Introduzione del processo di colata della valvola

La fusione del corpo valvola è una parte importante del processo di produzione della valvola e la qualità della fusione determina la qualità della valvola. Di seguito vengono introdotti diversi metodi del processo di fusione comunemente utilizzati nel settore delle valvole:

Colata in sabbia:

La fusione in sabbia comunemente utilizzata nell'industria delle valvole può essere suddivisa in sabbia verde, sabbia secca, sabbia di vetro solubile e sabbia autoindurente di resina furanica in base a diversi leganti.

(1) La sabbia verde è un processo di stampaggio che utilizza la bentonite come legante.

Le sue caratteristiche sono:lo stampo in sabbia finito non ha bisogno di essere essiccato o indurito, lo stampo in sabbia ha una certa resistenza all'umidità e l'anima in sabbia e il guscio dello stampo hanno una buona resa, facilitando la pulizia e la scuotimento dei pezzi fusi. L'efficienza produttiva dello stampaggio è elevata, il ciclo di produzione è breve, il costo del materiale è basso ed è conveniente organizzare la produzione in catena di montaggio.

I suoi svantaggi sono:i getti sono soggetti a difetti come pori, inclusioni di sabbia e adesione della sabbia e la qualità dei getti, soprattutto la qualità intrinseca, non è l'ideale.

Tabella delle proporzioni e delle prestazioni della sabbia verde per getti di acciaio:

(2) La sabbia secca è un processo di modellatura che utilizza l'argilla come legante. L'aggiunta di un po' di bentonite può migliorarne la resistenza all'umidità.

Le sue caratteristiche sono:lo stampo in sabbia deve essere asciugato, ha una buona permeabilità all'aria, non è soggetto a difetti come il lavaggio della sabbia, l'adesione della sabbia e i pori e la qualità intrinseca della fusione è buona.

I suoi svantaggi sono:richiede attrezzature per l'essiccazione della sabbia e il ciclo produttivo è lungo.

(3) La sabbia di vetro solubile è un processo di modellazione che utilizza il vetro solubile come legante. Le sue caratteristiche sono: il vetro solubile ha la funzione di indurire automaticamente quando esposto a CO2 e può presentare vari vantaggi del metodo di indurimento con gas per la modellazione e la produzione di anime, ma presenta svantaggi come scarsa collassabilità del guscio dello stampo, difficoltà nella pulizia della sabbia getti e basso tasso di rigenerazione e riciclaggio della sabbia vecchia.

Tabella delle proporzioni e delle prestazioni della sabbia indurente CO2 per vetro ad acqua:

(4) Lo stampaggio in sabbia autoindurente della resina furanica è un processo di fusione che utilizza la resina furanica come legante. La sabbia da modellatura solidifica per la reazione chimica del legante sotto l'azione dell'agente indurente a temperatura ambiente. La sua caratteristica è che lo stampo in sabbia non necessita di essiccazione, il che accorcia il ciclo produttivo e fa risparmiare energia. La sabbia per stampaggio in resina è facile da compattare e ha buone proprietà di disintegrazione. La sabbia di formatura dei getti è facile da pulire. I getti hanno un'elevata precisione dimensionale e una buona finitura superficiale, che possono migliorare notevolmente la qualità dei getti. I suoi svantaggi sono: requisiti di alta qualità per la sabbia grezza, leggero odore pungente nel sito di produzione e alto costo della resina.

Proporzione e processo di miscelazione della miscela di sabbia senza cottura in resina furanica:

Il processo di miscelazione della sabbia autoindurente con resina furanica: è meglio utilizzare un miscelatore di sabbia continuo per produrre sabbia autoindurente con resina furanica. Sabbia grezza, resina, agente indurente, ecc. vengono aggiunti in sequenza e miscelati rapidamente. Può essere miscelato e utilizzato in qualsiasi momento.

