Støbningen af ventilhuset er en vigtig del af ventilfremstillingsprocessen, og kvaliteten af ventilstøbningen bestemmer ventilens kvalitet.Det 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 selvhærdende furanharpikssand i henhold til forskellige bindemidler.
(1) Grønt sand er en støbeproces, der bruger bentonit som bindemiddel.
Dens egenskaber er:den færdige sandform skal ikke tørres eller hærdes, 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 praktisk at organisere samlebåndsproduktion.
Dens ulemper er:støbegods er tilbøjelige til defekter såsom porer, sandindeslutninger og sandadhæsion, og kvaliteten af støbegods, især den iboende kvalitet, er ikke ideel.
Proportion- og ydeevnetabel af grønt sand til stålstøbegods:
(2) Tørt sand er en støbeproces, der bruger ler som bindemiddel.Tilføjelse af lidt bentonit kan forbedre dens våde styrke.
Dens egenskaber er:sandformen skal tørres, har god luftgennemtrængelighed, er ikke tilbøjelig til defekter som sandvask, sandklæbning og porer, og den iboende kvalitet af støbningen er god.
Dens ulemper er:det kræver sandtørringsudstyr, og produktionscyklussen er lang.
(3) Vandglassand er en modelleringsproces, der bruger vandglas som bindemiddel.Dets egenskaber er: vandglas har funktionen til automatisk at hærde, når det udsættes for CO2, og kan have forskellige fordele ved gashærdningsmetoden til modellering og kernefremstilling, men der er mangler såsom dårlig sammenklappelighed af formskallen, vanskeligheder ved sandrensning af støbegods og lav regenererings- og genanvendelsesgrad af gammelt sand.
Proportion- og ydeevnetabel for vandglas CO2-hærdende sand:
(4) Selvhærdende sandstøbning af furanharpiks er en støbeproces, der bruger furanharpiks som bindemiddel.Formsandet størkner på grund af bindemidlets kemiske reaktion under påvirkning af hærderen ved stuetemperatur.Dens kendetegn er, at sandformen ikke skal tørres, hvilket forkorter produktionscyklussen og sparer energi.Harpiksstøbesand er let at komprimere og har gode nedbrydningsegenskaber.Formsandet af støbegods er let at rengøre.Støbningerne har høj dimensionsnøjagtighed og god overfladefinish, hvilket i høj grad kan forbedre kvaliteten af støbegods.Dens ulemper er: høje kvalitetskrav til råsand, let skarp lugt på produktionsstedet og høje omkostninger til harpiks.
Proportion og blandingsproces af furanharpiks no-bage sandblanding:
Blandingsprocessen for selvhærdende sand med furanharpiks: Det er bedst at bruge en kontinuerlig sandblander til at lave selvhærdende harpikssand.Rå sand, harpiks, hærder osv. tilsættes i rækkefølge og blandes hurtigt.Det kan til enhver tid blandes og bruges.
Rækkefølgen for tilsætning af forskellige råmaterialer ved blanding af harpikssand er som følger:
Rå sand + hærder (p-toluensulfonsyre vandig opløsning) – (120 ~ 180S) – harpiks + silan – (60 ~ 90S) – sandproduktion
(5) Typisk sandstøbningsproduktionsproces:
Præcisionsstøbning:
I de senere år har ventilproducenter været mere og mere opmærksomme på udseendets kvalitet og dimensionsnøjagtighed af støbegods.Fordi et godt udseende er markedets grundlæggende krav, er det også positioneringsbenchmark for det første trin i bearbejdningen.
Den almindeligt anvendte præcisionsstøbning i ventilindustrien er investeringsstøbning, som kort introduceres som følger:
(1) To procesmetoder til opløsningsstøbning:
①Brug af lavtemperatur voksbaseret formmateriale (stearinsyre + paraffin), lavtryksvoksinjektion, vandglasskal, varmtvandsafvoksning, atmosfærisk smelte- og hældeproces, hovedsagelig brugt til kulstofstål og lavlegeret stålstøbegods med generelle kvalitetskrav , Den dimensionelle nøjagtighed af støbegods kan nå den nationale standard CT7~9.
② Ved hjælp af middeltemperatur-harpiksbaseret formmateriale, højtryksvoksinjektion, silicasol-formskal, dampafvoksning, hurtig atmosfærisk eller vakuumsmeltende støbeproces, kan dimensionsnøjagtigheden af støbegods nå CT4-6 præcisionsstøbegods.
