Stappen betrokken bij het castingproces:Top 4 stappen | Productiewetenschap

De volgende punten belichten de vier belangrijkste stappen van het gietproces. De stappen zijn:- 1. Voorbereiding van patroon en mal 2. Smelten en gieten van het vloeibaar gemaakte metaal 3. Koelen en stollen van vloeibaar metaal 4. Defecten en de inspectie ervan.

Stappen betrokken bij het gietproces # 1. Voorbereiding van Patroon en vorm :

Een patroon is de replica van het te gieten onderdeel en wordt gebruikt om de vormholte voor te bereiden. Patronen zijn gemaakt van hout of metaal. Een mal is een samenstel van twee of meer metalen blokken of gebonden vuurvaste deeltjes (zand) bestaande uit een primaire holte.

De vormholte houdt het vloeibare materiaal vast en fungeert in wezen als een negatief van het gewenste product. De mal bevat ook secundaire holtes voor het gieten en kanaliseren van het vloeibare materiaal in de primaire holte en om indien nodig als reservoir te dienen.

Een vierzijdig frame waarin een zandvorm wordt gemaakt, wordt een kolf genoemd. Als de mal uit meer dan één deel is gemaakt, wordt het bovenste deel de kop genoemd en het onderste deel de weerstand.

Voor het produceren van holle profielen wordt het binnendringen van het vloeibare metaal voorkomen door een kern in het overeenkomstige deel van de vormholte te hebben. De uitsteeksels op het patroon voor het lokaliseren van de kern in de mal worden kernafdrukken genoemd. Er zijn verschillende soorten patronen en mallen, afhankelijk van het materiaal, de klus en het aantal benodigde gietstukken.

Patroontoeslagen:

Een patroon wordt altijd iets groter gemaakt dan de uiteindelijke te maken job. Deze maatoverschrijding wordt de patroontoeslag genoemd. Er zijn twee categorieën patroontoeslagen, namelijk de krimptoeslag en de bewerkingstoeslag.

De krimptoeslag wordt verstrekt om de weeën van een gietstuk op te vangen.

De totale contractie van een casting vindt plaats in drie fasen en bestaat uit:

(i) De samentrekking van de vloeistof van de giettemperatuur tot de vriestemperatuur,

(ii) De samentrekking geassocieerd met de faseverandering van vloeibaar naar vast,

(iii) De samentrekking van het vaste gietstuk van de vriestemperatuur tot de kamertemperatuur.

Hierbij moet wel worden opgemerkt dat pas de laatste fase van de krimp wordt opgevangen door de krimptoeslag. Het is duidelijk dat de hoeveelheid krimptoeslag afhankelijk is van de lineaire thermische uitzettingscoëfficiënt α_l van het materiaal. Hoe hoger de waarde van deze coëfficiënt, hoe hoger de waarde van de krimptoeslag.

Voor een afmeting l van een gietstuk wordt de krimptoeslag gegeven door het product α_l l(θ_f – θ₀ ), waarbij θ_f is het vriespunt van het materiaal en θ₀ is de kamertemperatuur. Dit wordt normaal uitgedrukt per lengte-eenheid voor een bepaald materiaal. Tabel 2.1 geeft een kwantitatief idee over de krimptoeslag voor het gieten van verschillende materialen.

Meestal is een gegoten oppervlak te ruw om op dezelfde manier te worden gebruikt als het oppervlak van het eindproduct. Dientengevolge zijn machinale bewerkingen vereist om het afgewerkte oppervlak te produceren. De overmaat in de afmetingen van het gietstuk (en dus in de afmetingen van het patroon) ten opzichte van die van de uiteindelijke taak om voor de bewerking te zorgen, wordt de bewerkingstoegift genoemd.

De totale bewerkingstoeslag hangt ook af van het materiaal en de totale afmeting van de job, maar niet lineair als de krimptoeslag. Tabel 2.1 geeft ook een idee van de bewerkingstoegift voor verschillende materialen. Voor interne oppervlakken moeten de opgegeven toleranties uiteraard negatief zijn, en normaal gesproken zijn de bewerkingstoeslagen 1 mm meer dan die in de tabel worden vermeld.

