ОБОРУДОВАНИЕ ДЛЯ ЛИТЬЯ В ПЕСЧАНЫЕ ФОРМЫ..

1. Проблема
Дефекты в виде пластинчатого графита на поверхности высокопрочного чугуна, полученного методом литья в песчано-смоляной смеси без отверждения, имеют толщину 3–5 мм, а между пластинчатым и сферическим графитом существует чрезвычайно тонкая переходная зона.

2. Анализ причин
Основной причиной появления пластинчатого графита в высокопрочном чугуне является недостаток шаровидных элементов (Mg) при затвердевании расплавленного чугуна или наличие мешающих элементов, таких как S. В качестве смолы, используемой литейным заводом Sanzhuji, используется фурановая смола XY86-A, её технический индекс указан в таблице 1, добавка составляет 1,0% (с учётом песка); отвердители – SQ-A и SQ-B, добавка составляет 30–50% (с учётом смолы). Оба компонента SQ-A и SQ-B являются сульфокислотными отвердителями и содержат элемент S. Их технические характеристики представлены в таблице 2. Экспериментально установлено, что содержание элемента S в регенерированном песке относительно высоко, обычно около 0,1%, в то время как содержание элемента S в расплавленном чугуне после сфероидизации относительно низкое, менее 0,02%. При высокой температуре между твердо-жидкой поверхностью, состоящей из песчаной формы и расплавленного чугуна, существует градиент концентрации элемента S. Элемент S переносится из песчаной формы в расплавленный чугун. Чем больше разница, тем выше диффузионная способность.
При высокой температуре элемент S проходит через слой покрытия в виде газа SO2 или в виде ионов S2- и SO32- и попадает в расплавленный чугун, что увеличивает содержание мешающих элементов в поверхностном расплавленном чугуне. Элемент S реагирует с элементом Mg в расплавленном чугуне с образованием оксидов и сульфидов Mg, таких как MgO, MgSO3 и MgS, что снижает остаточное содержание Mg на поверхности отливки, что приводит к плохой сфероидизации поверхности отливки и появлению пластинчатой структуры графита.

3. Профилактические меры
При высокой температуре элемент S из формовочной смеси переходит в расплавленный чугун, что снижает остаточное содержание Mg на поверхности отливки. Чтобы предотвратить образование аномальной структуры на поверхности отливок из высокопрочного чугуна, необходимо предотвратить попадание S из формовочной смеси в расплавленный металл при высоких температурах. Эту проблему можно решить тремя способами: во-первых, снизить содержание элемента S в формовочной смеси и уменьшить источник переноса; во-вторых, принять меры для предотвращения перехода элемента S из формовочной смеси в расплавленный чугун, что может быть решено с помощью процесса переноса; Третий способ — увеличить остаточное содержание магния в расплавленном чугуне, чтобы компенсировать влияние серы. В частности, существуют следующие методы:
3.1 Уменьшить источник переноса
3.11 Уменьшить снижение угара регенерированного песка
Элемент серы в регенерированном песке имеет определенную пропорциональную связь с потерями при прокаливании регенерированного песка. При высоких потерях при прокаливании содержание элемента серы в регенерированном песке также велико, и содержание элемента серы в формовочном песке также будет увеличиваться при добавлении количества отвердителя сульфоновой кислоты и неизменной модели. При высокой температуре увеличивается градиент концентрации элемента серы на границе раздела между песчаной формой и расплавленным чугуном, а также увеличивается способность элемента серы из формовочного песка диффундировать в расплавленный чугун, и количество серы, поступающей в расплавленный чугун. Дефектное усугубление. Снижение потерь при прокаливании регенерированного песка позволяет не только снизить содержание серы в формовочной смеси, но и уменьшить газообразование формовочной смеси и снизить вероятность образования пор в отливке.
3.12 Использование отвердителя с низким содержанием серной кислоты
Сера в формовочном песке в основном содержится в сульфокислотном отвердителе. Снизить содержание серы в формовочном песке методом механической регенерации сложно, поэтому наилучшим методом является контроль источника. При условии определенной регенерационной способности использование отвердителя с низким содержанием серы может эффективно снизить содержание серы в литейной форме и регенерированном песке, тем самым кардинально решая проблему плохой сфероидизации поверхностного слоя.
3.13 Уменьшение количества добавляемого отвердителя
Количество добавляемого отвердителя напрямую влияет на скорость твердения формовочного песка. При условии соблюдения требований к начальной прочности количество добавляемого отвердителя следует максимально уменьшить, что позволит не только снизить содержание серы в форме и регенерированном песке, но и снизить затраты. Уменьшение количества добавляемого отвердителя замедляет скорость твердения песка и позволяет в некоторой степени повысить конечную прочность формы. Однако количество добавляемого отвердителя не должно быть слишком малым, в противном случае его будет трудно перемешать за короткий промежуток времени, что приведет к неравномерному распределению прочности песка и низкой стабильности поверхности.
3.14 Уменьшите соотношение песка и железа и количество расходуемого песка
При той же температуре заливки литейная форма использует меньшее соотношение песка и железа и расход песка, а отвердитель смолы в формовочной смеси может привести к большему обгоранию, а обгорание и содержание серы в регенерированном песке будут ниже. Использование меньшего соотношения песка и железа и расхода песка может не только снизить способность пропускания серы на границе раздела между формой и расплавленным металлом, но и сократить расход формовочной смеси, смолы и отвердителя, а также нагрузку на систему регенерации.
3.15 Используйте отвердитель без содержания серы
Фосфорная кислота и другие неорганические отвердители не содержат серы, что может кардинально решить проблему плохой сфероидизации на поверхности отливок. Фосфорная кислота плохо разрушается при высоких температурах, и фосфат в регенерированном песке легко откладывается. При многократном использовании на поверхности отливок образуется эвтектическая структура фосфора, что снижает прочность смоляного песка. Как правило, её используют только в самотвердеющих смесях одноразового использования.
3.16 Добавление нового песка
Новый песок не содержит элемента S. Добавление нового песка к регенерированному песку может снизить содержание элемента S в формовочном песке. Следует избегать использования 100% регенерированного песка. Однако количество добавляемого нового песка не должно быть слишком большим, иначе увеличится количество добавляемого отвердителя смолы, а содержание элемента S в формовочном песке увеличится.

