Ulivanje ohišja ventila je pomemben del postopka izdelave ventila, kakovost ulitka ventila pa določa kakovost ventila.V nadaljevanju je predstavljenih več metod postopka litja, ki se običajno uporabljajo v industriji ventilov:
Ulivanje v pesek:
Peščeno litje, ki se običajno uporablja v industriji ventilov, lahko glede na različna veziva razdelimo na zeleni pesek, suh pesek, pesek iz vodnega stekla in pesek iz furanske smole.
(1) Zeleni pesek je postopek oblikovanja z uporabo bentonita kot veziva.
Njegove značilnosti so:končnega peščenega kalupa ni treba sušiti ali strjevati, peščeni kalup ima določeno mokro trdnost, peščeno jedro in lupina kalupa pa imata dober izkoristek, kar olajša čiščenje in stresanje ulitkov.Učinkovitost proizvodnje kalupov je visoka, proizvodni cikel je kratek, stroški materiala so nizki in priročno je organizirati proizvodnjo na tekočem traku.
Njegove slabosti so:ulitki so nagnjeni k napakam, kot so pore, vključki peska in oprijem peska, kakovost ulitkov, zlasti intrinzična kakovost, pa ni idealna.
Tabela deležev in zmogljivosti zelenega peska za jeklene ulitke:
(2) Suhi pesek je postopek oblikovanja z uporabo gline kot veziva.Če dodate malo bentonita, lahko izboljšate njegovo mokro moč.
Njegove značilnosti so:peščeni kalup je treba posušiti, ima dobro zračno prepustnost, ni nagnjen k napakam, kot so pranje peska, lepljenje peska in pore, lastna kakovost ulitka pa je dobra.
Njegove slabosti so:zahteva opremo za sušenje peska in proizvodni cikel je dolg.
(3) Pesek iz vodnega stekla je postopek modeliranja z uporabo vodnega stekla kot veziva.Njegove značilnosti so: vodno steklo ima funkcijo samodejnega strjevanja, ko je izpostavljeno CO2, in ima lahko različne prednosti metode utrjevanja s plinom za modeliranje in izdelavo jedra, vendar obstajajo pomanjkljivosti, kot so slaba zložljivost lupine kalupa, težave pri čiščenju peska ulitki ter nizka stopnja regeneracije in recikliranja starega peska.
Delež in tabela učinkovitosti vodnega stekla s CO2 utrjevalnim peskom:
(4) Peščeno oblikovanje s furansko smolo, ki se samo utrjuje, je postopek litja, ki uporablja furansko smolo kot vezivo.Oblikovalni pesek se strdi zaradi kemijske reakcije veziva pod delovanjem utrjevalnega sredstva pri sobni temperaturi.Njegova značilnost je, da peščenega kalupa ni treba sušiti, kar skrajša proizvodni cikel in prihrani energijo.Smolni kalupni pesek je enostaven za stiskanje in ima dobre lastnosti razpadanja.Pesek za oblikovanje ulitkov je enostaven za čiščenje.Ulitki imajo visoko dimenzijsko natančnost in dobro površinsko obdelavo, kar lahko močno izboljša kakovost ulitkov.Njegove slabosti so: visoke zahteve glede kakovosti surovega peska, rahel oster vonj na proizvodnem mestu in visoki stroški smole.
Delež in postopek mešanja mešanice peska iz furanove smole brez pečenja:
Postopek mešanja peska iz furanske smole, ki se samo strdi: Najbolje je, da uporabite mešalnik peska za mešanje peska, da naredite pesek, ki se samo strdi.Surov pesek, smolo, sredstvo za strjevanje itd. dodajamo zaporedoma in hitro premešamo.Lahko se meša in uporablja kadarkoli.
