Ev > Haberler > Endüstri Haberleri

Dökümlerin Yüzey İşlemlerini Etkileyen Kritik Özellikler

2022-10-13

Artık kum dökümlerin üretilebileceği boyutsal doğruluk hassas dökümlerinkine yaklaşmıştır. 3-D kum baskı teknolojileri, kalıpların ve maçaların boyutsal doğruluğunu büyük ölçüde geliştirdi, ancak hassas dökümler şöyle dursun, geleneksel kum dökümlerin yüzey düzgünlüğüne bile yetişemedi.

Hassas döküm, mükemmel özellik çözünürlüğü ve boyutsal doğruluk ile çok düzgün parçalar sağlar. 3 boyutlu baskılı kum kalıpları ve maçalar, süreç hem boyutsal hem de yüzey gereksinimlerini karşılayabilirse hassas döküme uygun maliyetli bir alternatif sağlayabilir.

Dökümhane sarf malzemeleri alanında birçok değişiklik ve iyileştirme yapılmış olmasına rağmen, kum bir şekilde sabit kalan tek malzemedir. Madencilik ve yıkama sonrasında, gerekirse dökümhane kumları tekli veya iki gözlü gruplar halinde tasnif edilerek depolanır. Dökümhane müşterisine gönderilmek üzere normal dağıtımlarda birleştirilirler. Birçok farklı maden dağılımı olmasına rağmen, benzer AFS-tane inceliği numarasına sahip kum, benzer dağılımlarda sağlanır. Yüzey kalitesi, döküm kalite spesifikasyonlarının ayrılmaz bir parçasıdır. Dökümlerdeki pürüzlü iç yüzey kaplamaları, hem sıvılar hem de yüksek hızlı gazlar için verimlilik kaybına neden olabilir. Turboşarj ve emme manifoldu bileşenleri için durum böyledir. Northern Iowa Üniversitesi, dökümler için yüzey düzgünlüğünü etkileyen kalıp malzemesi özelliklerini araştırmaktadır. Araştırma, alüminyum dökümler üzerinde yapılmıştır, ancak penetrasyon veya erimiş kum kusurları gibi kusurlar göstermeyen demir alaşımlarında uygulamaları ve ilgisi vardır. Çalışma, kum inceliği, malzeme türü ve refrakter kaplama seçimi gibi kalıplama ortamı özelliklerinin etkisini araştırmaktadır. Projenin amacı, kum döküm parçalarda hassas döküm yüzey kaplamaları gerçekleştirmekti.

Geçirgenlik ve Yüzey Alanı Sonuçları

AFS geçirgenliği, bilinen bir hava hacminin 10 cm su yüksekliğinde standart bir numuneden geçmesi için geçen süre olarak tanımlanır. Basitçe, AFS geçirgenliği, havanın geçmesine izin veren agrega taneleri arasındaki açık alanların miktarını temsil eder. Bir malzemenin GFN'si geçirgenliği, eğilimin düzleştiği 80 GFN'ye kadar önemli ölçüde değiştirir.

Veriler, aynı yüzey pürüzlülüğünün farklı oranlarda herhangi bir parçacık şekli ile elde edilebileceğini göstermektedir. Küresel ve yuvarlak taneli malzemeler, köşeli ve köşeli agregalara kıyasla hızlandırılmış bir oranda döküm düzgünlüğünü iyileştirir.

Galyum Temas Açısı Sonuçları

Bir sıvı galyum testi kullanılarak sıvı metal ile bağlı kalıp agregalarının nispi ıslanabilirliğini ölçmek için temas açısı ölçümleri yapıldı. Seramik kumları en yüksek temas açısına sahipken, zirkon ve olivin benzer bir daha düşük temas açısını paylaştı. Galyum, tüm kum yüzeylerinde hidrofobik davranış sergiledi. Tüm numuneler için benzer bir AFS-GFN kullanıldı. Sonuçlar, temel malzemeden ziyade ikincil eksende gösterildiği gibi büyük ölçüde agrega tane şekline bağlı olan kum tipleri için temas açısını göstermektedir. Seramik kumları en yuvarlak şekle sahipken, olivin kumları oldukça köşeli bir şekil sergilemiştir. Taban agregasının yüzey ıslanabilirliği, döküm yüzeyi finişinde rol oynayabilirken, test serisindeki temas açısı ölçümlerinin aralığı, tane şekline bağlıydı.

Test Dökümlerinden Yüzey Pürüzlülüğü Sonuçları

Yüzey pürüzlülük sonuçları, bir kontak profilometre kullanılarak ölçüldü. Üç ekranlı 44 GFN silikadan dört ekranlı 67 GFN silikaya yüzey pürüzsüzlüğünde önemli bir gelişme oldu. 67 GFN'nin ötesindeki değişiklikler, dağılım genişliğindeki değişikliğe rağmen yüzey pürüzlülüğü üzerinde bir etki göstermedi. 185 RMS eşik değeri gözlenir.

