Cosa significano esattamente i difetti dei getti di cera persa? Ebbene, il difetto della fusione a cera persa si riferisce alle irregolarità osservate sulla superficie della fusione dopo il processo di fusione. Questo articolo mira a spiegarlo in modo adatto ai principianti, fornendo allo stesso tempo approfondimenti sul futuro del settore della microfusione.
1.Crepa: il principale difetto nella fusione a cera persa
Il difetto più significativo che influisce sulla qualità del prodotto nella fusione a cera persa è la formazione di crepe nei getti. Queste crepe appaiono tipicamente come percorsi irregolari e frastagliati sulla superficie. In base alle loro caratteristiche possono essere classificate come cricche calde o cricche fredde.
Rompere a caldo: Durante o subito dopo la solidificazione di uno stampo a conchiglia in ceramica, quando il pezzo fuso è ancora nella fase ad alta temperatura, con temperature che vanno da 1250 a 1450 gradi Celsius, la resistenza e la duttilità del pezzo fuso sono basse, rendendolo suscettibile alla fessurazione causato dal ritiro da solidificazione.
Screpolatura a freddo: Processo di raffreddamento continuo del getto dalla solidificazione alla temperatura ambiente. Inoltre, lo stress da trazione generato durante la fusione supera la resistenza alla frattura del getto, con conseguente concentrazione dello stress nei punti in cui la forma e le dimensioni del getto cambiano.
Cause
- Design inadeguato del sistema della struttura del getto, spessore irregolare delle pareti del getto, con conseguente stress da contrazione causato dalle variazioni di temperatura.
- Design improprio della colonna montante di colata, che ostacola direttamente il ritiro del getto.
- Raffreddamento non uniforme della fusione.
- Composizione chimica insoddisfacente dell'acciaio, livelli elevati di elementi nocivi come il fosforo. Ciò aumenta la fragilità a freddo dell'acciaio, rendendolo soggetto a fessurazioni a freddo.
Soluzione
Modificare il progetto della fusione a cera persa per ridurre modifiche significative della sezione trasversale e prevenire le cricche a caldo.
2. Foro del gas
I buchi del gas si formano durante il processo di raffreddamento quando la maggior parte dei materiali liquidi può ospitare una quantità significativa di gas disciolto. Quando il metallo solidifica, il gas viene rilasciato, creando potenzialmente bolle sulla superficie o all'interno delle regioni interne della fusione. Queste bolle formano vuoti o cavità circolari sul pezzo fuso solido. Generalmente, esistono tre tipi di pori di fusione: fori di spillo, pori sotterranei e soffiature.
Fori di spillo: Come suggerisce il nome, si tratta di piccoli pori simili a fori di spillo visibili ad occhio nudo e di solito compaiono sopra o sotto la superficie della fusione.
Pori del sottosuolo: Si tratta di vuoti più grandi dei fori di spillo, situati all'interno della fusione e non facilmente rilevabili finché la fusione non viene sottoposta a ulteriore lavorazione. Per identificarli sono necessarie tecniche di analisi come test ad ultrasuoni, ispezione con particelle magnetiche o esame a raggi X.
Sfiatature: Sono pori che compaiono sulla superficie della fusione e sono facilmente visibili.
Cause
- Scarso scarico nello stampo e nel nucleo stesso.
- Scarsa qualità del materiale di rivestimento dello stampo, con conseguente scarso scarico.
- Ruggine sulla superficie della cavità dello stampo, pulizia inadeguata.
- Asciugatura insufficiente dello stampo e dell'anima.
- L'insufficiente temperatura di preriscaldamento dello stampo di colata, provoca un rapido raffreddamento del metallo fuso attraverso il sistema di colata.
Soluzioni
- Un corretto preriscaldamento dello stampo prima della colata garantisce una buona traspirabilità del rivestimento.
- Conservare le materie prime in un'area ventilata e asciutta e preriscaldarle prima dell'uso.
- Aumentare la permeabilità della sabbia: più la sabbia è grossolana, maggiore è la permeabilità.
- Conservare lo stampo e l'anima in un luogo asciutto per prevenire la ruggine.
- Evitare temperature di versamento eccessivamente elevate.
3.Inclusione
L'inclusione è un difetto dannoso poiché aumenta lo stress e riduce la resistenza dei getti. Le inclusioni possono derivare dalla presenza di particelle estranee nella colata, tipicamente materiali non metallici come scorie di forno, scorie di fondente o scorie di ossidi metallici. Queste inclusioni si manifestano come depressioni piccole, rotonde, angolari o irregolari che possono essere chiaramente o indistintamente visibili nei getti.
Cause
- Processi di fusione e colata delle leghe.
- Crepe negli stampi in cera durante le prime fasi della fusione, che consentono l'ingresso di frammenti di ceramica nella cavità dello stampo.
- Nella fusione in sabbia, il metallo entra nello stampo in sabbia.
Soluzioni
- Implementare un processo di fusione delle leghe e una tecnica di fusione ben progettati per evitare problemi successivi.
- Prima della fusione, ispezionare gli stampi in cera per eventuali corpi estranei e rimuovere le particelle di scorie dal metallo fuso.
- Selezionare gli agenti flussanti appropriati.
- Pulire gli stampi o utilizzare sistemi di formatura diversi.
4.Rigonfiamento
Il rigonfiamento è uno dei difetti di fusione più comuni, caratterizzato da sporgenze indesiderate come rigonfiamenti e superfici ruvide. Quando lo spessore della superficie di fusione supera le dimensioni richieste, ciò può causare modifiche dimensionali nel prodotto finale. Questo può essere identificato aumentando gradualmente lo spessore della parete del getto.
Cause
- Anima instabile o bloccaggio improprio dello stampo che comportano la deformazione del getto.
