Адліўка корпуса клапана з'яўляецца важнай часткай працэсу вытворчасці клапана, і якасць адліўкі клапана вызначае якасць клапана. Ніжэй прадстаўлены некалькі метадаў ліцця, якія звычайна выкарыстоўваюцца ў клапаннай прамысловасці:
Ліццё ў пясчаныя формы:
Ліццё ў пясчаныя формы, якое звычайна выкарыстоўваецца ў клапаннай прамысловасці, можна падзяліць на зялёны пясок, сухі пясок, пясок з вадкім шклом і самацвярдзеючы пясок з фуранавай смалой у залежнасці ад розных звязальных рэчываў.
(1) Зялёны пясок — гэта працэс фармавання з выкарыстаннем бентоніту ў якасці звязальнага рэчыва.
Яго характарыстыкі:Гатовую пясчаную форму не трэба сушыць або зацвярдзець, пясчаная форма мае пэўную трываласць у вільготным стане, а пясчаная аснова і абалонка формы маюць добрую цякучасць, што дазваляе лёгка чысціць і вытрасаць адліўкі. Эфектыўнасць вытворчасці формаў высокая, вытворчы цыкл кароткі, кошт матэрыялаў нізкі, і зручна арганізаваць канвеерную вытворчасць.
Яго недахопы:Адліўкі схільныя да такіх дэфектаў, як пары, уключэнні пяску і адгезія пяску, і якасць адлівак, асабліва ўнутраная якасць, не ідэальная.
Табліца прапорцый і характарыстык зялёнага пяску для сталёвага ліцця:
(2) Сухі пясок — гэта працэс фармавання з выкарыстаннем гліны ў якасці звязальнага рэчыва. Даданне невялікай колькасці бентаніту можа палепшыць яго трываласць у вільготным стане.
Яго характарыстыкі:Пяшчаная форма патрабуе сушкі, мае добрую паветрапранікальнасць, не схільная да дэфектаў, такіх як вымыванне пяску, прыліпанне пяску і пары, а якасць адліўкі добрая.
Яго недахопы:Гэта патрабуе абсталявання для сушкі пяску, і вытворчы цыкл доўгі.
(3) Вадкае шкло з пяском — гэта працэс мадэлявання з выкарыстаннем вадкага шкла ў якасці звязальнага рэчыва. Яго характарыстыкі наступныя: вадкае шкло мае функцыю аўтаматычнага зацвярдзення пры ўздзеянні CO2 і можа мець розныя перавагі метаду газавай зацвярдзення для мадэлявання і вырабу стрыжняў, але ёсць і недахопы, такія як дрэнная разбуральнасць абалонкі формы, цяжкасці з ачысткай адліўкі ад пяску, а таксама нізкая хуткасць рэгенерацыі і перапрацоўкі старога пяску.
Табліца прапорцый і характарыстык вадкага шкла для ўмацавання пяску CO2:
(4) Самацвярдзеючая фуравая смаловая форма для ліцця ў пясчаную форму — гэта працэс ліцця з выкарыстаннем фуранскай смалы ў якасці злучнага рэчыва. Фармовачная форма застывае дзякуючы хімічнай рэакцыі злучнага рэчыва пад дзеяннем ацвярджальніка пры пакаёвай тэмпературы. Яна характарызуецца тым, што пясчаную форму не трэба сушыць, што скарачае вытворчы цыкл і эканоміць энергію. Фармовачная форма для смалы лёгка ўшчыльняецца і мае добрыя ўласцівасці распадальнасці. Фармовачная форма для адлівак лёгка чысціцца. Адліўкі маюць высокую дакладнасць памераў і добрую аздабленне паверхні, што можа значна палепшыць якасць адлівак. Недахопамі з'яўляюцца: высокія патрабаванні да якасці сырога пяску, лёгкі рэзкі пах на месцы вытворчасці і высокі кошт смалы.
Прапорцыя і працэс змешвання фуранавай смалы без абпальвання пяску:
Працэс змешвання самацвярдзеючага пяску на аснове фуранавай смалы: Для падрыхтоўкі самацвярдзеючага пяску на аснове смалы лепш за ўсё выкарыстоўваць пясчаную міксер бесперапыннага дзеяння. Сыры пясок, смала, ацвярджальнік і г.д. дадаюцца паслядоўна і хутка змешваюцца. Змяшаць і выкарыстоўваць можна ў любы час.
