Lijevanje tijela ventila važan je dio procesa proizvodnje ventila, a kvaliteta lijevanja ventila određuje kvalitetu ventila.Sljedeće predstavlja nekoliko metoda procesa lijevanja koje se obično koriste u industriji ventila:
Lijevanje u pijesku:
Lijevanje u pijesku koje se obično koristi u industriji ventila može se podijeliti na zeleni pijesak, suhi pijesak, pijesak od vodenog stakla i samostvrdnjavajući pijesak od furanske smole prema različitim vezivima.
(1) Zeleni pijesak je proces kalupljenja koji koristi bentonit kao vezivo.
Njegove karakteristike su:gotovi pješčani kalup ne mora se sušiti ili otvrdnjavati, pješčani kalup ima određenu čvrstoću na mokrom, a pješčana jezgra i ljuska kalupa imaju dobar prinos, što olakšava čišćenje i istresanje odljevaka.Učinkovitost proizvodnje kalupa je visoka, proizvodni ciklus je kratak, trošak materijala je nizak, a prikladno je organizirati proizvodnju na pokretnoj liniji.
Njegovi nedostaci su:odljevci su skloni defektima kao što su pore, uključci pijeska i prianjanje pijeska, a kvaliteta odljevaka, osobito intrinzična kvaliteta, nije idealna.
Tablica udjela i performansi zelenog pijeska za čelične odljevke:
(2) Suhi pijesak je proces oblikovanja koji koristi glinu kao vezivo.Dodavanjem malo bentonita može se poboljšati njegova mokra čvrstoća.
Njegove karakteristike su:pješčani kalup mora se osušiti, ima dobru propusnost zraka, nije sklon nedostacima kao što su ispiranje pijeska, lijepljenje pijeska i pore, a inherentna kvaliteta odljevka je dobra.
Njegovi nedostaci su:zahtijeva opremu za sušenje pijeska i proizvodni ciklus je dug.
(3) Pijesak vodenog stakla je proces modeliranja koji koristi vodeno staklo kao vezivo.Njegove karakteristike su: vodeno staklo ima funkciju automatskog otvrdnjavanja kada je izloženo CO2 i može imati razne prednosti metode otvrdnjavanja plinom za modeliranje i izradu jezgri, ali postoje nedostaci kao što su slaba sklopivost ljuske kalupa, poteškoće u čišćenju pijeskom odljevaka, te niske stope regeneracije i recikliranja starog pijeska.
Tablica udjela i performansi vodenog stakla s CO2 otvrdnjavajućim pijeskom:
(4) Samostvrdnjavajuće pješčano kalupljenje furanskom smolom je postupak lijevanja koji koristi furansku smolu kao vezivo.Kalupni pijesak se skrućuje zbog kemijske reakcije veziva pod djelovanjem sredstva za otvrdnjavanje na sobnoj temperaturi.Karakteristika mu je da pješčani kalup ne treba sušiti, čime se skraćuje proizvodni ciklus i štedi energija.Smolasti pijesak za oblikovanje lako se sabija i ima dobra svojstva raspadanja.Pjesak za oblikovanje odljevaka lako se čisti.Odljevci imaju visoku točnost dimenzija i dobru završnu obradu površine, što može znatno poboljšati kvalitetu odljevaka.Njegovi nedostaci su: visoki zahtjevi za kvalitetu sirovog pijeska, blagi oštar miris na mjestu proizvodnje i visoka cijena smole.
Omjer i postupak miješanja mješavine pijeska bez pečenja od furanske smole:
Postupak miješanja samostvrdnjavajućeg pijeska od furanske smole: Najbolje je koristiti kontinuiranu mješalicu za pijesak za izradu smolastog samostvrdnjavajućeg pijeska.Sirovi pijesak, smola, sredstvo za stvrdnjavanje itd. dodaju se redom i brzo miješaju.Može se miješati i koristiti u bilo koje vrijeme.
