שקעים ובורות ביציקת תבנית התכה נפוצים וקשים יותר לפתרון. יש לנסות את שכבת פני השטח באמצעות חומרי חסיני אש מיוחדים של חול קורונדום, לאחר יציקת קופסת האבזם, להוסיף גרפיט, לאחר יציקת המעטפת קירור מקומי באוויר, לאחר יציקת המעטפת קירור מקומי במים ואמצעי תהליך אחרים כדי לשפר באופן מתמיד את תנאי התהליך, כדי למצוא דרך יעילה להתגבר על שקעים ובורות ביציקת הלהב.
יציקת עובש מפלדת אל-חלד על פני השטח נוטה יותר לייצר חורים, שקעים ופגמים אחרים. שיפור פגמים אלה הוא בעיה קשה יותר, ויש צורך בתהליך מתמשך לשיפור התהליך.
הצורה הפנימית והחיצונית של להב זה מעוקלת גיאומטרית, השטח הכולל הוא 303c㎡, עובי הדופן המרבי של 20 מ"מ, עובי הדופן הדק ביותר הוא 2.8 מ"מ.
חומר הלהב דומה לזה של SCS1 היפני, הרכב כימי (חלק מסה, %): C: 0.08 ~ 0.10 (מחוץ לדרישות מסחריות 0.08) Mn: 0.60~0.80, Si: 0.20~0.50, Cr: 12.0~13.0, Ni: 0.4~0.6, Al: 0.1~0.3, P: 0.04, S: 0.03.
ביציקות להב גז משתמשים בתהליך ייצור מלא של סיליקה סול ביציקות השקעה, ובניסויי ייצור נמצאו פגמי בורות ובורות. מכיוון שפגמים כאלה כרוכים לעתים קרובות בקשרים של מערכת תהליך היציקה, יש להמשיך ולשפר את התהליך, לנתח באופן רציף את הבעיה, להתאמן ולמצוא דרכים לפתור אותה.
Pעיצוב מערכת הניהול
למרות שעובי הדופן המקומי של להב מנוע הגז שונה יחסית, באופן כללי, או שייכים לחלקים בעלי דופן דקה. לאחר הניתוח, תהליך תהליך הלהב יוצר חריץ מסוג הזרקה תחתון בתוך השער, הדופן העבה של הלהב בחלק העליון, והקפיץ האופקי מחוברים, ויוצרים לחץ אנכי חזק, על מנת להקל על הצטמקות משלימה.
לאחר תרגול ייצור, לא נמצאו פגמים פנימיים באמצעות מערכת יציקת להב, מה שמוכיח שתכנון תהליך מערכת המזיגה סביר ובר ביצוע. כדי לפתור פגמים בסימני חבטות, חסכוניים, התחילו גם בקליפת העץ, הצלייה והמזיגה וקישורי ייצור אחרים.
מבחן העדפת חומר עקשן
קשה להבחין בין חומרי חול זירקון לטובים ולרעים
תהליך ייצור הקליפה הראשון של הלהב הוא כדלקמן: שכבת פני השטח עשויה מסול סיליקה ואבקת זירקוניה ביחס מסה של אבקה-נוזל של 3.4:1, צמיגות התרחיף של 40 ~ 42s, וחול זירקוניה מפוזרת; השכבות השנייה והשלישית מרטיבות מראש, באמצעות תרחיף אבקת מוליט, וחול מוליט מפוזרת; השכבות הרביעית והחמישית אינן מרטיבות מראש, באמצעות חומר מוליט; לבסוף נאטמות בתרחיף מוליט; טמפרטורת צלייה של קליפת התבנית היא 1100 ℃; טמפרטורת יציקה של 1650 ~ 1670 ℃, והאריזת הרמה והיציקה מתבצעת.
לאחר מספר יציקות ניסוי, פגמים של שקעים וחורים על הלהב תמיד היו קיימים באופן משמעותי, והתחלנו לחשוד שחומר חול הזירקון עלול להיתקל בבעיות. בשל היעדר מכשירים אנליטיים, היה קשה לדעת את ההרכב הכימי הספציפי של חומר חול הזירקון, ובסיס בקרת האיכות יכול היה להתבסס רק על "האחריות" של הספק. כתוצאה מכך, בחרנו בערוץ אחר לרכישת אבקת זירקוניה וחול זירקוניה, הכנו תרחיף חדש, יצרנו קונכיות, צלינו ושפכנו לפי התהליך המקורי, והפחתנו את החורים והשקעים, אך לא ביטלנו אותם לחלוטין. ברור שהרכב חומר חול הזירקון אינו עומד בסטנדרטים, וזו אחת הסיבות המשפיעות על איכות היציקות.