Er is nog een afwijking van de oorspronkelijke taakafmetingen en is opzettelijk in het patroon aangebracht; dit heet ontwerp. Het verwijst naar een tapsheid die op het oppervlak wordt aangebracht, evenwijdig aan de richting waarin het patroon uit de vormholte wordt teruggetrokken. Een ontwerp vergemakkelijkt het gemakkelijk terugtrekken van het patroon. De gemiddelde waarde van de diepgang ligt tussen 1/2° en 2°.

Voorbereiding van de mal:

Mallen worden met de hand gemaakt als het aantal te bereiden mallen klein is. Als er een groot aantal eenvoudige mallen nodig zijn, worden vervolgens vormmachines gebruikt.

In dit artikel zullen we kort enkele belangrijke kenmerken van het maken van mallen bespreken; ook zullen enkele typische vormmachines worden geschetst.

Om een ​​gemakkelijke verwijdering van het patroon te vergemakkelijken, wordt een scheidingsmassa, bijvoorbeeld niet-bevochtigende talk, op het patroon gestrooid. Om een ​​goed oppervlak op het gietstuk te krijgen, wordt fijnkorrelig vlakzand gebruikt. Gewoonlijk wordt een dood gewicht op de Cope-kolf geplaatst om te voorkomen dat de Cope-kolf gaat drijven als gevolg van hydrodynamische krachten van het vloeibare metaal.

Bij een grote mal moet ervoor worden gezorgd dat het zand niet van de kolf valt wanneer deze wordt opgetild om het patroon te verwijderen. Dit kan worden gedaan door extra steunen, gaggers genaamd, in de kolf te voorzien. Voor een gietstuk met inspringende oppervlakken, bijvoorbeeld een wiel met een groef aan de rand, kan de mal in drie delen worden gemaakt (Fig. 2.3). Het deel tussen het hoofd en de weerstand wordt de wang genoemd. Voor een gemakkelijke ontsnapping van de gassen zijn in de kolf ontluchtingsgaten aangebracht.

De vormmachines werken op één of een combinatie van de principes die in Fig. 2.4 worden uitgelegd. Bij schokken wordt de mal over een hoogte van ongeveer 5 cm getild en 50-100 keer neergelaten met een snelheid van 200 keer per minuut. Dit veroorzaakt een wat ongelijke aanstamping, maar is zeer geschikt voor horizontale oppervlakken. Aan de andere kant wordt knijpen bevredigend bevonden voor ondiepe kolven. De bewerking van het slingeren met zand is ook erg snel en resulteert in een gelijkmatige aanstamping. Dit brengt echter hoge initiële kosten met zich mee.

Stappen betrokken bij het castingproces # 2. Smelten en gieten van het vloeibaar gemaakte metaal:

Smelten :

Een goede verzorging tijdens het smelten is essentieel voor een goed, foutloos gieten. De factoren waarmee tijdens het smelten rekening moet worden gehouden, zijn onder meer gassen in metalen, selectie en controle van schroot, flux, oven en temperatuur. Hierover zullen we nu een korte bespreking geven.

Gassen in metalen :

De gassen in metalen leiden normaal gesproken tot defecte gietstukken. De aanwezigheid van een gecontroleerde hoeveelheid specifieke gassen kan echter gunstig zijn bij het verlenen van bepaalde gewenste eigenschappen aan de gietstukken.

In metalen gietstukken, de gassen-

(i) Kan mechanisch worden opgesloten (in dergelijke situaties voorkomen de juiste ventilatievoorzieningen in de mal dit),

(ii) Kan worden gegenereerd vanwege de variatie in hun oplosbaarheid bij verschillende temperaturen en fasen, en

(iii) Kan worden geproduceerd als gevolg van chemische reacties.