Redoslijed dodavanja raznih sirovina prilikom miješanja smolnog pijeska je sljedeći:
Sirovi pijesak + sredstvo za stvrdnjavanje (vodena otopina p-toluensulfonske kiseline) – (120 ~ 180S) – smola + silan – (60 ~ 90S) – proizvodnja pijeska
(5) Tipični proces proizvodnje lijevanja u pijesak:
Precizno lijevanje:
Posljednjih godina proizvođači armatura posvećuju sve više pozornosti kvaliteti izgleda i dimenzijskoj točnosti odljevaka.Budući da je dobar izgled osnovni zahtjev tržišta, on je i mjerilo pozicioniranja za prvi korak strojne obrade.
Najčešće korišteni precizni lijev u industriji armatura je livenje za ulaganje, koje se ukratko predstavlja na sljedeći način:
(1) Dvije procesne metode lijevanja otopinom:
①Korištenje niskotemperaturnog materijala za kalupe na bazi voska (stearinska kiselina + parafin), niskotlačno ubrizgavanje voska, ljuska od vodenog stakla, deparafinizacija vrućom vodom, atmosfersko taljenje i postupak izlijevanja, uglavnom se koristi za odljevke od ugljičnog čelika i niskolegiranog čelika s općim zahtjevima kvalitete , Točnost dimenzija odljevaka može doseći nacionalni standard CT7~9.
② Korištenjem kalupnog materijala na bazi smole srednje temperature, visokotlačnog ubrizgavanja voska, ljuske kalupa od silikasola, deparafinizacije parom, brzog atmosferskog ili vakuumskog procesa taljenja, dimenzijska točnost odljevaka može doseći CT4-6 precizne odljevke.
(2) Uobičajeni tok procesa lijevanja uloškom:
(3) Karakteristike investicijskog lijevanja:
①Odljev ima visoku točnost dimenzija, glatku površinu i dobru kvalitetu izgleda.
② Moguće je lijevati dijelove složene strukture i oblika koje je teško obraditi drugim postupcima.
③ Materijali za lijevanje nisu ograničeni, različiti legirani materijali kao što su: ugljični čelik, nehrđajući čelik, legirani čelik, aluminijske legure, visokotemperaturne legure i plemeniti metali, posebno legirani materijali koje je teško kovati, zavarivati i rezati.
④ Dobra proizvodna fleksibilnost i snažna prilagodljivost.Može se proizvoditi u velikim količinama, a pogodan je i za pojedinačne komade ili male serije.
⑤ Investicijski lijev također ima određena ograničenja, kao što su: glomazan tijek procesa i dug proizvodni ciklus.Zbog ograničenih tehnika lijevanja koje se mogu koristiti, njegov kapacitet podnošenja pritiska ne može biti jako visok kada se koristi za lijevanje odljevaka ventila s tankom ljuskom pod pritiskom.
Analiza grešaka u lijevanju
Svaki odljevak imat će unutarnje nedostatke, postojanje tih nedostataka donijet će velike skrivene opasnosti za unutarnju kvalitetu odljevka, a popravak zavarivanjem radi uklanjanja tih nedostataka u proizvodnom procesu također će donijeti veliko opterećenje proizvodnom procesu.Konkretno, ventili su tanki odljevci koji podnose pritisak i temperaturu, a kompaktnost njihove unutarnje strukture je vrlo važna.Stoga unutarnji nedostaci odljevaka postaju odlučujući faktor koji utječe na kvalitetu odljevaka.
Unutarnji nedostaci odljevaka ventila uglavnom uključuju pore, uključke troske, poroznost stezanja i pukotine.
(1) Pore:Pore nastaju plinom, površina pora je glatka, a stvaraju se unutar ili blizu površine odljevka, a oblika su im uglavnom okrugli ili duguljasti.
Glavni izvori plinova koji stvaraju pore su:
① Dušik i vodik otopljeni u metalu sadržani su u metalu tijekom skrućivanja odljevka, tvoreći zatvorene kružne ili ovalne unutarnje stijenke s metalnim sjajem.
