Het gieten van het kleplichaam is een belangrijk onderdeel van het productieproces van de klep, en de kwaliteit van het klepgieten bepaalt de kwaliteit van de klep.Hieronder worden verschillende gietprocesmethoden geïntroduceerd die vaak worden gebruikt in de klepindustrie:
Zandgieten:
Zandgieten dat gewoonlijk in de klepindustrie wordt gebruikt, kan worden onderverdeeld in groen zand, droog zand, waterglaszand en zelfhardend furaanharszand volgens verschillende bindmiddelen.
(1) Groen zand is een vormproces waarbij bentoniet als bindmiddel wordt gebruikt.
De kenmerken zijn:de afgewerkte zandvorm hoeft niet te worden gedroogd of uitgehard, de zandvorm heeft een bepaalde natte sterkte en de zandkern en de vormomhulling hebben een goede opbrengst, waardoor het gemakkelijk is om de gietstukken schoon te maken en uit te schudden.De productie-efficiëntie van het gieten is hoog, de productiecyclus is kort, de materiaalkosten zijn laag en het is handig om de productie op de lopende band te organiseren.
De nadelen zijn:gietstukken zijn gevoelig voor defecten zoals poriën, zandinsluitsels en zandhechting, en de kwaliteit van gietstukken, vooral de intrinsieke kwaliteit, is niet ideaal.
Aandeel- en prestatietabel van groen zand voor stalen gietstukken:
(2) Droog zand is een vormproces waarbij klei als bindmiddel wordt gebruikt.Het toevoegen van een beetje bentoniet kan de natte sterkte verbeteren.
De kenmerken zijn:de zandvorm moet worden gedroogd, heeft een goede luchtdoorlaatbaarheid, is niet gevoelig voor defecten zoals zandwassen, zandplakken en poriën, en de inherente kwaliteit van het gietstuk is goed.
De nadelen zijn:er is zanddroogapparatuur voor nodig en de productiecyclus is lang.
(3) Waterglaszand is een modelleringsproces waarbij waterglas als bindmiddel wordt gebruikt.De kenmerken zijn: waterglas heeft de functie om automatisch uit te harden bij blootstelling aan CO2, en kan verschillende voordelen hebben van de gashardingsmethode voor het modelleren en het maken van kernen, maar er zijn tekortkomingen zoals een slechte inklapbaarheid van de malschaal, problemen bij het zandreinigen van gietstukken en een lage regeneratie- en recyclingsnelheid van oud zand.
Tabel met verhoudingen en prestaties van waterglas CO2-hardend zand:
(4) Zelfhardend zandgieten van furanhars is een gietproces waarbij furanhars als bindmiddel wordt gebruikt.Het vormzand stolt door de chemische reactie van het bindmiddel onder invloed van het uithardingsmiddel bij kamertemperatuur.Kenmerkend is dat de zandvorm niet gedroogd hoeft te worden, wat de productiecyclus verkort en energie bespaart.Kunstharsvormzand is gemakkelijk te verdichten en heeft goede desintegratie-eigenschappen.Het vormzand van gietstukken is eenvoudig schoon te maken.De gietstukken hebben een hoge maatnauwkeurigheid en een goede oppervlakteafwerking, wat de kwaliteit van de gietstukken aanzienlijk kan verbeteren.De nadelen zijn: hoge kwaliteitseisen voor ruw zand, een lichte penetrante geur op de productielocatie en hoge harskosten.
Verhouding en mengproces van het niet-gebakken zandmengsel van furaanhars:
Het mengproces van zelfhardend zand van furaanhars: Het is het beste om een continue zandmixer te gebruiken om zelfhardend harszand te maken.Ruw zand, hars, verharder etc. worden achtereenvolgens toegevoegd en snel gemengd.Het kan op elk moment worden gemengd en gebruikt.
