Проникающая газовая пористость составляет более 60% всех газовых пор в чугунных отливках, что делает ее наиболее распространенным и проблемным типом пористости в литейном производстве. Характеризуясь большими размерами и гладкими внутренними стенками, она чаще всего появляется на поверхностном слое отливок и трудно поддается устранению после образования. Исходя из первопричин, в данной статье систематически рассматриваются основные стратегии предотвращения проникающей газовой пористости, помогающие снизить процент брака из-за пористости до уровня ниже 8%.

I. Основные принципы: Как проникающий газ проникает в отливки?

Суть проникающей газовой пористости заключается в газе, образующемся в песчаных формах или стержнях под действием высокотемпературного расплавленного металла. Когда давление газа на границе раздела форма-металл превышает сопротивление текучести расплавленного металла, газ с силой проникает в жидкий металл. Не сумев вовремя всплыть и выйти, газ в конечном итоге оказывается запертым внутри отливки во время затвердевания.

II. Перекрытие источников газа – снижение выделения газа из формовочного и стержневого песка.

• Строго контролировать влажность формовочного песка.

  Влажность формовочного песка не должна быть чрезмерной, особенно для литья из алюминиевых сплавов; содержание влаги в формовочном песке должно контролироваться на уровне ниже 6,0%. После испарения вода увеличивает свой объем в тысячи раз, вызывая мгновенный скачок давления газа на границе раздела форма-металл. Содержание влаги в формовочном песке для стальных отливок не должно превышать 5,5%, а для отливок из высокопрочного чугуна требуется более строгий контроль.

• Ограничить использование веществ, выделяющих газ.

  Содержание газообразующих веществ, таких как угольная пыль и мазут, должно надлежащим образом контролироваться, поскольку чрезмерное добавление приводит к неблагоприятным последствиям, а не к пользе.

  Во время изготовления шаблонов и ремонта плесени следует свести к минимуму использование щетки с водой, чтобы избежать локального избыточного увлажнения.

  Азот и водород, выделяющиеся в результате разложения фурановой смолы в виде песка, являются основной причиной образования сквозной пористости в отливках из алюминиевых сплавов. В качестве альтернативы можно использовать вяжущие материалы с низким содержанием азота.

• Гарантируем высокое качество сушки

  Сухие и поверхностно высушенные формы должны быть полностью высушены. Формы следует собирать и заливать сразу после сушки, без длительного хранения, чтобы предотвратить повторное поглощение влаги и адсорбцию газов. Это требование особенно важно для производства крупных отливок — повторное поглощение влаги сделает всю предыдущую работу бесполезной.

• Острые напитки и вертепы должны соответствовать стандарту «Три нет».

  Свободен от ржавчины, масляных загрязнений и влаги, содержится в абсолютно сухом состоянии. 

III. Разблокировка вентиляционных каналов – улучшение проницаемости для плесени.

1. Разумный контроль степени уплотнения опалубки

   Чем выше степень уплотнения, тем хуже проницаемость и тем больше склонность к образованию проникающей газовой пористости. Следует максимально снизить степень уплотнения, обеспечив при этом достаточную прочность формы.

   Позиция	Требования к уплотнению	Причина
   Стенка формы, заготовка формы	Относительно плотный	Обеспечьте достаточную прочность, чтобы предотвратить обрушение плесени во время подъема и перемещения.
   Нижняя часть песчаной формы	Плотнее, чем верхняя часть.	Устойчивость к эрозионному воздействию расплавленного металла.
   Поверхность полости пресс-формы	Относительно плотный	Устойчивость к истиранию расплавленным металлом
   Участки, расположенные вдали от полости плесени.	Относительно свободный	Облегчить отвод газа

2. Просверлите множество вентиляционных отверстий – простая, но очень эффективная мера.

