Лиття корпусу клапана є важливою частиною процесу виробництва клапана, і якість лиття клапана визначає якість клапана.Нижче наведено кілька методів процесу лиття, які зазвичай використовуються в арматурній промисловості:
Лиття в пісок:
Піщане лиття, яке зазвичай використовується в арматурній промисловості, можна розділити на зелений пісок, сухий пісок, пісок із водяного скла та пісок із фуранової смоли, що самотвердіє, відповідно до різних сполучних.
(1) Зелений пісок — це процес формування з використанням бентоніту як сполучного.
Його характеристики:готову піщану форму не потрібно сушити або загартувати, піщана форма має певну міцність у вологому стані, а піщане ядро та оболонка форми мають хорошу продуктивність, що дозволяє легко чистити та витрушувати виливки.Ефективність виробництва лиття висока, виробничий цикл короткий, вартість матеріалу низька, і це зручно для організації виробництва складальної лінії.
Його недоліками є:виливки схильні до дефектів, таких як пори, включення піску та адгезія піску, і якість виливків, особливо внутрішня якість, не ідеальна.
Таблиця пропорції та продуктивності зеленого піску для сталевого лиття:
(2) Сухий пісок — це процес формування з використанням глини як сполучного.Додавання невеликої кількості бентоніту може покращити його міцність у вологому стані.
Його характеристики:піщана форма потребує сушіння, має хорошу повітропроникність, не схильна до дефектів, таких як вимивання піску, налипання піску та пори, і внутрішня якість виливка хороша.
Його недоліками є:для цього потрібне обладнання для сушіння піску та тривалий цикл виробництва.
(3) Пісок з рідкого скла – це процес моделювання з використанням рідкого скла як сполучного.Його характеристики такі: рідинне скло має функцію автоматичного загартування під впливом CO2 і може мати різні переваги методу загартування газом для моделювання та виготовлення стрижня, але є такі недоліки, як погана згортання оболонки форми, труднощі з очищенням від піску виливків, а також низька швидкість регенерації та переробки старого піску.
Таблиця пропорції та продуктивності рідкого скла піску, що твердне CO2:
(4) Формування з піску, що самотвердіє з фуранової смоли, — це процес лиття з використанням фуранової смоли як сполучного.Формувальний пісок твердне за рахунок хімічної реакції сполучного під дією затверджувача при кімнатній температурі.Його особливістю є те, що піщану форму не потрібно сушити, що скорочує виробничий цикл і економить енергію.Смоляний формувальний пісок легко ущільнюється та має хороші властивості дезінтеграції.Формувальний пісок виливків легко очищається.Виливки мають високу точність розмірів і хорошу обробку поверхні, що може значно підвищити якість виливків.Його недоліки: високі вимоги до якості сирого піску, легкий різкий запах на місці виробництва, висока вартість смоли.
Пропорції та процес змішування піщаної суміші фуранової смоли без запікання:
Процес змішування піску, що самотвердіє на основі фуранової смоли: найкраще використовувати змішувач безперервної дії для приготування піску, що самотвердіє.Сирий пісок, смола, затверджувач тощо додаються послідовно та швидко перемішуються.Його можна змішувати і використовувати в будь-який час.
Порядок додавання різної сировини при змішуванні смоляного піску такий:
Сирий пісок + затверджувач (водний розчин п-толуолсульфонової кислоти) – (120 ~ 180S) – смола + силан – (60 ~ 90S) – виробництво піску
(5) Типовий процес виробництва піщаного лиття:
Точне лиття:
В останні роки виробники арматури все більше уваги приділяють якості зовнішнього вигляду і точності розмірів виливків.Оскільки гарний зовнішній вигляд є основною вимогою ринку, він також є орієнтиром позиціонування на першому етапі обробки.
Точне лиття, яке зазвичай використовується в арматурній промисловості, є литтям по моделлю, яке коротко представлено таким чином:
(1) Два технологічні методи лиття розчину:
①Використання низькотемпературного прес-форми на основі воску (стеаринова кислота + парафін), впорскування воску під низьким тиском, оболонка з водяного скла, депарафінізація гарячою водою, процес плавлення та розливу в атмосфері, в основному використовується для виливків з вуглецевої сталі та низьколегованої сталі із загальними вимогами до якості , Точність розмірів виливків може досягати національного стандарту CT7~9.
② Використовуючи середньотемпературний формовий матеріал на основі смоли, впорскування воску під високим тиском, оболонку форми з кремнеземного золю, парову депарафінізацію, швидкий процес лиття в атмосфері або вакуумі, точність розмірів виливків може досягати точних виливків CT4-6.
