Odliatok telesa ventilu je dôležitou súčasťou výrobného procesu ventilu a kvalita odliatku ventilu určuje kvalitu ventilu.Nasledujúci text predstavuje niekoľko metód procesu odlievania bežne používaných v priemysle ventilov:
Odlievanie do piesku:
Pieskové odlievanie bežne používané v priemysle ventilov možno rozdeliť na zelený piesok, suchý piesok, piesok z vodného skla a samotvrdnúci piesok z furánovej živice podľa rôznych spojív.
(1) Zelený piesok je proces formovania s použitím bentonitu ako spojiva.
Jeho vlastnosti sú:hotová piesková forma sa nemusí sušiť ani vytvrdzovať, piesková forma má určitú pevnosť za mokra a pieskové jadro a plášť formy majú dobrú výťažnosť, čo uľahčuje čistenie a vytriasanie odliatkov.Efektivita výroby lisovania je vysoká, výrobný cyklus je krátky, materiálové náklady sú nízke a je vhodné organizovať výrobu montážnej linky.
Jeho nevýhody sú:odliatky sú náchylné na chyby, ako sú póry, pieskové inklúzie a priľnavosť piesku, a kvalita odliatkov, najmä vnútorná kvalita, nie je ideálna.
Tabuľka pomerov a úžitkových vlastností zeleného piesku pre oceľové odliatky:
(2) Suchý piesok je proces formovania, pri ktorom sa ako spojivo používa hlina.Pridanie malého množstva bentonitu môže zlepšiť jeho pevnosť za mokra.
Jeho vlastnosti sú:piesková forma musí byť vysušená, má dobrú priedušnosť, nie je náchylná na chyby, ako je umývanie piesku, lepenie piesku a póry, a vlastná kvalita odliatku je dobrá.
Jeho nevýhody sú:vyžaduje zariadenie na sušenie piesku a výrobný cyklus je dlhý.
(3) Piesok vodného skla je modelovací proces využívajúci vodné sklo ako spojivo.Jeho vlastnosti sú: vodné sklo má funkciu automatického vytvrdzovania pri vystavení CO2 a môže mať rôzne výhody metódy vytvrdzovania plynom na modelovanie a výrobu jadra, ale má nedostatky, ako je zlá skladnosť plášťa formy, ťažkosti pri čistení piesku. odliatkov a nízka miera regenerácie a recyklácie starého piesku.
Tabuľka pomerov a úžitkových vlastností vodného skla tvrdiaceho piesku CO2:
(4) Samotvrdnúce pieskové formovanie z furánovej živice je proces odlievania s použitím furánovej živice ako spojiva.Formovací piesok tuhne chemickou reakciou spojiva pôsobením tužidla pri izbovej teplote.Jeho charakteristikou je, že pieskovú formu nie je potrebné sušiť, čo skracuje výrobný cyklus a šetrí energiu.Živicový formovací piesok sa ľahko zhutňuje a má dobré dezintegračné vlastnosti.Formovací piesok odliatkov sa ľahko čistí.Odliatky majú vysokú rozmerovú presnosť a dobrú povrchovú úpravu, čo môže výrazne zlepšiť kvalitu odliatkov.Jeho nevýhody sú: vysoké požiadavky na kvalitu surového piesku, mierne štipľavý zápach na mieste výroby a vysoká cena živice.
Pomer a proces miešania nepečenej pieskovej zmesi furánovej živice:
Proces miešania samotvrdnúceho piesku z furánovej živice: Na výrobu samotvrdnúceho piesku zo živice je najlepšie použiť kontinuálnu miešačku piesku.Surový piesok, živica, tužidlo atď. sa pridávajú postupne a rýchlo sa miešajú.Dá sa zmiešať a použiť kedykoľvek.
Poradie pridávania rôznych surovín pri miešaní živicového piesku je nasledovné:
Surový piesok + tužidlo (vodný roztok kyseliny p-toluénsulfónovej) – (120 ~ 180S) – živica + silán – (60 ~ 90S) – výroba piesku
(5) Typický výrobný proces odlievania do piesku:
Presné liatie:
Výrobcovia ventilov v posledných rokoch venujú čoraz väčšiu pozornosť kvalite vzhľadu a rozmerovej presnosti odliatkov.Pretože dobrý vzhľad je základnou požiadavkou trhu, je to aj meradlo umiestnenia pre prvý krok obrábania.
