Литье корпуса клапана является важной частью процесса производства клапана, и качество литья клапана определяет качество клапана.Ниже представлены несколько методов литья, обычно используемых в арматурной промышленности:
Литье в песок:
Литье в песчаные формы, обычно используемое в арматурной промышленности, можно разделить на зеленый песок, сухой песок, песок для жидкого стекла и самозатвердевающий песок из фурановой смолы в зависимости от различных связующих.
(1) Зеленый песок — это процесс формования с использованием бентонита в качестве связующего вещества.
Его характеристики:Готовую песчаную форму не нужно сушить или затвердевать, песчаная форма обладает определенной прочностью во влажном состоянии, а песчаный стержень и оболочка формы имеют хорошую производительность, что позволяет легко чистить и вытряхивать отливки.Эффективность формования высокая, производственный цикл короткий, себестоимость материалов низкая, удобно организовать конвейерное производство.
Его недостатки:отливки склонны к появлению дефектов, таких как поры, включения песка и прилипание песка, а качество отливок, особенно внутреннее качество, не является идеальным.
Таблица пропорций и производительности сырого песка для стальных отливок:
(2) Сухой песок — это процесс формования с использованием глины в качестве связующего вещества.Добавление небольшого количества бентонита может улучшить его прочность во влажном состоянии.
Его характеристики:песчаная форма должна быть высушена, имеет хорошую воздухопроницаемость, не склонна к таким дефектам, как промывание песка, прилипание песка и поры, а качество отливки хорошее.
Его недостатки:для этого требуется оборудование для сушки песка, а производственный цикл длительный.
(3) Песок для жидкого стекла — это процесс моделирования, в котором в качестве связующего используется жидкое стекло.Его характеристики: жидкое стекло имеет функцию автоматического затвердевания при воздействии CO2 и может иметь различные преимущества метода газовой закалки для моделирования и изготовления стержней, но есть такие недостатки, как плохая сжимаемость оболочки формы, сложность очистки песка от песка. отливки, а также низкая скорость регенерации и переработки старого песка.
Таблица пропорций и производительности песка для закалки CO2 жидкого стекла:
(4) Формование самозатвердевающей песчаной смолы из фурановой смолы представляет собой процесс литья с использованием фурановой смолы в качестве связующего вещества.Формовочная смесь затвердевает за счет химической реакции связующего вещества под действием отвердителя при комнатной температуре.Его особенностью является то, что песчаную форму не нужно сушить, что сокращает производственный цикл и экономит энергию.Формовочный песок на основе смолы легко уплотняется и обладает хорошими дезинтеграционными свойствами.Формовочный песок для отливок легко очищается.Отливки имеют высокую точность размеров и хорошее качество поверхности, что может значительно улучшить качество отливок.Его недостатками являются: высокие требования к качеству сырого песка, небольшой резкий запах на месте производства, высокая стоимость смолы.
Пропорции и процесс смешивания песчаной смеси без обжига фурановой смолы:
Процесс смешивания самозатвердевающего песка из фурановой смолы: для приготовления самозатвердевающего песка из смолы лучше всего использовать пескомешалку непрерывного действия.Сырой песок, смола, отвердитель и т. д. добавляются последовательно и быстро перемешиваются.Его можно смешивать и использовать в любое время.
Порядок добавления различного сырья при замешивании смоляного песка следующий:
Необработанный песок + отвердитель (водный раствор п-толуолсульфоновой кислоты) – (120 ~ 180S) – смола + силан – (60 ~ 90S) – производство песка
(5) Типичный процесс производства литья в песчаные формы:
Точное литье:
В последние годы производители арматуры все больше внимания уделяют качеству внешнего вида и точности размеров отливок.Поскольку хороший внешний вид является основным требованием рынка, он также является критерием позиционирования на первом этапе обработки.
Обычно в производстве клапанов используется точное литье по выплавляемым моделям, которое кратко описывается следующим образом:
(1) Два метода литья раствора:
①Использование низкотемпературного формовочного материала на основе воска (стеариновая кислота + парафин), инъекция воска под низким давлением, оболочка из жидкого стекла, депарафинизация горячей водой, процесс плавления и разливки при атмосферном давлении, в основном используется для отливок из углеродистой и низколегированной стали с общими требованиями к качеству. Точность размеров отливок может достигать национального стандарта CT7~9.