Парадак дадання розных сыравінных матэрыялаў пры змешванні смалістага пяску наступны:
Сыры пясок + ацвярджальнік (водны раствор п-талуолсульфонавай кіслаты) – (120 ~ 180°C) – смала + сілан – (60 ~ 90°C) – вытворчасць пяску
(5) Тыповы працэс вытворчасці ліцця ў пясчаныя формы:
Дакладнае ліццё:
У апошнія гады вытворцы клапанаў надаюць усё больш увагі якасці знешняга выгляду і дакладнасці памераў адлівак. Паколькі добры знешні выгляд з'яўляецца асноўным патрабаваннем рынку, ён таксама з'яўляецца арыенцірам пазіцыянавання на першым этапе апрацоўкі.
Найбольш распаўсюджаным дакладным ліццём у клапаннай прамысловасці з'яўляецца ліццё па выплавляемым мадэлям, якое коратка апісваецца наступным чынам:
(1) Два метады працэсу ліцця раствора:
①Выкарыстанне нізкатэмпературнага матэрыялу для формы на аснове воску (стэарынавая кіслата + парафін), упырскванне воску пад нізкім ціскам, абалонка з вадкага шкла, дэпарафінізацыя гарачай вадой, атмасфернае плаўленне і разліўка, у асноўным выкарыстоўваецца для адлівак з вугляродзістай і нізкалегіраванай сталі з агульнымі патрабаваннямі да якасці, дакладнасць памераў адлівак можа дасягнуць нацыянальнага стандарту CT7~9.
② Выкарыстоўваючы прэс-форму на аснове сярэднетэмпературнай смалы, упырскванне воску пад высокім ціскам, абалонку формы на аснове золю крэмнію, дэпарафінізацыю парай, хуткі атмасферны або вакуумны працэс плаўлення, дакладнасць памераў адлівак можа дасягнуць дакладнага адліўкі CT4-6.
(2) Тыповы працэс ліцця па выплавляемым мадэлям:
(3) Характарыстыкі ліцця па выплавляемым мадэлям:
①Адліўка мае высокую дакладнасць памераў, гладкую паверхню і добры знешні выгляд.
② Можна адліваць дэталі са складанымі структурамі і формамі, якія цяжка апрацоўваць іншымі працэсамі.
③ Ліцейныя матэрыялы не абмежаваныя, розныя легіраваныя матэрыялы, такія як: вугляродзістая сталь, нержавеючая сталь, легіраваная сталь, алюмініевыя сплавы, тэмпературнастойкія сплавы і каштоўныя металы, асабліва легіраваныя матэрыялы, якія цяжка каваць, зварваць і рэзаць.
④ Добрая гнуткасць вытворчасці і высокая адаптыўнасць. Можа вырабляцца ў вялікіх колькасцях, а таксама падыходзіць для адзінкавай або дробнасерыйнай вытворчасці.
⑤ Ліццё па выплавляемым мадэлям таксама мае пэўныя абмежаванні, такія як: грувасткі працэс і працяглы вытворчы цыкл. З-за абмежаваных магчымасцей ліцця яго трываласць пад ціскам не можа быць вельмі высокай пры адліўцы тонкаабалонкавых клапанаў, якія працуюць пад ціскам.
Аналіз дэфектаў ліцця
Любая адліўка мае ўнутраныя дэфекты, наяўнасць гэтых дэфектаў стварае вялікую схаваную небяспеку для ўнутранай якасці адліўкі, а рамонт зваркай для ліквідацыі гэтых дэфектаў у вытворчым працэсе таксама стварае вялікую нагрузку на вытворчы працэс. У прыватнасці, клапаны - гэта тонкаабалонныя адліўкі, якія вытрымліваюць ціск і тэмпературу, і кампактнасць іх унутранай структуры вельмі важная. Такім чынам, унутраныя дэфекты адліўкі становяцца вырашальным фактарам, які ўплывае на якасць адліўкі.
Да ўнутраных дэфектаў адлівак клапанаў у асноўным адносяцца поры, шлакавыя ўключэнні, усаджвальная порыстасць і расколіны.
(1) Поры:Поры ўтвараюцца пад уздзеяннем газу, паверхня пор гладкая, яны ўтвараюцца ўнутры або паблізу паверхні адліўкі, а іх форма ў асноўным круглая або прадаўгаватая.
Асноўнымі крыніцамі газу, якія ўтвараюць пары, з'яўляюцца:
① Азот і вадарод, раствораныя ў метале, утрымліваюцца ў метале падчас зацвярдзення адліўкі, утвараючы замкнёныя круглыя або авальныя ўнутраныя сценкі з металічным бляскам.
