Optimisation et amélioration du processus de moulage en coquille de coulée d'acier

Moulage de coquillagesest l'utilisation de sable enduit comme matière première, le moule est chauffé à une certaine température, par tir de sable, isolation pour faire la solidification du sable enduit, moulage, formant une certaine épaisseur de la coque, la coque supérieure et inférieure collée avec un liant, formant une cavité complète pour le moulage de pièces moulées. Shell casting a les caractéristiques de moins d'investissement dans l'équipement, une efficacité de production élevée, un cycle court, un faible coût de fabrication, moins de poussière sur le site de production, un faible bruit, une faible pollution de l'environnement, une finition de surface élevée des pièces moulées, une taille et des performances de processus stables, et a été largement utilisé dans l'automobile, la moto, les machines de construction et d'autres industries.

1. Origines

Depuis l'introduction du processus de moulage en coquille, la production stable et efficace de fonte en coquille a été réalisée. Cependant, la peau d'orange et le sable collant à la surface des pièces moulées s'avèrent particulièrement graves dans la production depièces moulées en acier, et la qualité de la surface est médiocre. La proportion de peau d'orange et de sable collant dans les produits défectueux atteint jusqu'à 50 %, ce qui réduit considérablement l'efficacité de nettoyage et la qualité du produit des pièces moulées.

1.1 Brève introduction du processus de production original

Production d'une partie des produits en acier moulé, à l'aide de coquilles de sable revêtues processus de coulée, un type de deux pièces, deux couches de boîtes empilées, utilisant une coquille de mécanisme de tir au sable inversé à double station.

1.2 Proportion et localisation des défauts

L'emplacement et le nombre de défauts ont été analysés, et les défauts de peau d'orange et d'adhérence du sable étaient particulièrement évidents dans la grille intérieure et la surface supérieure de la coulée.

2 analyse des défauts et causes

2.1 Mécanisme de formation des défauts

La peau d'orange fait référence à l'écaille ou à la tumeur formée sur la surface de coulée lorsque le métal et le sable de moulage sont mélangés sur la surface de coulée. Dans la coulée, la surface de la coque due au décapage continu du liquide métallique à haute température, entraînant un effondrement local de la surface de la coque, l'effondrement du sable et de l'acier fondu ensemble dans la cavité de la surface de coulée a formé une cicatrice saillante, à savoir la formation de peau d'orange, de cicatrice et d'autres défauts , les produits en fonte sont moins courants dans les produits en acier moulé. L'adhérence du sable est un défaut à la surface de la coulée. Il est difficile d'éliminer la bavure ou le composé granuleux formé par le moulage du sable et de l'oxyde métallique adhérant à la surface de la coulée, ce qui entraîne une surface de coulée rugueuse, ce qui augmente généralement la charge de travail du nettoyage de la coulée, réduit l'efficacité de finition et affecte l'apparence de la produit.

2.2 Analyse des causes

Combiné avec le mécanisme de formation de sable collant et de peau d'orange, on peut juger que les raisons de la formation de sable collant et de peau d'orange à la surface de l'acier moulé en coquille sont les suivantes :

(1) Pendant le processus de coulée, la température de l'acier fondu est élevée et la coque de coulée près de la porte est chauffée pendant une longue période. Parce que la coquille de sable enduite est facile à effondrer et chauffée pendant une longue période, la coquille de sable à cette partie est surchauffée, et l'effondrement de la coquille de sable à la surface de la cavité provoque le phénomène de collage de sable et de peau d'orange à la surface de la coulée ;

(2) La couche de durcissement de la coquille de sable est mince et la résistance de la coquille de sable est faible. Lorsque la température de coulée est élevée ou que le temps de rinçage de l'acier fondu est long et que la force de rinçage est grande, la surface de la coquille de sable est facile à casser et à casser, ce qui conduit à "l'infiltration" de fer fondu à l'intérieur du sable coquille, ou les particules de sable brisées et l'acier fondu se solidifient ensemble pour former le défaut d'adhérence du sable;

(3) Le caractère réfractaire du sable enrobé est faible. Lorsque l'acier fondu pénètre dans la cavité, la surface de la cavité de la coquille de sable a commencé à s'effondrer avant la solidification de l'acier fondu, entraînant l'« infiltration » de fer fondu à l'intérieur de la coquille de sable, ou le sable brisé les particules se solidifient avec l'acier fondu pour former du sable collant;

(4) La force d'impact de la carotte est grande, et la partie de la carotte du temps de récurage est la plus longue, la carotte est directement connectée à la porte intérieure, lorsque l'acier fondu à haute température s'est précipité dans la carotte directement dans la cavité, en raison à l'écoulement turbulent de l'acier en fusion, conduit à la racine de l'effondrement de la surface de la coquille de sable de la porte, flottant du sable avec du fer liquide dans la cavité.

