Venttiilin rungon valu on tärkeä osa venttiilin valmistusprosessia, ja venttiilivalun laatu määrää venttiilin laadun.Seuraavassa esitellään useita venttiiliteollisuudessa yleisesti käytettyjä valuprosessimenetelmiä:
Hiekkavalu:
Venttiiliteollisuudessa yleisesti käytetty hiekkavalu voidaan jakaa eri sideaineiden mukaan vihreään hiekkaan, kuivahiekkaan, vesilasihiekkaan ja furaanihartsi itsekovettuvaan hiekkaan.
(1) Vihreä hiekka on muovausprosessi, jossa käytetään bentoniittia sideaineena.
Sen ominaisuudet ovat:Valmiista hiekkamuottia ei tarvitse kuivata tai kovettaa, hiekkamuotilla on tietty märkälujuus, ja hiekkaytimen ja muotin kuoren tuotto on hyvä, joten valut on helppo puhdistaa ja ravistaa.Muotin tuotannon tehokkuus on korkea, tuotantosykli on lyhyt, materiaalikustannukset ovat alhaiset ja kokoonpanolinjan tuotanto on kätevää järjestää.
Sen haitat ovat:valukappaleet ovat alttiita virheille, kuten huokosille, hiekkasulkeumalle ja hiekan tarttumiselle, ja valukappaleiden laatu, varsinkin luontainen laatu, ei ole ihanteellinen.
Teräsvalujen vihreän hiekan suhde- ja tehotaulukko:
(2) Kuiva hiekka on muovausprosessi, jossa käytetään savea sideaineena.Pienen bentoniittien lisääminen voi parantaa sen märkälujuutta.
Sen ominaisuudet ovat:hiekkamuotti on kuivattava, sillä on hyvä ilmanläpäisevyys, se ei ole altis vaurioille, kuten hiekkapesulle, hiekan tarttumiselle ja huokosille, ja valun luontainen laatu on hyvä.
Sen haitat ovat:se vaatii hiekankuivauslaitteita ja tuotantosykli on pitkä.
(3) Vesilasihiekka on mallinnusprosessi, jossa käytetään vesilasia sideaineena.Sen ominaisuudet ovat: vesilasi kovettuu automaattisesti, kun se altistuu CO2:lle, ja sillä voi olla useita kaasukarkaisumenetelmän etuja mallintamiseen ja ytimien valmistukseen, mutta puutteita löytyy, kuten muotin kuoren huono kokoon taittuvuus, vaikeudet hiekkapuhdistuksessa. valut ja vanhan hiekan alhainen uudistumis- ja kierrätysaste.
Vesilasin CO2-kovettuvan hiekan suhde- ja tehotaulukko:
(4) Furaanihartsin itsekovettuva hiekkamuovaus on valuprosessi, jossa käytetään furaanihartsia sideaineena.Muovaushiekka jähmettyy sideaineen kemiallisen reaktion seurauksena kovettimen vaikutuksesta huoneenlämpötilassa.Sen ominaisuus on, että hiekkamuottia ei tarvitse kuivata, mikä lyhentää tuotantosykliä ja säästää energiaa.Hartsimuovaushiekka on helppo tiivistää ja sillä on hyvät hajoamisominaisuudet.Valujen muovaushiekka on helppo puhdistaa.Valukappaleilla on korkea mittatarkkuus ja hyvä pintakäsittely, mikä voi parantaa huomattavasti valujen laatua.Sen haittapuolia ovat: korkeat laatuvaatimukset raakahiekalle, lievä pistävä haju tuotantopaikalla ja korkea hartsin hinta.
Furaanihartsi ei-paista hiekkaseoksen suhde ja sekoitusprosessi:
Furaanihartsi itsestään kovettuvan hiekan sekoitusprosessi: On parasta käyttää jatkuvatoimista hiekkasekoitinta hartsin itsekovettuvan hiekan valmistukseen.Raaka hiekka, hartsi, kovetusaine jne. lisätään peräkkäin ja sekoitetaan nopeasti.Sitä voidaan sekoittaa ja käyttää milloin tahansa.
