Kako spriječiti nedostatke u livenju superlegura?

Hej tamo! Kao dobavljač u industriji livenja superlegura, video sam veliki deo izazova kada je u pitanju sprečavanje kvarova u livenju superlegura. Superlegure su nevjerovatni materijali, poznati po svojoj visokoj čvrstoći, odličnoj otpornosti na koroziju i sposobnosti da izdrže ekstremne temperature. Ali bacanje na njih nije šetnja parkom. Na ovom blogu ću podijeliti nekoliko savjeta o tome kako spriječiti te dosadne nedostatke.

Razumijevanje livenja superlegura

Prvo, hajde da pričamo malo o livenju superlegura. Superlegure se obično sastoje od nikla, kobalta ili željeza, zajedno s drugim legirajućim elementima. Ovi materijali se koriste u širokom spektru aplikacija, od vazduhoplovnih komponenti doTelo pumpe za livenje od super legurei više. Proces livenja uključuje topljenje superlegure i izlivanje u kalup kako bi se dobio željeni oblik.

Uobičajeni defekti u livenju superlegura

Prije nego što uđemo u metode prevencije, važno je znati s kakvim se nedostacima suočavamo. Neki od najčešćih nedostataka u livenju superlegura uključuju:

1. Poroznost: Ovo je jedan od najčešćih problema. Poroznost nastaje kada se mjehurići plina zarobe u odljevku tokom procesa očvršćavanja. To može oslabiti odljevak i smanjiti njegove ukupne performanse.
2. Skupljanje: Kako se superlegura hladi i učvršćuje, ona se skuplja. Ako se skupljanjem ne upravlja pravilno, to može dovesti do šupljina i pukotina u odljevku.
3. Inkluzije: Ovo su strane čestice koje se miješaju u rastopljenu superleguru. Inkluzije mogu biti bilo šta, od prljavštine i oksida do drugih metala. Oni mogu uzrokovati koncentraciju naprezanja i smanjiti mehanička svojstva odljevka.
4. Pukotine: Pukotine se mogu formirati tokom procesa livenja zbog termičkih naprezanja, nepravilnog zatvaranja ili drugih faktora. Pukotine mogu ozbiljno ugroziti integritet odlivaka.

Sprečavanje poroznosti

Počnimo sa poroznošću. Kako bismo spriječili da se mjehurići plina zarobe u odljevku, moramo obratiti pažnju na nekoliko ključnih faktora.

• Topljenje i izlijevanje: Uvjerite se da se proces topljenja odvija u čistom i kontroliranom okruženju. Bilo koji zagađivač u peći za topljenje može unijeti plinove u rastopljenu superleguru. Takođe obratite posebnu pažnju na temperaturu i brzinu izlivanja. Presporo sipanje može dozvoliti akumulaciju gasova, dok prebrzo sipanje može izazvati turbulenciju i zarobiti više gasa.
• Degasiranje: Otplinjavanje rastopljene superlegure je efikasan način za uklanjanje rastvorenih gasova. Postoji nekoliko metoda za otplinjavanje, kao što je korištenje vakuumskog otplinjavanja ili dodavanje sredstava za otplinjavanje. Vakuumsko otplinjavanje je posebno efikasno jer stvara okruženje niskog pritiska koje omogućava da gasovi pobegnu iz rastopljenog metala.
• Mould Design: Dizajn kalupa također može utjecati na poroznost. Pobrinite se da kalup ima odgovarajuće ventiliranje kako bi se omogućilo da plinovi izlaze tokom procesa sipanja. Također, razmislite o korištenju materijala za kalup koji ima dobru plinopropusnost.

Upravljanje skupljanjem

Da bismo spriječili defekte skupljanja, moramo razumjeti kako se superlegura skuplja tokom skrućivanja i prema tome dizajnirati proces livenja.

• Riser Design: Riseri su rezervoari rastopljenog metala koji su spojeni na odljevak. Kako se odljevak hladi i skuplja, uspon dovodi dodatni rastopljeni metal da popuni praznine. Dobro dizajniran sistem uspona je ključan za kontrolu skupljanja. Veličinu, oblik i lokaciju uspona treba pažljivo izračunati na osnovu geometrije odljevka i svojstava superlegure.
• Chill Placement: Chills su metalni blokovi ili umetci koji se postavljaju u kalup kako bi se ubrzala brzina hlađenja u određenim područjima. Strateškim korištenjem hlađenja možemo kontrolirati slijed očvršćavanja i smanjiti rizik od skupljanja. Na primjer, postavljanje hlađenja blizu debelih dijelova odljevka može pomoći tim područjima da se brže stvrdnu i spriječiti praznine koje se skupljaju.
• Thermal Management: Praćenje i kontrola brzine hlađenja odlivaka je od suštinskog značaja. Prebrzo hlađenje može uzrokovati termička naprezanja i dovesti do pukotina, dok presporo hlađenje može dovesti do pretjeranog skupljanja. Koristite odgovarajuće metode izolacije i hlađenja kako biste osigurali ujednačen i kontroliran proces hlađenja.