②Vlaga ili hlapljive tvari u kalupnom materijalu pretvorit će se u plin zbog zagrijavanja, stvarajući pore s tamnosmeđim unutarnjim stijenkama.
③ Tijekom procesa izlijevanja metala, zbog nestabilnog protoka, zrak je uključen u stvaranje pora.
Metoda prevencije defekta stomaka:
① U topljenju, hrđave metalne sirovine treba koristiti što je manje moguće ili ne, a alate i kutlače treba peći i sušiti.
②Izlijevanje rastaljenog čelika treba se vršiti na visokoj temperaturi, a izlijevati na niskoj temperaturi, a rastaljeni čelik treba biti pravilno otopljen kako bi se olakšalo plutanje plina.
③ Projektiranje procesa uspona za izlijevanje treba povećati visinu tlaka rastaljenog čelika kako bi se izbjeglo zarobljavanje plina i postaviti umjetni put plina za razuman ispuh.
④Materijali za kalupljenje trebaju kontrolirati sadržaj vode i volumen plina, povećati propusnost zraka, a pješčani kalup i pješčanu jezgru treba peći i sušiti što je više moguće.
(2) Šupljina skupljanja (labava):To je koherentna ili nekoherentna kružna ili nepravilna šupljina (šupljina) koja se javlja unutar odljevka (osobito na vrućoj točki), hrapave unutarnje površine i tamnije boje.Gruba kristalna zrna, većinom u obliku dendrita, skupljena na jednom ili više mjesta, sklona curenju tijekom hidrauličkog ispitivanja.
Razlog za skupljanje šupljine (labavost):volumensko skupljanje se događa kada se metal skrutne iz tekućeg u čvrsto stanje.Ako u ovom trenutku nema dovoljno nadopune rastaljenog čelika, neizbježno će se pojaviti šupljina skupljanja.Šupljina skupljanja čeličnih odljevaka u osnovi je uzrokovana nepravilnom kontrolom sekvencijalnog procesa skrućivanja.Razlozi mogu uključivati neispravne postavke uspona, previsoku temperaturu izlijevanja rastaljenog čelika i veliko skupljanje metala.
Metode za sprječavanje šupljina skupljanja (labavosti):① Znanstveno dizajnirajte sustav za izlijevanje odljevaka kako biste postigli uzastopno skrućivanje rastaljenog čelika, a dijelove koji se prvi skrućuju treba nadopuniti rastaljenim čelikom.②Ispravno i razumno postavite uspon, pomoćno, unutarnje i vanjsko hladno glačanje kako biste osigurali uzastopno skrućivanje.③Kada se rastaljeni čelik izlije, gornje ubrizgavanje iz uspona je korisno kako bi se osigurala temperatura rastaljenog čelika i dovoda, te smanjila pojava šupljina skupljanja.④ Što se tiče brzine izlijevanja, izlijevanje malom brzinom pogodnije je za sekvencijalno skrućivanje od izlijevanja velikom brzinom.⑸Temperatura izlijevanja ne smije biti previsoka.Rastaljeni čelik se vadi iz peći na visokoj temperaturi i izlijeva nakon smirivanja, što je korisno za smanjenje šupljina skupljanja.
(3) Uključci pijeska (šljaka):Uključci pijeska (šljaka), poznatiji kao mjehurići, su diskontinuirane kružne ili nepravilne rupe koje se pojavljuju unutar odljevaka.Rupe se miješaju s kalupnim pijeskom ili čeličnom troskom nepravilnih veličina i agregiraju u njima.Jedno ili više mjesta, često više na gornjem dijelu.
Uzroci uključivanja pijeska (šljake):Uključivanje troske uzrokovano je diskretnom čeličnom troskom koja ulazi u odljevak zajedno s rastaljenim čelikom tijekom procesa taljenja ili lijevanja.Uključivanje pijeska uzrokovano je nedovoljnom nepropusnošću šupljine kalupa tijekom kalupljenja.Kada se rastaljeni čelik ulije u kalupnu šupljinu, rastaljeni čelik ispire kalupni pijesak i ulazi u unutrašnjost odljevka.Osim toga, nepravilan rad tijekom trimanja i zatvaranja kutije, te pojava ispadanja pijeska također su razlozi inkluzije pijeska.
