Metaalgietfouten: soorten, oorzaken en oplossingen

“Gietfouten zijn ongewenste onregelmatigheden die doorgaans optreden tijdens het vormen van metalen gietstukken of producten. Deze gebreken kunnen worden aanvaard of ontkend op basis van het beoogde type gebrek, aangezien deze een aanzienlijke invloed kunnen hebben op de kwaliteit van gietproducten voor eindgebruik.”

Metaalgieten is een complex proces waarbij onderdelen worden vervaardigd door druk uit te oefenen om gesmolten metaal in een mal te dwingen. Als zodanig is het kwetsbaar voor verschillende ongewenste defecten die de kwaliteit van het onderdeel of de producten voor eindgebruik kunnen beïnvloeden. Deze gietfouten zijn een groot probleem voor fabrikanten. Gietfouten kunnen worden gecategoriseerd op basis van hun type, oorzaak en oplossing. Het kennen van deze defecten en hun oorzaken is essentieel voor het beheersen van het gietproces en het produceren van onderdelen met optimale prestaties. Deze aanpak helpt fouten te voorkomen en ervoor te zorgen dat klanten de beste producten ontvangen. Deze gids geeft algemene informatie over gieterijdefecten veroorzaakt door verschillende gietprocessen en geeft voorbeelden van defecten bij het gieten van metaal. U leert ook de belangrijkste redenen voor deze defecten en de respectieve oplossingen die voor elk defect kunnen worden toegepast om de kwaliteit van onderdelen te voorkomen en te behouden.

 

Wat zijn de gietfouten? 

Gietfouten zijn ongewenste onvolkomenheden in een gietdeel die afwijken van de ideale kwaliteit. Deze onnauwkeurigheden kunnen voornamelijk worden veroorzaakt door materiaalfouten, gietapparatuur of niet-geoptimaliseerde procedures.

Gebreken bij het spuitgieten

De spuitgiettechniek omvat hoge druk om het vloeibare gesmolten metaal te smeden om de vormholte te vullen, vergelijkbaar met kunststof spuitgieten. Het is geschikt voor het produceren van veel kleine, middelgrote of grote componenten, producten of prototypes. Spuitgieten resulteert in gladde oppervlakken en nauwkeurige afmetingen. Als het echter niet goed wordt uitgevoerd, worden er verschillende gebreken toegeschreven aan de producten die worden gegoten.

 

Soorten gietfouten

Laten we nu de verschillende soorten defecten, hun mogelijke oorzaken en hun oplossingen bespreken.

Metallurgische defecten

Het gebruik van ongeschikt gietmetaalmateriaal veroorzaakt voornamelijk metallurgische defecten. De meest voorkomende categorieën metallurgische defecten omvatten;

Porositeitsdefecten

Porositeitsdefect

Porositeitsdefecten zijn interne spuitgietdefecten die gewoonlijk moeilijk te detecteren zijn en zich in de gietstukken bevinden. Ze komen voor in de kleine gaatjes, holtes of luchtzakken van het metaal. Deze worden meestal gevormd wanneer lucht in het metaal wordt opgesloten vóór het gieten en kunnen de vorming van holtes aan de bovenkant van de matrijs of een langzame vulling van de mal veroorzaken. De laatste laag kan dus minder mechanische sterkte hebben. Er zijn twee hoofdtypen porositeitsdefecten:

Gasporositeitsdefecten

Deze defecten zijn over het algemeen rond of ovaal en verschijnen op het oppervlak van de gietstukken. Ze hebben een gladde body en zien er meestal heldergeel of wit uit. De gasporositeitsdefecten kunnen na het gietproces gemakkelijk worden geïdentificeerd met behulp van de volgende technieken: ultrasone of magnetische deeltjesinspectie. Er is echter een röntgenapparaat nodig om deze defecten op de niet-bewerkte oppervlakken van het onderdeel te detecteren. De belangrijkste oorzaken van gasporositeitsdefecten zijn; 

1. Betrokken gassen bij het vullen van metaallegeringen

De betrokken gassen veroorzaken turbulentie wanneer de gesmolten legering vrijelijk stroomt. Dit resulteert in gaten in het poortsysteem, het kiezen van de verkeerde gietparameters en een slecht wasontwerp, wat leidt tot porositeitsdefecten.

2. Vrijgekomen waterstof uit de gesmolten legering

Waterstofgas is een van de meest voorkomende oorzaken van porositeit in CNC-bewerkingsfouten. Vocht uit de lucht of uit smeltgereedschappen kan in het gesmolten metaal of de gesmolten staallegering terechtkomen en ontleden in waterstof. Tijdens het afkoelen en stollen wordt waterstof minder oplosbaar en vormt het gasporositeiten in gietstukken.

