Lijevanje tijela ventila je važan dio procesa proizvodnje ventila, a kvalitet odljevka ventila određuje kvalitet ventila.Sljedeće predstavlja nekoliko metoda procesa lijevanja koje se obično koriste u industriji ventila:
Lijevanje u pijesak:
Lijevanje u pijesak koji se obično koristi u industriji ventila može se podijeliti na zeleni pijesak, suhi pijesak, pijesak od vodenog stakla i pijesak od furanske smole koji se samootvrdnjava prema različitim vezivima.
(1) Zeleni pijesak je proces oblikovanja koristeći bentonit kao vezivo.
Njegove karakteristike su:Gotovi peščani kalup ne treba da se suši ili stvrdne, peščani kalup ima određenu čvrstoću na mokrom, a pješčana jezgra i školjka kalupa imaju dobar prinos, što olakšava čišćenje i istresanje odlivaka.Efikasnost proizvodnje kalupa je visoka, proizvodni ciklus je kratak, troškovi materijala su niski i pogodno je organizirati proizvodnju na montažnoj liniji.
Njegovi nedostaci su:odljevci su skloni defektima kao što su pore, inkluzije pijeska i prianjanje pijeska, a kvalitet odljevaka, posebno intrinzična kvaliteta, nije idealan.
Tablica udjela i performansi zelenog pijeska za čelične odljevke:
(2) Suvi pijesak je proces oblikovanja koristeći glinu kao vezivo.Dodavanje malo bentonita može poboljšati njegovu vlažnu čvrstoću.
Njegove karakteristike su:pješčani kalup se mora osušiti, ima dobru propusnost zraka, nije sklon defektima kao što su pranje pijeska, lijepljenje pijeska i pore, a inherentni kvalitet odljevka je dobar.
Njegovi nedostaci su:zahtijeva opremu za sušenje pijeska i proizvodni ciklus je dug.
(3) Pijesak od vodenog stakla je proces modeliranja koji koristi vodeno staklo kao vezivo.Njegove karakteristike su: vodeno staklo ima funkciju automatskog stvrdnjavanja kada je izloženo CO2, i može imati različite prednosti metode plinskog očvršćavanja za modeliranje i izradu jezgre, ali postoje nedostaci kao što su slabo sklopivost ljuske kalupa, teškoće pri čišćenju pijeska. odljevci, te niska stopa regeneracije i reciklaže starog pijeska.
Tablica udjela i performansi pijeska za stvrdnjavanje vodenog stakla CO2:
(4) Samostvrdnjavajuća pješčana smola od furanske smole je proces livenja koji koristi furansku smolu kao vezivo.Pesak za kalupljenje stvrdnjava se zbog hemijske reakcije veziva pod dejstvom sredstva za očvršćavanje na sobnoj temperaturi.Njegova karakteristika je da se pješčani kalup ne mora sušiti, što skraćuje proizvodni ciklus i štedi energiju.Pijesak za kalupljenje smole lako se sabija i ima dobra svojstva dezintegracije.Pesak za kalupljenje odlivaka se lako čisti.Odljevci imaju visoku dimenzionalnu točnost i dobru završnu obradu, što može značajno poboljšati kvalitetu odljevaka.Njegovi nedostaci su: visoki zahtjevi za kvalitetom sirovog pijeska, blagi oštar miris na mjestu proizvodnje i visoka cijena smole.
Proporcije i proces miješanja mješavine pijeska bez pečenja od furanske smole:
Proces miješanja samostvrdnjavajućeg pijeska od furanske smole: Najbolje je koristiti kontinuirani mikser za pijesak za pravljenje pijeska koji se samostvrdnjava.Sirovi pijesak, smola, sredstvo za očvršćavanje, itd. se dodaju u nizu i brzo miješaju.Može se miješati i koristiti u bilo koje vrijeme.