במהלך השנים, השימוש בחומרי חול זירקוניה לייצור קונכיות הפך לתהליך מרכזי, אך חשוב לציין את הנטייה הנוכחית של אי סדרים בשוק חומרי חול הזירקוניה. בעת שימוש בחומרי חול זירקוניה, יש לשים לב האם ההרכב תואם את התקנים. כאשר תכולת ה-ZrO2 בחול זירקון היא <65% והוא מכיל תחמוצות Ca, Mg, K ו-Na, עמידות האבק תרד בחדות, וזירקון מכיל Fe אשר ייצור חבטות ופגמי חורים, וזה הפך לקונצנזוס בקרב עובדי יציקה.
אם כבר מדברים על סיליקון, זירקון הוא מינרל פאזה בינארית ZrO2-Si2, שטמפרטורה גבוהה תגרום לפירוק ויציאת SiO2 אמורפי, או המכונה ZrO2-SiO2 "משקעי סיליקון". תחמוצות כאלה בעלות פעילות גבוהה למדי, יגיבו כימית עם כמה יסודות מתכת כבדים בנוזל המתכת, והן מהוות נקעים חשובים על פני השטח של היציקה וכו'. אחת הסיבות לכך היא פני השטח של הקליפה עשויים מאבקת קוורץ זירקוניום באיכות ירודה המפוזרים בחול קוורץ זירקוניום, וצפיפות הציפוי לפני ואחרי קלייה נמצאת בצפיפות.
לא צוין תקני תעופה מקומיים לתכולת SiO2 בחומר חול זירקוניום. בעוד שבארצות הברית תכולת הזיהומים של SiO2 תהיה לא גבוהה מ-33.02% בסיליקון, 2% ב-Fe3O0.03 (1/10 הסטנדרטים המקומיים), 2% ב-Al3O1.6 ו-2% ב-TiO0.25. ישנם הבדלים ניכרים בין שיטות שיפור תהליכים בלהב לבין ניסיון בשיפור תהליכים, בדרגות חומר זירקוניום, במקור ובמחיר, בביצועים ובהשפעה.
בשנים האחרונות, מדינות מתועשות ומפותחות באירופה ובארצות הברית מתמודדות עם ירידה משמעותית בשימוש בחומרי מעטפת יציקה בזירקוניום סיליקט, והשימוש בו נעשה באמצעות סיליקה מותכת וקורונדום מותך חשמלי, על מנת לשפר באופן חלקי או מלא את ביצועי הקליפה ולשפר עוד יותר את איכות פני השטח של היציקות. מידע זה עולה בקנה אחד עם בדיקה זו.
היתרונות של חומרי קורונדום עולים לידי ביטוי.
לפני מספר שנים השתמשנו בתמיסת הידרוליזה של אתיל סיליקט בתמיסת הידרוליזה של עשר אבקות קורונדום, פיזרנו חול קורונדום לבן על פני השטח, ופיזרנו חול קורונדום חום על השכבה האחורית. לייצור מוצרים תעופה ומוצרים צבאיים מדויקים מסגסוגות בטמפרטורה גבוהה, התוצאה טובה מאוד. חומר הקורונדום המשמש ביציקת השקעה אופטימי למדי. מכיוון שפני חול הזירקון אינם מתאימים את עצמם למאפייני חומר הלהב של המארז, החלטנו לבחור בחומר קורונדום לבדיקת התהליך השנייה.
