Wszelkie nieprawidłowości w procesie formowania powodują wady odlewów, które czasami można tolerować, czasami można je wyeliminować poprzez odpowiednią praktykę formierską lub naprawić metodami takimi jak spawanie i metalizacja.
Poniżej przedstawiono główne wady, które mogą wystąpić w odlewach piaskowych
i) Wady gazowe
ii) Wgłębienia skurczowe
iii) Wady materiału formy
iv) Odlewanie wad metalu
v) Wady metalurgiczne
1. Wady gazu
Wady w tej kategorii można podzielić na otwory wydmuchowe i otwarte, wtrącenia powietrza i porowatość otworkową. Wszystkie te wady są spowodowane w dużej mierze skłonnością formy do mniejszego przepuszczania gazu-, co może być spowodowane gorszą wentylacją, niską przepuszczalnością formy i/lub niewłaściwą konstrukcją odlewu. Z kolei mniejsza przepuszczalność formy wynika z drobniejszego uziarnienia piasku, większej zawartości gliny, większej wilgotności lub nadmiernego ubijania form.
Otwory rozdmuchowe i ciosy otwarte
Są to kuliste, spłaszczone lub wydłużone wnęki znajdujące się wewnątrz odlewu lub na powierzchni, jak pokazano na ryc. Ze względu na ciepło roztopionego metalu wilgoć przekształca się w parę, której część uwięziona w odlewie przedostaje się na powierzchnię w postaci rozdmuchu lub otwartego podmuchy. Oprócz obecności wilgoci, powstają one na skutek mniejszego odpowietrzenia i mniejszej przepuszczalności formy. Zatem w przypadku form z zielonego piasku bardzo trudno jest pozbyć się otworów rozdmuchowych, chyba że zapewniona zostanie odpowiednia wentylacja.
Inkluzje powietrzne
Gazy atmosferyczne i inne, wchłonięte przez roztopiony metal w piecu, w kadzi i podczas przepływu w formie, jeśli nie pozwolą na ucieczkę, zostaną uwięzione wewnątrz odlewu i osłabią go. Głównymi przyczynami tej wady są wyższe temperatury zalewania, które zwiększają ilość zaabsorbowanego gazu; zła konstrukcja wlewu, np. proste wlewy w wlewach bezciśnieniowych, ostre zakręty i inne turbulencje-powodujące turbulencje w wlewach, które zwiększają zasysanie powietrza i ostatecznie niską przepuszczalność samej formy. Rozwiązaniem byłoby wybranie odpowiedniej temperatury zalewania i ulepszenie praktyk wlewowych poprzez zmniejszenie turbulencji.
Porowatość otworu kołkowego
Jest to spowodowane obecnością wodoru w roztopionym metalu. Mogło to zostać wychwycone w piecu lub w wyniku dysocjacji wody wewnątrz gniazda formy. Gdy stopiony metal krzepnie, traci temperaturę, co zmniejsza rozpuszczalność gazów, wydalając w ten sposób rozpuszczone gazy. Wodór opuszczający krzepnący metal powodowałby bardzo małą średnicę i długie otwory na szpilki pokazujące drogę ucieczki. Te serie otworów na kołki powodują wyciek płynów pod wysokim ciśnieniem roboczym. Główną tego przyczyną jest wysoka temperatura zalewania, która zwiększa-pobieranie gazu.
Wgłębienia skurczowe
Są one spowodowane skurczem cieczy zachodzącym podczas krzepnięcia odlewu. Aby to skompensować, wymagane jest odpowiednie podawanie ciekłego metalu, a także odpowiednia konstrukcja odlewu.
2. Wady materiału formierskiego
Do tej kategorii zaliczają się wady powstałe na skutek właściwości materiałów formierskich. Wady, które można zaliczyć do tej kategorii, to przecięcia i zatarcia, penetracja metalu, stopienie, bicie, szczurze ogony i sprzączki, puchnięcie i opadanie. Wady te powstają głównie na skutek braku wymaganych właściwości materiałów formierskich lub nieprawidłowego ubijania.
Cięcia i mycie
Pojawiają się one w postaci szorstkich miejsc i obszarów z nadmiarem metalu i są spowodowane erozją piasku formierskiego przez przepływający stopiony metal. Może to być spowodowane niewystarczającą wytrzymałością masy formierskiej lub płynącym stopionym metalem z dużą prędkością. Temu pierwszemu można zaradzić poprzez właściwy dobór masy formierskiej i zastosowanie odpowiedniej metody formierskiej. To ostatnie można rozwiązać, zmieniając konstrukcję wlewów, aby zmniejszyć turbulencje w metalu, zwiększając rozmiar przewężek lub stosując wiele-wlotów.
Penetracja metalu
Gdy stopiony metal dostanie się w szczeliny pomiędzy ziarnami piasku, efektem będzie szorstka powierzchnia odlewu. Główną tego przyczyną jest to, że albo wielkość ziaren piasku jest zbyt gruba, albo do wnęki formy nie nałożono popłuczyny. Może to być również spowodowane wyższą temperaturą zalewania. Dobór odpowiedniej wielkości ziarna w połączeniu z odpowiednim myciem formy powinien pozwolić na wyeliminowanie tej wady.
