Nodul pasir muncul pada permukaan tuangan mesin besi tuang kelabu yang dihasilkan oleh pasir resin, yang merupakan masalah biasa yang menjejaskan kualiti permukaan tuangan. Nodul pasir biasanya dimanifestasikan sebagai ketulan keras logam dan zarah pasir yang melekat pada permukaan tuangan, yang sukar dibersihkan dan juga boleh menjejaskan ketepatan dan penampilan dimensi.
1、 Sebab utama pembentukan nodul pasir adalah kekuatan tempatan acuan pasir resin/permukaan teras yang tidak mencukupi. Di bawah tindakan haba dan mekanikal logam cair, blok pasir permukaan mengelupas dan disedut ke dalam logam cair, tetapi tidak dihanyutkan sepenuhnya atau dicairkan semula, dan akhirnya dibalut di sekeliling permukaan tuangan. Sebab khusus boleh dianalisis dari dimensi berikut:
1. Kekompakan yang tidak sekata akibat proses pengacuan/teras: Kekompakan yang tidak mencukupi di sesetengah kawasan (terutamanya sudut, alur dan rongga dalam), permukaan acuan pasir yang longgar, kekuatan rendah dan mudah dicuci. Operasi penyingkiran/pembaikan acuan yang tidak betul: Kerosakan pada acuan pasir semasa penyingkiran acuan atau pembaikan yang tidak lengkap semasa pembaikan acuan, meninggalkan potensi blok pasir yang longgar. Kualiti salutan dan proses memberus: Lapisan salutan terlalu nipis atau tidak dilindungi, dan ia gagal mengasingkan cecair logam suhu tinggi daripada permukaan acuan pasir dengan berkesan. Kedalaman penembusan salutan yang tidak mencukupi: kegagalan untuk membentuk "lapisan tersinter" pepejal dengan acuan pasir, mengakibatkan lekatan yang lemah. Pengeringan salutan yang tidak mencukupi: sisa lembapan atau pelarut, gas yang dihasilkan apabila menghadapi cecair logam suhu tinggi, boleh memberi kesan kepada salutan dan menyebabkan ia retak dan mengelupas. Ekzos acuan/teras pasir yang lemah: Tekanan gas tempatan yang berlebihan boleh menyebabkan lapisan salutan atau lapisan permukaan yang lemah "runtuh".
2. Sebab prestasi pasir mentah dan pasir resin: Bentuk dan saiz zarah pasir mentah: Permukaan zarah pasir adalah licin, dengan kebulatan yang lemah (seperti pekali sudut yang besar), jaringan mekanikal yang lemah antara zarah pasir, dan kekuatan permukaan acuan pasir yang rendah. Penambahan resin yang tidak mencukupi atau pencampuran tidak sekata: mengakibatkan kandungan resin tempatan yang rendah dan kekuatan yang tidak mencukupi selepas pengawetan. Pengawetan tidak sekata: Terutamanya untuk teras pasir tebal, bahagian dalam mungkin tidak sembuh sepenuhnya atau permukaan mungkin menjadi rapuh akibat tiupan berlebihan (damar furan). Masa penyimpanan acuan pasir yang lama atau kelembapan persekitaran yang tinggi: Acuan pasir resin menyerap kelembapan, mengurangkan kekuatan dan meningkatkan penjanaan gas.
3. Sebab reka bentuk sistem penuangan ialah cecair logam dihanyutkan secara berlebihan: sprue menghadap dinding acuan atau teras pasir, membentuk aliran cecair logam berkelajuan tinggi yang memberi kesan secara langsung. Reka bentuk sistem penuangan adalah tidak munasabah, dan kelajuan pengisian terlalu cepat, yang menyebabkan hakisan teruk dan haus pada permukaan acuan/teras pasir.
4. Suhu menuang logam cair itu sendiri adalah terlalu tinggi: beban haba yang berlebihan akan mempercepatkan penguraian haba resin pada permukaan acuan pasir dan pensinteran zarah pasir, menyebabkan lapisan mengelupas menebal. Pada masa yang sama, kecairan besi cair adalah terlalu baik, dan daya penggosokan dipertingkatkan. Pengoksidaan teruk besi cair: Kandungan oksida yang tinggi (seperti FeO) dalam besi cair boleh bertindak balas secara kimia dengan zarah pasir SiO₂, memburukkan lagi hakisan dan kecenderungan melekat pasir cecair logam pada acuan pasir.
2、 Penyelesaian sistematik untuk menyelesaikan masalah nodul pasir memerlukan bermula daripada pencegahan dan kawalan, menjalankan penyiasatan sistematik dan pengoptimuman proses.
