Kekurangan Pengecoran Umum dalam Metalurgi: Penyebab & Pencegahan
Pendahuluan
Beberapa cacat pengecoran dijelaskan di bawah ini:
1. Keasalan Permukaan
Pasir cetakan terlalu kasar atau saat suhu tuang tinggi menghasilkan permukaan kasar atau seperti kerikil pada pengecoran. Dalam pengecoran baja, kekasaran dihasilkan karena terjadinya reaksi permukaan di antarmuka cetakan-logam di mana besi dioksidasi dan oksida besi bereaksi dengan silika untuk membentuk senyawa kasar. Reaksi permukaan terkadang juga menyebabkan porositas sub permukaan atau lubang pin.
2. Scabs atau Buckles
Cacat ini terjadi karena beberapa pasir goyah dari permukaan cope dan sebagai akibatnya ada lapisan logam yang terpisah dari pengecoran yang benar oleh lapisan pasir. Scabs adalah partikel yang relatif kecil dan buckles adalah cacat yang besar.
Ini terjadi karena penggunaan pasir terlalu halus, permeabilitas rendah, kelembapan tinggi, pemadunan cetakan yang tidak merata, aliran logam leleh yang rendah atau tidak teratur di atas permukaan pasir. Ini dapat dihindari dengan menggunakan pasir dengan plastisitas panas tinggi atau karakteristik ekspansi rendah, menggunakan buffer ekspansi dalam pasir, dan mengisi cetakan dengan cepat.
3. Lubang Blow
Ini mengambil bentuk rongga internal (lubang halus, bulat atau oval dengan permukaan mengkilap), porositas internal yang terdistribusi atau depresi permukaan sebagai hasil dari materi gas berlebihan yang tidak dapat melarikan diri.
Ini disebabkan oleh pemadunan keras, kelembapan berlebihan, permeabilitas rendah, butir halus berlebihan, ventilasi yang tidak lengkap atau tidak tepat, suhu cetakan yang rendah dan bahan karbon atau organik lain berlebihan (bahan yang menghasilkan gas). Ini terkadang disebabkan oleh pola dan pengaturan core-box yang buruk, yang menyebabkan terjebaknya gas di tempat buta dalam cetakan. Ini dapat dikontrol dengan memperhatikan poin-poin di atas.
4. Pin Holes
Reaksi permukaan terkadang menyebabkan porositas sub permukaan atau lubang pin. Dalam paduan aluminium yang mengandung lebih dari sekitar 1% magnesium-magnesium bereaksi dengan uap air dari cetakan untuk membentuk gas H2 menghasilkan lubang pin yang diisi hidrogen pada permukaan. Dalam pengecoran baja, lubang pin sub permukaan mungkin timbul dari deoksidasi yang tidak lengkap dari logam leleh.
5. Sand Spots
Ini muncul sebagai depresi beraturan tidak yang berjarak secara acak atau berkelompok pada pengecoran dan disebabkan oleh kotoran yang terkumpul di satu atau lebih vertex yang dikembangkan oleh logam. Sand spots disebabkan oleh logam mencuci partikel dari sistem saluran atau dinding cetakan, oleh kelebihan turbulensi dalam sistem gerbang, dan oleh percikan logam ke dalam cetakan. Ini dapat dikontrol dengan mengadopsi teknik pembuatan cetakan, gerbang dan pelelangan yang tepat.
6. Swell
Ini merujuk pada kondisi pembesaran rongga cetakan ketika logam leleh dicar ke dalam cetakan. Ini disebabkan, baik oleh pemadunan yang tidak cukup atau dengan mencar logam terlalu cepat.
7. Penyerutan
Ini merujuk pada kondisi rongga dalam pengecoran yang timbul dari kontraksi terpusat logam selama pengkristalan. Ini mungkin disebabkan oleh lokasi gerbang dan saluran yang tidak tepat, desain buruk dan filleting sudut yang tidak memadai.
8. Hot-Tears
Ini adalah retakan dengan tepi kasar karena stres tarik selama pengkristalan. Ini disebabkan oleh ketidakterusan dalam pengecoran logam yang timbul dari kontraksi yang terhalang, terjadi tepat setelah logam telah mengkristal.
