõju:

Vähendab valandi mehaanilisi omadusi ja tugevust.

 

Ennetavad meetmed:

Parandage sulamiskvaliteeti ja vähendage gaasisisaldust.

Suurendage valamise temperatuuri ja viivitage tahkumisaega.

Optimeerige väravasüsteem, et minimeerida liiga pikki valamisteed.

Vältige valandi liiga vara eemaldamist vormist, et vältida segamist enne täielikku tahkumist.

 

Kaasamised

 

 

 

 

Omadused:

Valamisprotsessis esinevad lisandid või võõrained, nagu oksiidid ja silikaadid.

 

Mõju:

Vähendab valu sitkust ja rabedust, mis vähendab selle mehaanilisi omadusi.

 

Ennetavad meetmed:

Tugevdada tooraine kontrolli ja puhtust, kontrollida valumaterjali sulamis- ja valamistemperatuure.

Veenduge, et ahi ja tööriistad oleksid puhtad, oksiidivabad, eelsoojendatud ja et kate oleks pärast pealekandmist kuivanud.

 

Külm sulgemine ja ebapiisav valamine

 

Omadused:

Vormi mittetäielik või halb täitmine vedela metalli ebapiisava voolamise ja vormi nõuetekohase täitmise tõttu, mille tulemuseks on valandi osaline täitmine või sulatamine.

 

Mõju:

Valu mittetäielik kuju ja kahjustatud mehaanilised omadused.

 

Ennetavad meetmed:

Suurendage valamise temperatuuri ja kiirust.

Optimeerige väravasüsteemi konstruktsioon, et tagada sujuv metallivool.

 

Praod

 

 

 

 

Omadused:

Lineaarsed või ebakorrapäraselt kumerad vahed valandi pinnal või sees.

 

Mõju:

Vähendab otseselt valandi tugevust ja stabiilsust.

 

Ennetavad meetmed:

Vältige tegeliku väravasüsteemi lokaalset ülekuumenemist, et vähendada sisemist pinget.

Veenduge, et vormi ja südamiku tõmbenurgad on suuremad kui 2 kraadi, eemaldage südamik ja avage vorm, kui anum on tahkunud.

Kontrollige katte paksust, et tagada ühtlane jahutus kõigis valu osades.

 

Liivaaugud

 

Vormiliivaga täidetud väikesed augud kas valandi pinnal või sees, mis on tavaline valuviga, mis sageli põhjustab valu tagasilükkamist.

 

Liiva kaasamine

 

Valupind on osaliselt või täielikult kaetud metalli (või metallioksiidide) ja liiva seguga (või kattekihiga) või pealepõletatud vormiliivaga, muutes valupinna karedaks.

 

 

 

Valandite kuju ja vormi defektid, mis on tingitud mitmesugustest põhjustest, sealhulgas täitmata jätmine, mittetäielikud täidised, hallituse lekkimine ja jooksva tulekahju.

 

Mittetäidised (mittetäielikud täidised)

 

Valandid on mittetäielikud või ebatäiuslike kontuuridega, sageli paistavad servadest ja nurkadest ümarad ja läikivad, eriti voolikust kaugemal asuvates piirkondades ja õhukestes seintes. Valamissüsteem on täidetud. Valandi ülaosas on puudulik liha, kergelt ümarate servadega ja tiiva pealispind on valandiga ühel tasapinnal.

 

Metallmaterjalide valudefekte on mitut tüüpi, kuid enamikku neist saab ennetada ja vähendada valuprotsesside optimeerimise, tooraine kvaliteedi parandamise ja seadmete hoolduse tõhustamise teel. Valukojad peaksid keskenduma protsesside innovatsioonile ja tehnoloogilisele arengule, et pidevalt parandada valamise kvaliteeti, et vastata turu ja klientide nõudmistele.

 

II Metallmaterjalide töötlemis- ja vormimisdefektid

 

Metallmaterjalide töötlemisel ja vormimisel võib esineda mitmesuguseid defekte, mis oluliselt mõjutavad materjali omadusi ja toote kvaliteeti.

 

Ülekuumenemine ja läbipõlemine

 

Ülekuumenemine:Kui metalli kuumutatakse või töödeldakse pikka aega kõrgel temperatuuril, tekib jämedateraline struktuur ja suured terad. Ülekuumenemine võib põhjustada pinnale karedaid laike, apelsinikoore ja suurenenud terakesi. Kui ülekuumenenud sulamite tugevus veidi väheneb, siis nende löögitugevus ja elastsus toatemperatuuril oluliselt vähenevad, muutes materjali hapraks.

 

 

 

(T10A terasest ülekuumenenud mikrostruktuur 400X)

 

Karastatud T10A terasest tooriku prao lähedal asuv mikrostruktuur, nagu on näidatud ülaltoodud pildil, koosneb mustast perliidist piki tera piire, suure süsinikusisaldusega jämedast martensiitliistudest, valgest jääk-austeniidist ja minimaalsest kogusest sadestunud karbiididest.

