Identificarea și analiza defectelor în procesele de turnare utilizând tehnologia CT
Calitatea pieselor obținute în urma proceselor de turnare depinde de factorii specifici ai procedeului de turnare ales. Totuși, dacă discutăm la modul general despre turnare putem enumera o serie de factori care pot genera defecte de suprafață sau în structura pieselor: calitatea materialelor de formare, modul lor de preparare si conservare, calitatea formarii, precizia dimensionala a garniturilor de model, a formelor metalice sau matritelor, calitatea si intretinerea utilajului de formare, modul de asamblare pentru turnare, modul de elaborare a materialului metalic, compozitia si temperatura de turnare, viteza de umplere a formei, conducerea procesului de solidificare si racire, curățarea pieselor turnate.
Noțiunea de defect al piesei turnate reprezintă orice abatere de formă, dimensiune, masă, aspect exterior, compactitate, structură, compoziție chimică sau proprietăți mecanice și fizice prescrise în standardele respective sau alte documente tehnice normative.
Defectele pot apărea atât la exteriorul cât și la interiorul pieselor. Dacă discutăm despre defecte exterioare, acestea pot fi identificate ușor cu ochiul liber iar măsurarea acestora se poate face prin metode consacrate de control. În schimb, dacă discutăm despre defectele interioare, din structura pieselor turnate, identificarea se poate face de cele mai multe ori prin metode distructive și în cele mai multe cazuri nu toate aceste tipuri de defecte pot fi identificate.
Dezvoltarea și popularizarea tehnologiei CT în mediul industrial actual a permis capturarea, analiza și inspecția rapidă și nedistructivă a structurilor interne.
În continuare vă propunem o trecere în revistă a tipurilor de defecte specifice proceselor de turnare alături de modalitățile de identificare și analiză a acestora utilizând tehnologia CT.
DEFECTE POSIBILE ÎN INTERIORUL PIESELOR SAU PE SUPRAFAȚA ACESTORA
Crăpături apărute la cald sau la rece
Cauze posibile:
- temperatura si viteza de turnare a metalului
- dimensiunile si pozitia retelei de turnare si lipsa de compresibilitate a formei
tratamentul termic necorespunzator - tensiuni termice mari datorita diferentei de grosime a peretilor combinate adesea cu tensiuni decontractie
- socuri sau solicitari mecanice mariaplicate pieselor turnate in procesul de curatire, inainte de detensionare
Incluziuni (de amestec de formare, metalice și nemetalice, etc.)
Reziduuri precum nisipul provenit din matrițele turnate sau pulberea de metal pentru imprimarea 3D pot fi detectate rapid și ușor într-o singură scanare. Toate aceste incluziuni pot deveni o problemă pe parcursul prelucrărilor ulterioare doarece pot conduce la apariția crăpăturilor.
Retasuri, microretasuri și porozități
Retasurile reprezintă goluri deschise sau închise in corpul piesei turnate cu suprafața rugoasa sau macrocristalină, de obicei oxidată, care se formează în piesa turnată sub influența contracției în timpul solidificării. Uneori retasura apare ca o adâncitură pe suprafața piesei turnate (retasură exterioara).
Microretasurile reprezintă acumulările locale de goluri mici, uneori microscopice, concentrate sub forma de zone afânate in corpul piesei.
Cauze: – Contracția mare a aliajului in perioada de solidificare; – Temperatura ridicată la turnarea metalului; – Construcție necorespunzătoare a piesei; – Maselotaj incorect aplicat și rețele de turnare greșit dimensionate și aplicate;
Umplere incompletă a formei de turnare
Configurație incompletă a piesei turnate ca urmare a umplerii parțiale cu metal a cavitații formei.
Cauze : – Fluiditate scăzută a metalului lichid la turnare; – Cantitate insuficientă de metal în oala de turnare; – Scurgerea materialului din cavitatea formei în timpul turnării; – Construcția greșită a piesei sau a rețelei de turnare; – Presiunea metalostatică insuficientă în rețeaua de turnare;
Dezaxări (fețe în scară)
Deplasarea unei părți a piesei turnate în raport cu cealaltă parte a ei (fețe în scară).
Cauze : – Închiderea defectuoasa a cutiei de miez sau lipirea greșită a jumătăților de miez; – Jocuri prea mari între mărci; – Închiderea formelor cu ghidaje cu jocuri prea mari; – Deplasarea semiformelor în timpul turnării; – Suprapunerea incorectă a părților de model;
Umflături
Îngroșare locală pe piesa turnată, rezultată din cedarea formei sub presiunea metalostatică sau spălarea pereților formei de către metalul turnat.
Cauze: -Rezistenta mecanică insuficientă a amestecurilor de formare folosite; -Amestec preparat neomogen și insuficient îndesat; -Presiune metalostatică mare a metalului lichid în formă; -Rețeaua de turnare greșit concepută și amplasată;
Deformări
Modificarea configurației piesei turnate în timpul solidificării, sub influența tensiunilor din piesa turnată, din cauza rigidității necorespunzătoare a formei, a modelului deformat, a unor eforturi mecanice, a tratamentului termic, etc.
Cauze : -Tensiuni termice mari în piese cu pereți diferiți care nu duc la crăpături; -Pereții formei insuficient de îndesați; miezuri lungi, nesprijinite pe suporți; -Așezarea greșită a pieselor în cuptoarele de tratament termic; – Solicitări mecanice exagerate la curățire; -Model deformat;