De meest voorkomende gassen zijn waterstof en stikstof. Metalen worden wat betreft de oplosbaarheid van waterstof in twee groepen verdeeld. De ene groep wordt endotherm genoemd; dit omvat gewone metalen zoals aluminium, magnesium, koper, ijzer en nikkel.

De andere groep, exotherm genoemd, omvat onder andere titanium en zirkonium. Endotherme metalen nemen minder waterstof op dan exotherme metalen. Verder neemt in endotherme metalen de oplosbaarheid van waterstof toe met de temperatuur. Het omgekeerde geldt voor exotherme metalen.

In beide gevallen kan de oplosbaarheid (5) worden uitgedrukt als-

S =C exp [-E_s /(k θ)], (2.1)

waar E_s (positief voor endotherm) is de oplossingswarmte van 1 mol waterstof en 6 is de absolute temperatuur met C en k als constanten. Uit vergelijking (2.1) blijkt duidelijk dat gasneerslag tijdens afkoeling niet kan plaatsvinden in exotherme metalen waarvoor E_s is negatief.

Van waterstof wordt aangenomen dat het interstitieel oplost in exotherme metalen, waardoor roostervervorming wordt veroorzaakt. In endotherme metalen lost waterstof op in roosterdefecten en veroorzaakt geen vervorming. Tabel 2.2 toont de oplosbaarheid van waterstof in de vaste en vloeibare fase bij solidustemperatuur voor verschillende metalen. Het verschil in deze oplosbaarheden is verantwoordelijk voor de ontwikkeling van de gassen.

Opgemerkt moet worden dat de oplosbaarheid van waterstof een acuut probleem is bij het gieten van ijzer. Hier, hoewel de hoeveelheid waterstof op gewichtsbasis verwaarloosbaar lijkt, is het tijdens het stollen ontwikkelde volume vrij groot. De wet van Sievert stelt dat de hoeveelheid waterstof die in een smelt wordt opgelost varieert als –

De belangrijkste bronnen van waterstof in een smelt zijn ovenvochtigheid, lucht, olie en vet. Er is geen eenvoudige dehydrogeneringstoevoeging om waterstof in de vorm van slak te elimineren. Er moet dus voor worden gezorgd dat het waterstofgehalte tot een minimum wordt beperkt.

De meeste waterstofverwijderingstechnieken zijn gebaseerd op vergelijking (2.2), d.w.z. het verlagen van de partiële druk van waterstof door een ander droog onoplosbaar gas door de smelt te laten borrelen. Voor non-ferro metalen wordt chloor, stikstof, helium of argon gebruikt. Stikstof kan niet worden gebruikt voor legeringen op basis van ijzer en nikkel, omdat het hierin oplosbaar is, en het kan ook nitriden vormen die de korrelgrootte beïnvloeden; daarom is met name bij ijzerlegeringen een nauwkeurige regeling van de stikstof noodzakelijk. In dergelijke situaties worden koolmonoxidebellen gebruikt. Hierdoor wordt niet alleen waterstof maar ook stikstof verwijderd; het koolstofgehalte wordt gecontroleerd door daaropvolgende oxidatie en heropkoling.

Voor ferrometalen kan een duidelijke afname van de oplosbaarheid van stikstof tijdens de faseverandering aanleiding geven tot porositeit in het gietstuk. Het opnieuw binnendringen van stikstof uit de lucht wordt voorkomen door de ondoordringbare slak aan de bovenzijde van de smelt.

Momenteel wordt vacuümsmelten steeds vaker toegepast om het oplossen van gassen in metalen en de combinatie van reactieve elementen in de smelt te voorkomen. Het is gebleken dat toevoegingen in de pollepel, in plaats van in de smelt, effectiever zijn voor het beheersen van de gassen en chemische samenstellingen.

Ovens:

De ovens die worden gebruikt voor het smelten van metalen verschillen sterk van elkaar. De keuze van een oven hangt voornamelijk af van de metaalchemie, de maximaal vereiste temperatuur en de metaalafgiftesnelheid en -modus. De andere belangrijke factoren bij het maken van een selectie zijn de grootte en vorm van de beschikbare grondstoffen.

