Döküm hatası - Casting defect

Bir döküm hatası , bir metal döküm işleminde istenmeyen bir düzensizliktir . Bazı kusurlar tolere edilebilirken diğerleri onarılabilir, aksi takdirde ortadan kaldırılması gerekir. Beş ana kategoriye ayrılırlar: gaz gözenekliliği , çekme kusurları , kalıp malzemesi kusurları , dökme metal kusurları ve metalurjik kusurlar .

Terminoloji

"Kusur" ve " süreksizlik " terimleri, dökümlerdeki iki özel ve ayrı şeyi ifade eder. Kusurlar, bir dökümde düzeltilmesi veya kaldırılması gereken veya dökümün reddedilmesi gereken koşullar olarak tanımlanır. "Kusurlar" olarak da bilinen süreksizlikler, "dökümün fiziksel sürekliliğindeki kesintiler" olarak tanımlanır. Bu nedenle, döküm mükemmelden daha azsa, ancak yine de yararlıysa ve tolerans dahilindeyse, kusurlar "süreksizlikler" olarak kabul edilmelidir.

Türler

Birçok farklı nedenden kaynaklanan birçok kusur türü vardır. Belirli kusurlara yönelik çözümlerden bazıları, başka bir tür kusurun nedeni olabilir.

Kum dökümlerinde aşağıdaki kusurlar meydana gelebilir . Bunların çoğu, diğer döküm işlemlerinde de ortaya çıkar.

Büzülme kusurları

Kalın metal katılaşırken büzülmeyi telafi etmek için standart besleme metali mevcut olmadığında büzülme kusurları meydana gelebilir . Büzülme kusurları tırtıklı veya doğrusal görünüme sahip olacaktır. Çekme kusurları genellikle dökümün üst veya sürüklenme kısmında meydana gelir. Büzülme kusurları iki farklı türe ayrılabilir: açık büzülme kusurları ve kapalı büzülme kusurları . Açık büzülme kusurları atmosfere açıktır , bu nedenle büzülme boşluğu oluştukça hava telafi eder. İki tür açık hava kusuru vardır: borular ve oyuk yüzeyler . Borular, döküm yüzeyinde oluşur ve dökümün içine oyulurken, oyuklu yüzeyler, döküm yüzeyi boyunca oluşan sığ boşluklardır.

Büzülme gözenekliliği olarak da bilinen kapalı büzülme kusurları, döküm içinde oluşan kusurlardır. Sıcak noktalar olarak adlandırılan, katılaşmış metalin içinde izole edilmiş sıvı havuzları . Büzülme kusuru genellikle sıcak noktaların tepesinde oluşur. Çekirdekleşme noktasına ihtiyaç duyarlar , bu nedenle safsızlıklar ve çözünmüş gaz kapalı büzülme kusurlarına neden olabilir. Kusurlar, makro gözenekliliğin çıplak gözle görülebildiği ve mikro gözenekliliğin göremediği makro gözeneklilik ve mikro gözeneklilik (veya mikro büzülme ) olarak bölünmüştür .

Gaz gözenekliliği

Gaz gözenekliliği , dökümün soğuduktan sonra içinde kabarcıkların oluşmasıdır. Bu, çoğu sıvı malzemenin büyük miktarda çözünmüş gazı tutabilmesi, ancak aynı malzemenin katı halinin tutamaması nedeniyle oluşur, bu nedenle gaz soğurken malzeme içinde kabarcıklar oluşturur. Gaz gözenekliliği, döküm yüzeyinde gözeneklilik olarak kendini gösterebilir veya gözenek metalin içinde sıkışabilir, bu da o civardaki mukavemeti azaltır. Gaz gözenekliliği durumlarında en çok karşılaşılan gazlar azot , oksijen ve hidrojendir . Alüminyum dökümlerde, hidrojen önemli miktarda çözünen ve hidrojen gazı gözenekliliğine neden olabilecek tek gazdır . Ağırlığı birkaç kilogram olan döküm için gözenekler genellikle 0,01 ila 0,5 mm (0,00039 ila 0,01969 inç) boyutundadır. Daha büyük dökümde, çapları bir milimetreye (0,040 inç) kadar olabilirler.