Erilaisten raaka-aineiden lisäysjärjestys hartsihiekkaa sekoitettaessa on seuraava:
Raaka hiekka + kovetusaine (p-tolueenisulfonihapon vesiliuos) – (120 ~ 180S) – hartsi + silaani – (60 ~ 90S) – hiekan valmistus
(5) Tyypillinen hiekkavalutuotantoprosessi:
Tarkkuusvalu:
Viime vuosina venttiilivalmistajat ovat kiinnittäneet yhä enemmän huomiota valukappaleiden ulkonäön laatuun ja mittatarkkuuteen.Koska hyvä ulkonäkö on markkinoiden perusedellytys, se on myös koneistuksen ensimmäisen vaiheen asemoinnin vertailukohta.
Venttiiliteollisuudessa yleisesti käytetty tarkkuusvalu on investointivalu, joka esitellään lyhyesti seuraavasti:
(1) Kaksi liuosvaluprosessimenetelmää:
①Käytetään matalan lämpötilan vahapohjaista muottimateriaalia (steariinihappo + parafiini), matalapaineinen vaharuiskutus, vesilasikuori, kuumavesivahanpoisto, ilmakehän sulatus- ja kaatoprosessi, jota käytetään pääasiassa hiiliteräkselle ja niukkaseosteisille teräsvaluille yleisillä laatuvaatimuksilla , Valukappaleiden mittatarkkuus voi saavuttaa kansallisen standardin CT7 ~ 9.
② Käyttämällä keskilämpötilaista hartsipohjaista muottimateriaalia, korkeapaineista vaharuiskutusta, piidioksidisoolimuotin kuorta, höyryvahanpoistoa, nopeaa ilmakehän tai tyhjiösulatusvaluprosessia, valukappaleiden mittatarkkuus voi saavuttaa CT4-6-tarkkuusvalut.
(2) Tyypillinen investointivaluprosessi:
(3) Investointivalun ominaisuudet:
①Valulla on korkea mittatarkkuus, sileä pinta ja hyvä ulkonäkö.
② On mahdollista valaa rakenteeltaan ja muodoltaan monimutkaisia osia, joita on vaikea käsitellä muilla prosesseilla.
③ Valumateriaaleja ei ole rajoitettu, erilaisia seosmateriaaleja, kuten: hiiliteräs, ruostumaton teräs, seosteräs, alumiiniseos, korkean lämpötilan metalliseos ja jalometallit, erityisesti seosmateriaalit, joita on vaikea takoa, hitsata ja leikata.
④ Hyvä tuotannon joustavuus ja vahva sopeutumiskyky.Sitä voidaan valmistaa suuria määriä, ja se soveltuu myös yksittäiskappale- tai pienierätuotantoon.
⑤ Investointivalulla on myös tiettyjä rajoituksia, kuten: hankala prosessikulku ja pitkä tuotantosykli.Rajoitettujen valutekniikoiden vuoksi sen paineensietokyky ei voi olla kovin korkea, kun sitä käytetään paineenalaisten ohutkuoristen venttiilivalujen valumiseen.
Valuvirheiden analyysi
Kaikissa valukappaleissa on sisäisiä vikoja, näiden vikojen olemassaolo tuo suuria piileviä vaaroja valun sisäiselle laadulle, ja myös hitsauskorjaus näiden vikojen poistamiseksi tuotantoprosessissa kuormittaa tuotantoprosessia suuresti.Erityisesti venttiilit ovat ohutkuorisia valukappaleita, jotka kestävät painetta ja lämpötilaa, ja niiden sisäisten rakenteiden tiiviys on erittäin tärkeää.Siksi valukappaleiden sisäiset viat ovat ratkaiseva tekijä, joka vaikuttaa valukappaleiden laatuun.
Venttiilivalujen sisäisiä vikoja ovat pääasiassa huokoset, kuonasulkeumat, kutistumishuokoisuus ja halkeamat.
(1) Huokoset:Huokoset syntyvät kaasulla, huokosten pinta on sileä ja ne syntyvät valupinnan sisällä tai sen läheisyydessä ja niiden muodot ovat pääosin pyöreitä tai pitkulaisia.
Tärkeimmät huokosia synnyttävät kaasun lähteet ovat:
① Metalliin liuennut typpi ja vety sisältyvät metalliin valun jähmettymisen aikana muodostaen suljetut pyöreät tai soikeat metallikiiltoiset sisäseinät.
②Muovausmateriaalissa oleva kosteus tai haihtuvat aineet muuttuvat kuumennettaessa kaasuksi, jolloin muodostuu huokosia, joissa on tummanruskeat sisäseinämät.