3. Gassen van losmiddelen

Deze gebeuren wanneer het gas in contact komt met losmiddelen; Gesmolten metaallegeringen kunnen deze verhitten en ontleding en de vorming van gassen veroorzaken, wat leidt tot porositeitsdefecten. Bovendien kan het hoge gebruik van losmiddelen de verdamping of perforatie van gassen veroorzaken.

Preventie; 

• Het is relatief belangrijk om schone en droge metaallegeringen te gebruiken om waterstofvorming te voorkomen.
• De injectiesnelheid en -druk moeten op een optimaal niveau worden gehouden en gecontroleerd om deze defecten te voorkomen.
• De smelttemperatuur tijdens het proces mag niet te hoog zijn om problemen met het smelten van de schimmel te voorkomen.
• Probeer voldoende gasstroom te gebruiken voor aanspuit- en runnersystemen met een lengte groter dan 50 mm.
• Gebruik losmiddelen van goede kwaliteit in kleine hoeveelheden.

inkrimping

Krimp bij het gieten 

Krimpfouten bij het gieten worden meestal aangetroffen in de kop- of sleepdelen van de matrijs. Er zijn twee soorten krimpdefecten: open en gesloten. Open krimpdefecten zijn defecten die optreden bij contact met de atmosfeer; lucht compenseert wanneer er een krimpholte ontstaat. 

Oorzaken: Het krimpen van metaal wanneer onderdelen de neiging hebben te stollen, is de belangrijkste oorzaak van krimpdefecten. Als dit proces niet gecontroleerd wordt, kan dit leiden tot een vervormd of broos eindproduct. Deze problemen kunnen worden toegeschreven aan een slecht matrijsontwerp. Verder worden ze veroorzaakt door onjuiste giettemperaturen en -drukken.

preventie: Strategische planning is van cruciaal belang om krimpproblemen te voorkomen. Het correct selecteren van poortsystemen kan helpen bij het bereiken van de juiste warmteverdeling en de juiste vorming van stolling. Bovendien kan het veranderen van de samenstelling van de legeringen nodig zijn om een ​​betere herhaalbaarheid in onderdelen te bereiken.

Matrijsmateriaaldefecten

Enkele oorzaken van materiaaldefecten in de gietvorm zijn onder meer een slecht matrijsontwerp of het gieten van te heet metaal in de matrijsholte. Hier zijn enkele van de meest voorkomende soorten defecten in het matrijsmateriaal:

• Snijwonden en wasbeurten: deze defecten ontstaan ​​wanneer het vloeibare metaal tijdens het gieten een deel van de mal afstroopt, omdat het zand niet tegen hitte kan. Ze worden waargenomen als kleine verhogingen op het oppervlak van het eindproduct, aflopend naar het uiteinde, die meer impact kregen van het gesmolten metaal.
• Druppels: Druppels zijn onregelmatigheden op het oppervlak van het gegoten product met kleine uitstulpingen. Ze komen voor wanneer de mal in slechte staat verkeert en zand in het vloeibare metaal dringt.
• Fusie: Fusiedefecten, die vaak voorkomen bij aluminiumgietfouten, treden op wanneer zand tijdens het proces met het gietstuk versmelt.
• Opzwellen: Puistjes zijn kleine onregelmatigheden in het oppervlak van het eindproduct, terwijl zwellingen groter zijn dan puistjes en verhoogde plekken op het oppervlak van het eindproduct zijn. Dit defect treedt op wanneer de mal zwak is en de druk van het gewicht van het vloeibare metaal het zand naar buiten duwt.

Oorzaken: Deze gebreken kunnen resulteren in onvoldoende ventilatie waardoor gassen in de mal worden opgesloten. Ook kunnen onzuiverheden of verontreinigingen in het vormmateriaal een factor zijn bij de vorming van een ruw oppervlak, porositeit of barsten op het oppervlak van het uiteindelijke gietstuk.

preventie: Om schimmeldefecten te voorkomen, moet de matrijs goed ontworpen en voorbereid zijn met goede ventilatie en hoogwaardig matrijsmateriaal. Procesparameters zoals temperatuur en gietsnelheid moeten optimaal worden gecontroleerd. Daarnaast; Andere factoren die bijdragen aan het produceren van foutvrije gietproducten zijn onder meer matrijsonderhoud en regelmatige inspecties op tekenen van slijtage of degradatie.

Uitloop

Uitloop ontstaat wanneer gesmolten metaal niet op de juiste wijze in de vormholte stroomt. Dit resulteert in het ondeugdelijk gieten of gedeeltelijk vormen van gietstukken. Over het algemeen is het oppervlak van een uitloop vlak, hoewel het soms onregelmatig en zelfs gekarteld kan zijn.