② Используя среднетемпературный формовочный материал на основе смолы, инъекцию воска под высоким давлением, оболочку пресс-формы из силиказоля, паровую депарафинизацию, быстрый процесс литья при атмосферном или вакуумном плавлении, точность размеров отливок может достигать прецизионных отливок CT4-6.
(2) Типичная технологическая схема литья по выплавляемым моделям:
(3) Характеристики литья по выплавляемым моделям:
①Отливка имеет высокую точность размеров, гладкую поверхность и хороший внешний вид.
② Можно отливать детали сложной структуры и формы, которые трудно обрабатывать другими способами.
③ Материалы для литья не ограничены, различные легированные материалы, такие как: углеродистая сталь, нержавеющая сталь, легированная сталь, алюминиевый сплав, жаропрочный сплав и драгоценные металлы, особенно легированные материалы, которые трудно ковать, сваривать и резать.
④ Хорошая гибкость производства и высокая адаптируемость.Он может производиться в больших количествах, а также подходит для единичного или мелкосерийного производства.
⑤ Литье по выплавляемым моделям также имеет определенные ограничения, такие как: громоздкий технологический процесс и длительный производственный цикл.Из-за ограниченного количества методов литья, которые можно использовать, его способность выдерживать давление не может быть очень высокой, когда он используется для отливки выдерживающих давление тонких клапанных отливок.
Анализ дефектов литья
Любая отливка будет иметь внутренние дефекты, наличие этих дефектов принесет большие скрытые опасности для внутреннего качества отливки, а сварочный ремонт для устранения этих дефектов в процессе производства также принесет большую нагрузку на производственный процесс.В частности, клапаны представляют собой тонкостенные отливки, выдерживающие давление и температуру, и компактность их внутренних конструкций очень важна.Поэтому внутренние дефекты отливок становятся решающим фактором, влияющим на качество отливок.
К внутренним дефектам клапанных отливок преимущественно относятся поры, шлаковые включения, усадочная пористость и трещины.
(1) Поры:Поры образуются под действием газа, поверхность пор гладкая, они образуются внутри или вблизи поверхности отливки, а их форма чаще всего круглая или продолговатая.
Основными источниками газа, образующими поры, являются:
① Растворенные в металле азот и водород содержатся в металле во время затвердевания отливки, образуя замкнутые круглые или овальные внутренние стенки с металлическим блеском.
②Влага или летучие вещества в формовочном материале при нагревании превращаются в газ, образуя поры с темно-коричневыми внутренними стенками.
③ В процессе разливки металла из-за нестабильного потока воздух участвует в образовании пор.
Метод профилактики устьичного дефекта:
① При плавке следует использовать как можно меньше ржавого металлического сырья, а инструменты и ковши следует обжигать и сушить.
②Заливка расплавленной стали должна производиться при высокой температуре, а заливка - при низкой температуре, а расплавленная сталь должна быть надлежащим образом успокоена, чтобы облегчить всплывание газа.
③ Технологический проект разливочного стояка должен увеличить напор расплавленной стали, чтобы избежать захвата газа, и создать искусственный путь для газа для разумного выхлопа.
④Формовочные материалы должны контролировать содержание воды и объема газа, повышать воздухопроницаемость, а песчаную форму и песчаный стержень следует как можно лучше обжигать и сушить.
(2) Усадочная полость (свободная):Это сплошная или бессвязная круглая или неправильная полость (каверна), возникающая внутри отливки (особенно в горячей точке), с шероховатой внутренней поверхностью и более темным цветом.Крупные кристаллические зерна, преимущественно в виде дендритов, собранные в одном или нескольких местах, склонны к вытеканию при гидравлических испытаниях.
Причина усадочной полости (неплотности):Объемная усадка происходит при затвердевании металла из жидкого состояния в твердое.Если в это время не будет достаточного количества пополнения расплавленной стали, неизбежно возникнет усадочная полость.Усадочная полость стальных отливок в основном вызвана неправильным контролем процесса последовательного затвердевания.Причинами могут быть неправильная настройка стояка, слишком высокая температура разливки жидкой стали, большая усадка металла.
Методы предотвращения усадочных полостей (неплотностей):① Научно спроектируйте систему заливки отливок так, чтобы обеспечить последовательное затвердевание расплавленной стали, при этом детали, которые затвердевают первыми, должны быть пополнены расплавленной сталью.②Правильно и разумно установите стояк, субсидию, внутренний и внешний холодный утюг, чтобы обеспечить последовательное затвердевание.③При разливке расплавленной стали впрыск сверху из стояка полезен для обеспечения температуры расплавленной стали и подачи, а также уменьшения возникновения усадочных полостей.④ Что касается скорости разливки, то низкоскоростная разливка более способствует последовательному затвердеванию, чем высокоскоростная разливка.⑸Температура заливки не должна быть слишком высокой.Расплавленная сталь вынимается из печи при высокой температуре и разливается после седации, что способствует уменьшению усадочных полостей.