תהליך המעטפת השני הוא כדלקמן: סיליקה סול + אבקת קורונדום לבנה מיוחדת, יחס מסה של אבקה-נוזל בשכבת פני השטח של התרחיף הוא 3.15:1, צמיגות של 33 ~ 36s, ושכבת פני השטח של חול מפזרת 80 ~ 120 רשת חול קורונדום לבן מיוחד; השכבה השנייה מרטיבה מראש, כאשר השכבה הראשונה של התרחיף, צמיגות 17 ~ 18s, מפזרת 80 ~ 100 רשת חול קורונדום לבן מיוחד; השכבה השלישית מרטיבה מראש, כאשר השכבה הראשונה של התרחיף, צמיגות 18 ~ 19s, מפזרת 40 ~ 70 רשת חול קורונדום לבן מיוחד; השכבה השלישית מרטיבה מראש, כאשר השכבה הראשונה של התרחיף, צמיגות 18 ~ 19s ו-19s, מפזרת 40-70 רשת חול קורונדום לבן מיוחד; השכבה הרביעית ללא הרטבה מראש, כאשר התרחיף מוליט, מפזרת 30-60 רשת חול מוליט. השכבה החמישית אינה מרטיבה מראש, תרחיף מוליט, צמיגות 14s, מפזרים חול מוליט 16-30 רשת; אוטמים את השכבה בתרחיף מוליט.
בסכמת התהליך לאחר היציקה, רק במיקום שער ההתכווצות המשלים של עובי דופן הלהב, מופיעה כמות קטנה של שקע מקומי עבה ביותר, ראה איור 2-22. ברור יותר מאשר השימוש בתהליך מבוסס סגסוגת זירקוניום על הפגם השיג שיפור משמעותי. בשלב זה של הניסוי, הושגו שתי תובנות חדשות בפרקטיקה של שיפור התהליך.
מצד אחד, קורונדום לבן אלקטרו-מותך α-Al2O3 הוא בסיסי או ניטרלי בטמפרטורה גבוהה, עמיד מאוד בפני פעולת חומצות ובסיסים, אינו משתנה תחת פעולת חומרי חמצון, חומרי צמצום ונוזלי מתכת, בעל יציבות כימית מצוינת ושולט בחמצון נוזלי מתכת.
מצד שני, לזיהומים Fe2O3, תחמוצות המתכת הפעילות CaO, MgO ותחמוצות האלקליות NK2O ו-TiO2 במוליט יש חדירה חזקה יותר לשכבה הנגדית ופוגעת באיכות פני השטח של היציקה.
מבחן שיפור של תנאי חמצון
קופסת כפתורים עם שעווה שאורה לאחר יציקה.
יצירת חטטים ופגמים בחטטים תנתח בדרך כלל את הבעיה מנקודת המבט של התגובה הכימית בין נוזל המתכת לציפוי כדי ליישם אמצעי תהליך רלוונטיים.
בתהליך הראשון, כאשר משתמשים בחומר חול זירקוניה כשכבת פני השטח, בהתחשב בקו הפאזה הנוזלית של חומר SCS1 גבוה יותר, עובי דופן הלהב דק יותר, טמפרטורת המזיגה גבוהה יותר, מה שגורם בקלות ליצירת חורים וחריצים. לכן, לאחר המזיגה, יש ליישם אמצעים לשיפור קופסת האבזם עם שעוות פסולת. השיטה היא לקחת שתי קבוצות של קליפות עובש כקופסה, לפזר 50 גרם של שבבי שעוות פסולת על הקונכייה, ולסגור את קופסת הברזל באווירה של פחמן חד-חמצני מפחית תוך קירור איטי.
בתהליך השני, כאשר חומר הקורונדום המיוחד משמש כשכבת פני השטח, בוצעה גם בדיקה של הוספת שעוות פסולת לקופסת האבזם כמתואר לעיל.
בפועל הוכיח כי היוזמה של קופסת אבזם בתוספת שעווה, תכולת הפחמן הנמוכה של משטח להב פלדת אל-חלד SCS1 דומה, מבטלת מעט מאוד חריצים ושקעים.
Rרפש שכבת חיזוק עם גרפיט.
תיאורטית, לאחר יציקת מעטפת, הפחתת האטמוספרה על פני השטח של היציקה, עידון ומניעת פגמים מועילה. למרות שלאמצעי "קופסת אבזם עם שעווה" יש השפעה מועטה, בשיפור התהליך המתמיד, עדיין בוצע מבחן "גרפיט עם תרחיף".