Ini disebabkan oleh kekerasan cetakan yang berlebihan dari pemadunan, kekuatan kering dan panas yang tinggi, kontrol suhu metalurgi dan tuangan yang tidak tepat, dan penyediaan fillet atau braket yang tidak cukup di persimpangan bagian.
9. Cold-Cracks
Ini mirip dengan hot tears kecuali ketidakterusan lebih sedikit dan cacat terjadi di bawah 270°C.
10. Cold-Shots atau Surface Laps
Ini adalah cacat eksternal yang disebabkan oleh dua aliran logam yang terlalu dingin untuk melekat dengan baik; ini dapat terjadi karena tuangan lambat, desain buruk dan gerbang kecil; dan dapat dikontrol dengan penggunaan logam yang lebih panas menggunakan tulang alir yang aerodinamis untuk memberikan aliran yang lebih halus. Dalam cacat ini, bola logam kecil seperti tembak berlangsung hampir berbeda dari pengecoran.
11. Lifts and Shifts
Ini adalah cacat eksternal dalam pengecoran yang disebabkan oleh ketidakteraturan bagian pola, peralatan flask, pasungan jacket cetakan yang buruk dan penanganan cetakan yang tidak tepat.
12. Sponginess atau Honey-Combing
Ini juga cacat eksternal, yang terdiri dari sejumlah rongga dalam dekat satu sama lain. Ini disebabkan oleh kotoran atau gugusan yang tertahan dalam logam leleh, skimming yang tidak sempurna dan kualitas logam leleh yang buruk.
13. Displaced Cores
Ini terjadi karena terapungnya core dalam logam leleh. Core harus diancur dengan kuat. Dalam core panjang, bengkok dapat diatasi dengan menggunakan besi core kaku, dan chaplet yang ditempatkan dengan benar.
14. Misplaced Cores
Ini menghasilkan ketebalan pengecoran yang tidak sama dan terjadi karena pengecor tidak memeriksa berbagai ketebalan, saat akhirnya merakit cetakan dan core.
15. Pour-Short
Ini merujuk pada kondisi pengisian cetakan yang tidak lengkap karena logam yang tidak cukup dalam cetakan dan gangguan selama operasi tuangan.
16. Gas Porosity
Ini adalah rongga bundar dengan dinding halus dan terjadi karena gas yang terlarut dalam logam selama pelelangan dan tuangan. Pengumpanan yang tidak sempurna menyebabkan rongga sudut dengan lengan dendrit yang mengelejit ke dalam rongga. Mikro-porositas halus diamati dalam logam non-ferrous dan terjadi karena kandungan gas dan penyerutan logam.
17. Run-Outs
Pengurasan logam dari rongga disebut run-out. Ini menghasilkan pengecoran yang tidak lengkap dan disebabkan oleh pola terlalu besar, permukaan match plate yang tidak rata, bobot dan klamp cetakan yang tidak memadai, dan tekanan tuangan berlebihan.
18. Metal Penetration
Ini merujuk pada kondisi penetrasi logam di interstisia butir pasir. Ini menghasilkan agregat terfusi logam dan pasir pada permukaan pengecoran yang menghasilkan finishing permukaan kasar. Ini disebabkan oleh pemadunan lunak, pasir cetakan dan core terlalu kasar, dan suhu logam berlebihan.
19. Fins
Proyeksi tipis logam yang tidak dimaksudkan sebagai bagian pengecoran disebut fin. Fins biasanya terjadi pada parting cetakan dan bagian core. Ini disebabkan oleh keluarnya logam, pasungan cetakan dan core yang buruk, tekanan logam tinggi, dan bobot dan klamp yang tidak cukup.
20. Internal Air Pockets
Ini disebabkan oleh mencar logam yang mendidih atau tuangan cepat logam leleh dalam cetakan.
21. Dross atau Sand Inclusion
Ini adalah oksida atau produk reaksi lain dari logam yang dicar dan ini harus dihilangkan dari cetakan sebelum mencar logam. Cacat ini disebabkan oleh kontrol pelelangan dan tuangan yang tidak tepat, desain gerbang dan praktik pasir cetakan.
Inklusi scoria atau dross dapat dicegah dari masuk dari cetakan, dengan skimming sebelum mencar atau menggunakan cetakan tuang dasar, memakai wadah tuang sehingga scoria atau dross yang masuk dari cetakan akan naik dan tidak masuk ke sistem saluran, merancang sistem saluran untuk menghasilkan aksi skimming tambahan pada logam yang mengalir, streamlining sistem saluran akan meminimalkan kecenderungan untuk menangkap udara atau membentuk inklusi dross atau scoria selama tuangan.