De volgorde van het toevoegen van verschillende grondstoffen bij het mengen van harszand is als volgt:
Ruw zand + verharder (p-tolueensulfonzuur waterige oplossing) – (120 ~ 180S) – hars + silaan – (60 ~ 90S) – zandproductie
(5) Typisch productieproces voor zandgieten:
Precisie gieten:
De afgelopen jaren hebben klepfabrikanten steeds meer aandacht besteed aan de uiterlijke kwaliteit en maatnauwkeurigheid van gietstukken.Omdat een goed uiterlijk de basisvereiste van de markt is, is het ook de positioneringsbenchmark voor de eerste stap van de bewerking.
Het veelgebruikte precisiegietwerk in de kleppenindustrie is investeringsgieten, dat als volgt kort wordt geïntroduceerd:
(1) Twee procesmethoden voor het gieten van oplossingen:
①Gebruik van op was gebaseerd vormmateriaal op lage temperatuur (stearinezuur + paraffine), lagedrukwasinjectie, waterglasschaal, ontwassen met heet water, atmosferisch smelt- en gietproces, voornamelijk gebruikt voor gietstukken van koolstofstaal en laaggelegeerd staal met algemene kwaliteitseisen De maatnauwkeurigheid van gietstukken kan de nationale norm CT7 ~ 9 bereiken.
② Met behulp van harsgebaseerd vormmateriaal op gemiddelde temperatuur, hogedrukwasinjectie, silicasol-vormschaal, stoomontparaffinering, snel atmosferisch of vacuümsmeltgietproces, kan de maatnauwkeurigheid van gietstukken CT4-6-precisiegietstukken bereiken.
(2) Typische processtroom bij investeringsgieten:
(3) Kenmerken van investeringsgieten:
①Het gietstuk heeft een hoge maatnauwkeurigheid, een glad oppervlak en een goede uitstraling.
② Het is mogelijk om onderdelen te gieten met complexe structuren en vormen die moeilijk te verwerken zijn met andere processen.
③ Gietmaterialen zijn niet beperkt, verschillende legeringsmaterialen zoals: koolstofstaal, roestvrij staal, gelegeerd staal, aluminiumlegering, hogetemperatuurlegering en edele metalen, vooral legeringsmaterialen die moeilijk te smeden, lassen en snijden zijn.
④ Goede productieflexibiliteit en sterk aanpassingsvermogen.Het kan in grote hoeveelheden worden geproduceerd en is ook geschikt voor enkelstuks- of kleine serieproductie.
⑤ Investeringsgieten heeft ook bepaalde beperkingen, zoals: omslachtige processtroom en lange productiecyclus.Vanwege de beperkte giettechnieken die kunnen worden gebruikt, kan het drukdragende vermogen ervan niet erg hoog zijn wanneer het wordt gebruikt voor het gieten van drukdragende dunne klepgietstukken.
Analyse van gietfouten
Elk gietstuk zal interne gebreken vertonen, het bestaan van deze gebreken zal grote verborgen gevaren met zich meebrengen voor de interne kwaliteit van het gietstuk, en de lasreparatie om deze gebreken in het productieproces te elimineren zal ook een grote last voor het productieproces met zich meebrengen.In het bijzonder zijn kleppen dunne gietstukken die bestand zijn tegen druk en temperatuur, en de compactheid van hun interne structuren is erg belangrijk.Daarom worden de interne defecten van gietstukken de beslissende factor die de kwaliteit van gietstukken beïnvloedt.
De interne defecten van klepgietstukken omvatten voornamelijk poriën, slakinsluitingen, krimpporositeit en scheuren.
(1) Poriën:Poriën worden geproduceerd door gas, het oppervlak van de poriën is glad en ze worden gegenereerd binnen of nabij het oppervlak van het gietstuk, en hun vormen zijn meestal rond of langwerpig.
De belangrijkste bronnen van gas die poriën genereren zijn:
① De in het metaal opgeloste stikstof en waterstof blijven in het metaal zitten tijdens het stollen van het gietstuk, waardoor gesloten cirkelvormige of ovale binnenwanden met metaalglans worden gevormd.
②Vocht of vluchtige stoffen in het vormmateriaal zullen door verwarming in gas veranderen, waardoor poriën met donkerbruine binnenwanden worden gevormd.
