Støpingen av ventilhuset er en viktig del av ventilproduksjonsprosessen, og kvaliteten på ventilstøpingen bestemmer kvaliteten på ventilen.Følgende introduserer flere støpeprosessmetoder som vanligvis brukes i ventilindustrien:
Sandstøping:
Sandstøping som vanligvis brukes i ventilindustrien, kan deles inn i grønn sand, tørr sand, vannglassand og selvherdende sand med furanharpiks i henhold til forskjellige bindemidler.
(1) Grønn sand er en støpeprosess som bruker bentonitt som bindemiddel.
Dens egenskaper er:den ferdige sandformen trenger ikke å tørkes eller herdes, sandformen har en viss våtstyrke, og sandkjernen og formskallet gir godt utbytte, noe som gjør det enkelt å rengjøre og riste ut støpegodset.Støpeproduksjonseffektiviteten er høy, produksjonssyklusen er kort, materialkostnaden er lav, og det er praktisk å organisere produksjon av samlebånd.
Dens ulemper er:støpegods er utsatt for defekter som porer, sandinneslutninger og sandvedheft, og kvaliteten på støpegods, spesielt den iboende kvaliteten, er ikke ideell.
Proporsjons- og ytelsestabell for grønn sand for stålstøpegods:
(2) Tørr sand er en støpeprosess som bruker leire som bindemiddel.Tilsetning av litt bentonitt kan forbedre våtstyrken.
Dens egenskaper er:sandformen må tørkes, har god luftgjennomtrengelighet, er ikke utsatt for defekter som sandvasking, sandklebing og porer, og den iboende kvaliteten på støpingen er god.
Dens ulemper er:det krever sandtørkingsutstyr og produksjonssyklusen er lang.
(3) Vannglasssand er en modelleringsprosess som bruker vannglass som bindemiddel.Dets egenskaper er: vannglass har funksjonen til å herde automatisk når det utsettes for CO2, og kan ha ulike fordeler med gassherdemetode for modellering og kjernefremstilling, men det er mangler som dårlig sammenleggbarhet av formskallet, vanskeligheter med sandrensing av støpegods, og lav regenererings- og resirkuleringsgrad av gammel sand.
Proporsjons- og ytelsestabell for vannglass CO2-herdende sand:
(4) Selvherdende sandstøping av furanharpiks er en støpeprosess som bruker furanharpiks som bindemiddel.Formsanden størkner på grunn av bindemidlets kjemiske reaksjon under påvirkning av herdemidlet ved romtemperatur.Dens karakteristikk er at sandformen ikke trenger å tørkes, noe som forkorter produksjonssyklusen og sparer energi.Harpiksstøpsand er lett å komprimere og har gode desintegreringsegenskaper.Formsanden av støpegods er lett å rengjøre.Støpegodsene har høy dimensjonsnøyaktighet og god overflatefinish, noe som i stor grad kan forbedre kvaliteten på støpegods.Ulempene er: høye kvalitetskrav til råsand, lett skarp lukt på produksjonsstedet og høye harpikskostnader.
Proporsjon og blandingsprosess av furanharpiks uten bake sandblanding:
Blandingsprosessen for selvherdende sand med furanharpiks: Det er best å bruke en kontinuerlig sandblander for å lage selvherdende harpikssand.Rå sand, harpiks, herder osv. tilsettes i rekkefølge og blandes raskt.Den kan blandes og brukes når som helst.
Rekkefølgen for å tilsette forskjellige råvarer ved blanding av harpikssand er som følger:
Rå sand + herdemiddel (p-toluensulfonsyre vandig løsning) – (120 ~ 180S) – harpiks + silan – (60 ~ 90S) – sandproduksjon
(5) Typisk produksjonsprosess for sandstøping:
Presisjonsstøping:
De siste årene har ventilprodusenter lagt mer og mer oppmerksomhet på utseendekvaliteten og dimensjonsnøyaktigheten til støpegods.Fordi godt utseende er markedets grunnleggende krav, er det også posisjoneringsreferansen for det første trinnet med maskinering.
Den mest brukte presisjonsstøpingen i ventilindustrien er investeringsstøping, som kort introduseres som følger:
(1) To prosessmetoder for løsningsstøping:
① Bruk av lavtemperatur voksbasert formmateriale (stearinsyre + parafin), lavtrykks voksinjeksjon, vannglassskall, varmtvannsavvoksing, atmosfærisk smelte- og helleprosess, hovedsakelig brukt til støpegods av karbonstål og lavlegert stål med generelle kvalitetskrav , Dimensjonsnøyaktigheten til støpegods kan nå den nasjonale standarden CT7~9.
