Отливането на корпуса на клапана е важна част от производствения процес на клапана и качеството на отливката определя качеството на клапана.Следното въвежда няколко метода за процес на леене, които обикновено се използват в производството на клапани:
Леене в пясък:
Пясъчното леене, което обикновено се използва в арматурната индустрия, може да бъде разделено на зелен пясък, сух пясък, пясък от водно стъкло и самовтвърдяващ се пясък от фуранова смола според различните свързващи вещества.
(1) Зеленият пясък е процес на формоване, използващ бентонит като свързващо вещество.
Характеристиките му са:завършената пясъчна форма не е необходимо да се изсушава или втвърдява, пясъчната форма има определена якост на мокро, а пясъчната сърцевина и обвивката на матрицата имат добър добив, което улеснява почистването и изтръскването на отливките.Ефективността на производството на формоване е висока, производственият цикъл е кратък, разходите за материали са ниски и е удобно да се организира производство на поточна линия.
Недостатъците му са:отливките са предразположени към дефекти като пори, пясъчни включвания и пясъчна адхезия, а качеството на отливките, особено вътрешното качество, не е идеално.
Таблица за съотношение и производителност на зелен пясък за стоманени отливки:
(2) Сухият пясък е процес на формоване, използващ глина като свързващо вещество.Добавянето на малко бентонит може да подобри здравината му на мокро.
Характеристиките му са:пясъчната форма трябва да бъде изсушена, има добра пропускливост на въздуха, не е склонна към дефекти като измиване на пясък, залепване на пясък и пори и присъщото качество на отливката е добро.
Недостатъците му са:изисква оборудване за сушене на пясък и производственият цикъл е дълъг.
(3) Пясъкът от водно стъкло е процес на моделиране, използващ водно стъкло като свързващо вещество.Характеристиките му са: водното стъкло има функцията на автоматично втвърдяване, когато е изложено на CO2, и може да има различни предимства на метода на газово втвърдяване за моделиране и изработване на сърцевини, но има недостатъци като слаба сгъваемост на корпуса на матрицата, трудност при почистване с пясък на отливки и ниска степен на регенериране и рециклиране на стар пясък.
Таблица на пропорциите и производителността на водно стъкло CO2 втвърдяващ пясък:
(4) Самовтвърдяващото се пясъчно формоване на фуранова смола е процес на леене, използващ фуранова смола като свързващо вещество.Формовъчният пясък се втвърдява поради химическата реакция на свързващото вещество под действието на втвърдителя при стайна температура.Нейната характеристика е, че пясъчната форма не се нуждае от сушене, което съкращава производствения цикъл и пести енергия.Смолистият пясък за формоване е лесен за уплътняване и има добри свойства на разпадане.Формовъчният пясък на отливките се почиства лесно.Отливките имат висока точност на размерите и добро покритие на повърхността, което може значително да подобри качеството на отливките.Недостатъците му са: високи изисквания за качество на суровия пясък, лека остра миризма на мястото на производство и висока цена на смолата.
Съотношение и процес на смесване на пясъчна смес без изпичане от фуранова смола:
Процесът на смесване на самовтвърдяващ се пясък от фуранова смола: Най-добре е да използвате смесител за пясък с непрекъснато действие, за да направите самовтвърдяващ се пясък от смола.Суров пясък, смола, втвърдител и др. се добавят последователно и се смесват бързо.Може да се смесва и използва по всяко време.
Редът за добавяне на различни суровини при смесване на пясък от смола е както следва:
Суров пясък + втвърдител (воден разтвор на р-толуенсулфонова киселина) – (120 ~ 180S) – смола + силан – (60 ~ 90S) – производство на пясък
(5) Типичен производствен процес на пясъчно леене:
Прецизно леене:
През последните години производителите на вентили обръщат все повече внимание на качеството на външния вид и точността на размерите на отливките.Тъй като добрият външен вид е основното изискване на пазара, той е и еталон за позициониране за първата стъпка на машинна обработка.
Често използваното прецизно леене в арматурната промишленост е леене по инвестиция, което се представя накратко, както следва:
(1) Два технологични метода за леене на разтвор:
①Използване на нискотемпературен материал на базата на восък (стеаринова киселина + парафин), инжектиране на восък под ниско налягане, обвивка от водно стъкло, депарафинизиране с гореща вода, атмосферно топене и процес на изливане, използвани главно за отливки от въглеродна стомана и нисколегирана стомана с общи изисквания за качество , Точността на размерите на отливките може да достигне националния стандарт CT7~9.
