Analisis Kecacatan Tuangan dan Pembentukan dalam Bahan Logam

 

I Kecacatan Tuangan dalam Bahan Logam

 

Kecacatan Tuangan dalam Bahan Logam dan Langkah-Langkah Pencegahannya

 

Keliangan Gas

 

 

 

 

Ciri-ciri:

Keliangan gas merujuk kepada rongga yang terbentuk dalam tuangan apabila gas gagal keluar dari logam cair sebelum ia menjadi pejal. Kecacatan ini biasanya mempunyai dinding dalaman yang licin dan cerah, kadangkala dengan sedikit pewarnaan pengoksidaan.

 

Kesan:

Keliangan gas mengurangkan kawasan galas beban yang berkesan bagi tuangan, mengurangkan rintangan hentaman dan kekuatan keletihannya. Ia juga memberi kesan negatif terhadap rintangan kakisan tuangan dan rintangan haba.

 

Langkah-langkah pencegahan:

Semak semula sistem gating dan riser yang tidak munasabah untuk memastikan aliran logam lancar dan mengelakkan terperangkap gas.

Panaskan acuan dan teras sebelum menggunakan salutan, dan pastikan pengeringan menyeluruh sebelum digunakan.

Reka bentuk acuan dan teras dengan langkah pengudaraan yang mencukupi untuk membolehkan gas keluar.

 

Keliangan Pengecutan

 

 

 

 

Keliangan pengecutan dikelaskan kepada dua jenis: pengecutan pekat dan pengecutan tersebar.

 

Ciri-ciri:

Rongga yang terbentuk semasa proses tuangan disebabkan oleh pengecutan logam cecair semasa pemejalan.

Semasa pemejalan logam, pengecutan isipadu berlaku dan logam cair gagal mengimbangi, membawa kepada rongga pengecutan di kawasan pepejal terakhir. Keliangan pengecutan boleh dikelaskan kepada dua jenis: pengecutan pekat dan pengecutan tersebar.

 

Kesan:

Mengurangkan sifat mekanikal dan kekuatan tuangan.

 

Langkah-langkah pencegahan:

Meningkatkan kualiti lebur dan mengurangkan kandungan gas.

Meningkatkan suhu penuangan dan melengahkan masa pemejalan.

Optimumkan sistem gating untuk meminimumkan laluan menuang yang terlalu panjang.

Elakkan mengeluarkan tuangan dari acuan terlalu awal untuk mengelakkan gangguan sebelum pemejalan lengkap.

 

Kemasukan

 

 

 

 

Ciri-ciri:

Kekotoran atau bahan asing, seperti oksida dan silikat, terdapat dalam proses penuangan.

 

Kesan:

Membawa kepada mengurangkan keliatan dan kerapuhan dalam tuangan, menurunkan sifat mekanikalnya.

 

Langkah-langkah pencegahan:

Kuatkan kawalan dan kebersihan bahan mentah, kawal suhu lebur dan penuangan bahan tuangan.

Pastikan relau dan alatan bersih, bebas daripada oksida, dipanaskan terlebih dahulu, dan salutan dikeringkan selepas digunakan.

 

Penutup Sejuk dan Penuangan Tidak Mencukupi

 

Ciri-ciri:

Pengisian acuan yang tidak lengkap atau lemah disebabkan oleh keupayaan logam cecair yang tidak mencukupi untuk mengalir dan mengisi acuan dengan betul, mengakibatkan pengisian separa atau gabungan tuangan.

 

Kesan:

Bentuk tuangan yang tidak lengkap dan sifat mekanikal terjejas.

 

Langkah-langkah pencegahan:

Meningkatkan suhu dan kelajuan menuang.

Optimumkan reka bentuk sistem gating untuk memastikan aliran logam lancar.

 

retak

 

 

 

 

Ciri-ciri:

Jurang linear atau tidak sekata melengkung pada permukaan atau di dalam tuangan.

 

Kesan:

Secara langsung mengurangkan kekuatan dan kestabilan tuangan.