   После уплотнения и выравнивания формы для верхушки, проделайте вентиляционные отверстия с помощью вентиляционных игл. Диаметр иглы варьируется от 2 до 8 мм, при этом на квадратный дециметр должно приходиться не менее 4–5 отверстий.

   Глубина отверстия должна составлять 2–10 мм от поверхности рисунка.

   Над отливочными секциями должны быть проделаны глухие вентиляционные отверстия, а открытые вентиляционные отверстия должны быть расположены в самых высоких точках полости формы.

   Для обеспечения беспрепятственного отвода газа общая площадь поперечного сечения всех вентиляционных отверстий должна быть больше или равна общей площади поперечного сечения всех затворов.

3. Вентиляция основных систем – первоочередная задача.

   Основной тип	Схема вентиляции
   Простое небольшое ядро	Проделать вентиляционные отверстия в центральной части.
   Сложное/изогнутое ядро	Встраивают восковые нити или соломенные веревки, которые сгорают при высокой температуре, образуя газоотводные каналы.
   Тяжелый прямоугольный сердечник	Заполните внутреннюю полость коксом/шлаком, чтобы уменьшить толщину слоя песка, и соедините вентиляционные отверстия, просверленные на чертежах стержня, с внутренней полостью.
   Длинный цилиндрический сердечник	В качестве каркаса использовать железную трубу, просверлить в ней радиальные небольшие отверстия, обмотать снаружи соломенной веревкой.

   
   

1. Соответственно повысьте температуру заливки.

   После повышения температуры заливки: вязкость расплавленного металла уменьшается, а текучесть улучшается; время образования корки увеличивается, что дает проникающему газу достаточно времени, чтобы всплыть на поверхность и выйти наружу. Алюминиевые сплавы особенно чувствительны; низкотемпературная заливка почти неизбежно приводит к дефектам в виде газовой пористости.

2. Снизьте скорость заливки и обеспечьте плавное заполнение формы.

   Чрезмерно быстрая заливка приведет к захвату газа и образованию воздушных пузырьков, в то время как песчаные керны не смогут вовремя выпустить газ. Рекомендации:

   Замедлите скорость, с которой расплавленный алюминий покрывает песчаные керны;

   Сведите к минимуму расстояние между ковшом и литниковой чашкой;

   Замените конические литниковые каналы на плоские овальные, чтобы избежать образования вихрей;

   Избегайте резких изгибов в литниковом канале, чтобы расплавленный металл плавно и без ударов заполнял полость формы.

3. Увеличьте высоту литника.

   Это повышает статическое давление расплавленного металла и увеличивает сопротивление проникновению газа. Это простая регулировка, которую часто упускают из виду в производстве.

Поверхность песчаных форм покрывают покрытиями с низким газоотделением и низкой проницаемостью, которые образуют газовый барьер между расплавленным металлом и формовочным песком, препятствуя проникновению газа в полость формы.

Для предотвращения образования микропор в подповерхностном слое стальных отливок в формовочный песок можно добавить соответствующее количество угольной пыли или тяжелого масла для образования восстановительной изолирующей газовой пленки на границе раздела форма-металл. При этом содержание влаги в формовочном песке должно контролироваться на уровне ≤5%, а проницаемость поддерживать выше 200. На этой основе добавление литейного покрытия Ксинда значительно улучшит антипористый эффект.

Покрытия для форм серии Ксинда разработаны с учетом требований к производству изделий с антипористой структурой. Благодаря сверхнизкому газоотделению и плотной пленкообразующей способности, они создают более плотный газоизолирующий слой, чем обычные покрытия, эффективно подавляя образование проникающих газовых пор и подповерхностных микропор в стальных отливках. Совместимые с глинистым песком, фурановым смоляным песком и процессами изготовления стержней методом холодной штамповки, покрытия Ксинда идеально сочетаются с угольной пылью и тяжелым маслом, снижая процент брака, вызванного газовыми дефектами, и значительно улучшая качество поверхности и выход годной продукции при изготовлении чугунных и стальных отливок.