(2) Typisk procesflow for investeringsstøbning:
(3) Karakteristika for investeringsstøbning:
①Støbningen har høj dimensionsnøjagtighed, glat overflade og god udseendekvalitet.
② Det er muligt at støbe dele med komplekse strukturer og former, som er svære at bearbejde med andre processer.
③ Støbematerialer er ikke begrænset, forskellige legeringsmaterialer såsom: kulstofstål, rustfrit stål, legeret stål, aluminiumslegering, højtemperaturlegering og ædle metaller, især legeringsmaterialer, der er svære at smede, svejse og skære.
④ God produktionsfleksibilitet og stærk tilpasningsevne.Den kan produceres i store mængder, og er også velegnet til enkelt- eller mindre batch-produktion.
⑤ Investeringsstøbning har også visse begrænsninger, såsom: besværligt 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 tyndskallet ventilstøbegods.
Analyse af støbefejl
Enhver støbning vil have interne defekter, eksistensen af disse defekter vil medføre store skjulte farer for den interne kvalitet af støbningen, og svejsereparationen for at eliminere disse defekter i produktionsprocessen vil også medføre en stor byrde for produktionsprocessen.Især ventiler er tyndskallede støbegods, der modstår tryk og temperatur, og kompaktheden af deres indre strukturer er meget vigtig.Derfor bliver de interne defekter af støbegods den afgørende faktor, der påvirker kvaliteten af støbegods.
De indre defekter af ventilstøbegods omfatter hovedsageligt porer, slaggeindeslutninger, krympeporøsitet og revner.
(1) Porer:Porer produceres af gas, overfladen af porerne er glat, og de genereres inde i eller nær overfladen af støbningen, og deres former er for det meste runde eller aflange.
De vigtigste gaskilder, der genererer porer, er:
① Nitrogenet og hydrogenet, der er opløst i metallet, er indeholdt i metallet under støbningen af støbningen, hvilket danner lukkede cirkulære eller ovale indervægge med metallisk glans.
②Fugt eller flygtige stoffer i formmaterialet vil blive til gas på grund af opvarmning og danne porer med mørkebrune indervægge.
③ Under støbningsprocessen af metallet, på grund af den ustabile strømning, er luften involveret for at danne porer.
Forebyggelsesmetode for stomatal defekt:
① Ved smeltning skal rustne metalråmaterialer bruges så lidt som muligt eller ej, og værktøj og øser skal bages og tørres.
②Hældningen af smeltet stål skal ske ved høj temperatur og hældes ved lav temperatur, og det smeltede stål skal være ordentligt bedøvet for at lette flydende gas.
③ Procesdesignet for støberøret bør øge trykhøjden for smeltet stål for at undgå gasindfangning og oprette en kunstig gasvej til rimelig udstødning.
④Støbematerialer skal kontrollere vandindholdet og gasvolumenet, øge luftgennemtrængeligheden, og sandformen og sandkernen skal bages og tørres så meget som muligt.
(2) Krympehulrum (løs):Det er et sammenhængende eller usammenhængende cirkulært eller uregelmæssigt hulrum (hulrum), der opstår inde i støbningen (især ved hot spot), med en ru indre overflade og mørkere farve.Grove krystalkorn, for det meste i form af dendritter, samlet et eller flere steder, udsat for lækage under hydraulisk test.
Årsagen til krympning af hulrum (løshed):volumen svind opstår, når metallet størkner fra flydende til fast tilstand.Hvis der ikke er nok genopfyldning af smeltet stål på dette tidspunkt, vil der uundgåeligt opstå krympehulrum.Krympehulrummet i stålstøbegods er dybest set forårsaget af ukorrekt kontrol af den sekventielle størkningsproces.Årsagerne kan omfatte forkerte stigrørsindstillinger, for høj hældetemperatur af smeltet stål og stor metalkrympning.