Izbjegavanje uključivanja

Inkluzije mogu biti prava glavobolja, ali postoje načini da se njihova pojava svede na minimum.

• Kvalitet sirovina: Počnite s visokokvalitetnim sirovinama. Uvjerite se da su sastojci superlegure čisti i bez zagađivača. Sprovedite temeljitu inspekciju sirovina prije upotrebe u procesu topljenja.
• Topljenje i rafiniranje: Tokom procesa topljenja, koristite odgovarajuće tehnike rafiniranja kako biste uklonili nečistoće. To može uključivati ​​korištenje fluksa za reakciju i uklanjanje oksida i drugih nemetalnih inkluzija. Također, provjerite je li peć za topljenje čista i dobro održavana kako biste spriječili da bilo koji dodatni zagađivač uđe u rastopljenu superleguru.
• Filtracija: Ugradnja filtera u sistem za zatvaranje može pomoći u uklanjanju inkluzija dok rastopljena superlegura teče u kalup. Filteri mogu biti izrađeni od različitih materijala, poput keramike ili metala, i dizajnirani su za hvatanje čestica određene veličine.

Sprečavanje pukotina

Pukotine mogu biti katastrofalne za odljevak, pa je važno poduzeti korake da ih spriječite.

• Gating Design: Sistem zatvaranja je odgovoran za isporuku rastopljene superlegure u šupljinu kalupa. Loše dizajniran sistem zalijevanja može uzrokovati neravnomjerno punjenje i toplinska naprezanja, što može dovesti do pukotina. Uvjerite se da je sistem zalijevanja dizajniran tako da obezbijedi nesmetan i ujednačen protok rastopljenog metala.
• Upravljanje termičkim stresom: Kako se odljevak hladi, može doći do povećanja termičkih naprezanja. Da biste smanjili ova naprezanja, koristite odgovarajuće metode izolacije i hlađenja. Također možete koristiti toplinsku obradu nakon što se odljevak očvrsne kako biste ublažili zaostala naprezanja.
• Dizajn kalupa i dizajn uzoraka: Dizajn kalupa i uzorka također može utjecati na stvaranje pukotina. Uvjerite se da nema oštrih uglova ili naglih promjena u poprečnom presjeku u kalupu ili uzorku. Oštri uglovi mogu uzrokovati koncentraciju naprezanja i povećati vjerojatnost pucanja.

Kontrola kvaliteta

Pored preduzimanja preventivnih mera tokom procesa livenja, ključna je i kontrola kvaliteta.

• Inspekcija: Redovno provjeravajte odljevke koristeći metode ispitivanja bez razaranja kao što su rendgensko ispitivanje, ultrazvučno ispitivanje ili ispitivanje penetrantima boje. Ove metode mogu otkriti unutrašnje defekte kao što su poroznost, inkluzije i pukotine koje možda nisu vidljive golim okom.
• Testiranje: Izvršite mehanička ispitivanja na odljevcima kako biste bili sigurni da ispunjavaju tražene specifikacije. Ovo može uključivati ​​ispitivanje zatezanja, ispitivanje tvrdoće i ispitivanje na udar.

Zaključak

Sprečavanje defekta u livenju superlegura je složen, ali dostižan cilj. Razumijevanjem uobičajenih nedostataka i poduzimanjem odgovarajućih preventivnih mjera možemo proizvesti visokokvalitetne odljevke od superlegura. U našoj kompaniji posvećeni smo pružanju vrhunskih uslugaLijevanje od super legureproizvodi. Ako ste na tržištu za odljevke od superlegura i želite razgovarati o svojim zahtjevima, slobodno se obratite. Voljeli bismo raditi s vama i pomoći vam da dobijete najbolja rješenja za livenje za vaše potrebe.

Reference

• Campbell, J. (2003). Castings. Butterworth-Heinemann.
• Flemings, MC (1974). Obrada učvršćivanja. McGraw-Hill.
• Kalpakjian, S., & Schmid, SR (2014). Proizvodno inženjerstvo i tehnologija. Pearson.