Vrstni red dodajanja različnih surovin pri mešanju smolnega peska je naslednji:
Surovi pesek + sredstvo za strjevanje (vodna raztopina p-toluensulfonske kisline) – (120 ~ 180S) – smola + silan – (60 ~ 90S) – proizvodnja peska
(5) Tipičen proizvodni proces za ulivanje v pesek:
Natančno litje:
Proizvajalci armatur v zadnjih letih namenjajo vedno več pozornosti kakovosti videza in dimenzijski točnosti ulitkov.Ker je dober videz osnovna zahteva trga, je tudi merilo pozicioniranja za prvi korak strojne obdelave.
Običajno uporabljeno natančno litje v industriji ventilov je vlivanje, ki je na kratko predstavljeno na naslednji način:
(1) Dve procesni metodi litja raztopine:
①Uporaba nizkotemperaturnega materiala za kalupe na osnovi voska (stearinska kislina + parafin), nizkotlačno vbrizgavanje voska, lupina iz vodnega stekla, razvoskanje z vročo vodo, atmosfersko taljenje in vlivanje, ki se uporablja predvsem za ulitke iz ogljikovega jekla in nizko legiranega jekla s splošnimi zahtevami glede kakovosti , Dimenzijska natančnost ulitkov lahko doseže nacionalni standard CT7~9.
② Z uporabo srednjetemperaturnega materiala za kalupe na osnovi smole, visokotlačnega vbrizgavanja voska, lupine kalupa iz silicijevega dioksida, razvoskanja s paro, hitrega atmosferskega ali vakuumskega procesa taljenja lahko dimenzijska natančnost ulitkov doseže natančne ulitke CT4-6.
(2) Tipičen potek postopka vlivanja z vlitjem:
(3) Značilnosti investicijskega litja:
①Ulitek ima visoko dimenzijsko natančnost, gladko površino in dobro kakovost videza.
② Možno je uliti dele s kompleksnimi strukturami in oblikami, ki jih je težko obdelati z drugimi postopki.
③ Materiali za ulivanje niso omejeni, različni zlitinski materiali, kot so: ogljikovo jeklo, nerjavno jeklo, legirano jeklo, aluminijeve zlitine, visokotemperaturne zlitine in plemenite kovine, zlasti zlitine, ki jih je težko kovati, variti in rezati.
④ Dobra proizvodna prilagodljivost in močna prilagodljivost.Izdeluje se lahko v velikih količinah, primeren pa je tudi za posamično ali maloserijsko proizvodnjo.
⑤ Investicijsko litje ima tudi določene omejitve, kot so: okoren potek postopka in dolg proizvodni cikel.Zaradi omejenih tehnik litja, ki jih je mogoče uporabiti, njegova nosilnost tlaka ne more biti zelo visoka, če se uporablja za ulivanje ulitkov ventilov s tanko lupino, ki nosijo tlak.
Analiza napak pri litju
Vsak ulitek bo imel notranje napake, obstoj teh napak bo prinesel velike skrite nevarnosti za notranjo kakovost ulitka, popravilo z varjenjem za odpravo teh napak v proizvodnem procesu pa bo prav tako prineslo veliko obremenitev proizvodnemu procesu.Zlasti ventili so ulitki s tanko lupino, ki vzdržijo pritisk in temperaturo, zato je kompaktnost njihovih notranjih struktur zelo pomembna.Zato postanejo notranje napake ulitkov odločilni dejavnik, ki vpliva na kakovost ulitkov.
Notranje napake ulitkov ventilov vključujejo predvsem pore, vključke žlindre, poroznost zaradi krčenja in razpoke.
(1) Pore:Pore proizvaja plin, površina por je gladka in nastajajo znotraj ali blizu površine ulitka, njihove oblike pa so večinoma okrogle ali podolgovate.
Glavni viri plina, ki ustvarjajo pore, so:
① Dušik in vodik, raztopljena v kovini, sta v kovini med strjevanjem ulitka in tvorita zaprte krožne ali ovalne notranje stene s kovinskim leskom.