Bežne používaným presným liatím v priemysle ventilov je investičné liatie, ktoré je stručne predstavené takto:
(1) Dve metódy procesu odlievania roztoku:
①Používanie nízkoteplotného formovacieho materiálu na báze vosku (kyselina stearová + parafín), nízkotlakové vstrekovanie vosku, škrupina vodného skla, odparafínovanie horúcou vodou, atmosférické tavenie a liatie, používané hlavne na odliatky z uhlíkovej ocele a nízkolegovanej ocele so všeobecnými požiadavkami na kvalitu , Rozmerová presnosť odliatkov môže dosiahnuť národný štandard CT7 ~ 9.
② Použitím formovacieho materiálu na báze živice so strednou teplotou, vysokotlakovým vstrekovaním vosku, škrupinou z kremičitého sólu, odparafínovaním parou, rýchlym atmosférickým alebo vákuovým tavným procesom odlievania môže rozmerová presnosť odliatkov dosiahnuť presné odliatky CT4-6.
(2) Typický postup procesu investičného liatia:
(3) Charakteristiky investičného liatia:
①Odliatok má vysokú rozmerovú presnosť, hladký povrch a dobrú kvalitu vzhľadu.
② Je možné odlievať diely so zložitými štruktúrami a tvarmi, ktoré sa ťažko spracovávajú inými procesmi.
③ Materiály na odlievanie nie sú obmedzené, rôzne zliatinové materiály, ako napríklad: uhlíková oceľ, nehrdzavejúca oceľ, legovaná oceľ, hliníková zliatina, vysokoteplotná zliatina a drahé kovy, najmä zliatinové materiály, ktoré sa ťažko kutia, zvárajú a rezajú.
④ Dobrá flexibilita výroby a silná prispôsobivosť.Môže sa vyrábať vo veľkých množstvách a je vhodný aj na kusovú alebo malosériovú výrobu.
⑤ Investičné liatie má tiež určité obmedzenia, ako napríklad: ťažkopádny procesný tok a dlhý výrobný cyklus.Vzhľadom na obmedzené techniky odlievania, ktoré je možné použiť, nemôže byť jeho tlaková únosnosť veľmi vysoká, keď sa používa na odlievanie tlakových odliatkov ventilov s tenkou škrupinou.
Analýza chýb odliatku
Každý odliatok bude mať vnútorné chyby, existencia týchto chýb prinesie veľké skryté nebezpečenstvá pre vnútornú kvalitu odliatku a veľkú záťaž pre výrobný proces prinesie aj oprava zváraním na odstránenie týchto chýb vo výrobnom procese.Najmä ventily sú odliatky s tenkým plášťom, ktoré odolávajú tlaku a teplote a kompaktnosť ich vnútorných štruktúr je veľmi dôležitá.Preto sa vnútorné chyby odliatkov stávajú rozhodujúcim faktorom ovplyvňujúcim kvalitu odliatkov.
Medzi vnútorné chyby odliatkov ventilov patria najmä póry, troskové inklúzie, pórovitosť zmršťovania a praskliny.
(1) Póry:Póry vznikajú plynom, povrch pórov je hladký a vznikajú vo vnútri alebo blízko povrchu odliatku a ich tvary sú väčšinou okrúhle alebo podlhovasté.
Hlavné zdroje plynu, ktoré vytvárajú póry, sú:
① Dusík a vodík rozpustené v kove sú obsiahnuté v kove počas tuhnutia odliatku a vytvárajú uzavreté kruhové alebo oválne vnútorné steny s kovovým leskom.
②Vlhkosť alebo prchavé látky vo formovacom materiáli sa vplyvom zahrievania premenia na plyn, čím sa vytvoria póry s tmavohnedými vnútornými stenami.