② Използвайки среднотемпературен формовъчен материал на основата на смола, инжектиране на восък под високо налягане, обвивка на матрицата със силициев зол, парна депарафинизация, бърз процес на леене при атмосферно или вакуумно топене, точността на размерите на отливките може да достигне CT4-6 прецизни отливки.
(2) Типичен процес на леене по модели:
(3) Характеристики на леене по модели:
①Отливката има висока точност на размерите, гладка повърхност и добро качество на външен вид.
② Възможно е да се отливат части със сложни структури и форми, които са трудни за обработка с други процеси.
③ Материалите за отливане не са ограничени, различни сплави като: въглеродна стомана, неръждаема стомана, легирана стомана, алуминиева сплав, високотемпературна сплав и благородни метали, особено сплави, които са трудни за коване, заваряване и рязане.
④ Добра производствена гъвкавост и силна адаптивност.Може да се произвежда в големи количества, а също така е подходящ за производство на единична бройка или малки партиди.
⑤ Леенето по модели също има определени ограничения, като например: тромав процес и дълъг производствен цикъл.Поради ограничените техники за леене, които могат да се използват, неговият капацитет за издръжливост не може да бъде много висок, когато се използва за леене на отливки с тънкокорпусна клапа, носещи налягане.
Анализ на леярски дефекти
Всяка отливка ще има вътрешни дефекти, наличието на тези дефекти ще доведе до големи скрити опасности за вътрешното качество на отливката, а ремонтът чрез заваряване за отстраняване на тези дефекти в производствения процес също ще доведе до голяма тежест за производствения процес.По-специално, вентилите са отливки с тънка черупка, които издържат на налягане и температура и компактността на техните вътрешни структури е много важна.Следователно вътрешните дефекти на отливките стават решаващият фактор, влияещ върху качеството на отливките.
Вътрешните дефекти на клапанните отливки включват главно пори, шлакови включвания, порьозност на свиване и пукнатини.
(1) Пори:Порите се произвеждат от газ, повърхността на порите е гладка и те се генерират вътре или близо до повърхността на отливката и формите им са предимно кръгли или продълговати.
Основните източници на газ, които генерират пори, са:
① Азотът и водородът, разтворени в метала, се съдържат в метала по време на втвърдяването на отливката, образувайки затворени кръгли или овални вътрешни стени с метален блясък.
②Влага или летливи вещества в формовъчния материал ще се превърнат в газ поради нагряване, образувайки пори с тъмнокафяви вътрешни стени.
③ По време на процеса на изливане на метала, поради нестабилния поток, въздухът участва, за да образува пори.
Метод за превенция на стоматален дефект:
① При топенето ръждивите метални суровини трябва да се използват възможно най-малко или не, а инструментите и черпаците трябва да се пекат и изсушават.
②Изливането на разтопена стомана трябва да се извършва при висока температура и да се излива при ниска температура, а разтопената стомана трябва да бъде правилно успокоена, за да се улесни изтичането на газ.
③ Дизайнът на процеса на щранга за изливане трябва да увеличи височината на налягането на разтопената стомана, за да се избегне улавяне на газ, и да създаде изкуствен газов път за разумно изпускане.
④Материалите за формоване трябва да контролират съдържанието на вода и обема на газа, да увеличат пропускливостта на въздуха, а пясъчната форма и пясъчната сърцевина трябва да бъдат изпечени и изсушени колкото е възможно повече.
(2) Кухина за свиване (разхлабена):Това е кохерентна или некохерентна кръгла или неправилна кухина (кухина), която се появява вътре в отливката (особено в горещата точка), с грапава вътрешна повърхност и по-тъмен цвят.Едри кристални зърна, предимно под формата на дендрити, събрани на едно или повече места, склонни към изтичане по време на хидравличен тест.
Причината за кухината на свиване (хлабавост):обемното свиване възниква, когато металът се втвърди от течно в твърдо състояние.Ако в този момент няма достатъчно попълване на разтопена стомана, неизбежно ще възникне кухина на свиване.Кухината на свиване на стоманените отливки се дължи основно на неправилен контрол на последователния процес на втвърдяване.Причините могат да включват неправилни настройки на щранга, твърде висока температура на изливане на разтопена стомана и голямо свиване на метала.
Методи за предотвратяване на кухини при свиване (разхлабване):① Научно проектирайте системата за изливане на отливки, за да постигнете последователно втвърдяване на разтопената стомана, а частите, които се втвърдяват първи, трябва да бъдат допълнени с разтопена стомана.②Правилно и разумно настройте щранг, субсидия, вътрешно и външно студено желязо, за да осигурите последователно втвърдяване.③Когато стопената стомана се излива, горното впръскване от щранга е от полза за осигуряване на температурата на стопената стомана и захранването и намаляване на появата на кухини при свиване.④ По отношение на скоростта на изливане, изливането с ниска скорост е по-благоприятно за последователно втвърдяване, отколкото изливането с висока скорост.⑸Температурата на изливане не трябва да е твърде висока.Разтопената стомана се изважда от пещта при висока температура и се излива след успокояване, което е полезно за намаляване на кухините при свиване.