101 ve 106 GFN malzemeleri arasında pürüzsüzlükte büyük bir gelişme gözlemlenebilir. 106 GFN kumu elek dağılımında %17'den fazla daha fazla 200 gözenekli malzemeye sahiptir. İki ekranlı 115 ve 118 GFN malzemeleri düzgünlüğün azalmasına neden oldu. 143 GFN kumu, 106 GFN zirkonuna benzer okumalarla sonuçlandı. Eşik değeri 200 RMS'dir.

Parçacık dağılımının daralmasına rağmen, dört ekranlı 49 GFN kromitten üç ekranlı 73 GFN kromite doğru yüzey düzgünlüğünde istikrarlı bir gelişme gözlemlendi. 49 GFN ile karşılaştırıldığında 73 GFN kromitte 140 gözenekli eleğin tutulmasında %19'luk bir artış görüldü. Üç elek 73 GFN'den dört elek 77 GFN kromit kumlarına benzer tane incelik sayılarına bakılmaksızın döküm düzgünlüğünde önemli bir artış gösterildi. 77 GFN ve 99 GFN kromit malzemeleri arasında pürüzsüzlükte bir değişiklik gözlenmemiştir. İlginç bir şekilde, iki kum 200 gözenekli ekranda çok benzer bir tutuş paylaştı. Eşik değeri 250 RMS'dir.

Daha dar dağılıma rağmen 78 GFN olivinden 84 GFN olivine döküm pürüzsüzlüğünde önemli bir gelişme vardır. 84 GFN olivinde 140 gözenekli elekte %15'lik bir tutma artışı görüldü. 84 ve 85 GFN olivin arasında anlamlılık vardır. 85 GFN olivin, pürüzsüzlüğü 50 oranında iyileştirmiştir. 85 GFN olivin, 200 gözenekli elekte neredeyse %10 tutuş sağlayan üç elekli bir kumdur, 84 GFN olivin ise sadece iki elekli bir malzemedir. 85 GFN olivinden 98 GFN olivin'e pürüzsüzlükte sürekli bir gelişme gözlemlenebilir. Elek dağılımı, 200 gözenekli elekte %5'lik bir tutma artışı gösterir. 200 ağ tutmada yaklaşık %7'lik bir artışa rağmen 98 GFN'den 114 GFN olivine herhangi bir değişiklik görülmedi.

244 RMS'lik bir eşik değeri gözlenebilir.

Seramik maçalardan elde edilen dökümlerin yüzey pürüzlülük sonuçları 32 GFN ve 41 GFN malzemeler arasında hafif bir iyileşme göstermektedir. 41 GFN kumunda 70 gözenekli eleğin tutuşunda %34 artış oldu. 41 GFN ve 54 GFN seramikleri arasında pürüzsüzlükte önemli bir artış gözlendi. 54 GFN malzemesi, 41 GFN malzemesine kıyasla 100 gözenekli elekte %19'un üzerinde daha fazla tutuşa sahipti. Bu gelişme, 54 GFN materyalindeki dağılım daralmasına rağmen gerçekleşti. Seramik sonuçlarında en büyük etki 54 GFN ve 68 GFN kumları arasında görülmüştür. 68 GFN kumu, dağılımı genişleten 140 gözenekli elekte %15 daha yüksek tutuşa sahipti. 140 gözenekli elekte %40'ın üzerinde tutma artışına rağmen, 68 GFN ve 92 GFN malzemeleri arasında çok az gelişme gözlendi. Eşik değeri 236 RMS'dir.

3 boyutlu baskılı kumlar tarafından oluşturulan yüzeyler, aynı agrega kullanılarak sıkıştırılmış bir kum yüzeyinden önemli ölçüde daha pürüzlüdür. XY yönünde yazdırılan numuneler en pürüzsüz test döküm yüzeyini sağlarken, XZ ve YZ yönünde yazdırılanlar en pürüzlü ile sonuçlandı.