Redoslijed dodavanja raznih sirovina pri miješanju smolnog pijeska je sljedeći:
Sirovi pijesak + sredstvo za očvršćavanje (vodeni rastvor p-toluensulfonske kiseline) – (120 ~ 180S) – smola + silan – (60 ~ 90S) – proizvodnja pijeska
(5) Uobičajeni proizvodni proces lijevanja u pijesak:
Precizno livenje:
Posljednjih godina proizvođači ventila posvećuju sve više pažnje kvaliteti izgleda i točnosti dimenzija odljevaka.Budući da je dobar izgled osnovni zahtjev tržišta, on je i mjerilo pozicioniranja za prvi korak strojne obrade.
Uobičajeno precizno lijevanje u industriji ventila je investicijsko lijevanje, koje je ukratko predstavljeno na sljedeći način:
(1) Dvije procesne metode livenja rastvora:
①Upotreba niskotemperaturnog materijala za kalupe na bazi voska (stearinska kiselina + parafin), ubrizgavanje voska pod niskim pritiskom, školjka vodenog stakla, deparatiranje toplom vodom, atmosfersko topljenje i proces izlijevanja, uglavnom se koristi za odljevke od ugljičnog čelika i niskolegiranih čelika s općim zahtjevima kvalitete , Tačnost dimenzija odljevaka može doseći nacionalni standard CT7~9.
② Korištenjem materijala kalupa na bazi srednje temperature, ubrizgavanjem voska pod visokim pritiskom, omotačem kalupa od silicijum dioksida, deparavanjem, procesom brzog atmosferskog ili vakuumskog topljenja, tačnost dimenzija odljevaka može doseći CT4-6 precizne odljevke.
(2) Tipičan tok procesa investicionog livenja:
(3) Karakteristike investicionog livenja:
①Odljevak ima visoku dimenzijsku preciznost, glatku površinu i dobar izgled.
② Moguće je izlivati dijelove složenih struktura i oblika koje je teško obraditi drugim procesima.
③ Materijali za livenje nisu ograničeni, različiti legirani materijali kao što su: ugljični čelik, nerđajući čelik, legirani čelik, legure aluminijuma, legure na visokim temperaturama i plemeniti metali, posebno legirani materijali koje je teško kovati, zavariti i rezati.
④ Dobra fleksibilnost proizvodnje i snažna prilagodljivost.Može se proizvoditi u velikim količinama, a pogodan je i za pojedinačnu ili maloserijsku proizvodnju.
⑤ Investiciono livenje takođe ima određena ograničenja, kao što su: glomazan tok procesa i dug proizvodni ciklus.Zbog ograničenih tehnika livenja koje se mogu koristiti, njegova nosivost ne može biti vrlo visoka kada se koristi za livenje odljevaka ventila od tanke ljuske.
Analiza defekta livenja
Svaki odljevak će imati unutrašnje nedostatke, postojanje ovih nedostataka će donijeti velike skrivene opasnosti po unutrašnji kvalitet odljevka, a popravak zavarivanjem radi otklanjanja ovih nedostataka u procesu proizvodnje također će donijeti veliko opterećenje za proizvodni proces.Konkretno, ventili su odljevci od tanke ljuske koji izdržavaju pritisak i temperaturu, a kompaktnost njihove unutrašnje strukture je vrlo važna.Dakle, unutrašnji nedostaci odlivaka postaju odlučujući faktor koji utiče na kvalitet odlivaka.
Unutarnji defekti odljevaka ventila uglavnom uključuju pore, inkluzije troske, poroznost skupljanja i pukotine.
(1) Pore:Pore nastaju gasom, površina pora je glatka, a nastaju unutar ili blizu površine odlivaka, a njihovi oblici su uglavnom okrugli ili duguljasti.
Glavni izvori gasa koji stvaraju pore su:
① Azot i vodonik rastvoreni u metalu su sadržani u metalu tokom skrućivanja odlivaka, formirajući zatvorene kružne ili ovalne unutrašnje zidove sa metalnim sjajem.
②Vlaga ili hlapljive tvari u materijalu za oblikovanje će se pretvoriti u plin zbog zagrijavanja, formirajući pore s tamno smeđim unutrašnjim zidovima.