(3) Пясъчни включвания (шлака):Пясъчните включвания (шлака), известни като мехури, са прекъсващи кръгли или неправилни дупки, които се появяват вътре в отливките.Отворите се смесват с формовъчен пясък или стоманена шлака с неправилни размери и се запълват в тях.Едно или повече места, често повече в горната част.
Причини за включване на пясък (шлака):Включването на шлака се причинява от дискретна стоманена шлака, навлизаща в отливката заедно с разтопената стомана по време на процеса на топене или изливане.Включването на пясък се причинява от недостатъчната плътност на кухината на формата по време на формоването.Когато разтопената стомана се излива в кухината на формата, формовъчният пясък се измива от разтопената стомана и навлиза във вътрешността на отливката.В допълнение, неправилната работа по време на подрязване и затваряне на кутията, както и феноменът на изпадане на пясък също са причините за включването на пясък.
Методи за предотвратяване на пясъчни включвания (шлака):① Когато разтопената стомана се разтопи, отработените газове и шлаката трябва да бъдат изтощени възможно най-пълно.② Опитайте се да не обръщате торбичката за изливане на разтопена стомана, а използвайте торбичка за чайник или торбичка за изливане с дъно, за да предотвратите навлизането на шлаката над разтопената стомана в леярската кухина заедно с разтопената стомана.③ При изливане на разтопена стомана трябва да се вземат мерки за предотвратяване навлизането на шлака в кухината на формата с разтопената стомана.④За да намалите възможността за включване на пясък, осигурете плътността на пясъчната форма при моделиране, внимавайте да не загубите пясък при подрязване и издухайте кухината на формата, преди да затворите кутията.
(4) Пукнатини:Повечето от пукнатините в отливките са горещи, с неправилна форма, проникващи или непроникващи, непрекъснати или периодични, а металът в пукнатините е тъмен или има повърхностно окисляване.
причини за пукнатини, а именно напрежение при висока температура и деформация на течен филм.
Високотемпературното напрежение е напрежението, образувано от свиването и деформацията на разтопената стомана при високи температури.Когато напрежението превиши границата на якост или пластична деформация на метала при тази температура, ще се появят пукнатини.Деформацията на течния филм е образуването на течен филм между кристалните зърна по време на процеса на втвърдяване и кристализация на разтопена стомана.С напредването на втвърдяването и кристализацията течният филм се деформира.Когато размерът на деформацията и скоростта на деформация надвишат определена граница, се генерират пукнатини.Температурният диапазон на термичните пукнатини е около 1200 ~ 1450 ℃.
Фактори, влияещи върху пукнатините:
① S и P елементите в стоманата са вредни фактори за пукнатини и техните евтектики с желязо намаляват якостта и пластичността на лятата стомана при високи температури, което води до пукнатини.
② Включването на шлака и сегрегацията в стоманата увеличават концентрацията на напрежение, като по този начин увеличават склонността към горещо напукване.
③ Колкото по-голям е коефициентът на линейно свиване на типа стомана, толкова по-голяма е тенденцията за горещо напукване.
④ Колкото по-голяма е топлопроводимостта на типа стомана, толкова по-голямо е повърхностното напрежение, толкова по-добри са механичните свойства при висока температура и толкова по-малка е склонността към горещо напукване.
⑤ Структурният дизайн на отливките е с лоша технологичност, като твърде малки заоблени ъгли, голяма разлика в дебелината на стената и силна концентрация на напрежение, което ще причини пукнатини.
⑥Компактността на пясъчната форма е твърде висока и лошият добив на сърцевината пречи на свиването на отливката и увеличава склонността към пукнатини.
⑦Други, като неправилно подреждане на щранга, твърде бързо охлаждане на отливката, прекомерно напрежение, причинено от рязане на щранга и термична обработка и т.н., също ще повлияят на образуването на пукнатини.
В зависимост от причините и факторите, влияещи на горните пукнатини, могат да се предприемат съответните мерки за намаляване и избягване на появата на дефекти на пукнатини.
Въз основа на горния анализ на причините за дефекти на леене, откриване на съществуващите проблеми и предприемане на съответните мерки за подобряване, можем да намерим решение на дефектите на леене, което води до подобряване на качеството на леене.
Време на публикуване: 31 август 2023 г