Sự hình thành của các phần không kim loại trong các sản phẩm đúc

Nguồn gốc của các bao thể và khí trong kim loại nóng chảy chủ yếu bao gồm một số khía cạnh: cặn và khí từ sự phân hủy nhiệt và bay hơi của mẫu, xỉ và khí sinh ra trong quá trình nấu chảy kim loại nóng chảy, xỉ oxit hình thành do quá trình oxy hóa kim loại nóng chảy, sự hòa tan các khí đặc biệt bởi kim loại nóng chảy ở nhiệt độ cao, và các tạp chất bên ngoài xâm nhập vào khoang khuôn kín.

Trong số các loại xỉ và khí này, xỉ được tạo ra trong quá trình nấu chảy kim loại nóng chảy chiếm tỷ lệ lớn nhất, tiếp theo là xỉ sinh ra từ phản ứng giữa khí hòa tan trong kim loại nóng chảy ở nhiệt độ cao và chính kim loại, cũng như oxit hình thành do quá trình oxy hóa kim loại nóng chảy. Trên thực tế, cặn từ quá trình bay hơi và phân hủy nhiệt của mẫu chiếm một tỷ lệ tương đối nhỏ. Tuy nhiên, việc niêm phong kém khoang mẫu cho phép tạp chất bên ngoài xâm nhập, điều này có thể gây ra các khuyết tật bao thể lớn nghiêm trọng.

Các loại xỉ, khí và tạp chất rắn trộn lẫn từ bên ngoài này có mật độ thấp. Chúng từ từ nổi lên trên trong quá trình điền đầy kim loại nóng chảy và làm nguội trước khi đông đặc, và trôi về các khu vực có áp suất ngang thấp hơn dưới áp suất âm. Nếu các loại xỉ và khí này thoát ra khỏi vật đúc khi kim loại vẫn còn ở trạng thái lỏng, sẽ không xảy ra khuyết tật bao thể hay lỗ khí.

Trong các doanh nghiệp đúc bọt mất, các buồng áp suất âm của hệ thống áp suất âm hộp cát chủ yếu được bố trí ở đáy và thành xung quanh của hộp cát. Hướng hút áp suất âm vuông góc với hướng nổi tự nhiên lên trên của xỉ và khí, điều này cản trở sự nổi lên và thoát ra của tạp chất và khí.

Các yếu tố nhiệt động lực học và động học chi phối sự hình thành và loại bỏ các bao thể trong kim loại nóng chảy tạo điều kiện cho sự xuất hiện các khuyết tật bao thể trong vật đúc bọt mất, đồng thời cản trở việc loại bỏ chúng. Do sự đa dạng của nguyên liệu thô và phụ liệu được các xưởng đúc trong nước sử dụng, và dưới áp lực giảm chi phí liên tục, thép phế liệu và gang mua vào có thành phần phức tạp và nhiều tạp chất.

Hầu hết các xưởng đúc nấu chảy thép phế liệu trong lò cảm ứng tần số trung bình để sản xuất đúc, dẫn đến hàm lượng nguyên tố tạp chất cao trong kim loại nóng chảy. Đồng thời, vật liệu mẫu được sử dụng bởi các doanh nghiệp đúc bọt mất trong nước chủ yếu là bọt polystyrene cho xây dựng và đóng gói. Phản ứng vật lý và hóa học phức tạp giữa kim loại nóng chảy điền đầy và vật liệu mẫu tạo ra nhiều sản phẩm nhiệt phân, làm tăng thêm các bao thể trong kim loại nóng chảy.