A szeleptest öntése a szelepgyártási folyamat fontos része, és a szelepöntvény minősége határozza meg a szelep minőségét. Az alábbiakban bemutatjuk a szelepiparban általánosan használt öntési eljárásokat:
Homoköntés:
A szelepiparban általánosan használt homoköntés a különböző kötőanyagok szerint zöld homokra, száraz homokra, vízüveg homokra és furángyantás önkeményedő homokra osztható.
(1) A zöld homok egy formázási eljárás, amely bentonitot használ kötőanyagként.
Jellemzői a következők:A kész homokformát nem kell szárítani vagy keményíteni, a homokforma bizonyos nedvességállósággal rendelkezik, a homokmag és a formahéj jó hozammal rendelkezik, így az öntvények könnyen tisztíthatók és kirázhatók. A formázási termelés hatékonysága magas, a gyártási ciklus rövid, az anyagköltség alacsony, és a gyártósoron történő gyártás megszervezése kényelmes.
Hátrányai a következők:Az öntvények hajlamosak olyan hibákra, mint a pórusok, a homokzárványok és a homoktapadás, és az öntvények minősége, különösen a belső minőség, nem ideális.
Acélöntvényekhez használt zöld homok arány- és teljesítménytáblázata:
(2) A száraz homok egy formázási eljárás, amely agyagot használ kötőanyagként. Egy kis bentonit hozzáadása javíthatja a nedves szilárdságát.
Jellemzői a következők:a homokformát szárítani kell, jó légáteresztő képességgel rendelkezik, nem hajlamos olyan hibákra, mint a homokmosás, a homok tapadása és a pórusok, és az öntvény inherens minősége jó.
Hátrányai a következők:homokszárító berendezést igényel, és a gyártási ciklus hosszú.
(3) A vízüveghomok egy olyan modellezési eljárás, amelyben vízüveget használnak kötőanyagként. Jellemzői: a vízüveg CO2 hatására automatikusan megkeményedik, és a gázkeményedési módszer számos előnnyel járhat a modellezés és a magkészítés során, de vannak hiányosságok is, mint például a formahéj gyenge összenyomhatósága, az öntvények homoktisztításának nehézségei, valamint a régi homok alacsony regenerációs és újrahasznosítási aránya.
Vízüveg CO2 keményedő homok arány- és teljesítménytáblázata:
(4) A furángyanta önkeményedő homoköntés egy olyan öntési eljárás, amelyben furángyantát használnak kötőanyagként. A formázóhomok szobahőmérsékleten a térhálósítószer hatására a kötőanyag kémiai reakciója miatt megszilárdul. Jellemzője, hogy a homokformát nem kell szárítani, ami lerövidíti a gyártási ciklust és energiát takarít meg. A gyantaformázó homok könnyen tömöríthető és jó szétesési tulajdonságokkal rendelkezik. Az öntvények formázóhomokja könnyen tisztítható. Az öntvények nagy méretpontossággal és jó felületkezeléssel rendelkeznek, ami jelentősen javíthatja az öntvények minőségét. Hátrányai: a nyers homokkal szembeni magas minőségi követelmények, enyhén csípős szag a gyártási helyen és a gyanta magas költsége.
A furángyanta sütés nélküli homokkeverék aránya és keverési folyamata:
A furángyanta önkeményedő homok keverési folyamata: A gyanta önkeményedő homok előállításához folyamatos homokkeverőt kell használni. A nyers homokot, a gyantát, a térhálósítószert stb. egymás után adjuk hozzá, és gyorsan összekeverjük. Bármikor keverhető és felhasználható.
A gyantahomok keverésekor a különféle nyersanyagok hozzáadásának sorrendje a következő:
Nyers homok + térhálósítószer (p-toluolszulfonsav vizes oldat) – (120 ~ 180S) – gyanta + szilán – (60 ~ 90S) – homokgyártás
(5) Tipikus homoköntési gyártási folyamat:
Precíziós öntés:
Az utóbbi években a szelepgyártók egyre nagyobb figyelmet fordítottak az öntvények megjelenésének minőségére és méretpontosságára. Mivel a jó megjelenés a piac alapvető követelménye, ez egyben a megmunkálás első lépésének pozicionálási mércéje is.