③ Tokom procesa izlivanja metala, zbog nestabilnog protoka, vazduh je uključen u formiranje pora.
Metoda prevencije stomatalnog defekta:
① Prilikom topljenja zarđale metalne sirovine treba koristiti što je manje moguće ili ne, a alate i kutlače treba peći i osušiti.
②Izlivanje rastopljenog čelika treba biti obavljeno na visokoj temperaturi i sipati na niskoj temperaturi, a rastopljeni čelik treba biti pravilno sediran kako bi se olakšalo plutanje plina.
③ Procesna konstrukcija uspona za izlivanje treba da poveća visinu pritiska rastopljenog čelika kako bi se izbeglo zarobljavanje gasa i da postavi veštački put gasa za razumno ispuštanje.
④Materijal za kalupljenje treba da kontroliše sadržaj vode i zapreminu gasa, da poveća propusnost vazduha, a peščani kalup i pješčano jezgro treba da budu pečeni i sušeni što je više moguće.
(2) Šupljina za skupljanje (labavo):To je koherentna ili nekoherentna kružna ili nepravilna šupljina (šupljina) koja se javlja unutar odljevka (posebno na vrućoj tački), s grubom unutrašnjom površinom i tamnijom bojom.Krupna kristalna zrna, uglavnom u obliku dendrita, skupljena na jednom ili više mjesta, sklona curenju tokom hidrauličkog ispitivanja.
Razlog za skupljanje (labavost):volumno skupljanje nastaje kada se metal skrući iz tečnog u čvrsto stanje.Ako u ovom trenutku nema dovoljno dopune rastopljenog čelika, neizbježno će se pojaviti šupljina skupljanja.Šupljina skupljanja čeličnih odljevaka u osnovi je uzrokovana nepravilnim nadzorom sekvencijalnog procesa skrućivanja.Razlozi mogu uključivati pogrešne postavke uspona, previsoku temperaturu izlivanja rastopljenog čelika i veliko skupljanje metala.
Metode za sprječavanje stvaranja šupljina (labavosti):① Naučno dizajnirajte sistem za izlivanje odlivaka kako biste postigli uzastopno skrućivanje rastopljenog čelika, a delove koji se prvi stvrdnu trebalo bi dopuniti rastopljenim čelikom.②Ispravno i razumno postavljeni uspon, subvencija, unutrašnje i vanjsko hladno glačalo kako bi se osiguralo sekvencijalno očvršćavanje.③Kada se sipa rastopljeni čelik, gornje ubrizgavanje iz uspona je korisno kako bi se osigurala temperatura rastopljenog čelika i dovod, te smanjila pojava šupljina skupljanja.④ Što se tiče brzine izlivanja, izlivanje pri maloj brzini je pogodnije za sekvencijalno očvršćavanje nego izlivanje velikom brzinom.⑸Temperatura izlivanja ne smije biti previsoka.Istopljeni čelik se vadi iz peći na visokoj temperaturi i izlijeva nakon sedacije, što je korisno za smanjenje šupljina koje se skupljaju.
(3) Inkluzije pijeska (šljaka):Inkluzije pijeska (šljaka), obično poznate kao plikovi, su diskontinuirane kružne ili nepravilne rupe koje se pojavljuju unutar odljevaka.Rupe se pomiješaju s kalupnim pijeskom ili čeličnom troskom, nepravilnih veličina i agregiraju u njih.Jedno ili više mjesta, često više na gornjem dijelu.
Uzroci uključivanja pijeska (šljake):Uključivanje šljake je uzrokovano diskretnom čeličnom troskom koja ulazi u odljevak zajedno s rastopljenim čelikom tokom procesa topljenja ili izlivanja.Uključivanje pijeska je uzrokovano nedovoljnom nepropusnošću šupljine kalupa tokom kalupljenja.Kada se rastopljeni čelik ulije u šupljinu kalupa, kalupni pijesak se ispire rastopljenim čelikom i ulazi u unutrašnjost odljevka.Osim toga, nepravilan rad pri trimovanju i zatvaranju kutije, te pojava ispadanja pijeska također su razlozi za uključivanje pijeska.