Oorzaken: De heet rood metaal kan op de verkeerde manier uit de mal vloeien voordat het de tijd heeft gekregen om te stollen. Dit komt vaak door ruimtes of holtes in de mal, vergelijkbaar met wanneer u met uw vingers water in uw handen probeert te houden en het zich uitspreidt.

preventie: Om dit probleem te voorkomen, moeten mallen goed gesloten of vastgedraaid zijn. Het is ook belangrijk op te merken dat het gebruik van hoogwaardige vormmaterialen ook uitloop kan verminderen.

Fusiedefecten bij het gieten

Fusie vindt plaats als gevolg van onvolledige stolling van gesmolten metaal in de mal, wat resulteert in onvolledige onderdeelvorming.

Oorzaken: De ontoereikende procestemperatuur van het gietmetaal en ongepaste materialen in het metaal.

preventie: Om fusiedefecten te overwinnen, moet u de juiste balans vinden tussen procesparameters. Houd bijvoorbeeld de optimale temperatuur aan bij het gieten van materiaal in de vormholte. Als het te koud is, zal de mal niet goed gevuld worden; als het te heet is, kan dit problemen met de gasporositeit, scheuren of holtevorming veroorzaken. 

Gasbellen

Wanneer het gegoten metaal in de mal stolt, kan het niet zoveel gas bevatten als toen het in gesmolten toestand was. Daarom stoot het metaal gas uit en als het niet door de mal naar buiten kan komen, zit het vast in het metaal. Dit leidt tot de vorming van bellen in het metaal, een proces dat bekend staat als het bellenproces. Deze bellen kunnen verschijnen in de vorm van gaatjes, blaasgaten en open gaten:

• gaatjes zijn holtes in het bovenste gedeelte van een gegoten voorwerp. Pinholes worden over het algemeen in clusters op het oppervlak van het gietstuk aangetroffen en zijn met het blote oog zichtbaar.
• blaasgat defecten treden op in de gietstukken en worden gekenmerkt door werkstukholten. Ze zijn niet gemakkelijk met het blote oog te zien en kunnen alleen worden gezien met speciale technieken zoals röntgen-, ultrasone, harmonische of magnetische onderzoeken.
• Open gaten verschijnen op het oppervlak van het werkstuk als gevolg van holtes die worden gevormd wanneer het gesmolten metaal in de mal wordt gegoten. Ondiepe open gaten worden meestal omschreven als littekens.

Overschotten of overschotten

Deze onverwachte problemen of overschotten doen zich bijvoorbeeld voor wanneer men vloeibaar metaal in een mal giet en constateert dat de malholte groter is geworden dan verwacht.

Oorzaken: Deze staan ​​bekend als zwellingen en verschijnen meestal als gevolg van druk of onvoldoende klemkracht. Het is alsof je een ballon opblaast tot het punt waarop hij barst; er moet iets wijken. Dit probleem kan echter worden opgelost door de vormparameters te wijzigen.

preventie: Om de vorming van zwellingen te voorkomen, is het essentieel om tijdens het gietproces te zorgen voor een evenwichtige druk en ondersteuning in de mal. Soms kunnen kleine aanpassingen aan het proces de gietresultaten verbeteren zonder ongewenste groei.

Vervormingsdefecten

Vervormdefect in de mal 

Vervormings- of kromtrekfouten maken van uw perfecte worp een vervormde prestatie. Ze komen voor wanneer sommige delen van het materiaal sneller stollen dan de andere delen of op een manier die de vorm vervormt.

Oorzaken: defecten zoals vervorming zijn vaak het gevolg van afschrikken of onjuiste materiaalverdeling tijdens het gietproces. Als je pannenkoekbeslag hebt en de ene kant is dikker, dan zal de dikkere kant aanbranden voordat de andere kant gaar is. Hetzelfde gebeurt bij het gieten, waarbij de dikte ongelijk is en de secties uitstekend zijn in verschillende snelheden, wat leidt tot kromtrekkingen.

preventie: Zorg ervoor dat het koelproces bij een constante temperatuur wordt uitgevoerd, zodat het materiaal niet de neiging heeft te buigen. Pas het matrijsontwerp aan om een ​​goede warmtecirculatie mogelijk te maken en controleer voortdurend de koelsnelheden om thermische spanningen te voorkomen die de vorm van het onderdeel kunnen vervormen.

Misruns en koude afsluitingen

Misruns en cold shuts zijn defecten die variëren van het opnemen van slak tot cold shots.