De metaalchemie bepaalt niet alleen de controle van standaardelementen, maar ook enkele belangrijke mechanische eigenschappen, bijvoorbeeld bewerkbaarheid.

De optimale temperatuur na het smelten wordt bepaald door een eigenschap, de vloeibaarheid, van het metaal. Vloeibaarheid verwijst naar het relatieve vermogen van het vloeibare metaal om de mal bij een bepaalde temperatuur te vullen. Normaal gesproken, hoe lager de viscositeit, hoe hoger de vloeibaarheid. De vloeibaarheid van een metaal kan als volgt worden gecontroleerd.

Een spiraal van standaardafmetingen wordt bij verschillende temperaturen met het vloeibare metaal gegoten. De lengte van de spiraal die op deze manier kan worden aangevoerd voordat het stollen begint, geeft de mate van vloeibaarheid aan. Als we de temperatuur-vloeibaarheidskrommen voor verschillende metalen onderzoeken, zien we dat hoe hoger de vloeibaarheid van een metaal, hoe kleiner het verschil dat nodig is tussen de giettemperatuur (oventemperatuur) en de smelttemperatuur.

Voor het volledig opvullen van de ingewikkelde, dunne delen van de mal, moet dit verschil minimaal zijn. Een groot verschil impliceert hogere kosten en meer gasoplosbaarheid.

De snelheid en wijze van levering van vloeibaar metaal wordt grotendeels bepaald door het proces:batchgewijs of continu smelten.

Gieten (Gating Design) :

Na het smelten wordt het metaal in de vormholte gegoten of geïnjecteerd. Een goed poortontwerp zorgt ervoor dat het metaal in de vormholte met een juiste snelheid wordt verdeeld zonder overmatig temperatuurverlies, turbulentie en insluiting van gassen en slakken.

Als het vloeibare metaal heel langzaam wordt gegoten, duurt het vullen van de mal nogal lang en kan het stollen al beginnen voordat de mal volledig is gevuld. Dit kan worden voorkomen door te veel oververhitting te gebruiken, maar dan kan de gasoplosbaarheid een probleem veroorzaken. Aan de andere kant, als het vloeibare metaal met een te hoge snelheid op de vormholte botst, kan het vormoppervlak worden geërodeerd. Er moet dus een compromis worden gesloten om tot een optimale snelheid te komen.

Stappen betrokken bij het castingproces # 3. Koeling en stolling van vloeibaar metaal :

Een duidelijk begrip van het mechanisme van stollen en afkoelen van vloeibare metalen en legeringen is essentieel voor de productie van succesvolle gietstukken. Tijdens het stollen worden veel belangrijke kenmerken, zoals kristalstructuur en legeringssamenstelling op verschillende delen van het gietstuk, bepaald. Bovendien treden, tenzij er goed op wordt gelet, ook andere defecten op, bijv. krimpholte, koud sluiten, verkeerd lopen en hete scheur.

Ontwerp en plaatsing van de verhoging:

De stollingstijd hangt voornamelijk af van de verhouding VIA, waarbij V het volume van het gietstuk is en A het oppervlak van de warmtedissipatie is (d.w.z. van het gietstuk). Dit is intuïtief ook te verwachten, aangezien de hoeveelheid warmte-inhoud evenredig is met het volume en de snelheid van warmteafvoer afhankelijk is van het oppervlak. Deze informatie wordt gebruikt bij het ontwerpen van een stijgbuis om ervoor te zorgen dat de stijgbuis stolt na het gieten.

De informatie over de benodigde hoeveelheid vloeibaar metaal uit de stijgbuis wordt echter alleen gebruikt om de krimp te compenseren die plaatsvindt vanaf de giettemperatuur tot het stollen. Afhankelijk van het metaal varieert het percentage van deze krimp van 2,5 tot 7,5. Het gebruik van een groot stijgbuisvolume (om een ​​grote stollingstijd te verzekeren) is dus oneconomisch. Een stijgbuis moet dus worden ontworpen met een zo laag mogelijk volume, terwijl de afkoelsnelheid lager blijft dan die van het gietstuk.

