Analyse des défauts de moulage liés à la filtration du métal liquide et leurs contre-mesures

1. Défauts, causes et contre-mesures causés par les filtres

2. Défaut d'inclusion de scories

1. Différents alliages de coulée liquide produiront des inclusions pendant le processus de fusion et de coulage. Les inclusions métalliques peuvent être divisées en deux catégories selon leurs sources :

(1) Inclusions étrangères. Elles proviennent de l'érosion des revêtements du four, des matériaux réfractaires de la poche, des scories formées par la réaction du laitier ou de l'air, de l'érosion du sable de moulage ou de l'érosion de tout autre matériau en contact avec le métal en fusion ;

(2) Inclusions intrinsèques. Ce type d'inclusion est formé par des réactions dans le métal en fusion, comme les inclusions de magnésium-soufre. Les inclusions de magnésium-soufre sont formées par la réaction dans le fer en fusion après l'ajout d'un alliage magnésium-silicium-fer pendant le processus de sphéroïdisation.

2. Causes des inclusions de scories
(1) Silicium : Les oxydes de silicium sont également le composant principal des inclusions de scories, la teneur en silicium doit donc être réduite autant que possible ; (2) Soufre : Les sulfures dans la fonte en fusion sont l'une des principales raisons des défauts d'inclusion de scories dans les pièces en fonte ductile. Le point de fusion des sulfures est inférieur à celui de la fonte en fusion. Lors de la solidification de la fonte en fusion, les sulfures précipiteront de la fonte en fusion, augmentant la viscosité de la fonte en fusion, ce qui rend difficile la flottaison des scories ou des oxydes métalliques dans la fonte en fusion. Par conséquent, lorsque la teneur en soufre de la fonte en fusion est trop élevée, des inclusions de scories se forment facilement dans la pièce moulée. La teneur en soufre de la fonte ductile de base doit être contrôlée en dessous de 0.06 %. Lorsqu'elle est comprise entre 0.09 % et 0,135 %, les défauts d'inclusion de scories de la fonte augmenteront fortement ;

(3) Terres rares et magnésium : Ces dernières années, des études ont montré que les inclusions de scories sont principalement causées par l'oxydation d'éléments tels que le magnésium et les terres rares, de sorte que les teneurs résiduelles en magnésium et en terres rares ne devraient pas être trop élevées ;

(4) Température de coulée : lorsque la température de coulée est trop basse, les oxydes métalliques du métal fondu ont du mal à flotter à la surface en raison de la viscosité élevée du métal fondu et restent dans le métal fondu ; lorsque la température est trop élevée, les scories à la surface du métal fondu deviennent trop fines et difficiles à éliminer de la surface du liquide, et s'écoulent souvent dans le moule avec le métal fondu. Dans la production réelle, une température de coulée trop basse est l'une des principales causes d'inclusion de scories ;

(5) Système de coulée : Le système de coulée doit être raisonnablement conçu et avoir une fonction de blocage des scories afin que le métal en fusion puisse remplir le moule en douceur et éviter les éclaboussures et les turbulences ;

(6) Sable de moulage : si du sable ou un revêtement excédentaire adhère à la surface du sable de moulage, il peut se combiner aux oxydes du métal en fusion pour former des scories, ce qui entraîne des inclusions de scories. La compacité du moule en sable est inégale et la surface de la paroi du moule à faible compacité est facilement corrodée par le métal en fusion et forme des composés à bas point de fusion, ce qui entraîne des inclusions de scories dans la pièce moulée.

3. Mesures visant à prévenir l'inclusion de scories

(1) Contrôler la composition du fer en fusion : réduire autant que possible la teneur en soufre du fer en fusion (<0.06%), add an appropriate amount of rare earth alloy (0.1%~0.2%) to purify the molten iron, and reduce the silicon content and residual magnesium content as much as possible;

(2) Processus de fusion : Essayez d'augmenter la température du métal en fusion à la sortie du four et laissez-le reposer pendant un certain temps pour faciliter la flottaison et l'agrégation des inclusions non métalliques. Nettoyez les scories à la surface du fer en fusion et mettez un agent de couverture (perlite, cendre de bois, etc.) sur la surface du fer en fusion pour éviter l'oxydation du fer en fusion. Choisissez une température de coulée appropriée, de préférence pas inférieure à 1350 degrés ;

(3) Le système de coulée doit assurer un écoulement régulier de la fonte en fusion, et un sac de collecte des scories et un filtre en mousse céramique doivent être installés pour bloquer les scories ;

(4) La compacité du moule doit être uniforme et la résistance doit être suffisante ; le sable du moule doit être soufflé lors de l'assemblage du moule.