③ Počas procesu odlievania kovu sa v dôsledku nestabilného prúdenia podieľa vzduch na tvorbe pórov.
Metóda prevencie stomatálneho defektu:
① Pri tavení by sa mali alebo nemali používať hrdzavé kovové suroviny a nástroje a naberačky by sa mali piecť a sušiť.
② Nalievanie roztavenej ocele by sa malo vykonávať pri vysokej teplote a nalievať pri nízkej teplote a roztavená oceľ by mala byť riadne utlmená, aby sa uľahčilo vznášanie plynu.
③ Konštrukcia procesu nalievacej stúpačky by mala zvýšiť tlakovú výšku roztavenej ocele, aby sa zabránilo zachyteniu plynu, a nastaviť umelú plynovú dráhu pre primeraný výfuk.
④ Formovacie materiály by mali kontrolovať obsah vody a objem plynu, zvyšovať priepustnosť vzduchu a piesková forma a pieskové jadro by sa mali čo najviac piecť a sušiť.
(2) Zmršťovacia dutina (voľná):Je to súvislá alebo nesúvislá kruhová alebo nepravidelná dutina (dutina), ktorá sa vyskytuje vo vnútri odliatku (najmä na horúcom mieste), s drsným vnútorným povrchom a tmavšou farbou.Hrubé kryštálové zrná, väčšinou vo forme dendritov, zhromaždené na jednom alebo viacerých miestach, náchylné k úniku počas hydraulického testu.
Dôvod zmršťovacej dutiny (uvoľnenie):k objemovému zmršteniu dochádza, keď kov stuhne z tekutého do tuhého stavu.Ak v tomto čase nie je dostatočné doplnenie roztavenej ocele, nevyhnutne dôjde k zmršťovacej dutine.Zmršťovacia dutina oceľových odliatkov je v podstate spôsobená nesprávnym riadením procesu sekvenčného tuhnutia.Príčinou môže byť nesprávne nastavenie stúpačky, príliš vysoká teplota liatia roztavenej ocele a veľké zmrštenie kovu.
Metódy prevencie zmršťovacích dutín (uvoľnenia):① Vedecky navrhnite odlievací systém odliatkov, aby ste dosiahli postupné tuhnutie roztavenej ocele a časti, ktoré tuhnú ako prvé, by sa mali doplniť roztavenou oceľou.②Správne a rozumne nastaviť stúpačku, dotáciu, vnútorné a vonkajšie studené železo, aby sa zabezpečilo postupné tuhnutie.③Keď sa naleje roztavená oceľ, horné vstrekovanie zo stúpačky je prospešné na zabezpečenie teploty roztavenej ocele a podávania a na zníženie výskytu zmršťovacích dutín.④ Pokiaľ ide o rýchlosť liatia, nízkorýchlostné liatie je vhodnejšie pre postupné tuhnutie ako vysokorýchlostné liatie.⑸ Teplota nalievania by nemala byť príliš vysoká.Roztavená oceľ sa vyberie z pece pri vysokej teplote a naleje sa po upokojení, čo je prospešné na zníženie zmršťovacích dutín.
(3) Pieskové inklúzie (troska):Pieskové inklúzie (troska), bežne známe ako pľuzgiere, sú nesúvislé kruhové alebo nepravidelné otvory, ktoré sa objavujú vo vnútri odliatkov.Otvory sú zmiešané s formovacím pieskom alebo oceľovou troskou s nepravidelnými rozmermi a sú v nich agregované.Jedno alebo viac miest, často viac na hornej časti.
Príčiny začlenenia piesku (trosky):Inklúzia trosky je spôsobená oddelenou oceľovou troskou vstupujúcou do odliatku spolu s roztavenou oceľou počas procesu tavenia alebo odlievania.Inklúzia piesku je spôsobená nedostatočnou tesnosťou dutiny formy pri formovaní.Keď sa roztavená oceľ naleje do dutiny formy, formovací piesok sa vymyje roztavenou oceľou a dostane sa do vnútra odliatku.Okrem toho nesprávna prevádzka pri orezávaní a zatváraní boxu a jav vypadávania piesku sú tiež dôvodmi na zaradenie piesku.