Opgemerkt kan worden dat een gietstuk met een hoge oppervlakte/volumeverhouding een stijgbuis vereist die groter is dan die bepaald door alleen de koelsnelheid in aanmerking te nemen. Dit blijkt duidelijk uit het volgende voorbeeld.

Laten we eens kijken naar een stalen plaat met de afmetingen 25 cm x 25 cm x 0,25 cm. De casting heeft dan de A/V-verhouding als –

De stijgbuis die we hebben overwogen heeft het volume 1,95 cm ³ alleen. Daarom is een veel grotere stijgbuis nodig.

Voor een gegeven vorm van de stijgleiding dienen de afmetingen van de stijgleiding echter zo gekozen te worden dat deze een minimale A/V-verhouding geeft, en dient het minimale volume te worden gewaarborgd vanuit de krimpoverweging. Er moet aan worden herinnerd dat een vloeibaar metaal alleen tijdens het vroege deel van het stollingsproces uit de stijgbuis in de mal stroomt. Dit maakt het noodzakelijk dat het minimale volume van de stijgbuis ongeveer drie keer zo groot is als dat bepaald door de krimpoverweging alleen.

Om de geschiktheid van de stijgbuismaat voor een stalen gietstuk te controleren, wordt normaal gesproken de relatie van Caine gebruikt. De stollingstijd is evenredig met het kwadraat van de verhouding volume/oppervlakte. De relatie van Caine is echter gebaseerd op de aanname dat de afkoelsnelheid lineair evenredig is met de verhouding oppervlakte/volume.

Hier toont de ordinaat van een punt op de kromme de volumeverhouding en de abscis de bevriezingsverhouding; ook verwijzen de subscripts c en r naar respectievelijk de casting en de riser. Als het punt in Fig. 2.31 voor een gegeven combinatie van gietstuk en stijgbuis rechts van de curve valt, is de geschiktheid van de stijgbuis gegarandeerd. De vergelijking voor een stijgende ringcurve heeft de vorm

Wanneer a de bevriezingsconstante voor het metaal is, is b de samentrekkingsverhouding van vloeibaar naar vast, en is c een constante, afhankelijk van de verschillende media rond de stijgbuis en het gietstuk. De waarde van c is eenheid als het malmateriaal rond het gietstuk en de stijgbuis hetzelfde is. Voor staal zijn de typische waarden a =0,1 en b =0,03.

De vervelende berekening van (A/V)_c voor een complex gietstuk heeft geleid tot een andere methode waarbij een stijgringkromme van het type getoond in Fig. 2.32 wordt gebruikt. Bij deze methode wordt de vormfactor (l + w)/h, in plaats van (A/V)_c , is uitgezet langs de x-as, waarbij l, w en h respectievelijk de maximale lengte, de maximale breedte en de maximale dikte van het gietstuk aangeven. Deze methode en Caine's relatie geven bijna identieke resultaten voor een gietstuk met een eenvoudige vorm. Als de aanhangsels aan het hoofdlichaam (van een eenvoudige, regelmatige vorm) van een gietstuk dun zijn, verandert de stollingstijd niet significant.

Als resultaat vervult een marginale toename van het berekende volume (op basis van het hoofdlichaam) van de stijgleiding het werk naar tevredenheid. Naarmate de appendages zwaarder worden, wordt het benodigde stijgbuisvolume berekend op basis van een gewijzigd totaalvolume van het gietstuk. Het totale volume van het gietstuk wordt genomen als het volume van de hoofdsectie plus het effectieve percentage van het aanhangselvolume, het parasitaire volume genoemd.