L'ordine di aggiunta delle varie materie prime durante la miscelazione della sabbia resinosa è il seguente:

Sabbia grezza + agente indurente (soluzione acquosa di acido p-toluensolfonico) – (120 ~ 180S) – resina + silano – (60 ~ 90S) – produzione di sabbia

(5) Tipico processo di produzione della fusione in sabbia:

Fusione di precisione:

Negli ultimi anni, i produttori di valvole hanno prestato sempre maggiore attenzione alla qualità estetica e all’accuratezza dimensionale dei getti. Poiché l'aspetto estetico è il requisito fondamentale del mercato, è anche il punto di riferimento per il posizionamento della prima fase della lavorazione.

La fusione di precisione comunemente utilizzata nell'industria delle valvole è la fusione a cera persa, che viene brevemente introdotta come segue:

(1) Due metodi di processo di colata della soluzione:

①Utilizzo di materiale per stampi a base di cera a bassa temperatura (acido stearico + paraffina), iniezione di cera a bassa pressione, guscio di vetro d'acqua, deparaffinazione con acqua calda, processo di fusione e colata atmosferica, utilizzato principalmente per getti di acciaio al carbonio e acciaio a bassa lega con requisiti di qualità generali , L'accuratezza dimensionale dei pezzi fusi può raggiungere lo standard nazionale CT7~9.

② Utilizzando materiale per stampi a base di resina a media temperatura, iniezione di cera ad alta pressione, guscio di stampo in sol di silice, deceratura a vapore, processo di fusione rapida atmosferica o sotto vuoto, la precisione dimensionale dei getti può raggiungere i getti di precisione CT4-6.

(2) Flusso di processo tipico della microfusione:

(3) Caratteristiche della fusione a cera persa:

①La fusione ha un'elevata precisione dimensionale, una superficie liscia e una buona qualità estetica.

② È possibile fondere pezzi con strutture e forme complesse difficili da elaborare con altri processi.

③ I materiali di fusione non sono limitati, vari materiali in lega come: acciaio al carbonio, acciaio inossidabile, acciaio legato, lega di alluminio, lega ad alta temperatura e metalli preziosi, in particolare materiali in lega difficili da forgiare, saldare e tagliare.

④ Buona flessibilità produttiva e forte adattabilità. Può essere prodotto in grandi quantità ed è adatto anche per la produzione di pezzi singoli o piccoli lotti.

⑤ La microfusione presenta anche alcune limitazioni, quali: flusso di processo ingombrante e ciclo di produzione lungo. A causa delle tecniche di fusione limitate che possono essere utilizzate, la sua capacità di sopportare la pressione non può essere molto elevata quando viene utilizzata per colare getti di valvole a guscio sottile resistenti alla pressione.

Analisi dei difetti di fusione

Qualsiasi fusione presenterà difetti interni, l'esistenza di questi difetti porterà grandi pericoli nascosti alla qualità interna della fusione e anche la riparazione della saldatura per eliminare questi difetti nel processo di produzione comporterà un grande onere per il processo di produzione. In particolare, le valvole sono fusioni a guscio sottile che resistono alla pressione e alla temperatura, e la compattezza delle loro strutture interne è molto importante. Pertanto, i difetti interni dei getti diventano il fattore decisivo che influisce sulla qualità dei getti.

I difetti interni delle fusioni delle valvole comprendono principalmente pori, inclusioni di scorie, porosità da ritiro e crepe.

(1) Pori:I pori sono prodotti dal gas, la superficie dei pori è liscia e si generano all'interno o in prossimità della superficie del getto e le loro forme sono per lo più rotonde o oblunghe.

Le principali fonti di gas che generano i pori sono:

① L'azoto e l'idrogeno disciolti nel metallo sono contenuti nel metallo durante la solidificazione del getto, formando pareti interne circolari o ovali chiuse con lucentezza metallica.

②L'umidità o le sostanze volatili nel materiale di stampaggio si trasformeranno in gas a causa del riscaldamento, formando pori con pareti interne marrone scuro.