Gaz gözenekliliğini önlemek için malzeme, bir vakumda, argon veya karbon dioksit gibi düşük çözünürlüklü gazların bulunduğu bir ortamda veya hava ile teması önleyen bir akı altında eritilebilir . Gaz çözünürlüğünü en aza indirmek için aşırı ısınma sıcaklıkları düşük tutulabilir. Sıvı metalin kalıba dökülmesinden kaynaklanan türbülans, gazları ortaya çıkarabilir, bu nedenle bu türbülansı en aza indirmek için kalıplar genellikle düzenlenir. Diğer yöntemler arasında vakumlu gaz giderme , gazla yıkama veya çökeltme bulunur. Yağış, gazın başka bir element ile tepkimeye giren bir cüruf oluşturacak bir bileşik oluşturmak için reaksiyona sokulmasını içerir. Örneğin bakırdan oksijen , fosfor eklenerek çıkarılabilir ; Oksijeni gidermek için çeliğe alüminyum veya silikon eklenebilir. Üçüncü bir kaynak, erimiş metalin gres veya kalıptaki diğer artıklarla reaksiyonundan oluşur.

Hidrojen, metalin kalıpta nem veya artık nem ile reaksiyona girmesi sonucu üretilir. Kalıbın kurutulması, bu hidrojen oluşumu kaynağını ortadan kaldırabilir.

Gaz gözenekliliğini mikro büzülmeden ayırt etmek bazen zor olabilir, çünkü mikro büzülme boşlukları da gazlar içerebilir. Genel olarak, döküm uygun şekilde yükseltilmezse veya geniş bir katılaşma aralığına sahip bir malzeme dökülürse mikro gözeneklilikler oluşur. Bunlardan hiçbiri söz konusu değilse, büyük olasılıkla gözeneklilik gaz oluşumundan kaynaklanmaktadır.

Dökme demir parçada hava deliği hatası .

Küçük gaz kabarcıklarına gözenek denir, ancak daha büyük gaz kabarcıklarına hava delikleri veya kabarcıklar denir . Bu tür kusurlara, eriyikte sürüklenen hava, döküm kumundan buhar veya duman veya eriyik veya kalıptan çıkan diğer gazlar neden olabilir. (Metal büzülmesinin neden olduğu vakum delikleri (yukarıya bakın), genel olarak 'hava delikleri' olarak da adlandırılabilir). Eriyik hazırlama ve kalıp tasarımı dahil olmak üzere uygun dökümhane uygulamaları bu kusurların oluşumunu azaltabilir. Genellikle sağlam metal bir yüzeyle çevrildikleri için, hava deliklerinin algılanması zor olabilir ve harmonik, ultrasonik , manyetik veya X-ışını (yani endüstriyel CT taraması ) analizi gerektirebilir.

Metal kusurlarının dökülmesi

Dökme metal kusurları arasında yanlış çalıştırmalar , soğuk kapanmalar ve kalıntılar bulunur . Sıvı metal kalıp boşluğunu tamamen doldurmadığında ve doldurulmamış bir kısım bıraktığında bir yanlış işlem meydana gelir. Soğuk kapamalar, sıvı metalin iki cephesi kalıp boşluğunda düzgün bir şekilde kaynaşmadığında ve zayıf bir nokta bıraktığında meydana gelir. Her ikisi de ya erimiş metaldeki akışkanlık eksikliğinden ya da çok dar olan enine kesitlerden kaynaklanmaktadır. Metalin kimyasal bileşimi değiştirilerek veya dökme sıcaklığı artırılarak akışkanlık artırılabilir. Bir başka olası neden, yanlış havalandırılmış kalıp boşluklarından kaynaklanan geri basınçtır .

Hatalı çalıştırmalar ve soğuk kapanmalar yakından ilişkilidir ve her ikisi de malzemenin kalıp boşluğunu tamamen doldurmadan önce donmasını içerir. Bu tür kusurlar ciddidir çünkü kusuru çevreleyen alan amaçlanandan önemli ölçüde daha zayıftır. Dökülebilirlik ve viskozite malzemenin bu sorunlarla önemli faktörler olabilir. Akışkanlık, dökülebilecek minimum kesit kalınlığını, ince kesitlerin maksimum uzunluğunu, uygun döküm detaylarının inceliğini ve kalıp uçlarını doldurma doğruluğunu etkiler. Bir malzemenin akışkanlığını ölçmenin çeşitli yolları vardır, ancak genellikle standart bir kalıp şekli kullanmayı ve malzemenin aktığı mesafeyi ölçmeyi içerir. Akışkanlık, malzemenin bileşimi, donma sıcaklığı veya aralığı, oksit filmlerin yüzey gerilimi ve en önemlisi dökme sıcaklığından etkilenir. Dökme sıcaklığı ne kadar yüksekse akışkanlık o kadar yüksek olur; bununla birlikte aşırı sıcaklıklar zararlı olabilir ve malzeme ile kalıp arasında bir reaksiyona yol açar; Gözenekli bir kalıp malzemesi kullanan döküm işlemlerinde malzeme kalıp malzemesine bile girebilir.

