Comment contrôler les défauts de porosité dans la coulée de mousse perdue?

Les défauts de porosité - trous de gaz, cavités de retrait, trous d'épingle - sont des défis persistants en casting de mousse perdu (LFC), impactant directement l'intégrité des composants, l'étanchéité de la pression et le rendement global. Le contrôle avec succès de la porosité exige une approche systémique concernant chaque étape du processus LFC unique.

Comprendre les racines de la porosité en LFC:
La porosité dans la LFC provient principalement de deux sources:

1. Porosité du gaz: Généré par la décomposition du motif de mousse lorsque le métal fondu le contacte. Si les gaz résultants ne peuvent pas s'échapper complètement à travers le revêtement et le moule de sable avant la solidification du métal, ils deviennent piégés.

2. Porosité de rétrécissement: Se produit en raison d'une alimentation inadéquate pendant la phase de solidification et de contraction du métal, exacerbée si la pression de gaz entrave le flux de métaux liquides dans les zones de rétrécissement.

Stratégies clés pour le contrôle:

1. Optimiser le matériel et la conception du modèle:

   • Densité et type en mousse: Utilisez du polystyrène étendu de haute qualité et basse densité (EPS) ou de mousse similaire conçue pour la coulée. La mousse de densité plus faible se décompose généralement plus rapidement avec moins de résidus mais nécessite une considération soigneuse de résistance. Une densité cohérente tout au long du modèle est essentielle.

   • Conception du motif: Évitez les changements brusques de l'épaisseur de la section. Incorporez des rayons généreux et des transitions lisses. Concevez des passages internes pour permettre une évasion facile de vapeur vers des évents de moisissure ou la tasse de versement. Minimiser les lignes de colle et assurer des obligations solides et sans espace à l'aide d'adhésifs spécialisés.

2. Ingénieur le système de revêtement:

   • Perméabilité: C'est primordial. Le revêtement réfractaire doit Permettez aux gaz de pyrolyse de passer rapidement. Sélectionnez des revêtements spécifiquement formulés pour une perméabilité élevée à des températures élevées. Optimiser l'épaisseur du revêtement - Trop épais obtient le débit de gaz, risques trop fins de la pénétration des métaux.

   • Application: Assurez-vous une couche de revêtement uniforme sans bulles. Le séchage doit être minutieux et contrôlé pour empêcher la production de gaz liée à l'humidité (vapeur) pendant la verse. Le séchage inadéquat est une cause fréquente de porosité souterraine.

3. Pratique de coulée précise:

   • Température de versement: Équilibre critique. Le métal doit être suffisamment chaud pour décomposer complètement le motif de mousse rapidement et maintenir la fluidité pour l'alimentation, mais pas si chaude que pour provoquer une génération excessive de gaz, une érosion de moule ou des problèmes de rétrécissement. Les exigences de température varient considérablement selon l'alliage; Le contrôle strict n'est pas négociable.

   • Taux de versement: Maintenez une coulée stable et suffisamment rapide pour établir une pression positive de la tête métallique. Cette pression aide à forcer les gaz de décomposition à travers le revêtement et le sable tout en favorisant l'alimentation pour contrer le rétrécissement. Le déversement lent augmente le risque de piégeage de gaz.

   • Minimisation des turbulences: Évitez les éclaboussures ou les turbulences excessives dans le bassin de la piste / versant, qui peut piéger l'air ou les gaz tôt dans le remplissage.

4. Assurer un compactage et une ventilation efficaces de moisissure:

   • Compactage de sable: Un compactage uniforme et adéquat de sable sec et non lié autour de l'amas enduit est essentiel. Un mauvais compactage conduit à des zones lâches où les gaz peuvent s'accumuler ou que le métal peut pénétrer, provoquant des défauts. Les techniques de vibration cohérentes sont vitales.

   • Ventilation: Fournir des voies de ventilation suffisantes. Cela inclut la ventilation à partir du grappe de motifs elle-même (souvent via des contrecardes ou des évents dédiés menant à la surface du revêtement), une ventilation appropriée du ballon et des systèmes de ventilation assistés par l'aspirateur potentiellement communs dans la LFC. Les évents doivent être clairs et conduire directement à l'atmosphère.

5. Contrôle la qualité du métal:

   • Dégât: Assurez-vous que le métal fondu est correctement dégazé avant verser pour éliminer l'hydrogène dissous et d'autres gaz inhérents à la fusion, les empêchant de contribuer à la porosité lors de la solidification.

   • Sélection et modification de l'alliage: Soyez conscient des caractéristiques de retrait inhérentes de l'alliage coulé. Certains alliages bénéficient d'une modification ou de raffineurs de grains spécifiques qui peuvent améliorer les caractéristiques d'alimentation.

Le contrôle de la porosité dans la coulée de mousse perdue ne concerne pas une seule correction, mais la maîtrise de l'interaction du motif, du revêtement, du sable, du métal et des paramètres de processus. Les fonderies atteignent des taux de porosité régulièrement faibles contrôlent rigoureusement chaque variable:

• Utilisez des motifs de mousse de haute qualité et appropriés conçus pour l'évasion de vapeur.

• Appliquer et sécher les revêtements uniformes hautement perméables.

• Versez à la température et à la vitesse optimales de l'alliage.

• Assurer un excellent compactage de moisissure et une ventilation efficace.

• Commencez avec du métal propre et dégazé.

En abordant systématiquement ces domaines et en mettant en œuvre un contrôle et une surveillance rigoureux des processus, les fonderies peuvent réduire considérablement les défauts de porosité, améliorer la qualité, la fiabilité et la rentabilité de leurs pièces moulées en mousse perdues. L'analyse continue des défauts à travers des méthodes telles que les rayons X ou la section reste cruciale pour le raffinement des processus en cours.