A szelepiparban általánosan használt precíziós öntés a befektetési öntés, amelyet röviden a következőképpen mutatunk be:
(1) Az oldatöntés két folyamatmódszere:
① Alacsony hőmérsékletű viaszalapú öntőforma (sztearinsav + paraffin), alacsony nyomású viaszbefecskendezés, vízüveghéj, forró vizes viaszmentesítés, atmoszférikus olvasztási és öntési eljárás, főként szénacél és alacsony ötvözetű acélöntvényekhez, általános minőségi követelményekkel, az öntvények méretpontossága elérheti a CT7~9 nemzeti szabványt.
② Közepes hőmérsékletű gyanta alapú öntőforma, nagynyomású viaszbefecskendezés, szilícium-dioxid szol öntőforma héj, gőzzel történő viaszmentesítés, gyors atmoszférikus vagy vákuumos olvasztási öntési eljárás alkalmazásával az öntvények méretpontossága elérheti a CT4-6 precíziós öntvényeket.
(2) A befektetési öntés tipikus folyamatábrája:
(3) A befektetési öntvények jellemzői:
①Az öntvény nagy méretpontossággal, sima felülettel és jó megjelenésű minőséggel rendelkezik.
② Lehetőség van olyan összetett szerkezetű és formájú alkatrészek öntésére, amelyeket más eljárásokkal nehéz feldolgozni.
③ Az öntvényanyagok nem korlátozottak, különféle ötvözött anyagok, mint például: szénacél, rozsdamentes acél, ötvözött acél, alumíniumötvözet, magas hőmérsékletű ötvözet és nemesfémek, különösen a nehezen kovácsolható, hegeszthető és vágható ötvözetek.
4. Jó termelési rugalmasság és nagy alkalmazkodóképesség. Nagy mennyiségben gyártható, és alkalmas egyedi vagy kis tételű gyártásra is.
⑤ A befektetési öntvényeknek bizonyos korlátaik is vannak, mint például a nehézkes folyamatfolyamat és a hosszú gyártási ciklus. A korlátozottan alkalmazható öntési technikák miatt a nyomástartó képessége nem lehet túl magas, ha nyomástartó vékonyhéjú szelepöntvények öntésére használják.
Öntési hibák elemzése
Bármely öntvénynek lehetnek belső hibái, ezek a hibák nagy rejtett veszélyt jelentenek az öntvény belső minőségére, és a gyártási folyamat során ezen hibák kiküszöbölésére szolgáló hegesztési javítások is nagy terhet rónak a gyártási folyamatra. Különösen a szelepek vékony héjú öntvények, amelyek ellenállnak a nyomásnak és a hőmérsékletnek, és belső szerkezetük tömörsége nagyon fontos. Ezért az öntvények belső hibái döntő tényezővé válnak az öntvények minőségét befolyásoló tényezővé.
A szelepöntvények belső hibái főként pórusokat, salakzárványokat, zsugorodási porozitást és repedéseket tartalmaznak.
(1) Pórusok:A pórusokat gáz hozza létre, a pórusok felülete sima, az öntvény felületén belül vagy annak közelében keletkeznek, alakjuk többnyire kerek vagy hosszúkás.
A pórusokat létrehozó gázok fő forrásai a következők:
① A fémben oldott nitrogén és hidrogén az öntvény megszilárdulása során a fémben marad, zárt, kör alakú vagy ovális belső falakat képezve, fémes csillogással.
②A formázóanyagban lévő nedvesség vagy illékony anyagok melegítés hatására gázzá alakulnak, sötétbarna belső falú pórusokat képezve.
③ A fém öntési folyamata során az instabil áramlás miatt a levegő pórusokat képez.