Malzemenin akamadığı noktaya tutarlılık noktası denir . Kalıp tasarımında bu noktayı tahmin etmek zordur çünkü katı fraksiyona, katılaşmış partiküllerin yapısına ve sıvının yerel kesme gerinim hızına bağlıdır. Genellikle bu değer 0,4 ile 0,8 arasındadır.

Katılma , katı ise çapak veya sıvı ise cüruf metal kontaminasyonudur . Bunlar genellikle dökme metaldeki safsızlıklar (genellikle oksitler , daha az sıklıkla nitrürler , karbürler veya sülfitler ), fırın veya pota astarlarından aşınan malzemeler veya kalıptan kaynaklanan kirliliklerdir. Alüminyum alaşımlarının özel durumunda , sıvı alüminyumdaki inklüzyonların konsantrasyonunu kontrol etmek ve bunları gerekli seviyede tutmak için önlemler almak önemlidir .

Kapanım konsantrasyonunu azaltmanın birkaç yolu vardır. Oksit oluşumunu azaltmak için metal bir ile eritilebilir akı : a, vakum ya da bir in atıl atmosfer . Karışıma, metal kalıba dökülmeden önce cürufun sıyrılabildiği üste yüzmesini sağlamak için başka bileşenler eklenebilir. Bu pratik değilse, metali alttan döken özel bir kepçe kullanılabilir. Diğer bir seçenek ise yolluk sistemine seramik filtreler takmaktır. Aksi takdirde, sıvı metali içine dökülürken dönen, daha hafif kapanımları merkeze zorlayan ve onları dökümün dışında tutan girdap kapıları oluşturulabilir. Cürufun veya cürufun bir kısmı erimiş metale katlanırsa, bu bir sürüklenme kusuru haline gelir .

Metalurjik kusurlar

Bu kategoride iki kusur vardır: sıcak gözyaşları ve sıcak noktalar . Sıcak çatlama olarak da bilinen sıcak yırtıklar, döküm soğurken dökümde meydana gelen arızalardır. Bunun nedeni, metalin sıcakken zayıf olmasıdır ve malzemedeki artık gerilmeler, dökümün soğurken başarısız olmasına neden olabilir. Doğru kalıp tasarımı bu tür kusurları önler.

Sıcak noktalar, çevreleyen malzemeden daha yüksek hacim nedeniyle çevreleyen malzemeye göre daha yavaş soğumuş döküm bölümleridir. Bu, bu bölgede anormal bir büzülmeye neden olarak gözenekliliğe ve çatlaklara neden olabilir. Bu tür kusurlar, uygun soğutma uygulamalarıyla veya metalin kimyasal bileşimini değiştirerek önlenebilir.

İşleme özgü kusurlar

Döküm

Gelen döküm kalıp en yaygın kusurları olan misruns ve soğuk kapanır . Bu kusurlara soğuk kalıplar, düşük metal sıcaklığı, kirli metal, havalandırma eksikliği veya çok fazla yağlayıcı neden olabilir. Diğer olası kusurlar, gaz gözenekliliği, büzülme gözenekliliği, sıcak yırtıklar ve akış işaretleridir. Akış işaretleri , zayıf geçiş, keskin köşeler veya aşırı yağlayıcı nedeniyle döküm yüzeyinde kalan işaretlerdir.

Sürekli döküm

Bir uzunlamasına yüz çatlak sadece oluşur kusur özel bir türüdür sürekli döküm işlemleri. Bu kusur, hem birincil soğutma hem de ikincil soğutma olmak üzere eşit olmayan soğutmadan kaynaklanır ve kimyasal bileşimin spesifikasyon dışı olması, malzemenin temizliği ve homojenlik gibi erimiş çelik niteliklerini içerir .

Kum döküm

Kum dökümü, kalıp arızasından dolayı oluşabilecek birçok kusura sahiptir. Kalıp genellikle iki nedenden biri nedeniyle başarısız olur: yanlış malzeme kullanılmış veya yanlış şekilde sıkıştırılmış .