②Вільгаць або лятучыя рэчывы ў фармавальным матэрыяле пры награванні ператвараюцца ў газ, утвараючы поры з цёмна-карычневымі ўнутранымі сценкамі.
③ Падчас працэсу разліўкі металу, з-за нестабільнага патоку, у працэс утварэння пор уцягваецца паветра.
Метад прафілактыкі дэфекту вусцейка:
① Пры выплаўцы іржавую металічную сыравіну варта выкарыстоўваць як мага менш або зусім не выкарыстоўваць, а інструменты і каўшы трэба абпальваць і сушыць.
②Разліванне расплаўленай сталі павінна праводзіцца пры высокай тэмпературы, а разліванне — пры нізкай тэмпературы, прычым расплаўленая сталь павінна быць належным чынам астуджаная, каб палегчыць уздым газу.
③ Канструкцыя працэсу разліўнога стояка павінна павялічваць ціск расплаўленай сталі, каб пазбегнуць утрымання газу, і ствараць штучны газавы шлях для разумнага адводу выхлапу.
④Матэрыялы для ліцця павінны кантраляваць утрыманне вады і аб'ём газу, павялічваць паветрапранікальнасць, а пясчаную форму і пясчаную аснову трэба максімальна запякаць і высушваць.
(2) Усаджвальная поласць (нетрывалая):Гэта цэласная або няцэласная круглая або няправільная паражніна (поласць), якая ўзнікае ўнутры адліўкі (асабліва ў гарачай кропцы), з шурпатай унутранай паверхняй і больш цёмным колерам. Буйныя крышталічныя зярняты, пераважна ў выглядзе дендрытаў, сабраныя ў адным або некалькіх месцах, схільныя да ўцечкі падчас гідраўлічных выпрабаванняў.
Прычына ўсаджвальнай паражніны (разрыхленасці):Аб'ёмнае ўсаджванне адбываецца, калі метал зацвярдзее з вадкага ў цвёрды стан. Калі ў гэты час не будзе дастатковага папаўнення расплаўленай сталі, непазбежна ўтворыцца ўсаджвальная поласць. Усаджвальная поласць сталёвых адлівак у асноўным выклікана няправільным кантролем працэсу паслядоўнага зацвярдзення. Прычынамі могуць быць няправільныя налады стояка, занадта высокая тэмпература разліўкі расплаўленай сталі і вялікая ўсаджванне металу.
Метады прадухілення ўсаджвальных паражнін (разрыхлення):① Навукова распрацаваць сістэму разліўкі адлівак для дасягнення паслядоўнага зацвярдзення расплаўленай сталі, прычым дэталі, якія зацвярдзелі першымі, павінны папаўняцца расплаўленай сталлю. ②Правільна і разумна ўсталяваць стояк, дапаможны элемент, унутраны і знешні халодны чыгун для забеспячэння паслядоўнага зацвярдзення. ③Пры разліўцы расплаўленай сталі верхняя ін'екцыя з стояка карысная для забеспячэння тэмпературы расплаўленай сталі і падачы, а таксама для памяншэння ўзнікнення ўсаджвальных паражнін. ④ Што тычыцца хуткасці разліўкі, то разліўка пры нізкай хуткасці больш спрыяльная для паслядоўнага зацвярдзення, чым разліўка пры высокай хуткасці. ⑸Тэмпература разліўкі не павінна быць занадта высокай. Расплаўленая сталь вымаецца з печы пры высокай тэмпературы і разліваецца пасля седацыі, што карысна для памяншэння ўсаджвальных паражнін.
(3) Пяшчаныя ўключэнні (шлак):Пясчаныя ўключэнні (шлак), звычайна вядомыя як бурбалкі, — гэта перарывістыя круглыя або няправільныя адтуліны, якія з'яўляюцца ўнутры адлівак. Адтуліны змяшаныя з фармовачным пяском або сталёвым шлакам, маюць няправільныя памеры і агрэгаваны ў іх. У адным або некалькіх месцах, часта больш у верхняй частцы.
Прычыны ўключэння пяску (шлаку):Уключэнне шлаку ўзнікае з-за таго, што асобныя кавалкі сталёвага шлаку трапляюць у адліўку разам з расплаўленай сталлю падчас плаўлення або разліўкі. Уключэнне пяску выклікана недастатковай герметычнасцю формы падчас ліцця. Калі расплаўленая сталь заліваецца ў форму, фармовачная сумесь вымываецца расплаўленай сталлю і трапляе ўнутр адліўкі. Акрамя таго, прычынамі ўключэння пяску з'яўляюцца няправільная эксплуатацыя падчас абрэзкі і закрыцця скрынкі, а таксама выпадзенне пяску.