Połączenie
Jest to spowodowane stopieniem ziaren piasku ze stopionym metalem, co nadaje powierzchni odlewu kruchy, szklisty wygląd. Główną przyczyną tej wady jest mniejsza ogniotrwałość gliny zawartej w masie formierskiej lub zbyt wysoka temperatura zalewania. Dobór odpowiedniego rodzaju i ilości bentonitu usunie tę wadę.
Wybicie
Bicie powstaje, gdy roztopiony metal wycieka z formy. Może to być spowodowane wadliwym wykonaniem formy lub wadliwą skrzynką formierską.
Szczurze ogony i klamry
Ogon szczura jest spowodowany uszkodzeniem kompresji powłoki wnęki formy z powodu nadmiernego ciepła w roztopionym metalu. Pod wpływem ciepła piasek rozszerza się, przesuwając w ten sposób ściankę formy do tyłu, a gdy ściana się odkształca, na powierzchni odlewu może to być zaznaczone małą linią, jak pokazano na rys. W przypadku większej liczby takich uszkodzeń na powierzchni odlewu może znajdować się wiele-przecinających się małych linii. Klamry to ogony szczurów, które są poważne.
Główną przyczyną tych wad jest to, że masa formierska ma słabą rozszerzalność i wytrzymałość na gorąco lub zbyt wysokie ciepło panujące w zalewie. Ponadto zastosowany piasek licowy nie zawiera wystarczającej ilości materiału węglowego, aby zapewnić niezbędny efekt amortyzacji. Właściwy dobór składników masy licowej oraz temperatury zalewania to środki mające na celu ograniczenie występowania tych wad
Puchnąć
Pod wpływem sił metalostatycznych ścianka formy może się cofać powodując pęcznienie wymiarów odlewu. W wyniku pęcznienia zwiększają się wymagania pokarmowe odlewów, o czym należy pamiętać poprzez właściwy dobór nadlewu. Główną przyczyną jest przyjęta-nieprawidłowa procedura wytwarzania form. Prawidłowe wbicie formy powinno skorygować tę wadę.
Upuszczać
Za tę wadę odpowiedzialne jest spadanie luźnego piasku formierskiego lub grudek z powierzchni nadpustu do wnęki formy. Jest to zasadniczo spowodowane nieprawidłowym ubijaniem kolby górnej.
3. Wylewanie wad metalu
Prawdopodobnymi wadami w tej kategorii są nieprawidłowe przebiegi i zimne zamknięcia oraz wtrącenia żużla.
Błędy i zimne zamknięcia
Nieprawidłowy przebieg powstaje, gdy metal nie jest w stanie całkowicie wypełnić wnęki formy i w ten sposób pozostawia niewypełnione wnęki. Zamknięcie na zimno powstaje, gdy dwa strumienie metalu spotykające się we wnęce formy nie łączą się prawidłowo, powodując nieciągłość lub słaby punkt odlewu. Czasami można zaobserwować stan prowadzący do zimnych zamknięć, gdy w odlewie nie ma ostrych narożników. Wady te są spowodowane głównie mniejszą płynnością roztopionego metalu lub zbyt małą grubością przekroju odlewu. To ostatnie można skorygować poprzez odpowiednią konstrukcję odlewu. Dostępnym środkiem zaradczym jest zwiększenie płynności metalu poprzez zmianę składu lub podniesienie temperatury odlewania. Wada ta może być również spowodowana zwiększeniem-zdolności odprowadzania ciepła, na przykład w przypadku zielonych pleśni piaskowych. Odlewy o większym stosunku powierzchni-powierzchni-do-objętości są bardziej podatne na te wady. Wada ta występuje również w formach, które nie są odpowiednio wentylowane z powodu przeciwciśnienia gazów. Środki zaradcze polegają zasadniczo na poprawie konstrukcji formy.
Wtrącenia żużla
Podczas procesu topienia dodawany jest topnik w celu usunięcia niepożądanych tlenków i zanieczyszczeń obecnych w metalu. W momencie spuszczania należy dokładnie usunąć żużel z kadzi, jeszcze przed wlaniem metalu do formy. W przeciwnym razie jakikolwiek żużel dostający się do wnęki formy osłabi odlew, a także zepsuje jego powierzchnię. Można to wyeliminować za pomocą niektórych metod-wychwytywania żużla, takich jak sita do wlewów lub przedłużenia kanałów.
4 Wady metalurgiczne
Wady, które można pogrupować w tej kategorii, to gorące łzy i gorące punkty.
Gorące łzy
Ponieważ metal ma niską wytrzymałość w wyższych temperaturach, wszelkie niepożądane naprężenia chłodzące mogą spowodować pęknięcie odlewu. Główną przyczyną jest zły projekt odlewu.
Gorące miejsca
Są one spowodowane schłodzeniem odlewu. Na przykład w przypadku żeliwa szarego zawierającego małe ilości krzemu na schłodzonej powierzchni może powstać bardzo twarde żeliwo białe. To gorące miejsce będzie zakłócać późniejszą obróbkę tego obszaru. Właściwa kontrola metalurgiczna i praktyki chłodzenia są niezbędne do wyeliminowania gorących punktów.
Jak wynika z poprzednich akapitów, usunięcie niektórych wad jest również przyczyną innych. Dlatego też inżynier odlewnik musi przeanalizować odlew z punktu widzenia jego końcowego zastosowania i w ten sposób opracować odpowiednią procedurę formowania, która pozwoli wyeliminować lub zminimalizować najbardziej niepożądane wady odlewu.
Analizator węgla-siarki