③ Tijdens het gietproces van het metaal wordt, vanwege de onstabiele stroming, lucht betrokken om poriën te vormen.
Preventiemethode voor stomatumdefect:
① Bij het smelten moeten roestige metalen grondstoffen zo min mogelijk worden gebruikt, en gereedschappen en pollepels moeten worden gebakken en gedroogd.
②Het gieten van gesmolten staal moet bij hoge temperatuur gebeuren en bij lage temperatuur worden gegoten, en het gesmolten staal moet op de juiste manier worden verdoofd om het drijven van gas te vergemakkelijken.
③ Het procesontwerp van de gietstijgbuis moet de drukhoogte van gesmolten staal vergroten om gasinsluiting te voorkomen, en een kunstmatig gaspad opzetten voor redelijke uitlaatgassen.
④ Vormmaterialen moeten het watergehalte en het gasvolume regelen, de luchtdoorlaatbaarheid vergroten en de zandvorm en zandkern moeten zoveel mogelijk worden gebakken en gedroogd.
(2) Krimpholte (los):Het is een coherente of onsamenhangende cirkelvormige of onregelmatige holte (holte) die in het gietstuk voorkomt (vooral op de hete plek), met een ruw binnenoppervlak en een donkerdere kleur.Grove kristalkorrels, meestal in de vorm van dendrieten, verzameld op een of meer plaatsen, gevoelig voor lekkage tijdens hydraulische tests.
De reden voor krimpholte (losheid):volumekrimp treedt op wanneer het metaal stolt van vloeibare naar vaste toestand.Als er op dit moment niet voldoende aanvulling van gesmolten staal is, zal er onvermijdelijk een krimpholte optreden.De krimpholte van stalen gietstukken wordt in principe veroorzaakt door een onjuiste controle van het opeenvolgende stollingsproces.De redenen kunnen zijn: onjuiste stijgbuisinstellingen, een te hoge giettemperatuur van gesmolten staal en grote metaalkrimp.
Methoden om krimpholtes (losheid) te voorkomen:① Ontwerp het gietsysteem van gietstukken wetenschappelijk om opeenvolgende stolling van gesmolten staal te bereiken, en de delen die als eerste stollen moeten worden aangevuld met gesmolten staal.② Correct en redelijk ingesteld stijgleiding, subsidie, intern en extern koudijzer om opeenvolgende stolling te garanderen.③Wanneer het gesmolten staal wordt gegoten, is injectie van bovenaf vanuit de stijgbuis gunstig om de temperatuur van het gesmolten staal en de toevoer te garanderen en het optreden van krimpholten te verminderen.④ Wat de gietsnelheid betreft, is gieten op lage snelheid gunstiger voor sequentiële stolling dan gieten op hoge snelheid.⑸De giettemperatuur mag niet te hoog zijn.Het gesmolten staal wordt op hoge temperatuur uit de oven gehaald en na verdoving gegoten, wat gunstig is om krimpholtes te verminderen.
(3) Zandinsluitingen (slakken):Zandinsluitingen (slakken), algemeen bekend als blaren, zijn onderbroken cirkelvormige of onregelmatige gaten die in gietstukken verschijnen.De gaten worden gemengd met vormzand of staalslak, met onregelmatige afmetingen, en daarin geaggregeerd.Eén of meerdere plaatsen, vaak meer op het bovenste gedeelte.
Oorzaken van insluiting van zand(slakken):Slakkeninsluiting wordt veroorzaakt doordat afzonderlijke staalslakken tijdens het smelt- of gietproces samen met het gesmolten staal in het gietstuk terechtkomen.Zandinsluiting wordt veroorzaakt door onvoldoende dichtheid van de vormholte tijdens het gieten.Wanneer gesmolten staal in de vormholte wordt gegoten, wordt het vormzand door het gesmolten staal opgespoeld en komt het in het gietstuk terecht.Daarnaast zijn onjuiste bediening tijdens het trimmen en sluiten van de kisten, en het fenomeen van het uitvallen van zand, ook de redenen voor zandinsluiting.