 

Langkah-langkah pencegahan:

Elakkan terlalu panas setempat dalam sistem gating sebenar untuk mengurangkan tekanan dalaman.

Pastikan acuan dan sudut draf teras adalah lebih besar daripada 2 darjah, dan keluarkan teras dan buka acuan setelah sprue telah pepejal.

Kawal ketebalan salutan untuk memastikan kadar penyejukan yang konsisten di semua bahagian tuangan.

 

Lubang Pasir

 

Lubang-lubang kecil yang dipenuhi dengan pasir acuan (teras) sama ada di permukaan atau di dalam tuangan, yang merupakan kecacatan tuangan biasa yang sering menyebabkan penolakan tuangan.

 

Kemasukan Pasir

 

Permukaan tuangan ditutup sebahagian atau keseluruhannya dengan campuran logam (atau oksida logam) dan pasir (atau salutan), atau dengan pasir acuan terbakar, menjadikan permukaan tuangan kasar.

 

 

 

Kecacatan dalam bentuk dan bentuk tuangan disebabkan oleh pelbagai sebab, termasuk bukan tampalan, tampalan tidak lengkap, kebocoran acuan dan kebakaran pelari.

 

Bukan Pengisian (Pengisian Tidak Lengkap)

 

Tuangan tidak lengkap atau mempunyai kontur yang tidak sempurna, selalunya kelihatan bulat dan berkilat di tepi dan bucu, terutamanya di kawasan yang jauh dari sprue dan di dinding nipis. Sistem penuangan diisi. Bahagian atas tuangan mempunyai daging yang hilang, dengan tepi sedikit bulat, dan permukaan atas sprue adalah sama rata dengan tuangan.

 

Terdapat banyak jenis kecacatan tuangan dalam bahan logam, tetapi kebanyakannya boleh dicegah dan dikurangkan dengan mengoptimumkan proses tuangan, meningkatkan kualiti bahan mentah dan meningkatkan penyelenggaraan peralatan. Perusahaan faundri harus menumpukan pada inovasi proses dan kemajuan teknologi untuk terus meningkatkan kualiti tuangan untuk memenuhi permintaan pasaran dan pelanggan.

 

II Memproses dan Membentuk Kecacatan Bahan Logam

 

Semasa pemprosesan dan pembentukan bahan logam, pelbagai kecacatan mungkin berlaku yang memberi kesan ketara kepada sifat bahan dan kualiti produk.

 

Terlalu Panas dan Burnout

 

Terlalu panas:Apabila logam mengalami pemanasan atau pemprosesan untuk tempoh yang lama pada suhu tinggi, ia menghasilkan struktur butiran kasar dan butiran besar. Terlalu panas boleh menyebabkan bintik-bintik kasar, kulit oren dan bijirin membesar pada permukaan. Walaupun kekuatan aloi yang terlalu panas berkurangan sedikit, keliatan impak dan kemulurannya pada suhu bilik berkurangan dengan ketara, menjadikan bahan rapuh.

 

 

 

(struktur mikro terlampau panas keluli T10A 400X)

 

Struktur mikro berhampiran retakan pada bahan kerja keluli T10A yang dipadamkan, seperti yang ditunjukkan dalam imej di atas, terdiri daripada pearlit hitam di sepanjang sempadan butiran, pelarik martensit kasar dengan kandungan karbon tinggi, sisa austenit putih, dan jumlah minimum karbida termendak.

 

Burnout:Apabila logam dipanaskan berhampiran atau pada suhu leburnya untuk tempoh yang lama atau secara berlebihan, lebur setempat komponen takat lebur rendah atau kelemahan sempadan bijian berlaku, yang dikenali sebagai burnout. Burnout mengakibatkan permukaan kasar, kasar dan meluruskan sempadan bijian, sempadan bijian berjumbai, malah boleh menyebabkan keretakan. Burnout mengurangkan kekuatan ikatan logam dengan ketara.

