Koji faktori utiču na unutrašnji napon dijelova livenih u pješčanim cevma?

Hej tamo! Kao dobavljač za livenje u pesak, imao sam prilično iskustva u radu sa unutrašnjim naprezanjem delova livenih u pesak. To je tema koja je izuzetno važna u našem polju, a razumijevanje faktora koji utiču na ovaj stres može zaista napraviti razliku u kvaliteti naših proizvoda. Dakle, hajde da odmah zaronimo i istražimo koji su to faktori.

1. Svojstva materijala

Vrsta materijala koji koristimo za livenje u pijesak igra veliku ulogu u određivanju unutrašnjeg naprezanja završnih dijelova. Različiti metali imaju različite koeficijente toplinske ekspanzije, što znači da se šire i skupljaju različitom brzinom kada se zagrijavaju i hlade. Na primjer, sivo željezo, koje se obično koristi uLijevanje u pijesak od sivog željeza, ima svoj jedinstveni skup svojstava.

Sivo gvožđe ima relativno visok sadržaj ugljenika, što mu daje dobru sposobnost livenja, ali takođe utiče na njegovo termičko ponašanje. Kada se rastopljeno sivo gvožđe sipa u peščani kalup, počinje da se hladi. Kako se hladi, različite faze unutar gvožđa mogu uzrokovati neravnomjernu kontrakciju. Ova neravnomjerna kontrakcija dovodi do unutrašnjeg stresa. Ako je naprezanje preveliko, može doći do pukotina ili drugih nedostataka na dijelu.

Drugi aspekt svojstava materijala je sastav legure. Neke legure su podložnije unutrašnjem naprezanju zbog svoje strukture i načina na koji su njihovi atomi raspoređeni. Na primjer, legure sa mnogo različitih elemenata mogu imati složeniju faznu transformaciju tokom hlađenja, što može povećati vjerovatnoću nagomilavanja naprezanja.

2. Dizajn kalupa

Dizajn pješčanog kalupa je ključan u kontroli unutrašnjeg naprezanja dijelova izlivenih u pijesak. Oblik i veličina šupljine kalupa mogu uticati na to kako je istopljeni metal ispunjava i kako se hladi. Složen dizajn kalupa s oštrim uglovima i tankim dijelovima može uzrokovati probleme.

Oštri uglovi mogu djelovati kao točke koncentracije naprezanja. Kada se metal ohladi i skupi, naprezanje se fokusira na ove uglove, što može dovesti do pucanja. Tanji dijelovi dijela hlade se brže od debljih dijelova. Ovo neravnomjerno hlađenje stvara temperaturni gradijent unutar dijela, a rezultirajuća diferencijalna kontrakcija uzrokuje unutrašnje naprezanje.

Štaviše, bitna je i vrsta pijeska koji se koristi u kalupu. Različiti pijesci imaju različita termička svojstva, kao što su toplinska provodljivost i toplinski kapacitet. Pijesak niske toplinske provodljivosti može usporiti brzinu hlađenja metala, što ponekad može pomoći u smanjenju unutrašnjeg naprezanja. Međutim, ako je hlađenje presporo, može dovesti i do drugih problema kao što su rast zrna i poroznost.

3. Parametri izlijevanja

Način na koji sipamo rastopljeni metal u kalup može imati značajan uticaj na unutrašnje naprezanje delova livenih u pesku. Temperatura izlivanja je jedan od ključnih faktora. Ako je temperatura izlivanja previsoka, metalu će trebati duže da se ohladi, a bit će više vremena za razvoj unutrašnjeg naprezanja. S druge strane, ako je temperatura izlivanja preniska, metal možda neće pravilno teći u sve dijelove kalupa, što rezultira nepotpunim punjenjem i potencijalnim točkama naprezanja.

Brzina sipanja je takođe bitna. Velika brzina izlivanja može uzrokovati turbulencije u rastopljenom metalu, što može dovesti do mjehurića zraka i drugih nedostataka. Ovi defekti mogu djelovati kao koncentratori naprezanja i povećati unutarnji napon u dijelu. Obično se preferira spora i stabilna brzina izlivanja kako bi se osiguralo glatko i ravnomjerno punjenje kalupa.