Метады прадухілення ўключэння пяску (шлаку):① Пры выплаўленні расплаўленай сталі неабходна як мага старанней выдаліць выхлапныя газы і шлак. ② Паспрабуйце не пераварочваць мяшок для разліўкі расплаўленай сталі, а выкарыстоўвайце мяшок-імбрычак або ніжні мяшок для разліўкі, каб прадухіліць трапленне шлаку над расплаўленай сталлю ў ліцейную поласць разам з расплаўленай сталлю. ③ Пры разліўцы расплаўленай сталі неабходна прыняць меры для прадухілення траплення шлаку ў поласць формы разам з расплаўленай сталлю. ④Каб паменшыць верагоднасць траплення пяску, пераканайцеся ў герметычнасці пясчанай формы падчас мадэлявання, будзьце асцярожныя, каб не страціць пясок пры абрэзцы, і прадзьмухніце поласць формы перад закрыццём скрынкі.
(4) Расколіны:Большасць расколін у адлівах — гэта гарачыя расколіны няправільнай формы, пранікальныя або непранікальныя, бесперапынныя або перыядычныя, прычым метал у месцах расколін цёмны або мае паверхневае акісленне.
прычыны ўзнікнення расколін, а менавіта высокатэмпературнае напружанне і дэфармацыя вадкай плёнкі.
Высокатэмпературнае напружанне — гэта напружанне, якое ўзнікае ў выніку ўсаджвання і дэфармацыі расплаўленай сталі пры высокіх тэмпературах. Калі напружанне перавышае мяжу трываласці або пластычнай дэфармацыі металу пры гэтай тэмпературы, узнікаюць расколіны. Дэфармацыя вадкай плёнкі — гэта ўтварэнне вадкай плёнкі паміж крышталічнымі зернямі падчас працэсу зацвярдзення і крышталізацыі расплаўленай сталі. Па меры зацвярдзення і крышталізацыі вадкая плёнка дэфармуецца. Калі велічыня дэфармацыі і хуткасць дэфармацыі перавышаюць пэўную мяжу, утвараюцца расколіны. Тэмпературны дыяпазон тэрмічных расколін складае каля 1200~1450℃.
Фактары, якія ўплываюць на расколіны:
① Элементы S і P у сталі з'яўляюцца шкоднымі фактарамі для ўтварэння расколін, а іх эўтэктычныя злучэнні з жалезам зніжаюць трываласць і пластычнасць літой сталі пры высокіх тэмпературах, што прыводзіць да ўтварэння расколін.
② Уключэнне і сегрэгацыя шлаку ў сталі павялічваюць канцэнтрацыю напружанняў, тым самым павялічваючы схільнасць да гарачых расколін.
③ Чым большы каэфіцыент лінейнай ўсаджвання тыпу сталі, тым большая схільнасць да гарачых расколін.
④ Чым вышэйшая цеплаправоднасць тыпу сталі, тым большае павярхоўнае нацяжэнне, тым лепшыя механічныя ўласцівасці пры высокіх тэмпературах і тым меншая схільнасць да гарачых расколін.
⑤ Структурная канструкцыя адлівак дрэнная ў тэхналагічнасці, напрыклад, занадта малыя закругленыя куты, вялікая розніца ў таўшчыні сценак і высокая канцэнтрацыя напружанняў, што можа выклікаць расколіны.
⑥Пяшчаная форма занадта шчыльная, а нізкая цякучасць стрыжня перашкаджае ўсаджванню адліўкі і павялічвае схільнасць да расколін.
Іншыя фактары, такія як няправільнае размяшчэнне пад'ёмніка, занадта хуткае астуджэнне адліўкі, празмернае напружанне, выкліканае разразаннем пад'ёмніка і тэрмічнай апрацоўкай і г.д., таксама паўплываюць на ўтварэнне расколін.
У залежнасці ад прычын і фактараў, якія ўплываюць на вышэйзгаданыя расколіны, можна прыняць адпаведныя меры для памяншэння і прадухілення ўзнікнення расколін.
Зыходзячы з вышэйзгаданага аналізу прычын дэфектаў адліўкі, выяўлення існуючых праблем і прыняцця адпаведных мер па паляпшэнні, мы можам знайсці рашэнне праблемы дэфектаў адліўкі, што спрыяе паляпшэнню якасці адліўкі.
Час публікацыі: 31 жніўня 2023 г.