Metode za sprječavanje inkluzija pijeska (šljake):① Kada se rastopljeni čelik istopi, ispušni plin i šljaku treba iscrpiti što je moguće temeljitije.② Pokušajte ne prevrnuti vreću za izlivanje od rastopljenog čelika, već koristite vrećicu za čaj ili vreću za sipanje na dnu kako biste spriječili da šljaka iznad rastopljenog čelika uđe u šupljinu za livenje zajedno sa rastopljenim čelikom.③ Prilikom sipanja rastopljenog čelika, treba preduzeti mere da se spreči ulazak šljake u šupljinu kalupa sa rastopljenim čelikom.④Kako biste smanjili mogućnost uključivanja pijeska, osigurajte nepropusnost pješčanog kalupa prilikom modeliranja, pazite da ne izgubite pijesak prilikom obrezivanja i ispuhnite šupljinu kalupa prije zatvaranja kutije.
(4) Pukotine:Većina pukotina u odljevcima su vruće pukotine, nepravilnog oblika, prodorne ili neprobijajuće, kontinuirane ili povremene, a metal na pukotinama je taman ili ima površinsku oksidaciju.
razlozi za pukotine, odnosno naprezanje pri visokim temperaturama i deformacija tekućeg filma.
Visokotemperaturno naprezanje je naprezanje koje nastaje skupljanjem i deformacijom rastaljenog čelika na visokim temperaturama.Kada naprezanje prijeđe granicu čvrstoće ili plastične deformacije metala na ovoj temperaturi, doći će do pukotina.Deformacija tekućeg filma je formiranje tečnog filma između kristalnih zrna tokom procesa skrućivanja i kristalizacije rastaljenog čelika.Sa napretkom skrućivanja i kristalizacije, tekući film se deformiše.Kada količina deformacije i brzina deformacije prijeđu određenu granicu, nastaju pukotine.Temperaturni opseg termičkih pukotina je oko 1200~1450℃.
Faktori koji utiču na pukotine:
① S i P elementi u čeliku su štetni faktori za nastanak pukotina, a njihova eutektika sa gvožđem smanjuje čvrstoću i plastičnost livenog čelika na visokim temperaturama, što dovodi do pucanja.
② Uključivanje šljake i segregacija u čeliku povećavaju koncentraciju naprezanja, čime se povećava sklonost pucanju na vruće.
③ Što je veći koeficijent linearnog skupljanja tipa čelika, veća je tendencija vrućeg pucanja.
④ Što je veća toplotna provodljivost tipa čelika, veća je površinska napetost, to su bolje mehaničke osobine pri visokim temperaturama i manja je tendencija vrućeg pucanja.
⑤ Strukturni dizajn odlivaka je loš u obradivosti, kao što su premali zaobljeni uglovi, velika razlika u debljini zida i velika koncentracija naprezanja, što će uzrokovati pukotine.
⑥Kompaktnost pješčanog kalupa je previsoka, a slab izdašnost jezgre otežava skupljanje odljevka i povećava sklonost pucanju.
⑦Ostalo, kao što je nepravilan raspored uspona, prebrzo hlađenje odlivaka, prekomerno naprezanje uzrokovano rezanjem uspona i termičkom obradom, itd. takođe će uticati na stvaranje pukotina.
Prema uzrocima i faktorima utjecaja gore navedenih pukotina, mogu se poduzeti odgovarajuće mjere za smanjenje i izbjegavanje nastanka pukotina.
Na osnovu navedene analize uzroka nedostataka odlivaka, otkrivanja postojećih problema i preduzimanja odgovarajućih mera za poboljšanje, možemo pronaći rešenje za defekte odlivaka, koje doprinosi poboljšanju kvaliteta odlivaka.
Vrijeme objave: 31.08.2023