② Ved å bruke middels temperatur harpiksbasert formmateriale, høytrykks voksinjeksjon, silikasolformskall, dampavvoksing, rask atmosfærisk eller vakuumsmeltende støpeprosess, kan dimensjonsnøyaktigheten til støpegods nå CT4-6 presisjonsstøpegods.
(2) Typisk prosessflyt for investeringsstøping:
(3) Egenskaper ved investeringsstøping:
①Støpet har høy dimensjonsnøyaktighet, glatt overflate og god utseendekvalitet.
② Det er mulig å støpe deler med komplekse strukturer og former som er vanskelige å bearbeide med andre prosesser.
③ Støpematerialer er ikke begrenset, ulike legeringsmaterialer som: karbonstål, rustfritt stål, legert stål, aluminiumslegering, høytemperaturlegering og edle metaller, spesielt legeringsmaterialer som er vanskelige å smi, sveise og kutte.
④ God produksjonsfleksibilitet og sterk tilpasningsevne.Den kan produseres i store mengder, og egner seg også for enkelt- eller liten batch-produksjon.
⑤ Investeringsstøping har også visse begrensninger, slik som: tungvint prosessflyt og lang produksjonssyklus.På grunn av de begrensede støpeteknikkene som kan brukes, kan ikke dens trykkbærende kapasitet være veldig høy når den brukes til å støpe trykkbærende tynnskallventilstøpegods.
Analyse av støpefeil
Enhver støping vil ha interne defekter, eksistensen av disse defektene vil medføre store skjulte farer for den interne kvaliteten på støpingen, og sveisereparasjonen for å eliminere disse defektene i produksjonsprosessen vil også medføre en stor belastning for produksjonsprosessen.Spesielt er ventiler tynnskallstøpegods som tåler trykk og temperatur, og kompaktheten til deres indre strukturer er veldig viktig.Derfor blir de interne defektene til støpegods den avgjørende faktoren som påvirker kvaliteten på støpegods.
De indre defektene til ventilstøpegods inkluderer hovedsakelig porer, slagginneslutninger, krympeporøsitet og sprekker.
(1) Porer:Porene produseres av gass, overflaten av porene er glatt, og de genereres inne i eller nær overflaten av støpegodset, og formene deres er for det meste runde eller avlange.
De viktigste gasskildene som genererer porer er:
① Nitrogenet og hydrogenet oppløst i metallet er inneholdt i metallet under størkningen av støpegodset, og danner lukkede sirkulære eller ovale indre vegger med metallisk glans.
②Fuktighet eller flyktige stoffer i formmaterialet vil bli til gass på grunn av oppvarming, og danne porer med mørkebrune innervegger.
③ Under helleprosessen av metallet, på grunn av den ustabile strømmen, er luften involvert for å danne porer.
Forebyggingsmetode for stomatal defekt:
① Ved smelting bør rustne metallråmaterialer brukes så lite som mulig eller ikke, og verktøy og øser bør bakes og tørkes.
②Tømming av smeltet stål bør gjøres ved høy temperatur og helles ved lav temperatur, og det smeltede stålet bør være ordentlig bedøvet for å gjøre det lettere å flyte gass.
③ Prosessdesignet til hellestigerøret bør øke trykkhøyden til smeltet stål for å unngå gassfanging, og sette opp en kunstig gassbane for rimelig eksos.
④ Støpematerialer bør kontrollere vanninnholdet og gassvolumet, øke luftpermeabiliteten, og sandformen og sandkjernen skal bakes og tørkes så mye som mulig.
(2) Krympehulrom (løs):Det er et sammenhengende eller usammenhengende sirkulært eller uregelmessig hulrom (hulrom) som oppstår inne i avstøpningen (spesielt ved hot spot), med en ru indre overflate og mørkere farge.Grove krystallkorn, for det meste i form av dendritter, samlet på ett eller flere steder, utsatt for lekkasje under hydraulisk test.
Årsaken til krympende hulrom (løshet):volumkrymping oppstår når metallet størkner fra flytende til fast tilstand.Hvis det ikke er nok påfyll av smeltet stål på dette tidspunktet, vil krymping hulrom uunngåelig oppstå.Krympehulen til stålstøpegods er i utgangspunktet forårsaket av feil kontroll av den sekvensielle størkningsprosessen.Årsakene kan være feil innstillinger for stigerør, for høy helletemperatur på smeltet stål og stor metallkrymping.
Metoder for å forhindre krympende hulrom (løshet):① Utform vitenskapelig støpesystemet for støpegods for å oppnå sekvensiell størkning av smeltet stål, og delene som størkner først bør etterfylles med smeltet stål.②Riktig og rimelig innstilt stigerør, tilskudd, innvendig og eksternt kaldtjern for å sikre sekvensiell størkning.③Når det smeltede stålet helles, er toppinjeksjon fra stigerøret fordelaktig for å sikre temperaturen på det smeltede stålet og mating, og redusere forekomsten av krympehulrom.④ Når det gjelder hellehastighet, er lavhastighetshelling mer gunstig for sekvensiell størkning enn høyhastighetshelling.⑸ Helletemperaturen bør ikke være for høy.Det smeltede stålet tas ut av ovnen ved høy temperatur og helles etter sedasjon, noe som er gunstig for å redusere krympehulrom.
