Кастинг хийх үед инклюзийн үүсэлтийг хэрхэн багасгах вэ
Металл цутгахад цутгах чанар нь хайлсан металлын цэвэр байдал болон цутгах үйл явцын тогтвортой байдлаас ихээхэн хамаардаг. Цутгамал бүтээгдэхүүний чанарыг доройтуулдаг хамгийн түгээмэл согогуудын нэг бол хольц юм. Оролт нь металл дотор гацсан металл бус хэсгүүд (жишээлбэл, исэл, элс, шаар, эсвэл галд тэсвэртэй хэсгүүд) эсвэл хольцтой төстэй согог үүсгэдэг хийн бөмбөлөг байж болно. Оролт байгаа нь механик шинж чанарыг бууруулж, гоожиж, боловсруулалтын үр дүнг улам дордуулж, бүр эд ангиуд динамик ачаалалд өртөх үед хагарал үүсэх эхлэлийн цэг болдог. Тиймээс хольцын эх үүсвэрийг ойлгож, хайлахаас эхлээд хатуурах хүртэл урьдчилан сэргийлэх арга хэмжээг хэрэгжүүлэх нь тэдгээрийн үүсэхийг багасгах гол түлхүүр юм.
1. Хамруулалтын эх сурвалжийг ойлгох
Эхний алхам бол оруулга хаанаас үүсэлтэйг тодорхойлох явдал юм. Ерөнхийдөө цутгамал дахь оруулга нь хэд хэдэн үндсэн эх сурвалжаас үүсдэг.
1. Халаах, хутгах эсвэл цутгах үед агаартай хэт их харьцсанаас хайлсан металлын исэлдэлт. Үүссэн исэл нь нарийн ширхэгт хэсгүүдэд хуваагдан түдгэлздэг.
2. Хайлшийн элементүүд болон хүчилтөрөгчийн хоорондох урвалаас, мөн бүрэн тусгаарлагдаагүй урсгалаас үүссэн шаар.
3. Хэвний элс нь хэт их турбулент металлын урсгал, элсний бат бэх чанар бага, эсвэл оролтын буруу хийцээс болж элэгдэлд ордог.
4. Дулааны болон химийн элэгдлийн улмаас хагарсан тигель, шанага эсвэл зуухны доторлогооноос үүссэн галд тэсвэртэй хэсгүүд.
5. Зэвэрсэн, тослог хаягдал, эсвэл металл бус материалтай холилдсон түүхий эдийн бохирдол.
6. Сүвэрхэг чанар болон дотоод гажиг үүсгэж болох ууссан хийнүүд (хөнгөн цагаан дахь устөрөгч, ган дахь азот/хүчилтөрөгч) - чанарт ижил төстэй нөлөө үзүүлдэг тул ихэвчлэн "орц" гэж тооцогддог.
Асуудлын эх үүсвэрийн тодорхой газрын зурагтай бол урьдчилан сэргийлэх арга хэмжээг илүү үр дүнтэй боловсруулж болно.
2. Түүхий эд болон цэнэгийн цэвэр байдлыг хянах
Орц нь ихэвчлэн цэвэр түүхий эдээс бага гардаг. Тиймээс:
– Зэв, будаг, тос, шороо багатай өндөр чанартай хаягдал ашиглаарай. Органик бохирдуулагч нь хий үүсгэж, шаар үүсэхийг нэмэгдүүлдэг.
– Чийгийг багасгахын тулд зарим хаягдлыг урьдчилан халаана, ялангуяа хөнгөн цагааныг халаана, учир нь ус нь устөрөгчийг нэмэгдүүлдэг.
– Металл болон хайлшийг ялгах сахилга баттай байх. Хяналтгүй хаягдал холих нь хүсээгүй урвалыг өдөөж, шаарны үйлдвэрлэлийг нэмэгдүүлж болзошгүй.
– Хатуу цэвэрлэгээг хэрэгжүүл: хайлуулах болон цэнэг хадгалах хэсэг нь хуурай, тоос шороо/элсгүй байх ёстой.
3. Хайлуулах процессыг оновчтой болгох: исэлдэлт болон шаарыг багасгах
Хайлах явцад хайлсан металл исэлдэлтэд маш мэдрэмтгий байдаг. Зарим чухал алхамууд:
– Хайлах температурыг хэт өндөр болохоос сэргийлж хянана. Хэт халалт нь исэлдэлтийн урвалыг хурдасгаж, хаягдал/шаарыг нэмэгдүүлдэг.
– Өндөр температурт барих хугацааг багасгах. Хайлсан металл удаан хугацаанд ил байх тусам исэлдэх магадлал өндөр болно.
– Хайлсан гадаргууг хүчилтөрөгчөөс хамгаалж, хог хаягдлын нэгдэл үүсэхэд туслахын тулд металлын төрөлд (жишээлбэл, хөнгөн цагаан) тохирох флюс/бүрхэгч бодис ашиглан амархан арилгаж болно.
