EN 
Teleso kompresora s hmotnosťou 1,8 tony opustí vyhadzovač s čistými hranami a prejde kontrolou rozmerov, potom zlyhá v obrábacom centre: niekoľko milimetrov pod hornou stranou sa otvorí tmavý, rozmazaný pás. Chemický list vyzerá primerane a odliatok nie je porézny. Chybou je flotácia grafitu a akonáhle dosiahne obrobený povrch, teplo, spracovanie taveniny a náklady na formovanie sú už vynaložené.
Stanovenie pracovného pravidla je jednoduché. Flotácia je defekt spôsobený pomaly chladením ťažkých sekcií a je riadený prispôsobením uhlíkového ekvivalentu modulu sekcie, zámerným chladením hornej strany a vopred určeným rozhodnutím, kde bude obetovaný kov sedieť. Samotná chémia to nespraví a samostatne odliaty testovací prúžok vás na to neupozorní.
Čo je vlastne flotácia grafitu
Tvárna liatina tuhne eutektickou reakciou, pri ktorej grafit rastie ako uzlíky vo vnútri kvapaliny. Uzlík má hustotu približne 2,2 g/cm³; okolité tekuté železo je takmer 7 g/cm³. Tá medzera je vztlaková sila a pri odliatku, ktorý zostane dlho tekutý, stačí posunúť uzlíky taveninou nahor.
V 20 mm stene trvá zmrazenie niekoľko sekúnd a uzliny sú uzamknuté tam, kde sa tvoria. V stene s hrúbkou 150 mm môže tá istá zliatina zostať tekutá mnoho minút a uzlíky, ktoré sa vytvoria skôr, majú čas vyrásť. Výsledkom je vrstva bohatá na grafit pod hornou stranou – často horná 5 až 30 mm, v závislosti od veľkosti sekcie a teploty liatia – sediaca nad pásom, ktorého štruktúra a vlastnosti sa potichu zhoršili.
Flotácia je makrosegregácia, nie problém nodularity. Postihnutý pás môže vykazovať prijateľný počet uzlín pod mikroskopom, zatiaľ čo pevnosť v ťahu a predĺženie v tomto páse prudko klesli.
Toto rozlíšenie rozhoduje o spôsobe kontroly chyby. Zlieváreň môže produkovať vynikajúcu nodularitu, čistú matricu a vyhovieť skúške ťahom na samostatne odliatej tyči a napriek tomu dodať odliatok, ktorého horná strana neprežije prvé opracovanie. Oplatí sa tiež oddeliť flotáciu od zvyšku rodiny defektov: hrubý grafit sa v ťažkých častiach javí ako zhlukovaná, vermikulárna degenerácia, a nie fyzická migrácia uzlín, a explodovaný grafit zvyčajne poukazuje na problém spracovania taveniny. Lieky sa líšia, takže diagnóza musí byť špecifická.
Operátori, ktorí sa s defektom stretli prvýkrát, majú tendenciu viniť prax nalievania. Stojí za to vrátiť sa k samotnému materiálu - krátke osvieženie čo tvárna liatina poskytuje v prevádzke dáva problém do perspektívy skôr, než taviareň zoberie vinu.
Ekvivalent uhlíka a modul sekcie: Dve čísla, na ktorých záleží
O väčšine výsledku rozhodujú dve premenné. Prvým je uhlíkový ekvivalent, CE = C Si/3, pričom v niektorých obchodoch je pridaný fosfor. Druhým je prierezový modul, pomer objemu k povrchu najťažšej časti odliatku, pretože určuje, ako dlho zostane kov po naplnení tekutý.
Publikované recenzie tvárnej liatiny s ťažkým prierezom umiestňujú riziko vznášania nad približne 4,5 % CE a riziko stúpa s rastúcou veľkosťou prierezu. To je dôvod, prečo uhlík a kremík musia byť v korelácii s modulom prierezu namiesto toho, aby boli vybrané raz a znovu použité v celej skupine produktov: chémia, ktorá sa krásne naleje do tenkého krytu čerpadla, bude plávať v hrubom tele kompresora.