②Vlaga ali hlapne snovi v materialu za oblikovanje se bodo zaradi segrevanja spremenile v plin in oblikovale pore s temno rjavimi notranjimi stenami.
③ Med postopkom vlivanja kovine je zaradi nestabilnega pretoka vključen zrak, ki tvori pore.
Metoda preprečevanja okvare želodca:
① Pri taljenju je treba zarjavele kovinske surovine uporabljati čim manj ali ne, orodje in zajemalke pa je treba peči in posušiti.
②Ulivanje staljenega jekla je treba opraviti pri visoki temperaturi in vliti pri nizki temperaturi, staljeno jeklo pa je treba ustrezno pomiriti, da se olajša lebdenje plina.
③ Procesna zasnova dvižnega voda za izlivanje mora povečati tlačno višino staljenega jekla, da se prepreči ujetost plina, in vzpostaviti umetno plinsko pot za primeren izpušni plin.
④Materiali za oblikovanje morajo nadzorovati vsebnost vode in prostornino plina, povečati prepustnost zraka, peščeni kalup in peščeno jedro pa je treba čim bolj speči in posušiti.
(2) Votlina za krčenje (ohlapna):Je koherentna ali nekoherentna okrogla ali nepravilna votlina (kavitet), ki nastane v notranjosti ulitka (zlasti na vročem mestu), s hrapavo notranjo površino in temnejšo barvo.Groba kristalna zrna, večinoma v obliki dendritov, zbrana na enem ali več mestih, nagnjena k puščanju med hidravličnim preskusom.
Razlog za krčenje votline (ohlapnost):do volumskega krčenja pride, ko se kovina strdi iz tekočega v trdno stanje.Če v tem trenutku ni dovolj dopolnjenega staljenega jekla, se bo neizogibno pojavila votlina zaradi krčenja.Votlina pri krčenju jeklenih ulitkov je v bistvu posledica nepravilnega nadzora zaporednega procesa strjevanja.Razlogi so lahko nepravilne nastavitve dvižnega voda, previsoka temperatura vlivanja staljenega jekla in veliko krčenje kovine.
Metode za preprečevanje krčnih votlin (zrahljanosti):① Znanstveno načrtujte sistem za vlivanje ulitkov, da dosežete zaporedno strjevanje staljenega jekla, dele, ki se najprej strdijo, pa je treba napolniti s staljenim jeklom.②Pravilno in razumno nastavite dvižni vod, subvencijo, notranje in zunanje hladno železo, da zagotovite zaporedno strjevanje.③Ko se staljeno jeklo vlije, je zgornje vbrizgavanje iz dvižnega voda koristno za zagotovitev temperature staljenega jekla in dovajanja ter zmanjšanje pojava votlin zaradi krčenja.④ Kar zadeva hitrost vlivanja, je vlivanje z nizko hitrostjo bolj ugodno za zaporedno strjevanje kot vlivanje z visoko hitrostjo.⑸ Temperatura izlivanja ne sme biti previsoka.Staljeno jeklo se vzame iz peči pri visoki temperaturi in se vlije po sedaciji, kar je koristno za zmanjšanje votlin zaradi krčenja.
(3) Peščeni vključki (žlindra):Peščeni vključki (žlindra), splošno znani kot pretisni omoti, so prekinjene okrogle ali nepravilne luknje, ki se pojavijo znotraj ulitkov.Luknje so pomešane s kalupnim peskom ali jekleno žlindro, neenakomernih velikosti in v njih agregirane.Eno ali več mest, pogosto več na zgornjem delu.
Vzroki za vključitev peska (žlindre):Vključek žlindre povzroči diskretna jeklena žlindra, ki vstopi v ulitek skupaj s staljenim jeklom med procesom taljenja ali vlivanja.Vključek peska je posledica nezadostne tesnosti kalupne votline med oblikovanjem.Ko se staljeno jeklo vlije v votlino kalupa, staljeno jeklo spere kalupni pesek in vstopi v notranjost ulitka.Poleg tega so razlogi za vključevanje peska tudi nepravilno delovanje med obrezovanjem in zapiranjem škatle ter pojav izpadanja peska.
