Comment résoudre les défauts tels que les boutons de sable sur la surface supérieure des pièces en fonte grise produits par moulage au sable de résine ?

Des nodules de sable apparaissent à la surface des pièces moulées en fonte grise produites par du sable résineux, ce qui constitue un problème typique qui affecte la qualité de surface des pièces moulées. Les nodules de sable se manifestent généralement par des morceaux durs de métal et des particules de sable adhérant à la surface des pièces moulées, qui sont difficiles à nettoyer et peuvent également affecter la précision dimensionnelle et l'apparence.

1. La principale raison de la formation de nodules de sable est la résistance locale insuffisante de la surface du moule/noyau de sable de résine. Sous l'action thermique et mécanique du métal en fusion, les blocs de sable de surface se décollent et sont aspirés dans le métal en fusion, mais ne sont pas complètement emportés ni refondus, et sont finalement enroulés autour de la surface de la pièce moulée. Les raisons spécifiques peuvent être analysées à partir des dimensions suivantes :

1. Compacité inégale due au processus de moulage/fabrication du noyau : compacité insuffisante dans certaines zones (en particulier les coins, les rainures et les cavités profondes), surface du moule en sable meuble, faible résistance et facile à laver. Opération incorrecte de retrait/réparation du moule : dommages au moule en sable lors du retrait du moule ou réparation incomplète lors de la réparation du moule, laissant des blocs de sable potentiellement lâches. Qualité du revêtement et processus de brossage : la couche de revêtement est trop fine ou n'est pas recouverte et ne parvient pas à isoler efficacement le liquide métallique à haute température de la surface du moule en sable. Profondeur de pénétration insuffisante du revêtement : impossibilité de former une « couche frittée » solide avec le moule en sable, entraînant une mauvaise adhérence. Séchage insuffisant des revêtements : l'humidité résiduelle ou les solvants, gaz générés lors de la rencontre de liquides métalliques à haute température, peuvent impacter le revêtement et provoquer sa fissuration et son décollement. Mauvaise évacuation du moule/noyau en sable : une pression de gaz locale excessive peut provoquer l'"effondrement" de la couche de revêtement ou de la couche de surface faible.

2. Raisons de performance du sable brut et du sable résineux : Forme et taille des particules de sable brut : La surface des particules de sable est lisse, avec une faible rondeur (comme un coefficient angulaire élevé), un faible maillage mécanique entre les particules de sable et une faible résistance de surface du moule à sable. Ajout insuffisant de résine ou mélange irrégulier : entraînant une faible teneur locale en résine et une résistance insuffisante après durcissement. Durcissement inégal : En particulier pour les noyaux de sable épais, l'intérieur peut ne pas être complètement durci ou la surface peut devenir cassante en raison d'un soufflage excessif (résine furannique). Longue durée de stockage des moules en sable ou humidité environnementale élevée : les moules en sable en résine absorbent l'humidité, réduisent la résistance et augmentent la génération de gaz.

3. La raison de la conception du système de coulée est que le liquide métallique est excessivement emporté : la carotte fait face à la paroi du moule ou au noyau de sable, formant un flux de liquide métallique à grande vitesse qui a un impact direct. La conception du système de coulée est déraisonnable et la vitesse de remplissage est trop rapide, ce qui provoque une grave érosion et une usure de la surface du moule/noyau en sable.

4. La température de coulée du métal fondu lui-même est trop élevée : une charge thermique excessive accélérera la décomposition thermique de la résine à la surface du moule en sable et le frittage des particules de sable, provoquant un épaississement de la couche de pelage. Dans le même temps, la fluidité du fer fondu est trop bonne et la force de récurage est renforcée. Oxydation sévère du fer fondu : une teneur élevée en oxydes (tels que FeO) dans le fer fondu peut réagir chimiquement avec les particules de sable SiO ₂, exacerbant la tendance à l'érosion et au collage du sable du liquide métallique sur le moule en sable.

2、 Une solution systématique pour résoudre le problème des nodules de sable nécessite de commencer par la prévention et le contrôle, de mener des enquêtes systématiques et d'optimiser les processus.

1. Optimisez le processus de fabrication de forme et de noyau pour garantir un compactage uniforme : concentrez-vous sur le compactage des pièces complexes telles que les coins, les saillies et les cavités profondes, et utilisez des outils spécialisés pour faciliter le compactage. Moulage et réparation standardisés : utilisez soigneusement et utilisez une pâte ou un revêtement de réparation spécialisé pour réparer les zones endommagées. Application de revêtements renforcés : choisissez des revêtements en poudre de zircon ou en poudre de corindon à base d'alcool de haute qualité, qui présentent une résistance élevée au feu et une forte résistance à la corrosion. Assurez-vous que le revêtement a une concentration et une viscosité suffisantes, en utilisant un revêtement par immersion, un revêtement par flux ou un revêtement par pulvérisation pour garantir une épaisseur de revêtement uniforme (généralement 2 à 4 couches, épaisseur de film sec de 0,3 à 0,8 mm). Complètement sec : Après l'inflammation (revêtements à base d'alcool) ou le séchage, assurez-vous que le revêtement est complètement sec et exempt de taches d'humidité. Assurez un échappement fluide : définissez un nombre et une taille suffisants de trous d'échappement aux emplacements appropriés dans le moule/noyau en sable.