③ Durante il processo di colata del metallo, a causa del flusso instabile, l'aria viene coinvolta nella formazione dei pori.

Metodo di prevenzione del difetto stomatico:

① Nella fusione, le materie prime metalliche arrugginite dovrebbero essere utilizzate il meno possibile o meno, e gli strumenti e i mestoli dovrebbero essere cotti e asciugati.

②Il versamento dell'acciaio fuso deve essere effettuato ad alta temperatura e versato a bassa temperatura, e l'acciaio fuso deve essere adeguatamente sedato per facilitare il galleggiamento del gas.

③ La progettazione del processo della colonna montante di colata dovrebbe aumentare la pressione dell'acciaio fuso per evitare l'intrappolamento del gas e creare un percorso artificiale del gas per uno scarico ragionevole.

④I materiali per lo stampaggio dovrebbero controllare il contenuto di acqua e il volume del gas, aumentare la permeabilità all'aria e lo stampo di sabbia e l'anima di sabbia dovrebbero essere cotti e asciugati il ​​più possibile.

(2) Cavità di ritiro (sciolta):È una cavità (cavità) circolare o irregolare, coerente o incoerente, che si forma all'interno del getto (soprattutto nel punto caldo), con superficie interna ruvida e colore più scuro. Grani di cristalli grossolani, per lo più sotto forma di dendriti, raccolti in uno o più punti, soggetti a perdite durante la prova idraulica.

Il motivo della cavità da ritiro (allentamento):il restringimento del volume si verifica quando il metallo viene solidificato dallo stato liquido a solido. Se in questo momento non c'è abbastanza rifornimento di acciaio fuso, si verificherà inevitabilmente una cavità da ritiro. La cavità da ritiro dei getti di acciaio è fondamentalmente causata da un controllo improprio del processo di solidificazione sequenziale. Le ragioni possono includere impostazioni errate del montante, temperatura di colata troppo elevata dell'acciaio fuso e notevole ritiro del metallo.

Metodi per prevenire le cavità da ritiro (allentamento):① Progettare scientificamente il sistema di colata dei getti per ottenere la solidificazione sequenziale dell'acciaio fuso e le parti che si solidificano per prime devono essere reintegrate con acciaio fuso. ②Impostare correttamente e ragionevolmente la colonna montante, il sussidio, il ferro freddo interno ed esterno per garantire la solidificazione sequenziale. ③Quando l'acciaio fuso viene colato, l'iniezione superiore dal montante è utile per garantire la temperatura dell'acciaio fuso e dell'alimentazione e ridurre il verificarsi di cavità da ritiro. ④ In termini di velocità di colata, il versamento a bassa velocità è più favorevole alla solidificazione sequenziale rispetto al versamento ad alta velocità. ⑸La temperatura di versamento non dovrebbe essere troppo alta. L'acciaio fuso viene estratto dal forno ad alta temperatura e colato dopo la sedazione, utile per ridurre le cavità da ritiro.

(3) Inclusioni di sabbia (scorie):Le inclusioni di sabbia (scorie), comunemente note come vescicole, sono fori discontinui, circolari o irregolari, che compaiono all'interno dei getti. I fori sono mescolati con sabbie di formatura o scorie di acciaio, di dimensioni irregolari e in essi aggregate. Uno o più posti, spesso più nella parte alta.

Cause dell'inclusione di sabbia (scorie):L'inclusione di scorie è causata da scorie di acciaio discrete che entrano nella fusione insieme all'acciaio fuso durante il processo di fusione o colata. L'inclusione di sabbia è causata dall'insufficiente tenuta della cavità dello stampo durante lo stampaggio. Quando l'acciaio fuso viene versato nella cavità dello stampo, la sabbia di stampaggio viene lavata dall'acciaio fuso ed entra all'interno del pezzo fuso. Inoltre, anche un funzionamento improprio durante la rifilatura e la chiusura della scatola e il fenomeno della caduta della sabbia sono le ragioni dell'inclusione della sabbia.