(2) Типовий процес лиття по моделлю:
(3) Характеристики лиття по моделлю:
①Відливка має високу точність розмірів, гладку поверхню та гарний зовнішній вигляд.
② Можна відливати деталі зі складною структурою та формою, які важко обробити іншими процесами.
③ Ливарні матеріали не обмежені, різні леговані матеріали, такі як: вуглецева сталь, нержавіюча сталь, легована сталь, алюмінієвий сплав, високотемпературний сплав і дорогоцінні метали, особливо леговані матеріали, які важко кувати, зварювати та різати.
④ Хороша гнучкість виробництва та сильна адаптивність.Його можна виробляти у великих кількостях, а також підходить для одиничного або невеликого серійного виробництва.
⑤ Лиття за моделлю також має певні обмеження, такі як: громіздкий процес і довгий виробничий цикл.Через обмежені методи лиття, які можуть бути використані, його здатність витримувати тиск не може бути дуже високою, коли він використовується для лиття тонкокорпусних клапанних виливків, що витримують тиск.
Аналіз дефектів лиття
Будь-яке лиття матиме внутрішні дефекти, наявність цих дефектів принесе велику приховану небезпеку внутрішній якості литва, а ремонт зварюванням для усунення цих дефектів у виробничому процесі також принесе великий тягар для виробничого процесу.Зокрема, арматура - це тонкошаблонні виливки, які витримують тиск і температуру, і дуже важлива компактність їх внутрішньої конструкції.Тому внутрішні дефекти виливків стають вирішальним фактором, що впливає на якість виливків.
До внутрішніх дефектів арматурних відливок в основному відносяться пори, шлакові включення, усадкова пористість і тріщини.
(1) Пори:Пори утворюються газом, поверхня пор гладка, і вони утворюються всередині або поблизу поверхні відливки, і їх форма в основному кругла або довгаста.
Основними джерелами газу, які утворюють пори, є:
① Азот і водень, розчинені в металі, містяться в металі під час затвердіння виливка, утворюючи замкнуті круглі або овальні внутрішні стінки з металевим блиском.
②Вологість або летючі речовини у формувальному матеріалі перетворюються на газ через нагрівання, утворюючи пори з темно-коричневими внутрішніми стінками.
③ Під час процесу заливки металу через нестабільний потік повітря залучається до утворення пор.
Методи профілактики дефекту продихів:
① Під час плавки іржаву металеву сировину слід використовувати якомога менше або ні, а інструменти та ковші слід випікати та сушити.
②Розливання розплавленої сталі має проводитися при високій температурі, а розливати – при низькій, а розплавлену сталь слід належним чином заспокоїти, щоб полегшити вихід газу.
③ Технологічна конструкція розливного стояка повинна збільшити напір розплавленої сталі, щоб уникнути захоплення газу, і створити штучний шлях газу для розумного вихлопу.
④Матеріали для формування повинні контролювати вміст води та об’єм газу, збільшувати повітропроникність, а піщану форму та піщане ядро слід якомога більше випікати та висушувати.
(2) Усадкова порожнина (вільна):Це когерентна або некогерентна кругла або неправильна порожнина (порожнина), яка виникає всередині відливки (особливо в гарячій точці), з шорсткою внутрішньою поверхнею та більш темним кольором.Грубі кристалічні зерна, переважно у формі дендритів, зібрані в одному або кількох місцях, схильні до витоку під час гідравлічного випробування.
Причина усадкової порожнини (розпушення):об'ємна усадка відбувається, коли метал твердне з рідкого стану в твердий.Якщо в цей час немає достатньої кількості розплавленої сталі, неминуче виникне усадкова порожнина.Порожнина усадки сталевого литва в основному спричинена неправильним контролем послідовного процесу затвердіння.Причинами можуть бути неправильне налаштування стояка, занадто висока температура розливу розплавленої сталі, велика усадка металу.
Способи запобігання усадочних порожнин (розпушення):① Науково спроектуйте систему розливу виливків для досягнення послідовного затвердіння розплавленої сталі, а частини, які затвердіють першими, повинні бути поповнені розплавленою сталлю.②Правильно та розумно встановіть стояк, дотацію, внутрішню та зовнішню холодну праску, щоб забезпечити послідовне затвердіння.③Під час розливу розплавленої сталі верхня ін’єкція зі стояка є корисною для забезпечення температури розплавленої сталі та подачі, а також зменшує появу усадочних порожнин.④ З точки зору швидкості розливу, низька швидкість розливу є більш сприятливою для послідовного затвердіння, ніж високошвидкісна розливка.⑸Температура заливки не повинна бути занадто високою.Розплавлену сталь виймають із печі при високій температурі та виливають після седації, що сприяє зменшенню усадочних порожнин.