3.2 Укороченный путь доставки
3.21 Краска, блокирующая серу
Под блокировкой серы в данном случае понимается добавление в покрытие других веществ, таких как MgO. При попадании серы в расплавленный чугун через слой покрытия, содержащий MgO в форме SO₂, SO₂- и SO₂₂-, она может быть поглощена MgO в слое покрытия.
SO₂+MgO→MgSO₂
SO₂- +Mg₂+ → MgSO₂
S₂- +Mg₂+ → MgS
3.22 Повышение скорости охлаждения отливок
Чем ниже скорость охлаждения, тем дольше расплавленный чугун остается в жидком состоянии, а чем дольше время термического воздействия на песчаную форму, тем больше степень термического разложения отвердителя и одновременно увеличивается время диффузии серы, что усугубляет снижение сфероидизации. Увеличение скорости охлаждения отливки может эффективно сократить время диффузии серы и снизить эффект рецессии сфероидизации. При использовании охлажденного чугуна для ускорения охлаждения расплавленный чугун контактирует не со смоляным песком, а с охлажденным чугуном, что ускоряет затвердевание и образует прочную корку, которая также в некоторой степени препятствует проникновению серы.
3.23 Снижение температуры заливки
Для предотвращения появления других дефектов следует максимально снизить температуру заливки. Снижение температуры заливки позволяет сократить время контакта серы с жидким металлом, уменьшить диффузию серы и ослабить эффект сфероидизации.

3.3. Компенсация влияния серы
Увеличение остаточного содержания магния в расплавленном чугуне
Увеличьте количество добавляемого редкоземельного магниевого шаровидного агента, чтобы увеличить остаточное содержание магния в расплавленном чугуне и снизить содержание мешающего элемента серы (S), диффундирующего к поверхности расплавленного чугуна. Это не полностью устраняет диффундирующую на поверхность серию, поэтому остаточное содержание магния в расплавленном чугуне увеличивается. Можно уменьшить только толщину поверхностного слоя чешуйчатого графита, но полностью устранить его невозможно. Остаточное содержание магния не должно быть слишком высоким, иначе в отливках появятся такие дефекты, как шлаковые раковины, усадочная пористость, поры и т. д. В тяжелых случаях в отливках образуется цементитная структура, что ухудшает механические свойства отливок.

3.4 Компания Sanzhuji рекомендует следующие меры в сочетании с характеристиками литья в песчаные формы без отверждения на основе фурановой смолы:
3.41. Увеличить контроль и обслуживание системы снижения пригара и регенерации, а также снизить снижение пригара до менее 2%. В это время содержание серы в регенерированном песке составляет около 0,05%, что значительно снижает диффузионную способность серы на границе раздела формовочной смеси и расплавленного чугуна. Сочетание регенерации дроблением и вторичной регенерации вихревыми токами может улучшить чистоту поверхности регенерированного песка на основе фурановой смолы.
3.42. Снизить температуру заливки до уровня ниже 1350 ℃, сократить время контакта серы с жидким металлом и уменьшить диффузию серы.
3.43. Увеличить содержание остаточного магния с 0,03–0,04% до 0,04–0,06%.

Компания Qingdao Sanzhuji Equipment Manufacturing Co., Ltd. специализируется на производстве линий формовки сырой песчаной смеси, линий формовки самотвердеющей песчаной смеси, литейных машин, формовочных машин в песчаные формы, оборудования для литья в песчаные формы, смесителей песка, высокоэффективных роторных смесителей GS, смесителей для песчаных смесей, смесителей для песчаных смесей без обжига смол, формовочных машин с встряхиванием/формовочных машин с встряхиванием, многопоршневых формовочных машин/гидравлических многопоршневых формовочных машин, формовочных машин для литья в песчаные формы, оборудования для регенерации песка, литейных формовочных машин, машин для безопочной формовки, дробеструйных машин, пылеуловителей. В зависимости от количества восстановленного старого песка мы осуществляем настройку плана, а также обеспечиваем установку, наладку и обучение оборудования для регенерации песка. Приглашаем гостей посетить завод.