3. Défaut de porosité

1. La porosité est généralement un défaut courant dans les pièces moulées, représentant souvent une proportion élevée de déchets de moulage.

Dans les conditions de production modernes, les pores réactifs et les pores de précipitation sont relativement rares, et les pores invasifs sont plus courants. Voici une analyse des pores invasifs :

2. Causes des pores

(1) L’évacuation de la cavité est insuffisante et la section transversale totale d’évacuation est trop petite ;

(2) Basse température de coulée ;

(3) La vitesse de coulée est trop lente ; la fonte en fusion ne remplit pas le moule en douceur et du gaz est présent ;

(4) La teneur en humidité du sable de moulage est trop élevée ; la teneur en cendres du sable de moulage est élevée et le sable de moulage a une mauvaise perméabilité à l'air ;

(5) Une conception incorrecte du système de coulée entraîne l’aspiration de gaz dans la fonte en fusion ;

(6) L'inoculant n'est pas séché et la taille des particules est inappropriée ; le fer en fusion n'est pas complètement dégraissé et le laitier n'est pas bloqué pendant la coulée, ce qui provoque une porosité du laitier ;

(7) Défaut d'allumage du feu à temps lors du coulage.

3. Mesures pour prévenir les pores

(1) Un nombre suffisant de broches d'aération ou de plaques d'échappement de sections appropriées sont placées à des positions plus élevées sur le modèle. En général, la section d'échappement doit être d'environ 1,8 fois la surface totale de la section des entrées d'air.

(2) Le système de coulée doit être installé selon le principe semi-ouvert et semi-fermé, et un dispositif de filtre en mousse céramique doit être ajouté dans le canal de coulée. Le filtre en mousse céramique a un effet rectifiant et la fonte fondue est relativement stable lors du remplissage du moule et n'aura pas d'impact sur le moule ni ne produira d'éclaboussures ou de gaz entraîné. La taille de la section transversale du système de coulée est plus adaptée lorsqu'elle est calculée sur la base d'une vitesse de coulée de 8-10kg/s ;

(3) La température de fusion de la fonte en fusion ne doit pas être inférieure à 1500 degrés et la température de coulée de la boîte finale doit être contrôlée à environ 1400°C pendant la coulée manuelle (elle peut être ajustée de manière appropriée en fonction de la taille et de l'épaisseur de la paroi de la pièce moulée). Il est préférable d'utiliser la coulée automatique et l'erreur de température de coulée doit être inférieure à 20 degrés ;

(4) Pour un bon système de traitement du sable adapté au moulage à haute pression, la teneur en humidité du sable de moulage doit être contrôlée à 2,8-3,2 %, le taux de compactage doit être compris entre 36-42 %, et la température et la résistance à la pression doivent atteindre 180-220 kpa (tous se réfèrent à l'échantillonnage et aux tests sur la machine de moulage). Pour atteindre ces indicateurs, il est nécessaire de surveiller la teneur en cendres du sable de moulage, la quantité de matériaux auxiliaires ajoutés, la taille appropriée des particules de sable d'origine, la température du sable en circulation et l'efficacité du mélange du sable ;

(5) Faites attention à l'élimination des scories de fer en fusion, au blocage et à l'allumage des scories pendant la coulée et au séchage de l'inoculant.
 

4. Défauts de fermeture à froid
 

1. Causes des défauts de fermeture à froid
 

(1) La température de coulée est trop basse et la capacité de remplissage du fer en fusion devient faible ;

(2) La perméabilité à l'air du moule en sable est faible, la pression du gaz dans le sable est trop élevée et la fonte en fusion ne peut pas remplir le moule à temps ;

(3) La conception du système de distribution est déraisonnable et la section transversale du coureur et du coureur intérieur est petite ;

(4) Les résidus adhèrent au gobelet verseur, ce qui entraîne une baisse de la température de coulée.

2. Contre-mesures pour les défauts de fermeture à froid
 

(1) Optimiser la conception du système de coulée, augmenter la surface du filtre en mousse céramique et augmenter le débit de fonte en fusion ;

(2) Améliorer la perméabilité à l’air du sable de moulage et ajouter des conduits d’évacuation ;

(3) Augmenter la température de coulée ;

(4) Nettoyez la zone du gobelet verseur.