Пористость всасывающего типа часто ошибочно диагностируется как водородная пористость. Всасывание воздуха под отрицательным давлением через зазоры формы приводит к попаданию внешнего воздуха в расплав, образуя специфические пористые дефекты при серийном литье по методам LPDC, гравитационного литья и литья под противодавлением (CPC).
Основная причина пористости всасывающего типа: во время этапа заполнения внутри полости формы возникает кратковременное отрицательное давление. Воздух всасывается внутрь через зазоры в сопряжении вставок, зазоры вентиляционных пазов или зазоры на линии разъема; захваченный воздух образует поры нерегулярной формы внутри матрицы алюминиевого отливка.
29 % случаев пористости всасывающего типа связаны с чрезмерной настройкой перепада давления противодавления CPC. Неправильная кривая давления создает мгновенный отрицательный давление в полости; наружный воздух проникает через зазоры в сопряжении вставок даже при хорошо герметизированной сборке формы для литья конструкционных деталей электромобилей.
Зазор на сопрягающей поверхности вставки, превышающий 0,04 мм, становится каналом для поступления воздуха. В условиях переходного отрицательного давления окружающий воздух всасывается в полость; такой дефект хаотично возникает вблизи линий стыков вставок в отливках, изготовленных в формах для литья под действием силы тяжести.
Изношенный зазор вентиляционной щели, превышающий 0,15 мм, удваивает риск всасывания воздуха. Широкий зазор вентиляционного паза не только приводит к образованию обильных обломов, но и служит каналом для всасывания воздуха во время импульса отрицательного давления при производстве алюминиевых колес в литьевых формах LPDC.
Металлографическая характеристика пористости, вызванной всасыванием: внутренние стенки пор шероховаты и содержат слой оксидной пленки. Эта особенность отличает её от пористости, вызванной водородом, с гладкими стенками, возникающей из-за растворенного водорода внутри расплавленного алюминиевого сплава.
Моделирование заполнения с помощью Procast позволяет предсказать переменные колебания давления в полости. Всплеск отрицательного давления ниже –0,02 МПа указывает на высокий риск образования дефектов всасывания; для литейных форм CPC с противодавлением необходимо скорректировать наклон кривой роста давления, чтобы устранить резкий пик отрицательного давления.
Неравномерная плоскостность вставки после термической деформации приводит к образованию локальных микрозазоров. Даже при допустимом зазоре при сборке в холодном состоянии термическая деформация открывает каналы утечки при рабочей температуре; только контроль в холодном состоянии не позволяет выявить этот скрытый риск для форм структурных деталей электромобилей.
Слепое затягивание болтов вставки с заданным моментом не может полностью устранить всасывание воздуха. Чрезмерный момент затяжки приводит к высоким остаточным напряжениям, ускоряя ползучесть и разрушение вставки; устранение зазора путем шлифования поверхности является более надёжным решением для форм для литья алюминия.
Неправильная эксплуатация на месте: использование увеличенного монтажного зазора вместо стандартной вентиляционной щели. Такая практика создаёт двойную опасность: недостаточный выпуск воздуха во время фазы положительного давления и сильное всасывание воздуха во время импульса отрицательного давления для форм для литья под действием силы тяжести.
Алгоритм устранения неисправностей: сначала проверьте металлографию пор в отливке, чтобы подтвердить, что их происхождение связано с всасыванием воздуха; затем оптимизируйте кривую давления CPC, повторно измерьте зазор в соединении вставок и проверьте состояние износа вентиляционных пазов для партий форм для литья методом LPDC.
Международное напоминание по послепродажному обслуживанию: пористость, вызванную всасыванием воздуха, невозможно устранить путем увеличения продолжительности дегазации расплава. Многие зарубежные литейные предприятия растрачивают ресурсы, продлевая процесс дегазации при обнаружении дефектов в виде пор, вызванных всасыванием воздуха.
(Количество слов: 893)
Часто задаваемые вопросы
В: Какой процент дефектов пористости отливок CPC обусловлен механизмом всасывания воздуха?
О: 29 % дефектов пористости вызваны эффектом всасывания воздуха при переходном отрицательном давлении.
В: Какой порог зазора на сопрягаемых поверхностях создает высокий риск всасывания воздуха для разъемных вставок?
О: Зазор на сопрягаемых поверхностях вставки, превышающий 0,04 мм, образует канал для проникновения воздуха.
В: Какое значение зазора в вентиляционной щели удваивает риск всасывания воздуха в условиях противодавления?
О: Зазор в вентиляционной щели более 0,15 мм создает одновременную опасность образования облоя и всасывания воздуха.
В: Какая металлографическая особенность позволяет отличить пористость, вызванную всасыванием воздуха, от водородной пористости?
О: Внутренняя стенка пористости, вызванной всасыванием воздуха, покрыта оксидной пленкой; водородная пористость имеет гладкую стенку пора.
В: Какое значение моделируемого скачка давления в полости указывает на высокий риск дефектов, вызванных всасыванием воздуха?
О: Переходный скачок отрицательного давления ниже –0,02 МПа указывает на опасность всасывания воздуха.
В: Почему чрезмерное затягивание болтов не может полностью устранить риск всасывания воздуха?
О: Чрезмерный крутящий момент вызывает остаточные напряжения и ускоряет ползучесть вставки или разрушение из-за трещин.
В: Почему длительная дегазация не устраняет пористость, вызванную всасыванием?
О: Пористость, вызванная всасыванием, возникает из-за проникновения окружающего воздуха, а не растворенного водорода в расплаве.
