Het gietproces is een belangrijke productiemethode op het gebied van metaalvervorming. De kern ervan is het gieten van gesmolten metaal in de zwaartekracht gietvorm en wacht tot het is afgekoeld en gestold om het vereiste gietstuk te vormen. Tijdens het gietproces heeft de vorming van gas in de mal een aanzienlijke invloed op de gietkwaliteit, productie-efficiëntie en operationele veiligheid.
Analyse van gasbronnen
Tijdens het gietproces komt het genereren van gas voornamelijk voort uit de volgende aspecten:
Vervluchtiging van metaalvloeistof: Sommige metaallegeringen geven gas af wanneer ze bij hoge temperatuur worden gesmolten. Aluminiumlegeringen kunnen bijvoorbeeld bij hoge temperaturen waterstof afgeven, wat niet kan worden genegeerd.
Ontleding van matrijsmaterialen: Sommige matrijsmaterialen ondergaan thermische ontleding bij hoge temperaturen en laten gas vrij. Dit fenomeen is vooral duidelijk bij gebruik van organische coatings of bepaalde polymeermaterialen.
Vochtigheid van de gietomgeving: Nadat het vocht in de gietomgeving in contact komt met het gesmolten metaal, kan er stoom ontstaan en de gasontwikkeling toenemen.
Chemische reactie: Chemische reacties tussen verschillende metalen of legeringen kunnen ook leiden tot het vrijkomen van gas, vooral wanneer de legeringssamenstelling complex is of de reactie actief is.
Effect van gas op gietkwaliteit
Het effect van gas op de gietkwaliteit tijdens het gietproces komt vooral tot uiting in de volgende aspecten:
Porositeit en insluitsels: Als het gas niet op tijd wordt afgevoerd, kunnen er poriën of insluitsels in het gietstuk ontstaan. Deze defecten hebben niet alleen invloed op het uiterlijk van het gietstuk, maar verminderen ook aanzienlijk de mechanische eigenschappen ervan, zoals sterkte en taaiheid, waardoor de levensduur van het product wordt verkort.
Oppervlaktedefecten: Het vasthouden van gas kan defecten zoals bellen en scheuren op het oppervlak van het gietstuk veroorzaken. Deze oppervlaktedefecten beïnvloeden niet alleen het uiterlijk van het gietstuk, maar kunnen ook ernstigere problemen veroorzaken bij de daaropvolgende verwerking en gebruik.
Faseveranderingsdefecten: In sommige gevallen zal de aanwezigheid van gas ongelijkmatige faseveranderingen in het gietstuk veroorzaken tijdens het stollen, wat op zijn beurt de microstructuur van het gietstuk zal beïnvloeden en tot prestatievermindering zal leiden.
Het effect van gas op de productie-efficiëntie
De gasontwikkeling heeft niet alleen invloed op de kwaliteit van het gietstuk, maar heeft ook een grote invloed op de efficiëntie van het gietproces:
Verlengde koeltijd: Het vasthouden van gas kan ervoor zorgen dat de koelsnelheid van de metaalvloeistof in de mal afneemt, waardoor de gietcyclus wordt verlengd. Dit heeft niet alleen gevolgen voor de productie-efficiëntie, maar kan ook leiden tot een stijging van de productiekosten.
Herbewerking en sloop: vanwege defecten veroorzaakt door gas moeten gietstukken mogelijk worden herwerkt of gesloopt, wat de productiekosten direct verhoogt en de productie-efficiëntie vermindert.
Slijtage van apparatuur: De vorming van gas kan ook leiden tot verhoogde slijtage van mallen en gietapparatuur, waardoor de levensduur van de apparatuur wordt beïnvloed, waardoor de onderhouds- en vervangingskosten stijgen.
Impact van gas op de veiligheid
Tijdens het gietproces kan de vorming van gas ook een bedreiging vormen voor de veiligheid van operators:
Explosierisico: Sommige gassen (zoals waterstof) hebben een explosierisico onder hoge temperaturen, vooral in een besloten omgeving. Als het gas niet effectief kan worden afgevoerd, kan de druk zich ophopen, waardoor er explosiegevaar ontstaat.
Het vrijkomen van giftige gassen: Sommige gietmaterialen kunnen bij hoge temperaturen giftige gassen vrijgeven, wat een bedreiging vormt voor de gezondheid van de operators. Daarom is het bijzonder belangrijk om tijdens het gietproces te zorgen voor een goede ventilatie en een goed uitlaatontwerp.