RO 
Un corp de compresor de 1,8 tone părăsește scuturarea cu marginile curate și trece controlul dimensional, apoi eșuează la centrul de prelucrare: o bandă întunecată, mânjită se deschide la câțiva milimetri sub fața superioară. Foaia de chimie arată rezonabil și turnarea nu este poroasă. Defectul este flotarea grafitului, iar odată ce ajunge pe o suprafață prelucrată, căldura, tratamentul topiturii și costul turnării sunt deja cheltuite.
Regula de lucru este simplu de afirmat. Flotația este un defect determinat de densitate al secțiunilor grele cu răcire lentă și este controlată prin potrivirea carbonului echivalent cu modulul secțiunii, prin răcirea intenționată a feței superioare și prin deciderea în prealabil unde se va așeza metalul de sacrificiu. Numai chimia nu o va rezolva, iar o bară de testare turnată separat nu vă va avertiza despre asta.
Ce este de fapt flotația din grafit
Fierul ductil se solidifică printr-o reacție eutectică în care grafitul crește sub formă de noduli în interiorul lichidului. Un nodul are o densitate de aproximativ 2,2 g/cm³; fierul lichid din jur este aproape de 7 g/cm³. Acest decalaj este o forță de flotabilitate, iar într-o turnare care rămâne lichidă pentru o lungă perioadă de timp este suficient să muți nodulii în sus prin topitură.
Într-un perete de 20 mm, înghețarea durează câteva secunde, iar nodulii sunt blocați acolo unde se formează. Într-un perete de 150 mm, același aliaj poate rămâne lichid timp de multe minute, iar nodulii care se formează devreme au timp să se ridice. Rezultatul este un strat bogat în grafit sub fața superioară - adesea partea superioară de 5 până la 30 mm, în funcție de dimensiunea secțiunii și temperatura de turnare - așezat deasupra unei benzi ale cărei structură și proprietăți s-au degradat liniștit.
Flotația este macrosegregare, nu o problemă de nodularitate. Banda afectată poate prezenta un număr acceptabil de noduli la microscop, în timp ce rezistența la tracțiune și alungirea în acea bandă au scăzut brusc.
Această distincție decide modul în care defectul este inspectat. O turnătorie poate produce o noduritate excelentă, o matrice curată și un test de tracțiune care trece pe o bară turnată separat și poate livra totuși o turnare a cărei față superioară nu va supraviețui primei prelucrari. De asemenea, merită să separați flotația de restul familiei de defecte: grafitul gros apare în secțiuni grele ca o degenerare grupată, asemănătoare vermiculară, mai degrabă decât o migrare fizică a nodulilor, iar grafitul explodat indică de obicei o problemă de tratare a topiturii. Remediile diferă, deci diagnosticul trebuie să fie specific.
Operatorii care întâlnesc defectul pentru prima dată tind să dea vina pe practica de turnare. Merită să revenim la materialul în sine - o scurtă reîmprospătare ce fontă ductilă oferă în serviciu pune problema în perspectivă înainte ca atelierul de topire să-și asume vina.
Echivalentul de carbon și modulul secțiunii: cele două numere care contează
Două variabile decid cea mai mare parte a rezultatului. Primul este echivalentul de carbon, CE = C Si/3, cu fosfor adăugat de unele magazine. Al doilea este modulul de secțiune, raportul volum-suprafață al celei mai grele părți a turnării, deoarece fixează cât timp metalul rămâne lichid după umplere.
