Støbning af ventilhuset er en vigtig del af ventilfremstillingsprocessen, og kvaliteten af ventilstøbningen bestemmer ventilens kvalitet. Følgende introducerer flere støbeprocesmetoder, der almindeligvis anvendes i ventilindustrien:
Sandstøbning:
Sandstøbning, der almindeligvis anvendes i ventilindustrien, kan opdeles i grønt sand, tørt sand, vandglassand og furanharpiks selvhærdende sand i henhold til forskellige bindemidler.
(1) Grønt sand er en støbeproces, der bruger bentonit som bindemiddel.
Dens karakteristika er:Den færdige sandform behøver ikke at blive tørret eller hærdet, sandformen har en vis vådstyrke, og sandkernen og formskallen har et godt udbytte, hvilket gør det nemt at rengøre og ryste støbegodset ud. Støbeproduktionseffektiviteten er høj, produktionscyklussen er kort, materialeomkostningerne er lave, og det er bekvemt at organisere samlebåndsproduktionen.
Dens ulemper er:Støbegods er tilbøjeligt til defekter såsom porer, sandindeslutninger og sandvedhæftning, og kvaliteten af støbegods, især den iboende kvalitet, er ikke ideel.
Andel og ydeevnetabel for grønt sand til stålstøbegods:
(2) Tørsand er en støbeproces, der bruger ler som bindemiddel. Tilsætning af lidt bentonit kan forbedre dens vådstyrke.
Dens karakteristika er:Sandformen skal tørres, har god luftgennemtrængelighed, er ikke tilbøjelig til defekter som sandvask, sandklæbning og porer, og støbegodsets iboende kvalitet er god.
Dens ulemper er:Det kræver sandtørringsudstyr, og produktionscyklussen er lang.
(3) Vandglassand er en modelleringsproces, der bruger vandglas som bindemiddel. Dens egenskaber er: Vandglas har den funktion, at det automatisk hærder, når det udsættes for CO2, og kan have forskellige fordele ved gashærdningsmetoden til modellering og kernefremstilling, men der er ulemper såsom dårlig sammenklappelighed af formskallen, vanskeligheder med sandrensning af støbegods og lav regenererings- og genbrugsrate for gammelt sand.
Andel og ydeevnetabel for vandglas CO2-hærdende sand:
(4) Furanharpiks selvhærdende sandstøbning er en støbeproces, der bruger furanharpiks som bindemiddel. Støbesandet størkner på grund af bindemidlets kemiske reaktion under påvirkning af hærdningsmidlet ved stuetemperatur. Dets karakteristiske træk er, at sandformen ikke behøver at tørres, hvilket forkorter produktionscyklussen og sparer energi. Harpiksstøbesandet er let at komprimere og har gode desintegrationsegenskaber. Støbesandet til støbegods er let at rengøre. Støbegodset har høj dimensionsnøjagtighed og god overfladefinish, hvilket i høj grad kan forbedre støbegodsets kvalitet. Ulemperne er: høje kvalitetskrav til råsandet, let skarp lugt på produktionsstedet og høje omkostninger til harpiks.
Forhold og blandingsproces af furanharpiks ikke-bagesandblanding:
Blandeprocessen for furanharpiks selvhærdende sand: Det er bedst at bruge en kontinuerlig sandblander til at lave harpiks selvhærdende sand. Rå sand, harpiks, hærdningsmiddel osv. tilsættes i rækkefølge og blandes hurtigt. Det kan blandes og bruges når som helst.
Rækkefølgen for tilsætning af forskellige råmaterialer ved blanding af harpikssand er som følger:
Råsand + hærdningsmiddel (p-toluensulfonsyre vandig opløsning) – (120 ~ 180S) – harpiks + silan – (60 ~ 90S) – sandproduktion
(5) Typisk sandstøbningsproces:
Præcisionsstøbning:
I de senere år har ventilproducenter lagt mere og mere vægt på støbegodsets udseende, kvalitet og dimensionsnøjagtighed. Fordi et godt udseende er markedets grundlæggende krav, er det også positioneringsbenchmarken for det første trin i bearbejdningen.
Den almindeligt anvendte præcisionsstøbning i ventilindustrien er investeringsstøbning, som kort introduceres som følger:
(1) To procesmetoder til opløsningsstøbning:
① Brug af lavtemperatur voksbaseret støbemateriale (stearinsyre + paraffin), lavtryksvoksindsprøjtning, vandglasskal, varmtvandsafvoksning, atmosfærisk smeltning og hældning, primært anvendt til kulstofstål og lavlegeret stålstøbegods med generelle kvalitetskrav. Støbegodsets dimensionsnøjagtighed kan nå den nationale standard CT7~9.