Het effectieve percentage wordt geschat op basis van curven van het type weergegeven in Fig. 2.33. Een vorm wordt plaatachtig of staafachtig genoemd, afhankelijk van of de breedte van de doorsnede meer of minder is dan driemaal de diepte.

Geen speciale middelen om de afkoelsnelheid (en dus de stollingstijd) van het gietstuk of de stijgbuis te regelen. In de praktijk worden echter koelblokken of dunne vinnen op het gietstuk gebruikt om de afkoelsnelheid te verhogen. Koelen is minder effectief voor een metaal met een thermische geleidbaarheid die hoger is dan die van de koeling. Evenzo worden, om de stollingstijd van de stijgbuis te verlengen, enkele exotherme verbindingen in de stijgbuis toegevoegd om deze voor een langere periode gesmolten te houden.

Tot dusver hebben we onze discussie beperkt tot de geschiktheid van de stijgbuis vanuit het oogpunt van krimp en afkoelsnelheid. Een ander belangrijk aspect van de stijgring is om ervoor te zorgen dat het beschikbare vloeibare metaal in de stijgbuis naar de gewenste locaties binnen het gietstuk kan worden gevoerd.

In feite is de thermische gradiënt, binnen het gietstuk, tijdens de laatste fase van afkoeling de belangrijkste factor. De minimaal toelaatbare helling hangt af van de vorm en grootte van de doorsnede. Normaal gesproken is voor een gietstuk met een lage (A/V) verhouding (bijvoorbeeld kubus en bol), één centrale stijgbuis in staat om het hele gietstuk te voeden. Aan de andere kant is voor een gietstuk met een hoge (A/V)-verhouding (bijvoorbeeld voor een staaf en een plaat) meestal meer dan één stijgbuis nodig. In een dergelijk geval moet een juiste locatie van de stijgbuis worden bepaald.

Voor een staalplaat tot 100 mm dikte is één centrale stijgbuis voldoende als de maximale aanvoerafstand kleiner is dan 4,5 maal de plaatdikte. De voedingsafstand moet worden gemeten vanaf de rand van de stijgbuis, zoals uitgelegd in Fig. 2.34a. Opgemerkt moet worden dat van de totale afstand 4,5t de stijging van de stijgbuis overheerst tot een afstand van 2t, terwijl de helling van de kopwand overheerst in de resterende afstand 2,5t. De maximale afstand tussen de randen van twee opeenvolgende stootborden is dus 4t en niet 9t (zie Fig. 2.34b).

Een staaf met vierkante doorsnede met zijden van 50-200 mm kan naar tevredenheid worden gevoed vanuit een enkele stijgleiding, tot een maximale afstand van 30 √s, waarbij s de zijde van het vierkant is, uitgedrukt in mm. De maximale afstand tussen de randen van twee opeenvolgende risers blijkt 1,2 s (en niet 60 s) te zijn.

De aanwezigheid van een kou in de mal vergroot de voedingsafstand van de stijgbuis. Dit wordt bereikt door een scherpe thermische gradiënt te verschaffen met als gevolg een afname van de voedingsweerstand. Het is duidelijk dat de chiller aan de uiteinden moet worden geplaatst als er een enkele stijgbuis wordt gebruikt. Voor meer dan één stijgbuis moet de koeler halverwege tussen de twee stijgleidingen worden geplaatst. In figuur 2.35 wordt schematisch de juiste plaatsing van risers en chills uitgelegd. In deze figuur zijn ook de maximaal toelaatbare afstanden voor verschillende gevallen aangegeven.

Stappen betrokken bij het gietproces # 4. Defecten en de Inspectie :

Defecten in Casting:

De behandeling is hoofdzakelijk beperkt tot de zandvormgietstukken.

De gebreken in een gietstuk kunnen ontstaan ​​als gevolg van de gebreken in een of meer van de volgende:

(i) Ontwerp van gietstuk en patroon.

(ii) Vormzand en ontwerp van mal en kern.

(iii) Metaalsamenstelling.

(iv) Smelten en gieten.

(v) Poort en stijgring.