Oorzaken: Deze defecten worden meestal veroorzaakt door de onvolledige vulling van gesmolten metaal in de holte of matrijs, die stolt voordat deze afkoelt. Koude afsluitingen worden doorgaans waargenomen wanneer twee stromen vloeibaar metaal er niet in slagen nauwgezet samen te smelten in de mal. Bovendien zijn ze zichtbaar als de temperatuur laag is of als het poortsysteem niet efficiënt genoeg is om het gietproces mogelijk te maken.

preventie: Om fouten en defecten bij koude afsluiting te voorkomen, moet aandacht worden besteed aan het poortsysteem. Regel de temperatuur en de snelheid waarmee het metaal wordt gegoten om de mal tot de rand te vullen zonder dat het metaal uithardt voordat het de mal bedekt. Het is echter ook opmerkelijk om een ​​goede controle van de metaalstroom te overwegen en turbulentie tijdens het gietproces te vermijden. 

Metalen penetratie

Metalen penetratie 

Metaalpenetratiedefecten zijn defecten waarbij gesmolten metaal de zandvorm is binnengedrongen en een ruw en oneffen oppervlak op het gietstuk heeft gevormd. Dit wordt veroorzaakt door slechte kwaliteit vormzand, grote zandkorrels, hoge doorlaatbaarheid en onvoldoende verdichting van het vormzand.

Om metaalpenetratiedefecten te voorkomen:

• In de mal moeten de grovere zandkorrels worden gebruikt.
• Zorg ervoor dat het gebruikte zand een lage doorlaatbaarheid heeft.
• Druk het zand steviger aan tijdens het vormen.

Deze maatregelen helpen de kans te minimaliseren dat het gesmolten metaal in de mal terechtkomt en oppervlakteruwheid op de gietstukken veroorzaakt.

Slakkenopname

De slakinsluiting ontstaat wanneer gesmolten metaalhoudende slakdeeltjes in de vormholte worden gegoten en vervolgens worden gestold.

Oorzaken: Dit defect resulteert voornamelijk in de vorming van slakdeeltjes in het gesmolten metaal.

remedies: Om het probleem van het opnemen van slak te overwinnen, moeten de slakdeeltjes uit het gesmolten metaal worden verwijderd voordat het in de vormholte wordt gegoten.

Hete of harde plekken

Hot- of hard-spot-defect

Hete of schrijnende plekken ontstaan ​​meestal als gevolg van ontoereikende koelmethoden. Deze plekken kunnen tijdens de bewerking problematisch zijn omdat ze groter worden gereedschap slijtage. Hieronder volgen de oplossingen die kunnen worden toegepast op hotspots:

• Corrigeer het koelproces om ervoor te zorgen dat het gietstuk op de juiste manier afkoelt, indien nodig.
• Pas de metaalsamenstelling zo aan dat er minder kans is op het ontstaan ​​van hete scheuren bij het gieten.

Door deze strategieën te implementeren, kunt u de kans op hotspots minimaliseren en de kwaliteit van uw gietproducten verbeteren.

 

Wat is een hete scheur bij gietfouten?

 

Hete tranen worden gevormd wanneer het materiaal krimpt tijdens het stollingsproces en deze krimp beperkt is. Kleine hete tranen kunnen in de loop van de tijd ook groeien en tijdens het gebruik storingen veroorzaken. Om de kans op hete tranen te verkleinen, moeten deze beperkingen worden aangepakt. Eén van de manieren is om het ontwerp van de gietmal te verbeteren. Het is ook mogelijk om hete scheuren te voorkomen door gebruik te maken van flexibele vormmaterialen tijdens de krimpfase. Bovendien is het ook belangrijk om het gietmateriaal niet te oververhitten en de matrijstemperatuur te verhogen om de kans op hete scheuren te verkleinen. Verschillende normen, zoals ASTM en AMS, bieden richtlijnen voor het inspecteren en accepteren van hete tranen en andere gietfouten.

 

Opsommen

We hebben vanaf het begin manieren geïdentificeerd om deze problemen te voorkomen. U kunt deze ongebruikelijke defecten dus verhelpen door aandachtig te letten op materiaalcontrole op schimmels en door de juiste mengmethoden te leren.

Nooit meer achter uitloop aanlopen; die deining zal niet op de schroothoop belanden als u ons advies opvolgt. Het is nu mogelijk om perfectie te bereiken omdat de oorzaken van gebreken bekend zijn. Maar met onze voorzorgstips over hoe u kromtrekken, insluitsels en diverse andere kunt voorkomen, kunnen dergelijke zorgen worden weggenomen.

Tot slot, terwijl gieterij gebreken Het lijkt misschien een probleem, maar als u ze confronteert met wat we u vandaag hebben gepresenteerd, kunnen uw projecten van een ramp in een succes veranderen. Bent u op zoek naar foutloze professionele gietdiensten? Neem vandaag nog contact op met Prolean Tech voor uw gratis online instant citeren.