② Ved brug af harpiksbaseret støbemateriale ved middel temperatur, højtryksvoksinjektion, silicasol-støbeskal, dampafvoksning, hurtig atmosfærisk eller vakuumsmeltende støbeproces kan støbegodsets dimensionsnøjagtighed nå CT4-6 præcisionsstøbegods.
(2) Typisk procesforløb for investeringsstøbning:
(3) Karakteristika for investeringsstøbning:
①Støbegodset har høj dimensionsnøjagtighed, glat overflade og god udseendekvalitet.
② Det er muligt at støbe dele med komplekse strukturer og former, der er vanskelige at bearbejde med andre processer.
③ Støbematerialer er ikke begrænset til forskellige legeringsmaterialer såsom: kulstofstål, rustfrit stål, legeret stål, aluminiumslegering, højtemperaturlegering og ædle metaller, især legeringsmaterialer, der er vanskelige at smede, svejse og skære.
④ God produktionsfleksibilitet og stærk tilpasningsevne. Den kan produceres i store mængder og er også velegnet til enkeltstykke- eller småserieproduktion.
⑤ Investeringsstøbning har også visse begrænsninger, såsom: besværlig procesflow og lang produktionscyklus. På grund af de begrænsede støbeteknikker, der kan anvendes, kan dens trykbærende kapacitet ikke være særlig høj, når den bruges til at støbe trykbærende tyndskallede ventilstøbegods.
Analyse af støbefejl
Enhver støbegods vil have interne defekter, og eksistensen af disse defekter vil medføre store skjulte farer for støbegodsets interne kvalitet, og svejsereparationer for at eliminere disse defekter i produktionsprocessen vil også medføre en stor belastning for produktionsprocessen. Ventiler er især tyndskallede støbegods, der modstår tryk og temperatur, og kompaktheden af deres interne strukturer er meget vigtig. Derfor bliver støbegodsets interne defekter den afgørende faktor, der påvirker støbegodsets kvalitet.
De indre defekter i ventilstøbegods omfatter hovedsageligt porer, slaggeindeslutninger, krympningsporøsitet og revner.
(1) Porer:Porer produceres af gas, porernes overflade er glat, og de genereres inde i eller nær støbegodsets overflade, og deres former er for det meste runde eller aflange.
De vigtigste gaskilder, der genererer porer, er:
① Nitrogen og hydrogen opløst i metallet er indeholdt i metallet under størkningen af støbegodset og danner lukkede cirkulære eller ovale indre vægge med metallisk glans.
② Fugt eller flygtige stoffer i støbematerialet vil omdannes til gas på grund af opvarmning og danne porer med mørkebrune indvendige vægge.
③ Under hældningsprocessen af metallet er luften involveret i dannelsen af porer på grund af den ustabile strømning.
Forebyggelsesmetode for stomatal defekt:
① Ved smeltning bør rustne metalråmaterialer anvendes så lidt som muligt eller slet ikke, og værktøj og øser bør bages og tørres.
② Hældning af smeltet stål bør udføres ved høj temperatur og hældes ved lav temperatur, og det smeltede stål skal være ordentligt bedøvet for at lette gassens flydende form.
③ Processdesignet for hældestigrøret bør øge trykhøjden for smeltet stål for at undgå gasindfangning og etablere en kunstig gasbane for rimelig udstødning.
④Støbematerialer bør kontrollere vandindholdet og gasvolumenet, øge luftgennemtrængeligheden, og sandformen og sandkernen bør bages og tørres så meget som muligt.
(2) Krympehulrum (løst):Det er et sammenhængende eller usammenhængende cirkulært eller uregelmæssigt hulrum (hulrum), der opstår inde i støbegodset (især ved hotspottet), med en ru indre overflade og mørkere farve. Grove krystalkorn, hovedsageligt i form af dendritter, samlet et eller flere steder, tilbøjelige til lækage under hydraulisk test.
Årsagen til krympning af hulrummet (løshed):Volumenkrympning opstår, når metallet størkner fra flydende til fast tilstand. Hvis der ikke er tilstrækkelig genopfyldning af smeltet stål på dette tidspunkt, vil der uundgåeligt opstå krympehulrum. Krympehulrummet i stålstøbegods skyldes grundlæggende ukorrekt kontrol af den sekventielle størkningsproces. Årsagerne kan omfatte forkerte indstillinger af stigrøret, for høj støbetemperatur for smeltet stål og stor metalkrympning.
Metoder til at forhindre krympehuller (løshed):① Design støbegodsets hældesystem videnskabeligt for at opnå sekventiel størkning af det smeltede stål, og de dele, der størkner først, bør genopfyldes med smeltet stål. ② Indstil stigrøret, subsidien samt det indvendige og udvendige kolde jern korrekt og rimeligt for at sikre sekventiel størkning. ③ Når det smeltede stål hældes, er topindsprøjtning fra stigrøret gavnlig for at sikre temperaturen på det smeltede stål og tilførslen og reducere forekomsten af krympehulrum. ④ Med hensyn til hældehastighed er lavhastighedshældning mere befordrende for sekventiel størkning end højhastighedshældning. ⑸ Hældetemperaturen bør ikke være for høj. Det smeltede stål tages ud af ovnen ved høj temperatur og hældes efter sedation, hvilket er gavnligt for at reducere krympehulrum.