Metodi per prevenire inclusioni di sabbia (scorie):① Quando l'acciaio fuso viene fuso, lo scarico e le scorie devono essere aspirati il ​​più accuratamente possibile. ② Cercare di non capovolgere il sacchetto di colata dell'acciaio fuso, ma utilizzare un sacchetto per teiera o un sacchetto di colata sul fondo per evitare che le scorie sopra l'acciaio fuso entrino nella cavità di colata insieme all'acciaio fuso. ③ Quando si cola l'acciaio fuso, è necessario adottare misure per evitare che le scorie entrino nella cavità dello stampo con l'acciaio fuso. ④Per ridurre la possibilità di inclusione di sabbia, garantire la tenuta dello stampo di sabbia durante la modellazione, fare attenzione a non perdere sabbia durante il taglio e pulire la cavità dello stampo prima di chiudere la scatola.

(4) Crepe:La maggior parte delle cricche nei getti sono cricche calde, di forma irregolare, penetranti o non penetranti, continue o intermittenti, ed il metallo in corrispondenza delle cricche è scuro o presenta ossidazioni superficiali.

ragioni delle crepe, vale a dire stress da alta temperatura e deformazione del film liquido.

Lo stress da alta temperatura è lo stress formato dal ritiro e dalla deformazione dell'acciaio fuso alle alte temperature. Quando lo stress supera il limite di resistenza o deformazione plastica del metallo a questa temperatura, si verificheranno delle crepe. La deformazione del film liquido è la formazione di un film liquido tra i grani di cristallo durante il processo di solidificazione e cristallizzazione dell'acciaio fuso. Con il progredire della solidificazione e della cristallizzazione, il film liquido si deforma. Quando la quantità di deformazione e la velocità di deformazione superano un certo limite, si generano delle crepe. L'intervallo di temperatura delle crepe termiche è di circa 1200~1450℃.

Fattori che influenzano le crepe:

① Gli elementi S e P nell'acciaio sono fattori dannosi per le cricche e i loro eutettici con il ferro riducono la resistenza e la plasticità dell'acciaio fuso alle alte temperature, provocando cricche.

② L'inclusione e la segregazione delle scorie nell'acciaio aumentano la concentrazione delle tensioni, aumentando così la tendenza alla fessurazione a caldo.

③ Maggiore è il coefficiente di ritiro lineare del tipo di acciaio, maggiore è la tendenza alla fessurazione a caldo.

④ Maggiore è la conduttività termica del tipo di acciaio, maggiore è la tensione superficiale, migliori sono le proprietà meccaniche alle alte temperature e minore è la tendenza alla fessurazione a caldo.

⑤ La progettazione strutturale dei pezzi fusi ha una scarsa producibilità, ad esempio angoli arrotondati troppo piccoli, grande disparità di spessore delle pareti e forte concentrazione di stress, che causerà crepe.

⑥La compattezza dello stampo in sabbia è troppo elevata e la scarsa resa dell'anima ostacola il ritiro del getto e aumenta la tendenza alle fessurazioni.

⑦Anche altri fattori, come una disposizione impropria del montante, un raffreddamento troppo rapido della fusione, uno stress eccessivo causato dal taglio del montante e dal trattamento termico, ecc. influenzeranno la generazione di crepe.

A seconda delle cause e dei fattori che influenzano le suddette crepe, è possibile adottare misure corrispondenti per ridurre ed evitare il verificarsi di difetti legati alle crepe.

Sulla base dell'analisi di cui sopra delle cause dei difetti di fusione, della scoperta dei problemi esistenti e dell'adozione delle corrispondenti misure di miglioramento, possiamo trovare una soluzione ai difetti di fusione, che favorisce il miglioramento della qualità della fusione.