A sztómaelváltozás megelőzésének módja:
① Az olvasztás során a rozsdás fém alapanyagokat a lehető legkevesebbet vagy egyáltalán nem szabad felhasználni, a szerszámokat és öntőkanalat pedig ki kell sütni és szárítani.
②Az olvadt acél öntését magas hőmérsékleten, öntését pedig alacsony hőmérsékleten kell végezni, és az olvadt acélt megfelelően kell ülepíteni a gáz lebegésének elősegítése érdekében.
③ Az öntőcső folyamattervezésének növelnie kell az olvadt acél nyomásmagasságát a gázbeszorulás elkerülése érdekében, és mesterséges gázutat kell létrehoznia az ésszerű kipufogógáz érdekében.
④A formázóanyagoknak szabályozniuk kell a víztartalmat és a gázmennyiséget, növelniük kell a légáteresztő képességet, és a homokformát és a homokmagot a lehető legnagyobb mértékben sütni és szárítani kell.
(2) Zsugorodási üreg (laza):Ez egy összefüggő vagy össze nem függő, kör alakú vagy szabálytalan üreg (kave), amely az öntvény belsejében (különösen a forró pontnál) keletkezik, érdes belső felülettel és sötétebb színnel. Durva kristályszemcsék, többnyire dendritek formájában, egy vagy több helyen gyűlve össze, amelyek hajlamosak a szivárgásra a hidraulikus vizsgálat során.
Az üreg zsugorodásának (lazaságának) oka:A térfogati zsugorodás akkor következik be, amikor a fém folyékony halmazállapotból szilárd halmazállapotba dermed. Ha ebben az időben nincs elegendő olvadt acél utánpótlás, elkerülhetetlenül zsugorodási üreg keletkezik. Az acélöntvények zsugorodási üregét alapvetően a szekvenciális dermedés folyamatának nem megfelelő szabályozása okozza. Az okok közé tartozhatnak a helytelen emelőcső-beállítások, az olvadt acél túl magas öntési hőmérséklete és a nagymértékű fémzsugorodás.
A zsugorodási üregek (lazaság) megelőzésének módszerei:① Tudományosan megtervezett öntvények öntőrendszere biztosítja az olvadt acél szekvenciális megszilárdulását, és az elsőként megszilárduló részeket olvadt acéllal kell pótolni. ② Helyesen és ésszerűen be kell állítani a felszállócsövet, az alátétet, a belső és külső hidegvasat a szekvenciális megszilárdulás biztosítása érdekében. ③ Az olvadt acél öntésekor a felszállócsőből történő felső befecskendezés előnyös az olvadt acél hőmérsékletének és az adagolásnak a biztosítása, valamint a zsugorodási üregek kialakulásának csökkentése érdekében. ④ Az öntési sebesség szempontjából az alacsony sebességű öntés jobban elősegíti a szekvenciális megszilárdulást, mint a nagy sebességű öntés. ⑸ Az öntési hőmérséklet nem lehet túl magas. Az olvadt acélt magas hőmérsékleten veszik ki a kemencéből, és altatás után öntik, ami előnyös a zsugorodási üregek csökkentése érdekében.
(3) Homokzárványok (salak):A homokzárványok (salak), közismert nevén hólyagok, szakaszos, kör alakú vagy szabálytalan lyukak, amelyek öntvények belsejében jelennek meg. A lyukak formázóhomokkal vagy acélsalakkal keverednek, szabálytalan méretűek, és bennük aggregálódnak. Egy vagy több helyen, gyakran több helyen a felső részen.
A homok (salak) beépülésének okai:A salakzáródást az okozza, hogy az olvasztott acéllal együtt különálló acélsalak jut az öntvénybe az olvasztás vagy öntés során. A homokzáródást az öntőforma üregének nem megfelelő tömítettsége okozza az öntés során. Amikor az olvadt acélt a formaüregbe öntik, a formázási homokot az olvadt acél elmossa, és ez bejut az öntvény belsejébe. Ezenkívül a vágás és a dobozzárás során a nem megfelelő működés, valamint a homok kihullásának jelensége is a homokzáródás oka.
