Газовые дефекты в песчано-глинистых формах: причины и решение на практике
Одним из наиболее опасных видов брака при этой технологии являются газовые дефекты: газовая пористость и газовые раковины. Такие дефекты не всегда видны при визуальном осмотре, но выявляются при неразрушающем контроле качества или в процессе мехобработки деталей. Последствия для завода очевидны: повышенные расходы на ремонт и переработку отливок, увеличение брака, а значит — снижение выхода годного.
Как проявилась проблема
На одном из предприятий, использующих песчано-глинистые формы, резко увеличился процент брака по газовым дефектам.
Характерные признаки:
- газовая пористость в толще металла;
- поверхностные газовые раковины;
- газовые раковины в массивных сечениях деталей.
Технологическая цепочка и режимы литья оставались прежними. Изменение было только одно — завод начал получать кварцевый песок от нового поставщика. По сопровождающим сертификатам песок соответствовал заявленной марке и требованиям стандартов.
Предположение технологов
Первая гипотеза заключалась в том, что форма стала хуже вентилироваться. Газопроницаемость формовочной смеси — это способность пропускать через себя воздух и газообразные продукты разложения связующих и примесей. Если смесь недостаточно газопроницаема, то при заливке металл не успевает вытеснить воздух и газы, и они остаются в отливке.Причины снижения газопроницаемости при одинаковом оборудовании и технологии могут быть связаны только с изменением исходных материалов. Наиболее вероятные варианты:
- повышенная глинистая составляющая в песке;
- присутствие органических примесей, которые при нагреве выделяют газ.
Входной контроль материалов как решение
Чтобы подтвердить или опровергнуть гипотезу, на предприятии усилили входной контроль кварцевого песка. Для этого был приобретён комплект специализированного лабораторного оборудования, включающий:- прибор для определения газопроницаемости формовочной смеси;
- прибор для измерения общей глинистой составляющей;
- установки для анализа содержания органики (показатели газотворной способности и потерь при прокаливании — ППП).
Эти методы позволяют напрямую выявлять факторы, которые влияют на образование газовых дефектов.
Результаты исследований
Лабораторные испытания показали, что песок нового поставщика имеет завышенное содержание глинистой составляющей. Внешне и по паспорту это было неочевидно, однако именно эта характеристика и привела к ухудшению газопроницаемости смеси.Результаты были предъявлены поставщику. Завод получил замену партии на песок с нормируемым содержанием глины. После перехода на новый материал количество газовых дефектов снизилось до прежнего уровня.
Дополнительно предприятие ввело регламент:
- каждая партия песка проходит входной контроль;
- газопроницаемость формовочной смеси теперь регулярно проверяется в лаборатории;
- при отклонениях формовочная смесь корректируется либо исходный материал возвращается поставщику.
Выводы и опыт для отрасли
- Газовые дефекты в песчано-глинистых формах напрямую связаны с качеством исходных материалов. Даже при соблюдении технологии и использовании исправного оборудования они могут появиться из-за изменения характеристик кварцевого песка.
- Сертификатов поставщика недостаточно. Паспорта качества не всегда отражают реальные свойства материала, которые проявляются именно в условиях литейного производства.
- Лабораторный контроль — обязательный элемент современного литейного производства. Приборы для определения газопроницаемости, содержания глины и органики позволяют выявить причину брака до того, как он появится.
- Экономический эффект: снижение брака даже на несколько процентов оправдывает затраты на оборудование и организацию лаборатории, поскольку речь идёт о десятках тонн металла и сотнях рабочих часов.
Таким образом, внедрение систематического контроля материалов дало предприятию реальный результат — снизился уровень газовых дефектов, повысился выход годного, а риск повторения ситуации с новым поставщиком свёлся к минимуму.
Чтобы не полагаться только на поставщика, лучше заранее иметь лабораторное оборудование для контроля газопроницаемости и газотворности смеси. Компания СЛТ является официальным поставщиком лабораторного оборудования формовочных материалов.