Metode za preprečevanje vključkov peska (žlindre):① Ko se staljeno jeklo tali, je treba izpušne pline in žlindro izčrpati čim bolj temeljito.② Vrečke za izlivanje staljenega jekla ne obrnite, ampak uporabite vrečko za čajnik ali vrečko za izlivanje na dnu, da preprečite, da bi žlindra nad staljenim jeklom skupaj s staljenim jeklom prišla v livno votlino.③ Pri vlivanju staljenega jekla je treba sprejeti ukrepe za preprečevanje vstopa žlindre v votlino kalupa s staljenim jeklom.④Da bi zmanjšali možnost vključevanja peska, med modeliranjem zagotovite tesnost kalupa za pesek, pazite, da pri obrezovanju ne izgubite peska, in pred zapiranjem škatle očistite votlino kalupa.
(4) Razpoke:Večina razpok v ulitkih so vroče razpoke, nepravilnih oblik, prodorne ali nepredirne, neprekinjene ali občasne, kovina v razpokah pa je temna ali površinsko oksidirana.
vzroki za razpoke, in sicer visokotemperaturna napetost in deformacija tekočega filma.
Visokotemperaturna napetost je napetost, ki nastane zaradi krčenja in deformacije staljenega jekla pri visokih temperaturah.Ko napetost preseže mejo trdnosti ali plastične deformacije kovine pri tej temperaturi, se pojavijo razpoke.Deformacija tekočega filma je nastanek tekočega filma med kristalnimi zrni med postopkom strjevanja in kristalizacije staljenega jekla.Z napredovanjem strjevanja in kristalizacije se film tekočine deformira.Ko količina deformacije in hitrost deformacije presežeta določeno mejo, nastanejo razpoke.Temperaturno območje toplotnih razpok je približno 1200 ~ 1450 ℃.
Dejavniki, ki vplivajo na razpoke:
① Elementi S in P v jeklu so škodljivi dejavniki za razpoke, njihova evtektika z železom pa zmanjša trdnost in plastičnost litega jekla pri visokih temperaturah, kar povzroči razpoke.
② Vključitev žlindre in segregacija v jeklu povečata koncentracijo napetosti in tako povečata nagnjenost k vročim razpokam.
③ Večji kot je linearni koeficient krčenja vrste jekla, večja je nagnjenost k vročim razpokam.
④ Večja kot je toplotna prevodnost vrste jekla, večja je površinska napetost, boljše so mehanske lastnosti pri visokih temperaturah in manjša je nagnjenost k vročim razpokam.
⑤ Strukturna zasnova ulitkov je slaba glede izdelave, kot so premajhni zaobljeni vogali, velika razlika v debelini stene in močna koncentracija napetosti, kar bo povzročilo razpoke.
⑥ Kompaktnost peščenega kalupa je previsoka in slab izkoristek jedra ovira krčenje ulitka in poveča nagnjenost k razpokam.
⑦Drugo, kot je neustrezna razporeditev dvižnega voda, prehitro ohlajanje ulitka, prekomerna obremenitev, ki jo povzroči rezanje dvižnega voda in toplotna obdelava itd., bo prav tako vplivalo na nastanek razpok.
Glede na vzroke in dejavnike, ki vplivajo na zgornje razpoke, je mogoče sprejeti ustrezne ukrepe za zmanjšanje in preprečitev pojava napak v razpokah.
Na osnovi zgornje analize vzrokov za napake pri litju, ugotavljanja obstoječih težav in izvajanja ustreznih ukrepov za izboljšanje, lahko najdemo rešitev za napake pri litju, ki vodi k izboljšanju kakovosti ulitkov.
Čas objave: 31. avgusta 2023