(3) Песчаные включения (шлак):Песчаные включения (шлак), широко известные как пузыри, представляют собой прерывистые отверстия круглой или неправильной формы, которые появляются внутри отливок.Отверстия смешивают с формовочным песком или стальным шлаком нестандартных размеров и агрегируют в них.Одно или несколько мест, часто больше в верхней части.
Причины песчаных (шлаковых) включений:Шлаковые включения возникают из-за того, что отдельные стальные шлаки попадают в отливку вместе с расплавленной сталью в процессе плавки или разливки.Включение песка вызвано недостаточной герметичностью полости формы при формовании.Когда расплавленная сталь заливается в полость формы, формовочный песок вымывается расплавленной сталью и попадает внутрь отливки.Кроме того, причинами попадания песка также являются неправильная работа при обрезке и закрытии ящика, а также явление выпадения песка.
Методы предотвращения песчаных включений (шлака):① При выплавке расплавленной стали выхлопные газы и шлак должны быть удалены как можно тщательнее.② Старайтесь не переворачивать мешок для заливки расплавленной стали, а используйте мешок для заваривания или нижний мешок для заливки, чтобы предотвратить попадание шлака над расплавленной сталью в полость отливки вместе с расплавленной сталью.③ При разливке расплавленной стали следует принять меры для предотвращения попадания шлака в полость формы вместе с расплавленной сталью.④Чтобы уменьшить вероятность попадания песка, обеспечьте герметичность песчаной формы при моделировании, будьте осторожны, чтобы не потерять песок при обрезке, и продуйте полость формы перед закрытием коробки.
(4) Трещины:Большинство трещин в отливках представляют собой горячие трещины неправильной формы, проникающие или непроникающие, сплошные или прерывистые, причем металл в трещинах темный или имеет поверхностное окисление.
причины трещин, а именно высокотемпературное напряжение и деформация пленки жидкости.
Высокотемпературное напряжение – это напряжение, образующееся в результате усадки и деформации расплавленной стали при высоких температурах.Когда напряжение превышает предел прочности или пластической деформации металла при этой температуре, возникают трещины.Деформация жидкой пленки — это образование жидкой пленки между кристаллическими зернами в процессе затвердевания и кристаллизации расплавленной стали.По мере затвердевания и кристаллизации пленка жидкости деформируется.Когда величина деформации и скорость деформации превышают определенный предел, образуются трещины.Диапазон температур термических трещин составляет около 1200 ~ 1450 ℃.
Факторы, влияющие на трещины:
① Элементы S и P в стали являются вредными факторами образования трещин, а их эвтектика с железом снижает прочность и пластичность литой стали при высоких температурах, что приводит к образованию трещин.
② Включения и сегрегация шлака в стали увеличивают концентрацию напряжений, тем самым увеличивая склонность к образованию горячих трещин.
③ Чем больше коэффициент линейной усадки стали, тем выше склонность к образованию горячих трещин.
④ Чем выше теплопроводность типа стали, тем больше поверхностное натяжение, тем лучше механические свойства при высоких температурах и тем меньше склонность к образованию горячих трещин.
⑤ Конструкционная конструкция отливок неудовлетворительна с точки зрения технологичности, например, слишком маленькие закругленные углы, большая разница в толщине стенок и сильная концентрация напряжений, что приводит к образованию трещин.
⑥Слишком высокая компактность песчаной формы, а низкая текучесть стержня препятствует усадке отливки и увеличивает склонность к образованию трещин.
⑦На образование трещин также влияют другие факторы, такие как неправильное расположение стояка, слишком быстрое охлаждение отливки, чрезмерное напряжение, вызванное резкой стояка и термической обработкой и т. д.
В зависимости от причин и факторов, влияющих на вышеуказанные трещины, могут быть приняты соответствующие меры для уменьшения и предотвращения появления трещинных дефектов.
На основе приведенного выше анализа причин дефектов литья, выяснения существующих проблем и принятия соответствующих мер по улучшению можно найти решение дефектов литья, способствующее улучшению качества литья.
Время публикации: 31 августа 2023 г.