Recenziile publicate despre fonta ductilă cu secțiuni grele plasează riscul de flotație peste aproximativ 4,5% CE, iar riscul crește pe măsură ce dimensiunea secțiunii crește. De aceea, carbonul și siliciul trebuie să fie corelate cu modulul secțiunii în loc să fie alese o singură dată și reutilizate într-o familie de produse: o chimie care se toarnă frumos într-un capac subțire de pompă va pluti într-un corp gros de compresor.
| Variabilă | De ce mută riscul de flotație | Direcție pentru secțiuni grele |
|---|---|---|
| Echivalent carbon | Setează grafitul eutectic total și fluiditatea; o fereastră lungă de solidificare permite nodulilor să se deplaseze | Țineți aproape de 4,1 până la 4,4%, la capătul inferior, odată ce grosimea peretelui trece de aproximativ 100 mm |
| Carbon | Carbonul este materialul care plutește; fiecare zecime în plus adaugă volum benzii de acumulare | De obicei, 3,5 până la 3,7% în loc de 3,8% și mai mult |
| Siliciu | Crește CE cu aproximativ o treime din propria greutate și promovează grafitizarea | 2,0 până la 2,5%, ales în raport cu plafonul CE, mai degrabă decât împotriva notei |
| Temperatura de turnare | Supraîncălzirea suplimentară prelungește timpul în care turnarea rămâne lichidă | Pe cât de rece se umple matrița în mod fiabil, adesea între 1.360 și 1.400 °C |
| Răcire pe partea superioară | Înghețarea timpurii de sus blochează nodulii în loc | Frisoane, nisip dens de față, nici un top fierbinte lăsat deschis |
| Poziția de ridicare | O coloană superioară deține un bazin de lichid exact acolo unde se adună nodulii | Alimentare din lateral sau de jos acolo unde geometria permite; se răcește sub fața de sus |
Masa este o direcție de mers, nu o rețetă. Două turnătorii care lucrează cu același modul de secțiune se pot așeza pe niveluri diferite de carbon și ambele sunt corecte, deoarece proprietățile nisipului, practica de răcire și temperatura de turnare diferă. Ceea ce nu ar trebui să difere este disciplina de a scrie un CE țintă față de modulul de secțiune înainte de montarea modelului și de a-l verifica din nou ori de câte ori un client îngroașă un perete sau adaugă un șef.
Părțile cu carcasă groasă sunt locul în care mușcă aritmetica: un corp de compresor cu un perete de 60 până la 90 mm, o bază de mașină cu o masă centrală grea sau o carcasă de pompă cu o flanșă adâncă, toate oferă nodulilor o călătorie lungă până la vârf.
Citirea semnelor înainte ca linia de prelucrare să o facă
Flotația se anunță rar în turnătorie. Apare la centrul de prelucrare, în reprelucrare sau într-o reclamație a clientului. Semnalele sunt suficient de consistente pentru a construi o rutină în jurul:
- Aspectul suprafeței: fața superioară poate arăta puțin mai plictisitoare sau mai aspră după sablare, iar prelucrarea brută deschide dungi întunecate care urmează suprafața în loc să o traverseze.
- Metalografie in situ: o probă tăiată din partea superioară a unei turnări de probă sau dintr-un urechi turnat cu același modul, dezvăluie o bandă de acumulare pe care o bară turnată separat nu o arată niciodată.
- Maparea durității: zona plutită se citește adesea mai moale și mai feritică decât cea mai mare parte a turnării, care arată clar pe o grilă mapată.
- Viteza și atenuarea ultrasunetelor: utilă pentru screening odată ce citirile sunt calibrate față de mostre secționate de aceeași geometrie.
- Secționarea distructivă: rămâne metoda de referință și merită costul pentru fiecare model nou sau schimbare chimică semnificativă.
Nu aprobați o turnare cu secțiune grea doar pe rezistența unei bare de testare turnate separat. Batoanele sunt turnate subțiri, îngheață rapid și sunt imune la defectul pe care încerci să-l prinzi.
Cea mai ieftină avertizare timpurie este o turnare de probă secționată prin peretele cel mai greu. O tăietură prin suprafața superioară vă spune mai multe despre echivalentul carbonului, poziționarea răcirii și poziția coloanei, decât o lună de teste de tracțiune.
Contramăsuri care rezistă în producție
- Setați chimia la secțiune, nu la grad. Trageți mai întâi carbonul în jos, apoi tăiați siliciul pe tavanul CE; dacă o specificație împinge siliciul în sus pentru o cerință de matrice, carbonul trebuie să scadă și mai mult.