Metódy na zabránenie inklúzií piesku (trosky):① Keď sa roztavená oceľ roztaví, výfukové plyny a troska by sa mali čo najdôkladnejšie odsať.② Pokúste sa neprevrátiť vrecko na odlievanie roztavenej ocele, ale použite vrecko na čaj alebo spodné vrecko na nalievanie, aby ste zabránili vniknutiu trosky nad roztavenou oceľou do dutiny odlievania spolu s roztavenou oceľou.③ Pri nalievaní roztavenej ocele by sa mali prijať opatrenia, aby sa zabránilo vniknutiu trosky do dutiny formy s roztavenou oceľou.④Aby sa znížila možnosť začlenenia piesku, pri modelovaní zaistite tesnosť pieskovej formy, dávajte pozor, aby ste pri orezávaní nestratili piesok a pred zatvorením škatule vyfúkajte dutinu formy.
(4) Trhliny:Väčšina trhlín v odliatkoch sú horúce trhliny s nepravidelnými tvarmi, prenikajúce alebo neprenikajúce, súvislé alebo prerušované, a kov v trhlinách je tmavý alebo má povrchovú oxidáciu.
dôvody trhlínmenovite namáhanie pri vysokej teplote a deformácia tekutého filmu.
Vysokoteplotné napätie je napätie vytvorené zmršťovaním a deformáciou roztavenej ocele pri vysokých teplotách.Keď napätie prekročí hranicu pevnosti alebo plastickej deformácie kovu pri tejto teplote, vzniknú trhliny.Deformácia tekutého filmu je tvorba tekutého filmu medzi kryštálovými zrnami počas procesu tuhnutia a kryštalizácie roztavenej ocele.S postupom tuhnutia a kryštalizácie sa tekutý film deformuje.Keď veľkosť deformácie a rýchlosť deformácie prekročia určitú hranicu, vytvárajú sa trhliny.Teplotný rozsah tepelných trhlín je asi 1200 ~ 1450 ℃.
Faktory ovplyvňujúce trhliny:
① Prvky S a P v oceli sú škodlivé faktory pre vznik trhlín a ich eutektika so železom znižuje pevnosť a plasticitu liatej ocele pri vysokých teplotách, čo vedie k vzniku trhlín.
② Zahrnutie trosky a segregácia v oceli zvyšuje koncentráciu napätia, čím zvyšuje tendenciu k praskaniu za tepla.
③ Čím väčší je koeficient lineárneho zmršťovania daného typu ocele, tým väčšia je tendencia k praskaniu za tepla.
④ Čím väčšia je tepelná vodivosť typu ocele, tým väčšie je povrchové napätie, tým lepšie sú mechanické vlastnosti pri vysokej teplote a tým menšia je tendencia k praskaniu za tepla.
⑤ Konštrukčný dizajn odliatkov má nízku vyrobiteľnosť, ako sú príliš malé zaoblené rohy, veľké rozdiely v hrúbke steny a silná koncentrácia napätia, ktorá spôsobí praskliny.
⑥Kompaktnosť pieskovej formy je príliš vysoká a slabá výťažnosť jadra bráni zmršťovaniu odliatku a zvyšuje tendenciu vzniku trhlín.
⑦ Iné, ako napríklad nesprávne usporiadanie stúpačky, príliš rýchle ochladzovanie odliatku, nadmerné namáhanie spôsobené rezaním stúpačky a tepelným spracovaním atď., tiež ovplyvňujú tvorbu trhlín.
Podľa príčin a faktorov ovplyvňujúcich vyššie uvedené trhliny je možné prijať zodpovedajúce opatrenia na zníženie a zabránenie výskytu defektov trhlín.
Na základe vyššie uvedenej analýzy príčin chýb odliatkov, zistení existujúcich problémov a prijatí zodpovedajúcich opatrení na zlepšenie môžeme nájsť riešenie chýb odliatkov, ktoré vedie k zlepšeniu kvality odliatkov.
Čas odoslania: 31. augusta 2023