Metode za sprječavanje inkluzija pijeska (šljake):① Kada se rastopljeni čelik tali, ispušni plin i troska trebaju se iscrpiti što je temeljitije moguće.② Pokušajte ne preokrenuti vrećicu za izlijevanje rastaljenog čelika, već koristite vrećicu za čajnik ili vrećicu za izlijevanje na dnu kako biste spriječili da troska iznad rastaljenog čelika uđe u šupljinu za lijevanje zajedno s rastaljenim čelikom.③ Prilikom izlijevanja rastaljenog čelika potrebno je poduzeti mjere za sprječavanje ulaska troske u šupljinu kalupa s rastaljenim čelikom.④Kako biste smanjili mogućnost nakupljanja pijeska, osigurajte nepropusnost pješčanog kalupa prilikom modeliranja, pazite da ne izgubite pijesak prilikom podrezivanja i ispuhajte šupljinu kalupa prije zatvaranja kutije.
(4) Pukotine:Većina pukotina u odljevcima su tople pukotine, nepravilnog oblika, prodorne ili neprodorne, kontinuirane ili povremene, a metal na pukotinama je taman ili površinski oksidiran.
razlozi za pukotine, odnosno visokotemperaturno naprezanje i deformacija tekućeg filma.
Visokotemperaturno naprezanje je naprezanje koje nastaje skupljanjem i deformacijom rastaljenog čelika na visokim temperaturama.Kada naprezanje prijeđe granicu čvrstoće ili plastične deformacije metala na ovoj temperaturi, doći će do pukotina.Deformacija tekućeg filma je stvaranje tekućeg filma između kristalnih zrna tijekom procesa skrućivanja i kristalizacije rastaljenog čelika.S napredovanjem skrućivanja i kristalizacije, tekući film se deformira.Kada količina deformacije i brzina deformacije prijeđu određenu granicu, stvaraju se pukotine.Temperaturni raspon toplinskih pukotina je oko 1200~1450 ℃.
Čimbenici koji utječu na pukotine:
① S i P elementi u čeliku su štetni čimbenici za pukotine, a njihova eutektika sa željezom smanjuje čvrstoću i plastičnost lijevanog čelika na visokim temperaturama, što rezultira pukotinama.
② Uključivanje troske i segregacija u čeliku povećavaju koncentraciju naprezanja, čime se povećava tendencija vrućih pukotina.
③ Što je veći koeficijent linearnog skupljanja vrste čelika, veća je tendencija vrućih pukotina.
④ Što je toplinska vodljivost vrste čelika veća, to je veća površinska napetost, to su bolja mehanička svojstva pri visokim temperaturama i manja je tendencija vrućih pukotina.
⑤ Strukturni dizajn odljevaka je loš u obradivosti, kao što su premali zaobljeni kutovi, velika razlika u debljini stjenke i velika koncentracija naprezanja, što će uzrokovati pukotine.
⑥ Kompaktnost pješčanog kalupa je previsoka, a slabo istezanje jezgre sprječava skupljanje odljevka i povećava sklonost nastanku pukotina.
⑦Ostalo, kao što je nepravilan raspored uspona, prebrzo hlađenje odljevka, prekomjerno naprezanje uzrokovano rezanjem uspona i toplinskom obradom, itd. također će utjecati na stvaranje pukotina.
U skladu s uzrocima i čimbenicima koji utječu na gore navedene pukotine, mogu se poduzeti odgovarajuće mjere za smanjenje i izbjegavanje pojave nedostataka pukotina.
Na temelju navedene analize uzroka grešaka u lijevanju, utvrđivanja postojećih problema i poduzimanja odgovarajućih mjera poboljšanja, možemo pronaći rješenje za greške u lijevanju koje vodi poboljšanju kvalitete odljevka.
Vrijeme objave: 31. kolovoza 2023