- Tassi di solidificazione differenziali nelle diverse sezioni.
Soluzioni
- I getti di alluminio possono essere raddrizzati tra i processi di tempra e invecchiamento.
- Il trattamento termico può eliminare lo stress residuo nei componenti in ghisa.
5.Ritiro
Il metallo si contrae durante la solidificazione, ma una contrazione irregolare può portare a forme distorte o vuoti interni nelle fusioni.
Ci sono tre tipi:
- Retrazione aperta: Si verifica sulla superficie del getto. Quando il metallo si contrae in modo non uniforme, depressioni o cavità sulla superficie metallica possono aspirare aria dallo stampo.
- Ritiro chiuso: Ciò appare come vuoti interni nella fusione. Quando alcuni metalli liquidi si raffreddano più velocemente di altri materiali, subiscono un restringimento, noto anche come porosità da ritiro. Alcuni vuoti angolari possono essere osservati solo al microscopio.
- Orditura: Cambiamenti nelle dimensioni e nella forma del getto durante o dopo la solidificazione, che portano a sollecitazioni nel metallo e causano flessione.
Soluzioni
- Fornire una quantità adeguata di metallo fuso per evitare la formazione di vuoti dovuti alla contrazione. In alternativa, utilizzare materiali con elevata conduttività termica per lo stampo per aumentare la velocità di raffreddamento del metallo fuso.
- Utilizzare sistemi di colata e colata con colonne montanti per fornire uniformemente il metallo fuso nello stampo.
- Allargare le sezioni strette dello spessore dello stampo per garantire che una quantità sufficiente di metallo liquido raggiunga le porzioni più spesse.
Tecniche di controllo qualità e ispezione per getti di investimento
Il controllo di alta qualità del processo di fusione e le tecniche di ispezione qualificate sono due fattori chiave per garantire la produzione di getti di alta qualità. Ci sono più passaggi coinvolti, ognuno dei quali è fondamentale.
Ecco alcune tecniche comunemente utilizzate nel settore:
- Ispezione del modello in cera: La fase iniziale prevede l'ispezione dei modelli in cera utilizzati per creare gli stampi per la microfusione. I modelli vengono controllati per eventuali difetti, come crepe, vuoti o imprecisioni dimensionali.
- Ispezione dello stampo del guscio: Dopo che i modelli in cera sono stati rivestiti con il materiale del guscio ceramico, gli stampi vengono ispezionati per rilevare eventuali difetti come crepe, variazioni di spessore del guscio o qualsiasi altra irregolarità che possa influire sulla qualità della fusione.
- Verifica del preriscaldamento: Prima di versare il metallo fuso nello stampo, il guscio viene preriscaldato per rimuovere eventuali residui di umidità o cera. Il processo di preriscaldamento viene attentamente monitorato per garantire il rispetto dei parametri di temperatura e tempo adeguati.
- Monitoraggio del versamento e della solidificazione: Durante il processo di colata, il versamento del metallo fuso nello stampo viene monitorato per mantenere la temperatura e la velocità di colata adeguate. Inoltre, viene osservato il processo di solidificazione per identificare eventuali difetti come ritiro, porosità o inclusioni.
- Ispezione dimensionale: Una volta che il getto si è raffreddato e il guscio è stato rimosso, viene effettuato un controllo dimensionale per verificare che il prodotto finale rispetti le tolleranze e le dimensioni specificate. Tecniche come macchine di misura a coordinate (CMM), scansione laser o calibri possono essere utilizzate per misurazioni accurate.
- Ispezione visuale: L'ispezione visiva viene eseguita per identificare difetti superficiali, come crepe, cavità, problemi di finitura superficiale o qualsiasi altra imperfezione visiva che possa influire sull'estetica o sull'integrità strutturale della fusione.
- Test non distruttivi (NDT): Le tecniche NDT vengono impiegate per rilevare difetti interni senza danneggiare la fusione. I metodi NDT comuni includono test radiografici (raggi X o raggi gamma), test ultrasonici, ispezione con particelle magnetiche o ispezione con coloranti penetranti.
- Test meccanici: Vengono condotti vari test meccanici per valutare le proprietà meccaniche dei getti, come resistenza alla trazione, durezza, resistenza agli urti o proprietà di fatica. Questi test aiutano a garantire l'idoneità della fusione per l'applicazione prevista.
- Analisi chimica: Vengono eseguite analisi chimiche per verificare la composizione del metallo utilizzato nella fusione. Ciò garantisce che le proprietà chimiche e della lega corrette siano mantenute secondo le specifiche.
- Documentazione e tracciabilità: Durante tutto il processo di ispezione, vengono mantenute registrazioni dettagliate per documentare ogni fase e garantire la tracciabilità. Ciò include la registrazione dei risultati delle ispezioni, delle certificazioni, della tracciabilità dei materiali e di eventuali azioni correttive intraprese.
Vale la pena notare che le tecniche specifiche di controllo qualità possono variare a seconda del settore, dell'applicazione e dei requisiti del cliente. È essenziale seguire gli standard e le linee guida consolidati del settore, come quelli stabiliti da ASTM International o da altre organizzazioni pertinenti, per garantire la qualità e l'integrità dei getti di investimento.
Conclusione
La fusione degli investimenti comporta un processo complesso in cui inevitabilmente si verificheranno errori. Finché il controllo tecnico di ciascun collegamento verrà rafforzato, il verificarsi di difetti di fusione sarà sicuramente ridotto. Adottare attivamente le soluzioni corrispondenti dopo che si è verificato il difetto.
At Easihome, forniamo garanzia di qualità a tutti i nostri clienti. Il nostro processo di fusione utilizza metodi di ispezione rigorosi per garantire che le parti mantengano standard di alta qualità in ogni fase.