2. Contrôlez strictement la qualité du sable de résine et sélectionnez du sable brut de haute qualité : la priorité doit être donnée à l'utilisation de sable de silice avec une forme de particules rondes et une surface lisse (comme le sable Dalin de Mongolie intérieure), avec un coefficient angulaire contrôlé entre 1,2 et 1,3, ce qui est propice à l'amélioration de la fluidité, du compactage et de la résistance du sable. Optimisez le rapport de résine et le processus de mélange du sable : ajustez la quantité de résine et d'agent de durcissement ajoutés en fonction de la saison, de la température et de l'humidité de l'environnement (généralement 0,8 % à 1,5 % du poids de sable d'origine) pour garantir un mélange uniforme. Contrôler l'effet de durcissement : éviter un soufflage excessif ou un durcissement insuffisant. Pour les carottes de sable épaisses et volumineuses, des procédés de remplissage de blocs creux ou de blocs de coke peuvent être utilisés. Contrôlez l'environnement de stockage et d'utilisation : essayez de raccourcir la durée de stockage des moules/noyaux de sable et d'éviter l'absorption d'humidité. Il est recommandé de contrôler l'humidité de l'atelier en dessous de 60 %.

3. Améliorer la conception du système de versement pour suivre le principe d'un remplissage « fluide, rapide et ordonné » : adopter des systèmes de versement ouverts, à injection par le bas ou à étages. Évitez le rinçage direct : la carotte ne doit pas être directement face aux parties faibles de la paroi du moule ou du noyau de sable. Des mesures telles que l'introduction de lignes tangentes, la mise en place de fosses d'injection et l'utilisation de tamis filtrants peuvent être utilisées pour tamponner, disperser et purifier le flux de métal en fusion. Calculez le temps de versement approprié : évitez de remplir trop rapidement.

4. Optimisez le processus de fusion et de coulée pour contrôler la température de coulée appropriée : tout en garantissant l'intégrité du remplissage et en évitant l'isolation par le froid, essayez d'utiliser une température de coulée plus basse. Pour les pièces moulées de machines-outils d'épaisseur de paroi moyenne, elle est généralement contrôlée à 1 350-1 420 ℃ (mesure optique de la température). Purification du fer fondu : renforcer le prétraitement du four (par exemple en utilisant des agents d'élimination des scories) pour éviter une oxydation excessive du fer fondu et garantir sa pureté. Versement fluide : évitez les interruptions et les éclaboussures et gardez le gobelet verseur plein.

5. Gestion sur site et inspection de l'inspection de la première pièce : Pour la première pièce après de nouveaux moules ou des modifications de processus, inspectez soigneusement les pièces sujettes aux nodules de sable. Établissez des points de contrôle des processus : surveillez et enregistrez les processus clés tels que le compactage, le revêtement et la température de coulée. Analysez l'emplacement des nodules de sable : en fonction de la position régulière des nodules de sable, déterminez s'il s'agit d'un problème de forme, de revêtement ou de système de coulée.

Résumé et suggestions : La solution au problème des nodules de sable dans la production de pièces moulées en fonte grise utilisant du sable de résine consiste à « améliorer la résistance de surface du moule en sable » et à « réduire l'érosion/l'effet thermique du liquide métallique sur la paroi du moule ». Nous vous suggérons de suivre ces étapes pour résoudre les problèmes :

Vérifiez d’abord le revêtement : c’est la raison la plus directe et la plus courante. Confirmez la qualité du revêtement, l’épaisseur du revêtement et les conditions de séchage.

2. Ensuite, vérifiez la compacité et l'opération de moulage : vérifiez si le moule en sable à la position correspondante du nodule de sable est lâche.

3. Analysez ensuite le système de coulée : observez si des grumeaux de sable apparaissent directement en face de la carotte ou à l'endroit où l'écoulement du métal est le plus influencé.

4. Vérifiez enfin les paramètres du processus : vérifiez si le rapport du sable de résine, la qualité du sable brut et la température de coulée se situent dans la plage contrôlée. Grâce à cette analyse systématique et à cette amélioration étape par étape, les défauts des dunes de sable peuvent être efficacement contrôlés et éliminés, améliorant ainsi considérablement la qualité de surface et la précision dimensionnelle des pièces moulées de machines-outils.