Metoder til at forhindre svindhuler (løshed):① Udform videnskabeligt støbesystemet for støbegods for at opnå sekventiel størkning af smeltet stål, og de dele, der størkner først, skal genopfyldes med smeltet stål.②Korrekt og rimeligt indstillet stigrør, tilskud, internt og eksternt koldtjern for at sikre sekventiel størkning.③Når det smeltede stål hældes, er topindsprøjtning fra stigrøret fordelagtigt for at sikre temperaturen på det smeltede stål og tilførsel og reducere forekomsten af krympningshulrum.④ Med hensyn til hældehastighed er lavhastighedshældning mere befordrende for sekventiel størkning end højhastighedshældning.⑸Hældetemperaturen 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 svindhulrum.
(3) Sandindeslutninger (slagger):Sandindeslutninger (slagge), almindeligvis kendt som blærer, er diskontinuerlige cirkulære eller uregelmæssige huller, der vises inde i støbegods.Hullerne blandes med støbesand eller stålslagge, med uregelmæssige størrelser og aggregeres i dem.Et eller flere steder, ofte flere på den øverste del.
Årsager til inklusion af sand (slagge):Slaggeinkludering er forårsaget af diskret stålslagge, der kommer ind i støbningen sammen med det smeltede stål under smelte- eller hældeprocessen.Sandinkludering er forårsaget af den utilstrækkelige tæthed af formhulrummet under støbning.Når smeltet stål hældes i formhulrummet, skylles formsandet op af det smeltede stål og trænger ind i det indre af støbningen.Derudover er forkert betjening under trimning og kasselukning og fænomenet med, at sand falder ud, også årsagerne til sandinkludering.
Metoder til at forhindre indeslutninger af sand (slagger):① Når det smeltede stål er smeltet, skal udstødningen og slaggen udtømmes så grundigt som muligt.② Prøv ikke at vende hældeposen af smeltet stål om, men brug en tekandepose eller en bundhældepose for at forhindre slaggen over det smeltede stål i at trænge ind i støbehulrummet sammen med det smeltede stål.③ Når du hælder smeltet stål, skal der træffes foranstaltninger for at forhindre slagger i at trænge ind i formhulrummet med det smeltede stål.④For at reducere muligheden for sandinkludering skal du sikre tætheden af sandformen ved modellering, pas på ikke at miste sand ved trimning, og blæs formhulrummet rent, før du lukker kassen.
(4) Revner:De fleste af revnerne i støbegods er varme revner, med uregelmæssige former, gennemtrængende eller ikke-gennemtrængende, kontinuerlige eller intermitterende, og metallet ved revnerne er mørkt eller har overfladeoxidation.
årsager til revner, nemlig høj temperatur stress og væskefilm deformation.
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.Deformation af flydende film er dannelsen af en flydende film mellem krystalkorn under størknings- og krystallisationsprocessen af smeltet stål.Med fremskridt med størkning og krystallisation deformeres væskefilmen.Når deformationsmængden og deformationshastigheden overstiger en vis grænse, opstår 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 styrken og plasticiteten af støbestål ved høje temperaturer, hvilket resulterer i revner.
② Slaggeinkludering og -adskillelse i stål øger spændingskoncentrationen, hvilket øger tendensen til varme revnedannelser.
③ Jo større den lineære krympningskoefficient for ståltypen er, desto større er tendensen til varm revnedannelse.
④ Jo større termisk ledningsevne af ståltypen, jo større overfladespænding, jo bedre højtemperatur mekaniske egenskaber, og jo mindre er tendensen til varm revnedannelse.
⑤ Det strukturelle design af støbegods er dårligt til at fremstille, såsom for små afrundede hjørner, stor vægtykkelsesforskel og alvorlig spændingskoncentration, hvilket vil forårsage revner.
⑥Sandformens kompakthed er for høj, og det dårlige udbytte af kernen hindrer støbningens krympning og øger tendensen til revner.
⑦Andre, såsom ukorrekt placering af stigrøret, for hurtig afkøling af støbningen, overdreven stress forårsaget af skæring af stigrøret og varmebehandling osv. vil også påvirke udviklingen af revner.
Afhængigt af årsagerne og påvirkningsfaktorerne til ovennævnte revner kan der træffes tilsvarende foranstaltninger for at reducere og undgå forekomsten af revnefejl.
Baseret på ovenstående analyse af årsagerne til støbefejl, finde ud af de eksisterende problemer og tage tilsvarende forbedringstiltag, kan vi finde en løsning på støbefejl, som er befordrende for forbedring af støbekvaliteten.
Indlægstid: 31. august 2023