A porozitás az alumínium homoköntvények gyakori hibája, negatívan befolyásolva a mechanikai tulajdonságokat, a nyomás szorítását és a felületet. A gáz elhelyezéséből, a zsugorodásból vagy a nem megfelelő penész körülményeiből fakad.
1. A porozitás kialakulásának megértése
Az alumínium öntvények porozitása két fő típusba sorolható:
Gáz porozitás: A hidrogén felszívódása az olvadás vagy a nedvesség bomlása során az öntőformákban.
Zsárgási porozitás: A megszilárdulás során nem megfelelő táplálkozás miatt következik be, ami üregekhez vezet.
A kiváltó ok azonosítása elengedhetetlen a megfelelő enyhítési technika kiválasztásához.
2. Olvadás és fémkezelés
a. Gáztalanító technikák
Rotációs gáztalanítás: inert gázok (argon vagy nitrogén) injektálása egy forgó járókeréken keresztül eltávolítja az oldott hidrogént.
Fluxingszerek: A klorid-alapú fluxusok (pl. Hexaklór-etán) csökkentik a hidrogéntartalmat, de megfelelő füstkivonást igényelnek.
Vákuumszegényítés: Hatékony a nagy integritású öntvényekhez, de növeli a termelési költségeket.
b. Ötvözött kompozícióvezérlés
Szilícium-tartalom beállítása: A hypoeutektikus Al-Si ötvözetek (pl. A356) jobb táplálkozási tulajdonságokat mutatnak, csökkentve a zsugorodást.
Gabonafinomítók (TIB₂, Al-Ti-B): elősegítik a finom szemcsék szerkezetét, minimalizálva a mikroporozitást.
3.
a. Homok iratgyűjtő kiválasztása
Alacsony moistúrás gyanták: A fenolos uretán vagy a furán-kötőanyagok csökkentik a gáztermelést a zöld homokhoz képest.
Szervetlen kötőanyagok (pl. Nátrium -szilikát/CO₂): Távolítsa el a szerves gázkibocsátást, de erősebb penész bevonatokra lehet szükség.
b. Penészszellőzési terv
Megfelelő szellőzőnyílás: A stratégiai szellőzőnyílások lehetővé teszik a csapdába esett gázok számára, hogy elmeneküljenek a fém megszilárdulása előtt.
Permeabilitás -szabályozás: Az optimális homokszemcsék mérete (AFS 50–70) kiegyensúlyozza az erőt és a gáz permeabilitását.
c. Penészszárítás és előmelegítés
Sütőmagok: Az öntőformák 150–200 fokig történő fűtése eltávolítja a maradék nedvességet.
A penész bevonatok: tűzálló bevonatok (pl. Cirkónium) csökkentik a fém-összeolvadás reakcióit és a gázszedést.
4. Megbízási és táplálkozási stratégiák
a. Emelkedő kialakítás
Irányított megszilárdulás: A kúpos emelők használata szekvenciális megszilárdulást biztosít az adagoló felé.
Exotermikus emelkedő ujjak: meghosszabbítsák a táplálkozási időt, minimalizálva a zsugorodási üregeket.
b. Hűtési technikák
Fémes hidegrázás: Gyorsítsa fel a hűtést vastag szakaszokban, csökkentve a zsugorodási porozitást.
Ellenőrzött hűtési sebesség: A vékony szakaszokban a fokozatos hűtés megakadályozza a forró szakadást.
5. A folyamatfigyelés és a minőség -ellenőrzés
Valós idejű hidrogénvizsgálat: Csökkent nyomásvizsgálat (RPT) vagy Telegas Analizerek Monitorolják az olvadás tisztaságát.
Röntgen-ellenőrzés: A belső porozitást észleli a nagy specifikációs öntvényeknél.
A folyamat szimulációja (MagMasoft, Procast): előrejelzi a zsugorodást és optimalizálja a Gating/Riser kialakítását.
Következtetés
Az alumínium homoköntvények porozitásának csökkentése holisztikus megközelítést igényel, beleértve az olvadékkezelést, a penész optimalizálását és a szabályozott megszilárdulást. A gáztalanítás, a megfelelő szellőzés és az irányított megszilárdulás kombinálása szignifikánsan javítja a casting integritását. A fejlett szimulációs eszközök tovább finomítják a folyamat paramétereit, biztosítva a kiváló minőségű, alacsony porozati alkatrészeket az autóipari és repülőgép-alkalmazásokhoz.