 

Läbipõlemine:Kui metalli kuumutatakse sulamistemperatuuri lähedal või selle juures pikema aja jooksul või ülemäära, toimub madala sulamistemperatuuriga komponentide lokaalne sulamine või terade piiride nõrgenemine, mida nimetatakse läbipõlemiseks. Läbipõlemise tagajärjeks on kare pind, terapiiride jämestumine ja sirgumine, terapiiride narmendamine ja võib isegi tekkida pragunemine. Läbipõlemine vähendab oluliselt metalli sidumistugevust.

 

 

 

(W18Cr4V põletatud mikrostruktuur 400X)

 

Ülaltoodud pildil näidatud mikrostruktuur on karastatud ja ülekuumenenud terase W18Cr4V struktuur, mis koosneb hallikasvalgest peennõelalaadsest martensiidist ja jääk-austeniidi maatriksist, erkvalgetest võrkkarbiididest piki terade piire ja mustast troostiidist.

 

Ülekuumenemise ennetavad meetmed

 

Sobivad küttemeetodid ja kuumutuskiirus: Valige materjali omadustest ja vormist lähtuvalt sobivad kuumutamisviisid ja kuumutuskiirused. Näiteks kasutage ühtseid kuumutamismeetodeid või etapiviisilist kuumutamist, et vältida lokaalseid kõrgeid temperatuure.

 

Seadme parameetrite reguleerimine: Vastavalt tegelikele tootmistingimustele ja materjali omadustele reguleerige kütteseadmete võimsust, temperatuuri reguleerimise täpsust kuumutamisel, materjali liikumise kiirust jne, et tagada ühtlane kuumutamine ja täpne temperatuuri reguleerimine.

 

Ahju gaasi koostise kontroll:Vähendage liigset õhku ahjus, et luua nõrgalt oksüdeeriv atmosfäär, eriti roostevabast terasest sepisaadete kuumutamisel.

 

Küttetemperatuuri ja hoidmisaja reguleerimine:Seadistage erinevatele metallmaterjalidele ja töötlemisnõuetele mõistlikud küttetemperatuurid ja hoidmisajad, et vältida liigset kuumenemist ja pikaajalist hoidmisaega.

Leekahjus kuumutamise ajal hoidke tooriku ja põleti otsiku vahel teatud vahemaa, et vältida leekide otsest kokkupuudet toorikuga. Takistusega ahjuküttel kontrollige tooriku ja takistustraadi vahelist kaugust, et vältida kohalikku ülekuumenemist.

 

Materjali valik ja tagasilükkamine: Olge ülekuumenemise vältimiseks kõrge süsinikusisaldusega terase ja madala süsinikusisaldusega legeeritud terase kuumutamisel ettevaatlik.Teras, mis on juba ülekuumenenud või lokaliseeritud ülekuumenemist, tuleb viivitamatult tagasi lükata, et vältida valmistoodete saastumist ja vältida suuremaid kadusid.

 

Kuumtöötlusseadmete juhtimine:Kuumtöötlemise ajal ülekuumenemise vältimiseks muutke kuumtöötlemisseadmete struktuuri ja omadusi, näiteks kasutage täiustatud kuumtöötlusega karastusahjusid.

 

Praod ja praod

 

Pragude töötlemine: Valed töötlemismeetodid või protseduurilised vead võivad põhjustada töötlemispragusid. Neid pragusid võib liigitada termilisteks ja külmpragudeks, millel on erinevad vormid, nagu pikipraod, põikipraod ja külgpraod.

 

 

(Põrad, mis on põhjustatud jahvatamise ajal kõrgest temperatuurist)

 

Kuumtöötluse praod:Kui sulamis esineb märkimisväärseid jääkpingeid, näiteks kui kuumutamisest põhjustatud termilised pinged ühtivad metalli tugevusega ja ületavad selle, võib tekkida pragunemine. Lisaks võivad sulamid kuumutamise ajal sadestada piki terade piire teise faasi, tekitades sekundaarseid pingeid või kogeda faasimuutuse tõttu olulisi mahumuutusi, mis võivad samuti põhjustada pragunemist.

 

 

(pragude kustutamine)

 

Nende defektide vältimiseks ja vähendamiseks on vaja metallimaterjali töötlemise ja vormimise käigus rangelt kontrollida selliseid tegureid nagu kuumutamistemperatuur, töötlemismeetodid, sulami koostis jne. Lisaks on toote kvaliteedi kontrolli ja kontrolli tõhustamine ülioluline. Lisaks saab täiustatud mittepurustavate katsemeetodite (nt tööstuslik CT-skaneerimine) kasutamine tõhusalt tuvastada ja kontrollida metallmaterjalide sisemisi defekte.