De volgende defecten komen het meest voor in de zandvormgietstukken:

(i) Blow- Het is een vrij grote, goed afgeronde holte die wordt geproduceerd door de gassen die het gesmolten metaal op het oppervlak van een gietstuk verplaatsen. Slagen komen meestal voor op een convex gietoppervlak en kunnen worden voorkomen door een goede ventilatie en voldoende doorlaatbaarheid. Een gecontroleerd gehalte aan vocht en vluchtige bestanddelen in het zandmengsel helpt ook bij het vermijden van de blaasgaten.

(ii) Litteken- Een ondiepe slag, meestal gevonden op een vlak gietoppervlak, wordt een litteken genoemd.

(iii) Blaar- Dit is een litteken bedekt door de dunne laagjes van een metaal.

(iv) Gasgaten- Deze verwijzen naar de ingesloten gasbellen met een bijna bolvormige vorm, en treden op wanneer een overmatige hoeveelheid gassen wordt opgelost in het vloeibare metaal.

(v) Speldengaatjes- Dit zijn niets anders dan kleine gaatjes en komen voor op of net onder het gietoppervlak. Deze komen normaal gesproken in grote aantallen voor en zijn vrijwel gelijkmatig over het gehele gietoppervlak verdeeld.

(vi) Porositeit- Dit duidt op zeer kleine gaatjes die gelijkmatig door een gietstuk zijn verspreid. Het ontstaat wanneer er een afname is in de oplosbaarheid van gas tijdens het stollen.

(vii) Druppel- Een onregelmatig gevormd uitsteeksel op het kopoppervlak van een gietstuk wordt een druppel genoemd. Dit wordt veroorzaakt door het vallen van zand van de kap of andere overhangende uitsteeksels in de mal. Een voldoende sterkte van het zand en het gebruik van gaggers kunnen helpen om de druppels te vermijden.

(viii) Inclusie- Het verwijst naar een niet-metalen deeltje in de metalen matrix. Het wordt zeer ongewenst wanneer gescheiden.

(ix) Dross- Lichtere onzuiverheden die op het bovenoppervlak van een gietstuk verschijnen, worden slak genoemd. Het kan worden opgevangen in de gietfase door items zoals een zeef en een skim bob te gebruiken.

(x) Vuil- Soms worden zanddeeltjes die uit de kap vallen, ingebed op het bovenoppervlak van een gietstuk. Wanneer ze worden verwijderd, laten deze kleine, hoekige gaten achter, ook wel dirts genoemd. Defecten zoals vallen en vuil suggereren dat een goed ontworpen patroon zo min mogelijk een rol moet spelen in het hoofd. Ook moet het meest kritische oppervlak in de weerstand worden geplaatst.

(xi) Wassen- Een lage projectie op het weerstandsoppervlak van een gietstuk, beginnend bij de poort, wordt een wasbeurt genoemd. Dit wordt veroorzaakt door de erosie van zand als gevolg van de hogesnelheidsstraal van vloeibaar metaal in bodemgating.

(xii) Gesp- Dit verwijst naar een lange, tamelijk ondiepe, brede, V-vormige depressie die optreedt in het oppervlak van een vlak gietstuk van een metaal met hoge temperatuur. Bij deze hoge temperatuur vindt een uitzetting van het dunne zandlaagje aan het vormvlak plaats voordat het vloeibare metaal aan het vormvlak stolt. Omdat deze uitzetting wordt belemmerd door de kolf, heeft het vormvlak de neiging om uit te puilen en de V-vorm te vormen. Een juiste hoeveelheid vluchtige toevoegingen in de zandmix is ​​daarom essentieel om ruimte te maken voor deze uitzetting en om de knikken te voorkomen.

(xiii) Scab- Dit verwijst naar de ruwe, dunne laag van een metaal, die boven het gietoppervlak uitsteekt, bovenop een dunne laag zand. De laag wordt op het gietstuk gehouden door een metalen stringer door het zand. Een korst ontstaat wanneer het opgestuwde zand wordt gescheiden van het matrijsoppervlak en het vloeibare metaal in de ruimte tussen de matrijs en het verplaatste zand stroomt.