③ Metallin kaatoprosessin aikana epävakaan virtauksen vuoksi ilma on mukana muodostaen huokosia.
Avannevaurioiden ehkäisymenetelmä:
① Sulatuksessa tulee käyttää ruosteisia metalliraaka-aineita mahdollisimman vähän tai ei, ja työkalut ja kauhat tulee paistaa ja kuivata.
②Sulan teräksen kaataminen tulee tehdä korkeassa lämpötilassa ja kaada matalassa lämpötilassa, ja sulan teräksen tulee olla kunnolla rauhoittava kaasun kellumisen helpottamiseksi.
③ Kaatoputken prosessisuunnittelun tulee lisätä sulan teräksen painekorkeutta kaasun juuttumisen välttämiseksi ja luoda keinotekoinen kaasupolku kohtuullista pakokaasua varten.
④Muovausmateriaalien tulee hallita vesipitoisuutta ja kaasun määrää, lisätä ilmanläpäisevyyttä, ja hiekkamuotti ja hiekkaydin tulee paistaa ja kuivata mahdollisimman paljon.
(2) Kutistumisontelo (löysä):Se on yhtenäinen tai epäyhtenäinen pyöreä tai epäsäännöllinen onkalo (ontelo), joka esiintyy valukappaleen sisällä (erityisesti kuumassa pisteessä), jonka sisäpinta on karkea ja väri on tummempi.Karkeat kiderakeet, enimmäkseen dendriittien muodossa, kerääntyneet yhteen tai useampaan paikkaan, alttiita vuotamiselle hydraulisen testin aikana.
Syy kutistumiseen (löysyyteen):tilavuuden kutistuminen tapahtuu, kun metalli jähmettyy nestemäisestä kiinteään tilaan.Jos sulan teräksen lisäystä ei ole riittävästi tällä hetkellä, syntyy väistämättä kutistumisontelo.Teräsvalujen kutistumisontelo johtuu pohjimmiltaan peräkkäisen jähmettymisprosessin väärästä ohjauksesta.Syitä voivat olla väärät nousuputken asetukset, sulan teräksen liian korkea valumislämpötila ja suuri metallin kutistuminen.
Menetelmiä kutistuvien onteloiden (löystymisen) ehkäisemiseksi:① Suunnittele valujen kaatojärjestelmä tieteellisesti sulan teräksen peräkkäisen jähmettymisen saavuttamiseksi, ja ensin jähmettyvät osat tulee täydentää sulalla teräksellä.②Oikein ja kohtuudella asetettu nousuputki, tuki, sisäinen ja ulkoinen kylmärauta varmistaaksesi peräkkäisen jähmettymisen.③ Kun sulaa terästä kaadetaan, yläruiskutus nousuputkesta on hyödyllinen sulan teräksen lämpötilan ja syöttämisen varmistamiseksi ja kutistumisonteloiden syntymisen vähentämiseksi.④ Kaatonopeuden kannalta hidas kaataminen edistää peräkkäistä jähmettymistä paremmin kuin nopea kaato.⑸ Kaatolämpötila ei saa olla liian korkea.Sula teräs otetaan ulos uunista korkeassa lämpötilassa ja kaadetaan rauhoittamisen jälkeen, mikä auttaa vähentämään kutistumisonteloita.
(3) Hiekkasulkeumat (kuona):Hiekkasulkeumat (kuona), jotka yleisesti tunnetaan rakkuloina, ovat epäjatkuvia pyöreitä tai epäsäännöllisiä reikiä, jotka näkyvät valukappaleiden sisällä.Reiät sekoitetaan muovaushiekkaan tai teräskuonaan, joiden koko on epäsäännöllinen ja aggregoidaan niihin.Yksi tai useampi paikka, usein enemmän yläosassa.
Hiekan (kuonan) sisällyttämisen syyt:Kuonan muodostuminen johtuu erillisestä teräskuonasta, joka valuu sulan teräksen mukana sulatuksen tai kaatamisen aikana.Hiekan muodostuminen johtuu muotin ontelon riittämättömästä tiiviydestä muovauksen aikana.Kun sulaa terästä kaadetaan muottipesään, valuhiekka huuhtoutuu sulan teräksen toimesta ja menee valun sisäpuolelle.Lisäksi virheellinen käyttö trimmauksen ja laatikon sulkemisen aikana sekä hiekan putoaminen ovat myös syynä hiekkaan.