(3) Sandindhold (slagge):Sandindeslutninger (slagge), almindeligvis kendt som blærer, er diskontinuerlige cirkulære eller uregelmæssige huller, der opstår inde i støbegods. Hullerne er blandet med støbesand eller stålslagge med uregelmæssig størrelse og aggregeret i dem. Et eller flere steder, ofte mere på den øvre del.
Årsager til indeslutning af sand (slagge):Slaggeindtrængning skyldes, at der trænger separat stålslagge ind i støbegodset sammen med det smeltede stål under smeltning eller støbningsprocessen. Sandindtrængning skyldes utilstrækkelig tæthed i formhulrummet under støbning. Når smeltet stål hældes i formhulrummet, skylles støbesandet op af det smeltede stål og trænger ind i støbegodsets indre. Derudover er forkert betjening under trimning og lukning af kassen samt fænomenet med sand, der falder ud, også årsager til sandindtrængning.
Metoder til at forhindre sandindeslutninger (slagge):① Når det smeltede stål smeltes, skal udstødningsgassen og slaggen suges ud så grundigt som muligt. ② Undgå at vende hældeposen til det smeltede stål, men brug en tekandepose eller en hældepose i bunden for at forhindre slaggen over det smeltede stål i at trænge ind i støbehulrummet sammen med det smeltede stål. ③ Ved hældning af smeltet stål skal der træffes foranstaltninger for at forhindre slagge i at trænge ind i formhulrummet sammen med det smeltede stål. ④For at reducere risikoen for sandindeslutning skal du sikre dig, at sandformen er tæt under modellering, være forsigtig med ikke at miste sand under trimning, og blæse formhulrummet rent, før du lukker kassen.
(4) Revner:De fleste revner i støbegods er varme revner med uregelmæssig form, gennemtrængende eller ikke-gennemtrængende, kontinuerlige eller intermitterende, og metallet ved revnerne er mørkt eller har overfladeoxidation.
årsager til revner, nemlig højtemperaturspænding og deformation af væskefilmen.
Højtemperaturspænding er den spænding, der dannes ved krympning og deformation af smeltet stål ved høje temperaturer. Når spændingen overstiger metallets styrke- eller plastiske deformationsgrænse ved denne temperatur, vil der opstå revner. Væskefilmdeformation er dannelsen af en væskefilm mellem krystalkorn under størknings- og krystallisationsprocessen af smeltet stål. Med størknings- og krystallisationsforløbet deformeres væskefilmen. Når deformationsmængden og deformationshastigheden overstiger en vis grænse, genereres der revner. Temperaturområdet for termiske revner er omkring 1200~1450 ℃.
Faktorer der påvirker revner:
① S- og P-elementer i stål er skadelige faktorer for revner, og deres eutektik med jern reducerer støbt ståls styrke og plasticitet ved høje temperaturer, hvilket resulterer i revner.
② Slaggeindlejring og -segregering i stål øger spændingskoncentrationen og dermed tendensen til varm revnedannelse.
③ Jo større ståltypens lineære krympekoefficient er, desto større er tendensen til varme revner.
④ Jo større ståltypens varmeledningsevne er, desto større er overfladespændingen, desto bedre er de mekaniske egenskaber ved høje temperaturer, og desto mindre er tendensen til varme revner.
⑤ Støbegodsets strukturelle design er dårligt fremstillet, såsom for små afrundede hjørner, stor forskel i vægtykkelse og alvorlig spændingskoncentration, hvilket vil forårsage revner.
⑥ Sandformens kompakthed er for høj, og kernens dårlige udbytte hæmmer støbegodsets krympning og øger tendensen til revner.
⑦Andre faktorer, såsom forkert placering af stigrøret, for hurtig afkøling af støbegodset, overdreven belastning forårsaget af skæring af stigrøret og varmebehandling osv. vil også påvirke dannelsen af revner.
Afhængigt af årsagerne til og de påvirkende faktorer for ovennævnte revner kan der træffes tilsvarende foranstaltninger for at reducere og undgå forekomsten af revnedefekter.
Baseret på ovenstående analyse af årsagerne til støbefejl, identifikation af de eksisterende problemer og iværksættelse af tilsvarende forbedringsforanstaltninger, kan vi finde en løsning på støbefejl, hvilket bidrager til forbedring af støbekvaliteten.
Opslagstidspunkt: 31. august 2023