(xiv) Rattenstaart - Het is een lange, ondiepe, hoekige depressie die normaal wordt aangetroffen in een dun gietstuk. De reden voor zijn vorming is dezelfde als die voor een gesp. Here, instead of the expanding sand upheaving, the compressed layer fails by one layer, gliding over the other.

(xv) Penetration- If the mould surface is too soft and porous, the liquid metal may flow between the sand particles up to a distance, into the mould. This causes rough porous projections and this defect is called penetration. The fusion of sand on a casting surface produces a rough, glossy appearance.

(xvi) Swell- This defect is found on the vertical surfaces of a casting if the moulding sand is deformed by the hydrostatic pressure caused by the high moisture content in the sand.

(xvii) Misrun- Many a time, the liquid metal may, due to insufficient superheat, start freezing before reaching the farthest point of the mould cavity. The defect that thus results is termed as a misrun.

(xviii) Cold shut- For a casting with gates at its two sides, the misrun may show up at the centre of the casting. When this happens, the defect is called a cold shut.

(xix) Hot tear- A crack that develops in a casting due to high residual stresses is called a hot tear.

(xx) Shrinkage cavity- An improper riser may give rise to a defect called shrinkage cavity, as already detailed.

(xxi) Shift- A misalignment between two halves of a mould or of a core may give rise to a defective casting. Accordingly, this defect is called a mould shift or a core shift.

Inspection of Castings :

Nondestructive inspection techniques are essential for creating a confidence when using a cast product. In this article, we shall briefly outline some of these techniques for testing the various kinds of defects.

1. Visual Inspection:

Common defects such as rough surfaces (fused sand), obvious shifts, omission of cores, and surface cracks can be detected by a visual inspection of the casting. Cracks may also be detected by hitting the casting with a mallet and listening to the quality of the tone.

2. Pressure Test:

The pressure test is conducted on a casting to be used as a pressure vessel. In this, first all the flanges and ports are blocked. Then, the casting is filled with water, oil, or compressed air. Thereafter, the casting is submerged in a soap solution when any leak will be evident by the bubbles that come out.

3. Magnetic Particle Inspection:

The magnetic particle test is conducted to check for very small voids and cracks at or just below the surface of a casting of a ferromagnetic material.This done, the powdered ferromagnetic material is spread out onto the surface.

The presence of voids or cracks in the section results in an abrupt change in the permeability of the surface; this, in turn, causes a leakage in the magnetic field. The powdered particles offer a low resistance path to the leakage. Thus, the particles accumulate on the disrupted magnetic field, outlining the boundary of a discontinuity.

4. Dye-Penetrant Inspection:

The dye-penetrant method is used to detect invisible surface defects in a nonmagnetic casting. The casting is brushed with, sprayed with, or dipped into a dye containing a fluorescent material. The surface to be inspected is then wiped, dried, and viewed in darkness. The discontinuities in the surface will then be readily discernible.

5. Radiographic Examination:

The radiographic method is expensive and is used only for subsurface exploration. In this, both X- and y-rays are used. With y-rays, more than one film can be exposed simultaneously; however, X-ray pictures are more distinct. Various defects, e.g., voids, non-metallic inclusions, porosity, cracks, and tears, can be detected by this method. On the exposed film, the defects, being less dense, appear darker in contrast to the surrounding.

6. Ultrasonic Inspection:

In the ultrasonic method, an oscillator is used to send an ultrasonic signal through the casting. Such a signal is readily transmitted through a homogeneous medium. However, on encountering a discontinuity, the signal is reflected back. This reflected signal is then detected by an ultrasonic detector. The time interval between sending the signal and receiving its reflection determines the location of the discontinuity.

The method is not very suitable for a material with a high damping capacity (e.g., cast iron) because in such a case the signal gets considerably weakened over some distance.