(3) Піщані включення (шлак):Піщані включення (шлак), широко відомі як пухирі, являють собою переривчасті круглі або неправильні отвори, які з’являються всередині виливків.Отвори змішуються з формувальним піском або сталевим шлаком нерегулярних розмірів і засипаються в них.Одне або кілька місць, часто більше у верхній частині.
Причини включення піску (шлаку):Включення шлаку спричинене дискретним сталевим шлаком, який надходить у виливок разом із розплавленою сталлю під час процесу плавлення або розливання.Включення піску викликано недостатньою герметичністю порожнини форми під час формування.Коли розплавлену сталь заливають у порожнину форми, формувальний пісок вимивається розплавленою сталлю та потрапляє всередину виливка.Крім того, неправильна робота під час обрізки та закриття ящика, а також явище випадання піску також є причинами включення піску.
Способи запобігання включень піску (шлаку):① Під час плавлення розплавленої сталі відпрацьовані гази та шлак мають бути вичерпані якомога ретельніше.② Намагайтеся не перевертати мішок для розливу розплавленої сталі, а використовуйте мішок для заварювання чайника або мішок для розливу на дні, щоб запобігти потраплянню шлаку над розплавленою сталлю в ливарну порожнину разом із розплавленою сталлю.③ Під час заливання розплавленої сталі слід вжити заходів, щоб запобігти потраплянню шлаку в порожнину форми разом із розплавленою сталлю.④Щоб зменшити ймовірність потрапляння піску, переконайтесь у герметичності форми для піску під час моделювання, будьте обережні, щоб не втратити пісок під час обрізки, і продуйте порожнину форми перед тим, як закривати коробку.
(4) Тріщини:Більшість тріщин у виливках є гарячими тріщинами неправильної форми, наскрізними або непроникаючими, суцільними або періодичними, а метал у тріщинах темний або має поверхневе окислення.
причини появи тріщин, а саме високотемпературне напруження та деформація рідкої плівки.
Високотемпературна напруга - це напруга, яка утворюється внаслідок усадки та деформації розплавленої сталі при високих температурах.Коли напруга перевищує межу міцності або пластичної деформації металу при цій температурі, виникають тріщини.Деформація рідкої плівки - це утворення рідкої плівки між кристалічними зернами під час процесу затвердіння та кристалізації розплавленої сталі.У міру затвердіння і кристалізації плівка рідини деформується.Коли величина деформації та швидкість деформації перевищують певну межу, утворюються тріщини.Температурний діапазон термічних тріщин становить близько 1200 ~ 1450 ℃.
Фактори, що впливають на появу тріщин:
① Елементи S і P у сталі є шкідливими факторами для тріщин, а їх евтектика з залізом знижує міцність і пластичність литої сталі при високих температурах, що призводить до тріщин.
② Включення шлаку та сегрегація в сталі збільшують концентрацію напруги, таким чином збільшуючи тенденцію до гарячого розтріскування.
③ Чим більший коефіцієнт лінійної усадки типу сталі, тим більша тенденція до гарячих тріщин.
④ Чим більша теплопровідність типу сталі, тим більший поверхневий натяг, тим кращі високотемпературні механічні властивості та менша тенденція до гарячого розтріскування.
⑤ Конструкція виливків є поганою технологічністю, наприклад, занадто малі округлені кути, велика невідповідність товщини стінок і сильна концентрація напруги, що спричинить тріщини.
⑥Компактність піщаної форми занадто висока, а низький вихід серцевини перешкоджає усадці виливка та збільшує схильність до тріщин.
⑦Інші, такі як неправильне розташування стояка, занадто швидке охолодження виливка, надмірне напруження, викликане різанням стояка та термічної обробки тощо, також впливатимуть на утворення тріщин.
Відповідно до причин і факторів, що впливають на вищевказані тріщини, можна вжити відповідних заходів, щоб зменшити та уникнути появи дефектів тріщин.
На основі наведеного вище аналізу причин ливарних дефектів, виявлення існуючих проблем і вжиття відповідних заходів щодо їх удосконалення ми можемо знайти рішення дефектів лиття, яке сприятиме покращенню якості литва.
Час публікації: 31 серпня 2023 р