(3) Sandinneslutninger (slagg):Sandinneslutninger (slagg), ofte kjent som blemmer, er diskontinuerlige sirkulære eller uregelmessige hull som vises inne i støpegods.Hullene blandes med støpesand eller stålslagg, med uregelmessige størrelser og aggregeres i dem.Ett eller flere steder, ofte flere på øvre del.
Årsaker til inkludering av sand (slagg):Slagginkludering er forårsaket av at diskret stålslagg kommer inn i støpingen sammen med det smeltede stålet under smelte- eller helleprosessen.Sandinkludering er forårsaket av utilstrekkelig tetthet i formhulrommet under støping.Når smeltet stål helles inn i formhulen, vaskes formsanden opp av det smeltede stålet og kommer inn i det indre av støpegodset.I tillegg er feil drift under trimming og lukking av boksen, og fenomenet med sand som faller ut, også årsakene til sandinkludering.
Metoder for å forhindre sandinneslutninger (slagg):① Når det smeltede stålet er smeltet, bør eksosen og slaggen tømmes så grundig som mulig.② Prøv å ikke snu støpeposen for smeltet stål, men bruk en tekannepose eller en bunnhellepose for å forhindre at slagget over det smeltede stålet kommer inn i støpehulen sammen med det smeltede stålet.③ Ved helling av smeltet stål bør det tas tiltak for å forhindre at slagg kommer inn i formhulen med det smeltede stålet.④For å redusere muligheten for sandinkludering, sørg for at sandformen er tett når du modellerer, pass på at du ikke mister sand når du trimmer, og blås formhulen rent før du lukker esken.
(4) Sprekker:De fleste sprekkene i støpegods er varme sprekker, med uregelmessige former, gjennomtrengende eller ikke-gjennomtrengende, kontinuerlige eller intermitterende, og metallet ved sprekkene er mørkt eller har overflateoksidasjon.
årsaker til sprekker, nemlig høytemperaturstress og væskefilmdeformasjon.
Høytemperaturspenning er spenningen som dannes av krymping og deformasjon av smeltet stål ved høye temperaturer.Når spenningen overstiger metallets styrke eller plastiske deformasjonsgrense ved denne temperaturen, vil det oppstå sprekker.Deformasjon av flytende film er dannelsen av en flytende film mellom krystallkorn under størknings- og krystalliseringsprosessen av smeltet stål.Med fremdriften av størkning og krystallisering deformeres væskefilmen.Når deformasjonsmengden og deformasjonshastigheten overskrider en viss grense, dannes det sprekker.Temperaturområdet til termiske sprekker er omtrent 1200 ~ 1450 ℃.
Faktorer som påvirker sprekker:
① S- og P-elementer i stål er skadelige faktorer for sprekker, og deres eutektikk med jern reduserer styrken og plastisiteten til støpt stål ved høye temperaturer, noe som resulterer i sprekker.
② Slagginkludering og segregering i stål øker spenningskonsentrasjonen, og øker dermed tendensen til varmesprekker.
③ Jo større lineær krympingskoeffisient for ståltypen, desto større er tendensen til varmsprekking.
④ Jo større varmeledningsevne ståltypen har, desto større overflatespenning, jo bedre høytemperatur mekaniske egenskaper, og jo mindre er tendensen til varm sprekkdannelse.
⑤ Den strukturelle utformingen av støpegods er dårlig til å produsere, slik som for små avrundede hjørner, stor forskjell i veggtykkelse og alvorlig spenningskonsentrasjon, som vil forårsake sprekker.
⑥Sandformens kompakthet er for høy, og det dårlige utbyttet av kjernen hindrer krympingen av støpingen og øker tendensen til sprekker.
⑦Andre, for eksempel feil plassering av stigerøret, for rask avkjøling av støpingen, overdreven belastning forårsaket av kutting av stigerøret og varmebehandling, etc. vil også påvirke generering av sprekker.
I henhold til årsakene og påvirkningsfaktorene til de ovennevnte sprekkene, kan tilsvarende tiltak tas for å redusere og unngå forekomsten av sprekkfeil.
Basert på ovenstående analyse av årsakene til støpefeil, finne ut av eksisterende problemer og iverksette tilsvarende forbedringstiltak, kan vi finne en løsning på støpefeil, som bidrar til å forbedre støpekvaliteten.
Innleggstid: 31. august 2023