3. Test et analyse d'optimisation de processus

3.1 Abaisser la température de coulée

Le sable enrobé utilisé pour la coulée de l'acier est un matériau réfractaire au quartz. La température de coulée est trop élevée ou une surchauffe locale, qui est facile à s'effondrer, à se fissurer, à chasser le sable et à d'autres phénomènes, entraînant un collage de sable, une peau d'orange et d'autres défauts de coulée. Dans le processus de production de moules carapaces, afin de réduire les coûts de fabrication, le processus de coulée de moules carapaces n'utilise généralement pas de revêtement réfractaire, directement après la coulée. La zone près de la porte intérieure de la coulée est utilisée comme entrée d'eau. La température de l'acier en fusion est élevée et la partie de la coquille de sable surchauffe pendant longtemps. La surface de la coquille de sable se brise et l'acier fondu à haute température continue de s'éroder, ce qui donne du sable collant et de la peau d'orange. Afin de ne pas affecter la qualité du produit, la température de coulée doit être réduite de manière appropriée et la coulée de type coquille est une coulée à froid. La température de coulée ne doit pas être trop basse pour éviter l'isolement à froid. Par conséquent, la réduction de la température de coulée peut améliorer la qualité de la surface dans une certaine mesure, mais ne peut pas complètement résoudre les problèmes de peau d'orange et de sable collant sur la surface.

3.2 Améliorer l'épaisseur de la couche solidifiée de la coquille de sable

La couche de durcissement de la coquille de sable est mince et la résistance de la coquille de sable est faible. Lorsque la température de coulée est élevée ou que le temps de rinçage de l'acier fondu est long et que la force de rinçage est grande, la surface de la coquille de sable est facile à casser et à s'effondrer, ce qui conduit à "l'infiltration" de fer fondu à l'intérieur de la coquille de sable, ou les particules de sable brisées se solidifient avec de l'acier fondu pour former du sable collant et de la peau d'orange. La couche de coquille est trop mince, la résistance de la coquille de sable est réduite et il existe un risque de rupture par surchauffe et de lavage du sable lors du processus de coulée. Parce que cette pièce est directement impactée par l'acier en fusion, la résistance de la coquille de sable est ici directement liée à la qualité de surface de la coulée. Dans le processus de production continu, le moule est refroidi rapidement, ce qui entraîne un phénomène de génération de sable et une coquille de sable immature. Si le fond de la carotte est trop épais, le temps de la croûte conduira à la combustion excessive d'autres parties de la coquille de sable et la résistance de la coquille de sable sera réduite. Après optimisation, la coquille de sable sera complètement solidifiée dans la production continue sans génération de sable et de peau et d'os.

3.3 Améliorer le caractère réfractaire du sable enrobé

Le sable enrobé a une faible réfractarité. Lorsque l'acier en fusion pénètre dans la cavité, la surface de la cavité de la coquille de sable a commencé à s'effondrer avant la solidification de l'acier en fusion, entraînant l'« infiltration » de fer fondu à l'intérieur de la coquille de sable, ou les particules de sable brisées se solidifient avec de l'acier fondu pour former du sable collant. Après avoir ajusté la composition du sable enrobé, la vérification par petits lots a montré que le phénomène de peau d'orange sur la surface de coulée était fondamentalement éliminé, mais le phénomène de sable collant existait toujours et le défaut de sable collant sur la surface du produit ne pouvait pas être complètement résolu.

3.4 Optimiser la conception du système de portes

Le système de coulée a une grande influence sur l'obtention de pièces moulées de haute qualité. Au cours du processus de remplissage du moule, la coquille de sable près de la porte se brise à l'avance, ce qui entraîne une "infiltration" de fer fondu à l'intérieur de la coquille de sable ou des particules de sable brisées se solidifiant avec de l'acier fondu, formant ainsi des défauts tels que du sable collant et de la peau d'orange près de la porte et en grand avion. La réduction de la force d'impact de l'acier fondu sur la surface de la coquille de sable et l'augmentation de la capacité tampon du système de coulée peuvent également améliorer le phénomène de sable collant et de peau d'orange à la surface des produits. Le système de coulée à débit constant est censé remplacer le système de coulée d'origine, ce qui rend l'acier fondu entrant dans la cavité stable et réduit la résistance au récurage de la coque du moule. La forme de la crue adopte un trapèze plat, ce qui peut réduire le phénomène d'écoulement turbulent du fer liquide qui récure la coquille de sable. La longueur de la carotte doit être aussi courte que possible pour réduire les défauts tels que l'isolement à froid et les conduites d'écoulement dus au refroidissement de l'acier en fusion.

22

 


Heure de publication : 14 oct.-2021