4. Brzina hlađenja

Brzina hlađenja dijela od lijevanog pijeska je možda najkritičniji faktor koji utiče na unutrašnje naprezanje. Kao što sam ranije spomenuo, neravnomjerno hlađenje može dovesti do diferencijalne kontrakcije, što stvara stres. Postoji nekoliko načina za kontrolu brzine hlađenja.

Jedna metoda je korištenje zimice. Hlade su komadi metala ili drugih materijala koji provode visoku toplinu koji se stavljaju u kalup kako bi se ubrzalo hlađenje određenih područja. Strateškim postavljanjem hlađenja, možemo uravnotežiti brzinu hlađenja u cijelom dijelu i smanjiti unutrašnji stres.

Okruženje u kojem se dio hladi također igra ulogu. Ako se dio ohladi prebrzo u hladnom okruženju, površina će se brzo skupiti dok je unutrašnjost još vruća. To može stvoriti veliko vlačno naprezanje na površini, što može dovesti do pucanja. S druge strane, ako je hlađenje presporo, to može rezultirati grubom zrnom strukturom i drugim problemima.

5. Toplinska obrada

Nakon što je izrađen dio od lijevanog pijeska, toplinska obrada se može koristiti za ublažavanje unutrašnjeg naprezanja. Toplinska obrada uključuje zagrijavanje dijela na određenu temperaturu, a zatim ga hlađenje kontroliranom brzinom. Ovaj proces pomaže u redistribuciji unutrašnjeg naprezanja i čini dio stabilnijim.

Na primjer, žarenje je uobičajen proces toplinske obrade koji se koristi za dijelove livene u pijesku. Tokom žarenja, dio se zagrijava na visoku temperaturu, a zatim polako hladi. Ovo omogućava atomima u metalu da se preurede, smanjujući unutrašnje naprezanje.

Međutim, toplinsku obradu također treba pažljivo kontrolirati. Ako temperatura ili brzina hlađenja nisu ispravni, to može uzrokovati druge probleme, kao što su izobličenje ili promjene u svojstvima materijala.

6. Obrada i naknadna obrada

Koraci strojne obrade i naknadne obrade također mogu uvesti ili utjecati na unutrašnje naprezanje dijelova izlivenih u pijesak. Kada obrađujemo dio, uklanjamo materijal sa površine. Ovo može promijeniti ravnotežu unutrašnjeg naprezanja unutar dijela.

Na primjer, ako obrađujemo dio previše agresivno, možemo ukloniti veliku količinu materijala s jedne strane, uzrokujući deformaciju dijela zbog oslobađanja unutrašnjeg naprezanja. Slično, površinski tretmani poput brizganja mogu dovesti do tlačnog naprezanja na površini, što može biti korisno u nekim slučajevima, ali se mora pažljivo kontrolirati.

U zaključku, postoji mnogo faktora koji utiču na unutrašnje naprezanje delova livenih u pesku. Kao dobavljač za livenje u pesak, naša je odgovornost da razumemo ove faktore i preduzmemo odgovarajuće mere da ih kontrolišemo. Na taj način možemo proizvoditi visokokvalitetne proizvodeKomponente za livenje u pijesakiVelika pješčana baza od lijevanog željezakoji zadovoljavaju potrebe naših kupaca.

Ako ste na tržištu dijelova od lijevanih u pijesku i želite razgovarati o tome kako možemo osigurati nisko unutrašnje naprezanje i visokokvalitetne proizvode, ne ustručavajte se kontaktirati. Uvijek nam je drago da razgovaramo i vidimo kako možemo pomoći u vašim potrebama nabavke.

Reference

• Campbell, J. (2003). Castings. Butterworth-Heinemann.
• Kalpakjian, S., & Schmid, SR (2013). Proizvodno inženjerstvo i tehnologija. Pearson.
  -Komisija za ASM priručnik. (2006). ASM priručnik, svezak 15: livenje. ASM International.