A homokzárványok (salak) megelőzésének módszerei:① Az olvadt acél olvasztásánál a kipufogógázt és a salakot a lehető legalaposabban el kell távolítani. ② Az olvadt acél öntőzsákját ne fordítsa meg, hanem használjon teáskanna-zacskót vagy alsó öntőzsákot, hogy megakadályozza az olvadt acél feletti salak bejutását az öntőüregbe az olvadt acéllal együtt. ③ Az olvadt acél öntésekor intézkedéseket kell tenni annak megakadályozására, hogy a salak az olvadt acéllal együtt bejusson a formaüregbe. ④A homok bejutásának lehetőségének csökkentése érdekében modellezéskor ügyeljen a homokforma tömítettségére, vágáskor ügyeljen arra, hogy ne vesszen ki homok, és a doboz bezárása előtt fújja ki a formaüreget.
(4) Repedések:Az öntvények repedéseinek többsége forró repedés, szabálytalan alakú, áthatoló vagy nem áthatoló, folyamatos vagy szakaszos, és a repedéseknél a fém sötét vagy felületi oxidációval rendelkezik.
repedések okai, nevezetesen a magas hőmérsékletű stressz és a folyadékfilm deformációja.
A magas hőmérsékletű feszültség az az feszültség, amely az olvadt acél zsugorodása és deformációja során keletkezik magas hőmérsékleten. Amikor a feszültség meghaladja a fém szilárdsági vagy képlékeny alakváltozási határát ezen a hőmérsékleten, repedések keletkeznek. A folyékony film deformációja egy folyékony film kialakulása a kristályszemcsék között az olvadt acél megszilárdulási és kristályosodási folyamata során. A megszilárdulás és kristályosodás előrehaladtával a folyékony film deformálódik. Amikor a deformáció mértéke és a deformáció sebessége meghalad egy bizonyos határt, repedések keletkeznek. A hőrepedések hőmérséklet-tartománya körülbelül 1200~1450 ℃.
A repedéseket befolyásoló tényezők:
① Az acélban található S és P elemek káros tényezők a repedések kialakulásában, és a vassal való eutektikájuk csökkenti az öntött acél szilárdságát és képlékenységét magas hőmérsékleten, ami repedésekhez vezet.
② Az acélban lévő salak beépülése és szétválása növeli a feszültségkoncentrációt, ezáltal fokozza a melegrepedésre való hajlamot.
③ Minél nagyobb az acéltípus lineáris zsugorodási együtthatója, annál nagyobb a melegrepedésre való hajlam.
④ Minél nagyobb az acéltípus hővezető képessége, annál nagyobb a felületi feszültsége, annál jobbak a magas hőmérsékletű mechanikai tulajdonságai, és annál kisebb a melegrepedésre való hajlam.
5 Az öntvények szerkezeti kialakítása gyenge gyárthatóságú, például túl kicsi, lekerekített sarkok, nagy falvastagság-különbség és súlyos feszültségkoncentráció, ami repedéseket okoz.
6. A homokforma tömörsége túl nagy, a mag gyenge hozama pedig akadályozza az öntvény zsugorodását és növeli a repedések kialakulásának hajlamát.
⑦Más tényezők, mint például a felszállócső nem megfelelő elrendezése, az öntvény túl gyors lehűlése, a felszállócső vágása és hőkezelése által okozott túlzott feszültség stb. szintén befolyásolhatják a repedések kialakulását.
A fenti repedések okai és befolyásoló tényezői alapján megfelelő intézkedéseket lehet tenni a repedéshibák előfordulásának csökkentése és elkerülése érdekében.
A fenti öntési hibák okainak elemzése, a meglévő problémák feltárása és a megfelelő javító intézkedések megtétele alapján megoldást találhatunk az öntési hibákra, ami elősegíti az öntvény minőségének javítását.
Közzététel ideje: 2023. augusztus 31.