Analyses and Preventation of Scabbing Defect Formation on Cast Irons by Casting Simulation

Abstract

In this study, the types and possible causes of the dart defect, which is one of the surface defects that are frequently encountered in foundries, has been examined. As a case, a gearbox part with a high scrap rate of dart defect is considered. First of all, the parameters (mechanical properties of the mold sand, casting temperature, etc.) that are effective in the formation of the dart defect have been checked. According to the outputs of the Magmasoft © Simulation software, in order to prevent the cause of the dart defect in the part made of EN-GJL 300 material, it was observed that the runner ingates did not work in balance as a result of faulty in runner design. The gating system was redesigned with the basic approaches of fluid mechanics, and with the simulation made before the application on pattern, a significant improvement was observed compared to the outputs of the first simulation study. It has been seen that the root cause of the dart defect, which is generally known as sand expansion and the solution of which is sought in the sand parameters, may also be caused by the runner system. By evaluating the general literature and process control results with the simulation software result outputs, the cause of the dart defect was determined and the scrap rate of the part has been reduced by eliminating this defect type.

Keywords

• Scabbing
• Cast Irons
• Runner System
• Fluid Mechanics

Dökme Demirlerde Döküm Simülasyonu Yazılımı ile Dart Hatası Oluşumunun Analizi ve Önlenmesi

Öz

Bu çalışmada dökümhanelerde sıkça karşılaşılan, yüzey hatalarından birisi olan dart hatasının çeşitleri, muhtemel sebepleri incelenmiştir. Dart hata oranının yüksek olduğu örnek bir dişli kutusu parçası ele alınmıştır. Öncelikle Dart hatasının oluşmasında etkili olan parametreler (kalıp kumunun mekanik özellikleri, döküm sıcaklığı vb.) kontrol edilmiştir. EN-GJL 300 malzemesinden üretilen parçasdaki dart hatasının sebebini ortaya çıkarmak için Magmasoft© Simülasyon programı çıktılarına göre hatalı yolluk tasarımı sonucu meme girişlerinin eşit çalışmadığı görülmüştür. Yolluk sistemi, akışkanlar mekaniği temel yaklaşımlarıyla tekrar tasarlanmış, uygulama öncesi yapılan simülasyonla ilk çalışmanın çıktılarına göre ciddi iyileşme görülmüştür. Kök nedeninin genellikle kum genleşmesi olarak bilinen ve buna bağlı çözümünün kum parametrelerinde arandığı dart hatasının yolluk sisteminden de kaynaklanabileceği görülmüştür. Genel literatür bilgisi ve proses kontrol sonuçlarının, simülasyon programı sonuç çıktılarıyla değerlendirilmesiyle dart hatasının sebebi belirlenmiş ve parçanın hurda oranı bu hata tipi ortadan kaldırılarak düşürülmüştür.

Anahtar Kelimeler

• Dart Hatası
• Dökme Demirler
• Yolluk Sistemi
• Akışkanlar Mekaniği

Kaynakça

1. T. A.Dorn, «Casting Defect:Surface Defects,» Hot Topics, no. 2, 2002.
2. S. Parashar ve A. Parashar, «Approach to Minimize Various Surface And Subsurface Defects,» International Journal of Advance Engineering and Research Development, cilt 2, no. 2, 2015.
3. A. M. S. Noohi, N. Hamidnezhad, A. Safikhani ve M. R. G. Nia, «The Formation Mechanism of Sweat Phosphide in a New Form and Comparison with Expansion Scab in the Gray Cast Iron Castings,» International Journal of Metalcasting, cilt 11, no. 2, 2017.
4. American Foundry Society, «Analysis of Casting Defects,» American Foundry Society, 1974.
5. S. Sharma, M. Singh, K. P. Mishra, P. Maharana ve S. Maharana, «Design and Optimization of Gating System to Eradicate Scabbing Defects in Manifold Casting in Foundry Industries Using L9 Taguchi Ortogonal Array in Minitab 17.0,» International Journal of Advanced Science and Technology, cilt 29, no. 3, 1974-1989.