Menetelmät hiekkasulkeutumisen (kuonan) estämiseksi:① Kun sula teräs on sulatettu, pakokaasu ja kuona tulee poistaa mahdollisimman perusteellisesti.② Älä käännä sulan teräksen kaatopussia ympäri, vaan käytä teekannupussia tai pohjakaattopussia, jotta sulan teräksen yläpuolella oleva kuona ei pääse valuonteloon sulan teräksen mukana.③ Sulaa terästä kaadettaessa on ryhdyttävä toimenpiteisiin sen estämiseksi, että kuonaa pääse sulan teräksen mukana muotin onteloon.④Hiekan sisäänpääsyn vähentämiseksi varmista hiekkamuotin tiiviys mallintaessa, varo hukkaamasta hiekkaa leikattaessa ja puhalla muottipesä puhtaaksi ennen laatikon sulkemista.
(4) Halkeamat:Suurin osa valukappaleiden halkeamista on kuumahalkeamia, epäsäännöllisen muotoisia, tunkeutuvia tai läpäisemättömiä, jatkuvia tai ajoittaisia, ja halkeamien metalli on tummaa tai siinä on pintahapettumaa.
syitä halkeamiin, nimittäin korkean lämpötilan jännitys ja nestekalvon muodonmuutos.
Korkean lämpötilan jännitys on jännitystä, joka muodostuu sulan teräksen kutistumisesta ja muodonmuutoksesta korkeissa lämpötiloissa.Kun jännitys ylittää metallin lujuuden tai plastisen muodonmuutoksen rajan tässä lämpötilassa, syntyy halkeamia.Nestekalvon muodonmuutos on nestekalvon muodostumista kiderakeiden väliin sulan teräksen jähmettymis- ja kiteytymisprosessin aikana.Kiinteytymisen ja kiteytymisen edetessä nestekalvo muuttuu.Kun muodonmuutoksen määrä ja muodonmuutosnopeus ylittävät tietyn rajan, syntyy halkeamia.Lämpöhalkeamien lämpötila-alue on noin 1200 ~ 1450 ℃.
Halkeamiin vaikuttavat tekijät:
① Teräksen S- ja P-elementit ovat halkeamia haitallisia tekijöitä, ja niiden eutektiikka raudan kanssa heikentää valuteräksen lujuutta ja plastisuutta korkeissa lämpötiloissa, mikä aiheuttaa halkeamia.
② Kuonan inkluusio ja segregaatio teräksessä lisäävät jännityspitoisuutta, mikä lisää kuumahalkeilutaipumusta.
③ Mitä suurempi terästyypin lineaarinen kutistumiskerroin on, sitä suurempi on taipumus kuumahalkeilulle.
④ Mitä suurempi terästyypin lämmönjohtavuus on, sitä suurempi pintajännitys, sitä paremmat korkean lämpötilan mekaaniset ominaisuudet ja sitä pienempi kuumahalkeilun taipumus.
⑤ Valukappaleiden rakennesuunnittelu on huono valmistettavuuden suhteen, kuten liian pienet pyöristetyt kulmat, suuri seinämän paksuusero ja voimakas jännityskeskittymä, mikä aiheuttaa halkeamia.
⑥ Hiekkamuotin tiiviys on liian korkea, ja ytimen huono tuotto estää valun kutistumista ja lisää halkeamistaipumusta.
⑦ Muut, kuten nousuputken väärä järjestely, valun liian nopea jäähdytys, nousuputken leikkaamisesta ja lämpökäsittelystä aiheutuva liiallinen rasitus jne. vaikuttavat myös halkeamien syntymiseen.
Edellä mainittujen halkeamien syiden ja vaikuttavien tekijöiden mukaan voidaan ryhtyä vastaaviin toimenpiteisiin halkeamien syntymisen vähentämiseksi ja välttämiseksi.
Edellä esitetyn valuvirheiden syiden analyysin, olemassa olevien ongelmien selvittämisen ja vastaavien parannustoimenpiteiden perusteella voimme löytää valuvirheisiin ratkaisun, joka edistää valulaadun paranemista.
Postitusaika: 31.8.2023