Sıkıştırılmış silis kaplanmamış 83 GFN silis kumu, 185 RMS'lik bir pürüzlülük değeri ile sonuçlanmıştır. Dökümler daha pürüzsüz görünse de, refrakter kaplamalar, profilometre ile ölçüldüğü üzere yüzey pürüzlülüğünü artırdı. Alkol bazlı alümina kaplama en iyi performansı sergilerken, alkol bazlı zirkon kaplama en yüksek pürüzlülük ile sonuçlanmıştır. 83 GFN 3-D baskılı numuneler ters etki gösterdi. Kaplanmamış numune, XY'nin en uygun oryantasyonunda basılırken, kaplanmamış numune, 943 RMS'lik bir döküm pürüzlülüğü sergilemiştir. Kaplamalar, yüzeyi büyük ölçüde kaplanmamış yüzey bitişinden 339'luk bir düşükten 488 RMS'lik bir yüksekliğe kadar düzleştirdi. Kaplanmış kumların yüzey cilasının alt tabaka kumunun pürüzlülüğünden biraz bağımsız olduğu ve büyük ölçüde refrakter kaplamanın formülasyonuna bağlı olduğu görülmektedir. 3 boyutlu baskılı kum, çok daha pürüzlü bir yüzey kaplamasıyla başlasa da, refrakter kaplamaların kullanımıyla önemli ölçüde iyileştirilebilir.

Sonuçlar

Halihazırda mevcut olan kalıp agregaları, 200 RMS mikro inçten daha düşük yüzey pürüzlülük değerleri elde etme kabiliyetine sahiptir. Bu değerler, yatırım dökümleriyle ilişkili değerlerin biraz içindedir. Test edilen malzemelerin her biri, artan agrega AFS tane inceliği ile döküm pürüzlülüğünde bir azalma sergiledi. Bu, AFS-GFN'nin artmasıyla birlikte döküm pürüzlülüğünde daha fazla azalma görülmeyen bir eşik değere kadar tüm malzemeler için geçerliydi. Bu, daha önce yapılan araştırmalarla desteklenmiştir.

Tüm malzeme grupları içinde, AFS-GFN'nin etkisi hem hesaplanan yüzey alanına hem de agrega geçirgenliğine göre ikincildi. Geçirgenliğin sıkıştırılmış kumun açık alanlarını tanımladığı düşünülebilirken, yüzey alanı kumun elek dağılımını ve karşılık gelen ince parçacık miktarını daha iyi tanımlar. Hem geçirgenlik hem de yüzey alanı, döküm yüzeyi düzgünlüğü ile doğrudan ilişkiliydi. Bunun bir şekil grubu içindeki agregalar için doğru olduğuna dikkat edilmelidir. Köşeli ve köşeli agregalar yüksek yüzey alanlarına sahip olmalarına rağmen geçirgenlikleri yüksek olup açık yüzey göstermektedirler. Küresel ve yuvarlak agregalar, düşük geçirgenliği yüksek yüzey alanıyla birleştiren en pürüzsüz yüzeyleri sergilemiştir.

Başlangıçta, sıvı metal ile bağlı agrega arasındaki temas açısıyla ölçülen yüzey ıslanabilirliğinin, elde edilen döküm yüzey cilasında kritik bir faktör olduğuna inanılıyordu. Benzer AFS-GFN'de çeşitli malzemeler üzerinde temas açısının döküm pürüzlülüğü ile orantılı olmadığı gösterilirken, tane şeklinin önemli bir faktör olduğu doğrulandı. Temas açısı ile döküm yüzey pürüzlülüğü arasında bir ilişkinin olmaması, tane şeklinin yüzey pürüzlülüğünde önemli bir etkiye sahip olduğu gerçeğiyle açıklanabilir. Çeşitli malzemelerin temas açısının, malzemenin tek başına ıslanabilirliğinden çok, tane şeklinden ve sonuçta ortaya çıkan yüzey düzgünlüğünden daha fazla etkilenme olasılığı vardır.

Tüm ölçüm araçlarında olduğu gibi, test yöntemindeki eserler sonuçları bir dereceye kadar etkileyebilir. Döküm pürüzlülüğündeki artış, refrakter kaplama uygulaması ile görsel olarak dökümler daha düzgün görünse de, kaplamalarla oluşturulan tepe ve çukurların şeklinden kaynaklanıyor olabilir. Tanım ve ölçüm gereği, refrakter kaplamalar, kaplanmamış numunelere göre yalnızca yüzey pürüzlülüğünü artırdı. Tüm refrakter kaplamalar, 3 boyutlu baskılı kumların yüzey pürüzlülüğünü iyileştirmede çok başarılıydı. Kaplanmış numunelerden alınan test dökümlerinin yüzey cilasının, başlangıç ​​alt tabaka kumundan bir şekilde bağımsız olduğu görüldü. Kaplamalar, yüzey kalitesi üzerinde önemli bir etkiye sahipti, ancak döküm yüzeylerini iyileştirmek için kaplamaları revize etmek için daha fazla çalışma gerekiyor.


Ningbo Zhiye Mechanical Components Co.,Ltd'den Santos Wang tarafından düzenlendi.

https://www.zhiyecasting.com

santos@zy-casting.com

86-18958238181



X
We use cookies to offer you a better browsing experience, analyze site traffic and personalize content. By using this site, you agree to our use of cookies. Privacy Policy
Reject Accept