בתהליך ההקלפה הראשון, גרפיט עם חלק מסה של 5% נוסף לשכבה השלישית של תרחיף המוליט וערבב היטב, מכיוון שגודל החלקיקים של אבקת הגרפיט היה 270-320 רשת, הוא התערבב היטב עם תרחיף המוליט, והתרחיף לא היו בו גושים, לא היו בו משקעים, לא היו בו תגובה, לא היו בו השפעה על הציפוי, ולא הפריע לקביעת ערך הצמיגות. בתהליך ייצור הקליפה השני, אבקת גרפיט נוספה גם לתרחיף אבקת הקורונדום המיוחד בשכבה השלישית, ותכונות התרחיף היו זהות לאמור לעיל.
לאחר מבחן היציקה עצמו, גילינו כי לשיטת "הוספת גרפיט לתרחיף" יש השפעה מועטה על שיפור פגמי החורים והנקודות. נעשה שימוש בו זמנית בשיטות "אבזם תיבת עם שעווה" ו"תרחיף עם גרפיט", אך תוצאות בדיקת האיכות, הסרת פגמי החורים והנקודות על פני הלהב עדיין בעלות השפעה מועטה מאוד.
Cתנאי קירור לשיפור הבדיקה
לאחר בדיקת שיפור תנאי החמצון, יש לחשוב על בעיית הפגמים גם מהיבטים אחרים. בתהליך המעטפת השני, באמצעות 3 שכבות של חומר קורונדום מצופה, פגמי החורים והנקודות מופחתים משמעותית, רק ריכוז קטן נמצא בחלק העבה ביותר של הלהב, ובחלק התחתון של שער ההתכווצות הקרוב ביותר, ברור שמדובר בהתחממות יתר מקומית הנגרמת. דמיינו, אם תשומת הלב להבדל בעובי דופן הלהב תשפר את תנאי הקירור של החלקים בעלי הדופן העבה, איני יודע כיצד תהיה ההשפעה.
To הדופן העבה בקירור האוויר הנושב.
עדיין משתמשים בתהליך הקליפה השני, משתמשים בחומר קורונדום מיוחד המצופה בשלוש השכבות הראשונות של הקליפה, יוצקים את צינור הגומי 3 מ"מ לתוך האוויר הדחוס, מכוונים לחלק העבה ביותר של הלהב תוך נושבת אוויר, לקירור מקומי מאולץ, זמן הנשיפה דקה אחת.
בדיקת איכות יציקת הלהב מראה כי בחלקים בעלי דופן עבה יש רק מספר קטן מאוד של חורים וחריצים. קירור נוזלי על פגמי החורים והחריצים כדי לשפר את האפקט, אך הפגם עדיין נמצא בחלק העבה ביותר של הלהב, והבעיה לא נפתרה לחלוטין.
לאחר היציקה, מרססים מים כדי לקרר את אזור הדופן העבה.
לאחר שאומת רעיון הקירור הכפוי המקומי, אימצנו את שיטת קירור ההתזה במים לבדיקה. לאחר השפיכה, בעזרת צינור גומי Φ8, רססו מים לחלקי מעטפת הלהב העבים ביותר, הגבירו את עוצמת הקירור הכפוי המקומי, וזמן ההתזה היה דקה אחת.
בדיקת האיכות של יציקת הלהב מראה כי המשטח הקעור של הלהב, המשטח הקמור, ובמיוחד חלקי הדופן העבים, ביטלו לחלוטין את החורים והשקעים, ושיעור הגרוטאות הנגרם מפגמי החורים והשקעים ירד ל-0.
תוצאות שיפור תהליכים
באמצעות שיפור שגרת העבודה ממשיכים הפגמים בחיתוך הלהב, חווים המחבר, בהתאם למאפיינים המבניים השונים של חלקי המוצר, ניתוח טוב של מהות הבעיה, העזה לפקפק ולאתגר את שיטות התהליך המסורתיות, כך שלא רק תורם לפתרון בעיות אלא גם פחות מעקפים.
עבור יציקות מותכות אלו, בחירה של קורונדום בעל טוהר גבוה לביצוע שכבת פני השטח, שתי שכבות או שלוש שכבות של חומר עקשן פגום, יחד עם אמצעי קירור מקומיים, משנים את עיצוב מערכת המזיגה, ובסופו של דבר יכולים לפתור לחלוטין את הפגמים והחסרונות של יציקות להב פלדת אל-חלד מרטנזיטיות מיוחדות.