– Шаар зайлуулах ажлыг зөв гүйцэтгэнэ: Шаар зайлуулах хэрэгсэл цэвэрхэн, хөдөлгөөн тогтвортой байх ёстой бөгөөд шаар буцаж холилдохгүйн тулд металлыг хутгахгүй байх ёстой.
– Зарим хайлшийн хувьд хяналттай агаар мандалд хайлуулах эсвэл инертийн хийн хамгаалалт хийхийг авч үзэх боловч энэ нь үйлдвэрлэлийн цар хүрээ болон өртгөөс хамаарна.
4. Хайлсан металлыг хийгүйжүүлэх, цэвэршүүлэх дадлага
Зарим металлуудад орцууд нь ууссан хийтэй нягт холбоотой байдаг. Хамгийн түгээмэл жишээ бол хөнгөн цагааныг устөрөгчтэй хамт хэрэглэх явдал юм. Нийтлэг аргуудад дараахь зүйлс орно.
– Хийгүйжүүлэлт нь эргэлдэгч хийгүйжүүлэгч эсвэл жадаар дамжуулан инертийн хий (аргон/азот) ашиглан устөрөгчийг зайлуулж, нарийн исэл хэсгүүдийг хөвүүлэхэд тусалдаг.
– Хэрэв тоног төхөөрөмж хязгаарлагдмал бол флюс үлдэгдэл шинэ хольцын эх үүсвэр болохгүйн тулд хатуу хяналттайгаар хийгүйжүүлэгч/флюкс шахмалыг хэрэглэнэ.
– Хэвний хөндийд орохоос өмнө исэл болон металл бус хэсгүүдийг барьж авахын тулд шингэн металл шүүлтүүр (жишээлбэл, хөнгөн цагаан дээрх керамик хөөсөн шүүлтүүр) хэрэглэнэ. Шүүлтүүр нь ялангуяа өндөр чанарын шаардлага хангасан бүтээгдэхүүний хувьд хольцыг багасгах хамгийн үр дүнтэй аргуудын нэг юм.
5. Шанага, тигель болон галд тэсвэртэй засвар үйлчилгээ
Доторлогооны буюу тигелийн гэмтэл нь цутгах явцад галд тэсвэртэй хэсгүүдийг зөөвөрлөхөд хүргэж болзошгүй. Урьдчилан сэргийлэх:
– Галд тэсвэртэй материалын хагарал, цууралт, эсвэл хальслах эсэхийг тогтмол шалгаж байх.
– Ашиглаж буй металл болон флюсийн төрөлд тохирсон галд тэсвэртэй материал ашиглах; химийн урвал нь задралыг хурдасгаж болзошгүй.
– Уурын дэлбэрэлтээс урьдчилан сэргийлэх, цутгах явцад турбулент байдлыг нэмэгдүүлж болзошгүй орон нутгийн хөргөлтийг багасгахын тулд шанага болон металл хүрэлцэх багаж хэрэгслийг хуурай, урьдчилан халаасан эсэхийг шалгаарай.
– Гэнэтийн хөдөлгөөн шаарыг буцааж хутгаж болзошгүй тул шанага авч явахдаа хэт их хутгахаас зайлсхий.
6. Хаалганы системийг тайван урсгалд зориулж зохион бүтээ
Олон тооны хольц нь металлын турбулент урсгалын улмаас хэвний хөндийд ордог бөгөөд энэ нь элсийг элэгдэж, гадаргуугийн ислүүдийг металл руу татдаг. Оролтыг багасгахын тулд хаалганы дизайны гол зарчим нь ламинар, тогтвортой, хяналттай урсгалыг бий болгох явдал юм.
Зарим нийтлэг аргууд:
– “Агаар сорох” болон цацагдах нөлөөллийг бууруулдаг цооног болон цооног ашиглах.
– Урсгалыг хэт өндөр өндрөөс чөлөөтэй унахгүй байхаар чиглүүл; чөлөөт уналт нь турбулент байдал болон исэлдэлтийг нэмэгдүүлдэг.
– Шаарны хэсгүүдийг хаалга руу орохоос нь өмнө барихын тулд гүйлтийн өргөтгөл болон шаарны хавхыг ашиглана уу.
– Элсийг элэгдэлд оруулахгүйгээр хэвийг хангалттай хэмжээгээр дүүргэхийн тулд зөв хэмжээг (тоо хэмжээ болон хэмжээ) ашиглана уу.
– Зарим тохиолдолд исэлдсэн хальс үүсэх болон хуйлралт үүсэхийг багасгахын тулд ёроолын хаалт эсвэл доороос цутгах аргыг хэрэглэнэ.
7. Хэв болон цөмийн чанарын хяналт
Элсний хольц нь ерөнхийдөө хэвний материалын элэгдэл эсвэл хальслалтаас болж үүсдэг. Эрсдэлийг бууруулахын тулд:
– Элсний бат бэх (ногоон бат бэх/тогтох бат бэх) хангалттай бөгөөд тогтвортой байгаа эсэхийг шалгаарай.