1. Optimumkan bentuk dan proses pembuatan teras untuk memastikan pemadatan seragam: Fokus pada memastikan pemadatan bahagian kompleks seperti bucu, protrusi dan rongga dalam, dan gunakan alat khusus untuk membantu dalam pemadatan. Pengacuan dan pembaikan standard: Kendalikan dan gunakan pes atau salut pembaikan khusus untuk membaiki kawasan yang rosak. Penggunaan salutan bertetulang: Pilih serbuk zirkon berasaskan alkohol berkualiti tinggi atau salutan serbuk korundum, yang mempunyai rintangan api yang tinggi dan rintangan kakisan yang kuat. Pastikan salutan mempunyai kepekatan dan kelikatan yang mencukupi, menggunakan salutan celup, salutan aliran, atau salutan semburan untuk memastikan ketebalan salutan seragam (biasanya 2-4 lapisan, ketebalan filem kering 0.3-0.8mm). Kering sepenuhnya: Selepas penyalaan (salutan berasaskan alkohol) atau pengeringan, pastikan salutan benar-benar kering dan bebas daripada bintik-bintik lembapan. Pastikan ekzos lancar: Tetapkan bilangan dan saiz lubang ekzos yang mencukupi pada kedudukan yang sesuai dalam acuan/teras pasir.
2. Kawal dengan ketat kualiti pasir resin dan pilih pasir mentah berkualiti tinggi: keutamaan harus diberikan kepada menggunakan pasir silika dengan bentuk zarah bulat dan permukaan licin (seperti pasir Dalin Mongolia Dalam), dengan pekali sudut dikawal dalam 1.2-1.3, yang kondusif untuk meningkatkan kecairan dan pemadatan pasir dan kekuatan. Optimumkan nisbah resin dan proses mencampur pasir: Laraskan jumlah resin dan agen pengawetan yang ditambah mengikut musim dan suhu dan kelembapan persekitaran (biasanya 0.8% -1.5% daripada berat pasir asal) untuk memastikan pencampuran seragam. Kawal kesan pengawetan: Elakkan tiupan berlebihan atau pengawetan yang tidak mencukupi. Untuk teras pasir yang tebal dan besar, proses pengisian blok berongga atau kok boleh digunakan. Kawal persekitaran penyimpanan dan penggunaan: Cuba pendekkan masa penyimpanan acuan/teras pasir dan elakkan penyerapan lembapan. Adalah disyorkan untuk mengawal kelembapan di bengkel di bawah 60%.
3. Meningkatkan reka bentuk sistem menuang untuk mengikut prinsip pengisian "licin, cepat, dan teratur": mengamalkan sistem menuang terbuka, bawah, atau berperingkat. Elakkan pembilasan terus: Sprue tidak boleh terus menghadap bahagian lemah dinding acuan atau teras pasir. Langkah-langkah seperti memperkenalkan garisan tangen, menyediakan lubang sprue, dan menggunakan skrin penapis boleh digunakan untuk menampan, menyuraikan dan membersihkan aliran logam cair. Kira masa menuang yang sesuai: elakkan mengisi terlalu cepat.
4. Optimumkan proses pencairan dan penuangan untuk mengawal suhu penuangan yang sesuai: sambil memastikan integriti pengisian dan mengelakkan penebat sejuk, cuba gunakan suhu penuangan yang lebih rendah. Untuk tuangan alat mesin ketebalan dinding sederhana, ia biasanya dikawal pada 1350-1420 ℃ (pengukuran suhu optik). Penulenan besi cair: Kuatkan pra-rawatan relau (seperti menggunakan agen penyingkiran sanga) untuk mengelakkan pengoksidaan berlebihan besi cair dan memastikan ketulenannya. Penuangan lancar: Elakkan gangguan dan percikan, dan pastikan cawan tuang penuh.
5. Mengenai pengurusan tapak dan pemeriksaan pemeriksaan bahagian pertama: Untuk bahagian pertama selepas acuan baru atau perubahan proses, berhati-hati memeriksa bahagian yang terdedah kepada nodul pasir. Wujudkan titik kawalan proses: pantau dan rekod proses utama seperti pemadatan, salutan dan suhu penuangan. Menganalisis lokasi nodul pasir: Berdasarkan kedudukan biasa nodul pasir, jejak kembali sama ada ia adalah masalah dengan bentuk, salutan, atau sistem penuangan.
Ringkasan dan Cadangan: Penyelesaian kepada masalah nodul pasir dalam penghasilan tuangan mesin besi tuang kelabu menggunakan pasir resin adalah untuk "meningkatkan kekuatan permukaan acuan pasir" dan "mengurangkan kesan hakisan/terma cecair logam pada dinding acuan". Cadangkan mengikut langkah ini untuk menyelesaikan masalah:
Pertama, semak salutan: ini adalah sebab yang paling langsung dan biasa. Sahkan kualiti salutan, ketebalan salutan dan keadaan pengeringan.
2. Seterusnya, periksa kekompakan dan operasi pengacuan: periksa sama ada acuan pasir pada kedudukan nodul pasir yang sepadan adalah longgar.
3. Kemudian analisa sistem penuangan: perhatikan sama ada ketulan pasir kelihatan betul-betul bertentangan dengan sprue atau di lokasi di mana aliran logam paling terjejas.
4. Akhir sekali sahkan parameter proses: semak sama ada nisbah pasir resin, kualiti pasir mentah dan suhu penuangan berada dalam julat terkawal. Melalui analisis sistematik dan penambahbaikan langkah demi langkah ini, kecacatan bukit pasir boleh dikawal dan dihapuskan dengan berkesan, meningkatkan kualiti permukaan dan ketepatan dimensi tuangan alat mesin dengan ketara.