Methoden om zandinsluitingen (slakken) te voorkomen:① Wanneer het gesmolten staal wordt gesmolten, moeten de uitlaatgassen en de slak zo grondig mogelijk worden afgevoerd.② Probeer de gietzak voor gesmolten staal niet om te draaien, maar gebruik een theepotzak of een schenkzak aan de onderkant om te voorkomen dat de slak boven het gesmolten staal samen met het gesmolten staal in de gietholte terechtkomt.③ Bij het gieten van gesmolten staal moeten maatregelen worden genomen om te voorkomen dat slak met het gesmolten staal in de vormholte terechtkomt.④Om de mogelijkheid van zandinsluiting te verkleinen, moet u ervoor zorgen dat de zandvorm tijdens het modelleren goed vastzit, zorg ervoor dat u geen zand verliest tijdens het trimmen en blaas de vormholte schoon voordat u de doos sluit.
(4) Scheuren:De meeste scheuren in gietstukken zijn hete scheuren, met onregelmatige vormen, penetrerend of niet penetrerend, continu of intermitterend, en het metaal bij de scheuren is donker of heeft oppervlakteoxidatie.
redenen voor scheuren, namelijk spanning bij hoge temperaturen en vervorming van de vloeistoffilm.
Hoge temperatuurspanning is de spanning die wordt gevormd door de krimp en vervorming van gesmolten staal bij hoge temperaturen.Wanneer de spanning de sterkte- of plastische vervormingslimiet van het metaal bij deze temperatuur overschrijdt, zullen er scheuren ontstaan.Vloeistoffilmvervorming is de vorming van een vloeistoffilm tussen kristalkorrels tijdens het stollings- en kristallisatieproces van gesmolten staal.Naarmate het stollen en kristalliseren vordert, wordt de vloeistoffilm vervormd.Wanneer de vervormingshoeveelheid en vervormingssnelheid een bepaalde limiet overschrijden, ontstaan er scheuren.Het temperatuurbereik van thermische scheuren bedraagt ongeveer 1200 ~ 1450 ℃.
Factoren die scheuren beïnvloeden:
① S- en P-elementen in staal zijn schadelijke factoren voor scheuren, en hun eutectiek met ijzer vermindert de sterkte en plasticiteit van gietstaal bij hoge temperaturen, wat resulteert in scheuren.
② De opname en segregatie van slak in staal verhogen de spanningsconcentratie, waardoor de neiging tot heetscheuren toeneemt.
③ Hoe groter de lineaire krimpcoëfficiënt van het staaltype, hoe groter de neiging tot warmscheuren.
④ Hoe groter de thermische geleidbaarheid van het staaltype, hoe groter de oppervlaktespanning, hoe beter de mechanische eigenschappen bij hoge temperaturen en hoe kleiner de neiging tot warmscheuren.
⑤ Het structurele ontwerp van gietstukken is slecht te vervaardigen, zoals te kleine afgeronde hoeken, grote verschillen in wanddikte en ernstige spanningsconcentratie, die scheuren zullen veroorzaken.
⑥De compactheid van de zandvorm is te hoog en de slechte opbrengst van de kern belemmert de krimp van het gietstuk en vergroot de neiging tot scheuren.
⑦Andere factoren, zoals een onjuiste plaatsing van de stijgleiding, een te snelle afkoeling van het gietstuk, overmatige spanning veroorzaakt door het doorsnijden van de stijgleiding en warmtebehandeling, enz., zullen ook het ontstaan van scheuren beïnvloeden.
Afhankelijk van de oorzaken en beïnvloedende factoren van de bovengenoemde scheuren kunnen overeenkomstige maatregelen worden genomen om het optreden van scheurdefecten te verminderen en te voorkomen.
Op basis van de bovenstaande analyse van de oorzaken van gietfouten, het achterhalen van de bestaande problemen en het nemen van overeenkomstige verbeteringsmaatregelen, kunnen we een oplossing voor gietfouten vinden die bevorderlijk is voor de verbetering van de gietkwaliteit.
Posttijd: 31 augustus 2023