– Хэвлэх элсний чийгийн хэмжээг хянана. Хэт өндөр чийг нь хий үүсэх болон гадаргуугийн гажигийг өдөөж болох бол хэт бага чийг нь наалдацыг бууруулдаг.
– Металлын урсгалын элэгдэлд өртөмтгий хэсэгт бүрхүүл/галд тэсвэртэй угаагч хэрэглэнэ.
– Цөмийн чанар, бат бөх чанарыг сайжруулж, хатаах процесс болон холбогч нь тогтвортой байхын тулд цөм нь унахгүй байхаар хангана.
– Хэвний гадаргуу дээр хийн шороо үүсэхэд хүргэдэг хийн даралтыг бууруулах сайн агааржуулалтын загвар.
8. Цутгах техник: үйлдвэрлэлийн талбай дээрх үйл явцын сахилга бат
Сайн хийцтэй байсан ч муу цутгах нь хольцын асуудлыг дахин үүсгэж болзошгүй. Зөвлөмж болгож буй дадал:
– Хандалт болон аюулгүй байдлыг алдагдуулахгүйгээр цутгах өндрийг аль болох бага байлга.
– Тасралтгүй, тогтмол хурдаар асгана. Тасралтгүй асгах нь турбулент байдал болон исэлдэлтийг нэмэгдүүлдэг.
– Шаар дээр асгахаас зайлсхий: шанаганы гадаргуу цэвэрхэн байгаа эсэхийг шалгаад, шаарыг чирэхгүй “хазайлгах” аргыг ашиглаарай.
– Хайлшийн зөвлөмжийн дагуу цутгах температурыг хянана уу: хэт халуун нь ислийг нэмэгдүүлдэг, хэт хүйтэн нь буруу гүйх эрсдэлийг нэмэгдүүлдэг бөгөөд эрт хатуурснаас болж хольцыг барьж авдаг.
9. Хөргөх ба хөлдөөх: хольцыг хөвүүлэхэд тусална
Зарим системд металл хатуурахаас өмнө хольцууд хөвж болно. Тусалж болох арга хэмжээнүүд:
– Хог хаягдлыг “золиослох” боломжтой хэсэг рүү (жишээлбэл, ус өргөх эсвэл халих хэсэг рүү) шилжүүлэх боломжтой байхаар ус өргөгч болон урсгалыг төлөвлөнө.
– Шүүлтүүр болон халих цэгүүдийг оруулах цуглуулах цэг болгон ашиглаарай.
– Чиглэлийн хатууралтын дулааны градиентийг хянана. Чиглэлийн хатуурал нь чухал бүсэд хольцууд гацах магадлалыг бууруулдаг.
10. Шалгалт, туршилт болон тасралтгүй сайжруулалт
Оруулалтыг багасгах нь нэг удаагийн ажил биш. Энэ нь өгөгдөлд суурилсан санал хүсэлтийг шаарддаг:
– Согогийн шинжилгээ хийх: дээжийг огтлох, макро сийлбэр хийх эсвэл металлографийн аргаар оруулгын төрлийг (исэл, элс, шаар, галд тэсвэртэй) тодорхойлох.
– Чухал бүрэлдэхүүн хэсгүүдэд рентген зураг (RT) эсвэл хэт авиан шинжилгээ (UT) зэрэг NDT шинжилгээг хэрэглэнэ.
– Үйл явцын параметрүүдийг хянах: температур, барих хугацаа, урсгалын төрөл, хийгүйжүүлэх түвшин, шүүлтүүрийн нөхцөл байдал.
– Ажлын стандарт болон операторын сургалтыг хэрэгжүүлэх—хээрийн практикийн хэлбэлзэл нь чанарын нийцгүй байдлын гол шалтгаан болдог.
Дүгнэлт
Цутгамал дахь хольц үүсэхийг цогц арга барилаар багасгаж болно: түүхий эдийг сонгох, цэвэр байлгах, исэлдэлт болон шаарыг дарах хүртэл хайлалтыг хянах, хийгүйжүүлэх болон шүүх, галд тэсвэртэй боловсруулалт, турбуленцийг бууруулдаг хаалганы дизайн, цутгах сахилга бат, хэвний чанарын хяналт гэх мэт. Эдгээр бүх алхмуудыг тогтмол гүйцэтгэж, хяналтын өгөгдөлтэй хамт хянаж байх үед үүссэн цутгамал нь илүү сайн дотоод цэвэршилттэй, сайжруулсан механик шинж чанартай, хаях түвшин болон үйлдвэрлэлийн зардлыг бууруулна. Өөрөөр хэлбэл, хольцыг хянах нь цутгамал бүтээгдэхүүний найдвартай байдалд шууд хөрөнгө оруулалт хийх явдал юм.
Хэрэв та хүсвэл би энэ өгүүллийг тодорхой металлын төрлүүд (хөнгөн цагаан, цутгамал төмөр, цутгамал ган)-д тохируулан өөрчилж, салбарт түгээмэл хэрэглэгддэг хаалга/шүүлтүүрийн загваруудын жишээг нэмж болно.