Kontrol hati-hati atas permeabilitas cetakan dan kandungan gas mengurangi bahaya terjebaknya udara atau gas cetakan dan meminimalkan kecenderungan untuk membentuk dross dari reaksi cetakan-logam.
22. Misruns
Misrun mungkin ada dalam bentuk sudut dan rongga cetakan yang tidak terisi dengan tepat. Ini terjadi karena suhu tuang rendah, kurangnya fluency logam, gerbang terlalu kecil, terlalu banyak pembatas dalam sistem gerbang dll. Cacat lain yang disebut cold shot terjadi ketika dua aliran logam leleh dingin bertemu di persimpangan rongga cetakan dan tidak melekat bersama dan sehingga cetakan tidak terisi dengan benar dengan logam.
23. Pin Holes dan Lubang Gas
Pin holes adalah lubang kecil yang sangat banyak yang terlihat pada permukaan pengecoran setelah dibersihkan oleh shot-blasting. Pin holes disebabkan oleh kelembapan tinggi dan bahan yang menghasilkan gas dalam pasir karena logam rusak. Lubang gas muncul ketika logam dipindahkan atau dipotong menjadi bagian. Ini juga terjadi karena kelembapan dan logam rusak.
24. Seams
Ini merujuk pada cacat di persimpangan dua aliran logam.
25. Distortion
Ini terjadi karena stres kontraksi.
26. Drawing
Ini menghasilkan lubang kecil atau cukup besar dengan permukaan hitam. Ini terkait dengan kontraksi logam dalam cetakan. Ini umum pada boss tebal yang tetap cair setelah logam di sekitarnya telah mengkristal. Bagian semacam itu harus dikelilingi oleh pendingin untuk mempromosikan pendinginan cepat.
27. Cacat Lainnya
Beberapa cacat pengecoran kecil lainnya adalah drop, crushes, cuts dan washes. Drop terjadi ketika permukaan atas cetakan retak dan potongan pasir jatuh ke dalam logam leleh. Drop mungkin terjadi karena kekuatan hijau rendah, kekerasan cetakan rendah, menggunakan pasir panas, penguatan yang tidak cukup.
Kekurangan yang Timbul dari Pengumpanan yang Tidak Lengkap
Penyerutan pengkristalan adalah penyebab terbesar untuk banyak cacat pengecoran.
Kekurangan Eksternal
Ini muncul dalam bentuk rongga lokal di panas panas yang tidak diumpani dalam pengecoran (wilayah depresi pada cope dan permukaan atas).
Setiap kali pengumpanan sangat tidak memadai, ketidaksehatan internal biasanya ditunjukkan oleh beberapa kekurangan eksternal, lubang dinding, deformasi dengan mencuat di titik terlemah, lubang cacing panjang yang muncul di riser pada permukaan cope, cacat yang mirip dengan koleksi dross di mana permukaan cope kerut dan ditarik ke dalam, dan lubang kecil dalam bentuk lubang pin.
Kekurangan Internal
Seperti penyerut besar, penyerut garis tengah, mikro-porositas timbul dari penyerutan pengkristalan:
a. Penyerut Garis Tengah: Penyerut garis tengah adalah rongga sempit, kurang atau lebih kontinu yang kadang ditemukan di sepanjang garis tengah pengecoran dengan bagian plat yang luas. Cacat ini hanya ditemukan dalam paduan seperti baja yang membeku pada rentang suhu yang relatif sempit.
b. Interdendritic Shrinkage (Mikro Porositas): Paduan yang membeku pada interval suhu yang lebih luas cenderung menunjukkan cacat ini saat tidak diumpani dengan baik dan juga karena gas yang terlarut.
c. Internal Hot Tearing: Internal hot tearing terjadi karena pengumpanan yang tidak tepat. 'Internal hot tears' adalah ketidakterusan yang diradialkan di dalam pengecoran, bermula dari area kepadatan rendah. Ini diungkapkan oleh radiografi. Ketidakterusan ini mirip dengan hot tears eksternal, kecuali bahwa mereka radial daripada kurang lebih sejajar.