Birinci tip kalıp erozyon uzaklıkta giymiş, kalıp sıvı metalin kalıp dolgular. Bu tür bir kusur genellikle yalnızca kum dökümlerinde ortaya çıkar çünkü diğer döküm işlemlerinin çoğu daha sağlam kalıplara sahiptir. Üretilen dökümlerde pürüzlü noktalar ve fazla malzeme var. Kalıp oluşturma kumu döküm metal içine dahil edilen ve azalır olur süneklik , yorulma mukavemetini ve kırılmaya karşı direnci, döküm. Bu, çok az mukavemete sahip bir kumdan veya çok hızlı bir dökme hızından kaynaklanabilir. Daha büyük yolluklar veya birden fazla kapı kullanmak için yolluk sistemi yeniden tasarlanarak dökme hızı azaltılabilir. Hatalarının ilgili kaynağıdır damla olan kalıp oluşturma kumunun bir parçası olarak, baş döküm içine damla hala sıvı halde iken. Bu, kalıp düzgün şekilde sıkıştırılmadığında da meydana gelir.

Kusur ikinci tip metal penetrasyonunu kalıp kumu içine ne zaman sıvı metalin içeri girdiğini ortaya çıkar. Bu pürüzlü bir yüzey kaplamasına neden olur . Bunun nedeni çok kaba kum parçacıkları, kalıp yıkamasının olmaması veya çok yüksek dökme sıcaklıklarıdır. Damarlanma olarak bilinen kalıba alternatif bir metal penetrasyonu , kumun çatlamasından kaynaklanır.

Dökme sıcaklığı çok yüksekse veya düşük erime noktalı bir kum kullanılırsa, kum döküm ile birleşebilir. Bu gerçekleştiğinde, üretilen döküm yüzeyi kırılgan, camsı bir görünüme sahiptir.

Bir tükendi sıvı metal, hatalı bir kalıp ya da kalıp dışarı sızar oluşan bir şişe .

Kabuk s döküm kulüp oturur ince bir metal tabaka bulunmaktadır. Çıkarılması kolaydır ve her zaman altında, döküm yüzeyinde bir girinti olan bir tokayı ortaya çıkarır . Rattail s bunlar ince bir çizgi çentikler ve kabuklar ile ilişkili olmayan başka, tokalar benzerdir. Benzer bir kusurdur açılan s kum döküm baş ortaya toka vardır. Tüm bu kusurlar doğası gereği görseldir ve iş parçasını hurdaya çıkarmak için bir neden değildir. Bu kusurlara aşırı yüksek dökme sıcaklıkları veya karbonlu malzeme eksiklikleri neden olur .

Kalıbın duvarı bütün bir yüze yayıldığında bir kabarma meydana gelir ve buna uygun olmayan bir şekilde sıkıştırılmış bir kalıp neden olur.

Yanma , metalik oksitler silika kumlarındaki safsızlıklarla etkileşime girdiğinde meydana gelir. Sonuç, bitmiş döküm yüzeyine gömülü kum parçacıklarıdır. Bu kusur, sıvı metalin sıcaklığını düşürerek, kalıp yıkama kullanarak ve kum karışımında çeşitli katkı maddeleri kullanarak önlenebilir .

Ayrıca bakınız

• Hidrojen gazı gözenekliliği
• Alüminyum alaşımlarındaki kapanımlar
• Çelikte kapanımlar için metalik olmayan kapanımlar
• Gözenekli sızdırmazlık

Referanslar

Kaynakça

• Avedesyen, MM; Baker, Hugh; ASM Uluslararası (1999). Magnezyum ve magnezyum alaşımları (2. baskı). ASM Uluslararası. ISBN   978-0-87170-657-7 . .
• Campbell, John (2003). Dökümler . Butterworth-Heinemann. ISBN   978-0-7506-4790-8 . .
• Degarmo, E. Paul; Siyah, J T .; Kohser, Ronald A. (2003). İmalatta Malzemeler ve Süreçler (9. baskı). Wiley. ISBN   0-471-65653-4 . .
• Rao, Posinasetti Nageswara (1999). Üretim teknolojisi: dökümhane, şekillendirme ve kaynak (2. baskı). Tata McGraw-Hill. ISBN   978-0-07-463180-5 . .
• Stefanescu, Doru Michael (2008). Döküm Katılaşması Bilimi ve Mühendisliği (2. baskı). Springer. ISBN   978-0-387-74609-8 . .
• Yu, Kuang-Oscar (2002). Döküm ve katılaştırma işlemi için modelleme . CRC Basın. ISBN   978-0-8247-8881-0 . .