- Înghețați mai întâi fața de sus. Frisoanele externe sau interne, sau un nisip de față care trage mai repede căldura, scurtează fereastra în care pot călători nodulii. Reglați frigul față de punctul fierbinte real, mai degrabă decât să-l punctați pe față.
- Se toarnă la fel de rece pe cât se umple matrița în mod fiabil. Supraîncălzirea cumpără fluiditate și costă rezistența la flotație; 1.360 până la 1.400 °C acoperă majoritatea lucrărilor de secțiuni grele, iar menținerea îndelungată în cuptor este împotriva ta.
- Decideți unde este permis să trăiască defectul. Fețele prelucrate critice aparțin în partea inferioară sau pe o parte a matriței; fața superioară primește o alocație de sacrificiu, 10 până la 25 mm ca punct de plecare comun, prelucrată cu banda flotantă în interiorul ei.
- Păstrați bine tratamentul cu topitură. Reziduul de magneziu în jur de 0,03 până la 0,05%, conținutul scăzut de pământuri rare, inocularea promptă și nicio reîncălzire inutilă reduc toate șansele ca o problemă de tratament să agraveze o problemă de flotație.
- Verificați pe căldură, nu pe an. O probă secționată de la prima turnare a unui model nou, plus metalografia periodică de pe fața superioară, prinde un echivalent de carbon în derivă înainte ca un lot să ajungă la linia de prelucrare.
Nimic din toate acestea nu este costisitor de la sine, iar pentru o structură grea dintr-o singură piesă - o bază de mașină, un corp de compresor, o carcasă de pompă - primul articol secționat se amortizează prima dată când previne o turnare casată.
Ce să întrebați înainte de a plasa comanda
Dacă cumpărați piese turnate din fontă ductilă cu secțiune grea, flotația este o întrebare a furnizorului la fel de mult ca și o întrebare a turnătoriei. Răspunsurile pe care le doriți sunt specifice, iar întrebările sunt scurte:
- În jurul cărui modul de secțiune ați construit chimia și ce echivalent de carbon ați vizat pentru el?
- De unde luați proba metalografică, din turnarea propriu-zisă sau dintr-o bară turnată separat?
- Cum controlați răcirea pe fața superioară și care este poziția coloanei?
- Ce alocație de prelucrare lăsați pe fața superioară și cum ați ajuns la acel număr?
- Înregistrați temperatura de carbon, siliciu, magneziu și turnare pentru fiecare căldură și pot vedea ultimele șase luni ale acestor date?
Un furnizor care răspunde la primele două întrebări în termeni generali și la ultima cu o promisiune cotează mai degrabă pe preț decât pe structură. Consecința comercială merită menționată clar: o turnare care trece certificatul și eșuează la centrul de prelucrare este cel mai scump tip de deșeuri, deoarece cumpărătorul a plătit deja transportul, timpul de prelucrare și o linie de producție oprită.
Furnizorii care se ocupă bine de secțiuni grele răspund de obicei la aceste întrebări înainte de a fi adresate; modulul secțiunii, echivalentul de carbon țintă, aspectul de răcire și poziția de eșantionare tind să apară în pachetul de ofertă fără solicitări.
Aceeași disciplină trece gama de turnare a fontului ductil construit în jurul componentelor compresorului, pompei, supapelor și mașinilor-unelte, unde grosimea peretelui variază suficient de mult încât nicio chimie nu acoperă fiecare parte.
Flotarea grafitului nu este un defect misterios odată ce fizica este pe masă. Nodulii sunt mai ușori decât lichidul care îi poartă, secțiunile grele rămân lichide suficient de mult pentru ca această diferență să conteze, iar metalul care ajunge sub fața superioară nu este metalul pe care îl presupune desenul.
Controlați-l cu trei decizii luate din timp: echivalentul de carbon potrivit cu modulul secțiunii, răcirea deliberată a feței superioare și o alocație de prelucrare care menține banda plutită în interiorul recipientului de deșeuri, mai degrabă decât în interiorul piesei finite. Totul după aceea — bare de testare, certificate și rapoarte de inspecție — este confirmare, nu protecție.