| Variabilné | Prečo hýbe flotačným rizikom | Smer pre ťažké úseky |
|---|---|---|
| Ekvivalent uhlíka | Nastavuje celkový eutektický grafit a tekutosť; dlhé okno tuhnutia umožňuje uzlíkom cestovať | Držte v blízkosti 4,1 až 4,4 %, na spodnom konci, keď hrúbka steny prekročí približne 100 mm |
| Uhlík | Uhlík is the material that floats; every extra tenth adds volume to the accumulation band | Typicky 3,5 až 3,7 % namiesto 3,8 % a viac |
| kremík | Zvyšuje CE približne o jednu tretinu svojej vlastnej hmotnosti a podporuje grafitizáciu | 2,0 až 2,5 %, zvolené skôr oproti stropu CE ako voči samotnej triede |
| Teplota nalievania | Extra prehriatie predlžuje čas, počas ktorého odliatok zostane tekutý | Tak chladný, ako sa forma spoľahlivo plní, často 1 360 až 1 400 °C |
| Chladenie vrchnej strany | Zmrazenie horných skorých zámkov uzly na mieste | Zimomriavky, hustý obkladový piesok, žiadne horúce hore vľavo otvorené |
| Poloha stúpačky | Horná stúpačka drží tekutý bazén presne tam, kde sa zhromažďujú uzliny | Podávajte zo strany alebo zospodu, kde to geometria umožňuje; chlad pod hornou časťou tváre |
Stôl je smer jazdy, nie recept. Dve zlievarne pracujúce s rovnakým modulom prierezu sa môžu usadiť na rôznych úrovniach uhlíka a obe majú pravdu, pretože vlastnosti piesku, prax chladenia a teplota liatia sa líšia. To, čo by sa nemalo líšiť, je disciplína zapisovania cieľového CE oproti modulu prierezu pred namontovaním vzoru a jeho opätovná kontrola vždy, keď zákazník zhrubne stenu alebo pridá nálitek.
Hrubé časti sú miestom, kde sa aritmetika zahryzne: telo kompresora so stenou 60 až 90 mm, základňa stroja s ťažkou stredovou hmotou alebo skriňa čerpadla s hlbokou prírubou, to všetko poskytuje uzlíkom dlhú cestu nahor.
Čítanie značiek predtým, ako to urobí obrábacia linka
Flotácia sa v zlievarni ohlási len zriedka. Objavuje sa v obrábacom centre, pri prepracovaní alebo v reklamácii zákazníka. Signály sú dostatočne konzistentné na vytvorenie rutiny okolo:
- Vzhľad povrchu: horná strana môže po otryskaní vyzerať trochu matnejšie alebo drsnejšie a hrubé opracovanie otvára tmavé pruhy, ktoré sledujú povrch, namiesto toho, aby ho pretínali.
- In-situ metalografia: vzorka vyrezaná z hornej strany skúšobného odliatku alebo z nalisovaného výstupku s rovnakým modulom odhaľuje akumulačný pás, ktorý samostatne odliata tyč nikdy nevykazuje.
- Mapovanie tvrdosti: plávajúca zóna sa často javí ako mäkšia a feritickejšia ako väčšina odliatku, čo sa jasne zobrazuje na mapovanej mriežke.
- Rýchlosť a útlm ultrazvuku: užitočné pri skríningu, keď sú hodnoty kalibrované na rezané vzorky rovnakej geometrie.
- Deštruktívne rezanie: stále referenčná metóda a stojí za to zaplatiť každý nový vzor alebo významnú zmenu chémie.
Neschvaľujte odliatok ťažkého prierezu len na pevnosť samostatne odliatej skúšobnej tyče. Tyčinky sú sypané na tenko, rýchlo zmrazujú a sú imúnne voči defektu, ktorý sa snažíte zachytiť.
Najlacnejším včasným varovaním je skúšobný odliatok prerezaný cez najťažšiu stenu. Jeden rez cez hornú stranu vám povie viac o uhlíkovom ekvivalente, umiestnení chladu a polohe stúpačky ako mesiac skúšok ťahom.
Protiopatrenia, ktoré držia vo výrobe
- Nastavte chémiu na sekciu, nie na ročník. Najprv potiahnite uhlík nadol, potom orezajte kremík oproti stropu CE; ak špecifikácia tlačí kremík nahor pre požiadavku matrice, uhlík musí klesať ďalej.