 

 

 

(Struktur mikro hangus W18Cr4V 400X)

 

Struktur mikro yang ditunjukkan dalam imej di atas ialah struktur keluli W18Cr4V yang dipadamkan dan terlalu panas, terdiri daripada martensit seperti jarum halus kelabu putih dan matriks austenit sisa, karbida rangkaian putih terang di sepanjang sempadan bijian, dan troostit hitam.

 

Langkah-langkah pencegahan untuk terlalu panas

 

Kaedah pemanasan dan kadar pemanasan yang sesuai: Pilih kaedah pemanasan dan kadar pemanasan yang sesuai berdasarkan sifat dan bentuk bahan. Contohnya, gunakan kaedah pemanasan seragam atau pemanasan berperingkat untuk mengelakkan suhu tinggi setempat.

 

Pelarasan parameter peralatan: Mengikut keadaan pengeluaran sebenar dan ciri bahan, laraskan kuasa peralatan pemanasan, ketepatan kawalan suhu semasa pemanasan, kelajuan pergerakan bahan, dan lain-lain, untuk memastikan pemanasan seragam dan kawalan suhu yang tepat.

 

Kawalan komposisi gas relau:Kurangkan udara berlebihan dalam relau untuk mewujudkan suasana pengoksidaan yang lemah, terutamanya apabila memanaskan penempaan keluli tahan karat.

 

Kawalan suhu pemanasan dan masa pegangan:Tetapkan suhu pemanasan dan masa penahanan yang munasabah untuk bahan logam yang berbeza dan keperluan pemprosesan untuk mengelakkan pemanasan yang berlebihan dan masa penahanan yang berpanjangan.

Semasa pemanasan dalam relau nyalaan, kekalkan jarak tertentu antara bilet dan muncung penunu untuk mengelakkan sentuhan langsung api dengan bilet. Untuk pemanasan relau rintangan, kawal jarak antara bilet dan wayar rintangan untuk mengelakkan terlalu panas setempat.

 

Pemilihan bahan dan penolakan: Berhati-hati apabila memanaskan keluli karbon tinggi dan keluli aloi rendah karbon yang terdedah kepada terlalu panas untuk mengelakkan terlalu panas.Keluli yang telah mengalami terlalu panas atau terlalu panas setempat hendaklah segera ditolak untuk mengelakkan pencemaran produk siap dan mengelakkan kerugian yang lebih besar.

 

Kawalan peralatan rawatan haba:Ubah suai struktur dan ciri peralatan rawatan haba, seperti menggunakan relau pembajaan rawatan haba lanjutan, untuk mengelakkan terlalu panas semasa rawatan haba.

 

Retak dan rekahan

 

Memproses retak: Kaedah pemprosesan yang tidak betul atau kecacatan prosedur boleh menyebabkan keretakan pemprosesan. Retakan ini boleh dikelaskan kepada rekahan terma dan rekahan sejuk, dengan pelbagai bentuk seperti rekahan membujur, rekahan melintang dan rekahan sisi.

 

 

(Retak disebabkan oleh suhu yang berlebihan semasa mengisar)

 

Retak rawatan haba:Apabila tegasan sisa yang ketara wujud dalam aloi, seperti apabila tegasan haba yang disebabkan oleh pemanasan sejajar dengan dan melebihi kekuatan logam, keretakan boleh berlaku. Selain itu, semasa proses pemanasan, aloi boleh memendakan fasa kedua di sepanjang sempadan butiran, mewujudkan tegasan sekunder, atau mengalami perubahan volum yang ketara akibat perubahan fasa, yang juga boleh menyebabkan keretakan.

 

 

(Memadamkan rekahan)

 

Untuk mengelakkan dan mengurangkan kecacatan ini, adalah perlu untuk mengawal ketat faktor seperti suhu pemanasan, kaedah pemprosesan, komposisi aloi, dan lain-lain, semasa pemprosesan bahan logam dan proses pembentukan. Selain itu, mempertingkatkan pemeriksaan dan kawalan kualiti produk adalah penting. Tambahan pula, menggunakan teknik ujian tidak merosakkan lanjutan seperti pengimbasan CT industri boleh mengesan dan mengawal kecacatan dalaman dengan berkesan dalam bahan logam.