- Najprv zmrazte hornú stranu. Vonkajšie alebo vnútorné zimomriavky, alebo obkladový piesok, ktorý rýchlejšie ťahá teplo, skracujú okno, v ktorom môžu uzlíky cestovať. Radšej prispôsobte chlad podľa skutočného horúceho bodu, než aby ste ho bodkovali po tvári.
- Nalejte tak chladne, ako sa forma spoľahlivo naplní. Prehriatie kupuje tekutosť a stojí flotačný odpor; 1 360 až 1 400 °C pokryje väčšinu prác s ťažkými profilmi a dlhé držanie v peci pôsobí proti vám.
- Rozhodnite sa, kde môže chyba žiť. Kritické opracované plochy patria na dno alebo na stranu formy; horná plocha dostane obetný prídavok 10 až 25 mm ako spoločný východiskový bod, obrobený s plávajúcim pásom vo vnútri.
- Spracovanie taveniny udržujte pevne. Zvyšky horčíka okolo 0,03 až 0,05 %, nízky obsah vzácnych zemín, rýchle očkovanie a žiadne zbytočné opätovné zahrievanie, to všetko znižuje možnosť, že problém s úpravou znásobí problém s flotáciou.
- Overujte za teplo, nie za rok. Narezaná vzorka z prvého odliatku nového vzoru plus periodická metalografia z hornej strany zachytí unášaný uhlíkový ekvivalent predtým, ako sa dávka dostane na obrábaciu linku.
Nič z toho nie je samo osebe drahé a pri ťažkej jednodielnej konštrukcii – základňa stroja, teleso kompresora, skriňa čerpadla – sa prvý výrobok s delením vyplatí hneď, ako zabráni vypadnutiu odliatku.
Čo sa opýtať pred zadaním objednávky
Ak si kúpite odliatky z tvárnej liatiny s ťažkým prierezom, flotácia je otázkou dodávateľa rovnako ako otázkou zlievarne. Požadované odpovede sú konkrétne a otázky sú krátke:
- Podľa ktorého modulu sekcie ste postavili chémiu a na aký uhlíkový ekvivalent ste sa zamerali?
- Odkiaľ beriete metalografickú vzorku, zo samotného odliatku alebo zo samostatne odliatej tyče?
- Ako ovládate chladenie na hornej strane a aká je poloha stúpačky?
- Aký prídavok na obrábanie nechávate na hornej strane a ako ste k tomuto číslu dospeli?
- Zaznamenávate uhlík, kremík, horčík a teplotu liatia pre každé teplo a môžem vidieť posledných šesť mesiacov týchto údajov?
Dodávateľ, ktorý odpovedá na prvé dve otázky všeobecne a na poslednú s prísľubom, ponúka cenovú ponuku, a nie štruktúru. Komerčný dôsledok si zaslúži jasné vyjadrenie: odliatok, ktorý prejde certifikátom a zlyhá v obrábacom centre, je najdrahší druh odpadu, pretože kupujúci už zaplatil za dopravu, čas obrábania a zastavenú výrobnú linku.
Dodávatelia, ktorí dobre manipulujú s ťažkými časťami, zvyčajne odpovedajú na tieto otázky skôr, ako sa ich opýtajú; modul sekcie, cieľový uhlíkový ekvivalent, rozloženie chladu a poloha vzorkovania sa zvyčajne objavujú v balíku cenovej ponuky bez vyzvania.
Prebieha rovnaká disciplína sortiment odlievania z tvárnej liatiny postavené okolo komponentov kompresora, čerpadla, ventilu a obrábacieho stroja, kde sa hrúbka steny dostatočne líši, takže žiadna chémia nepokrýva každú časť.
Flotácia grafitu nie je záhadná chyba, keď je fyzika na stole. Uzlíky sú ľahšie ako kvapalina, ktorá ich nesie, ťažké časti zostávajú tekuté dostatočne dlho na to, aby na tomto rozdiele záležalo, a kov, ktorý končí pod hornou stranou, nie je kov, ktorý kresba predpokladá.
Ovládajte to pomocou troch rozhodnutí prijatých včas: uhlíkový ekvivalent prispôsobený modulu prierezu, zámerné chladenie hornej strany a prídavok na obrábanie, ktorý udrží plávajúci pás vo vnútri nádoby na šrot a nie vo vnútri hotového dielu. Všetko po tom – testovacie tyče, certifikáty a inšpekčné správy – je potvrdením, nie ochranou.
