La fosa del cos de la vàlvula és una part important del procés de fabricació de la vàlvula, i la qualitat de la fosa de la vàlvula determina la qualitat de la vàlvula.A continuació s'introdueixen diversos mètodes de procés de fosa utilitzats habitualment a la indústria de vàlvules:
fosa de sorra:
La fosa de sorra que s'utilitza habitualment a la indústria de la vàlvula es pot dividir en sorra verda, sorra seca, sorra de vidre d'aigua i sorra autoendurible de resina furà segons diferents aglutinants.
(1) La sorra verda és un procés d'emmotllament que utilitza bentonita com a aglutinant.
Les seves característiques són:el motlle de sorra acabat no s'ha d'assecar ni endurir, el motlle de sorra té una certa resistència a la humitat i el nucli de sorra i la closca del motlle tenen un bon rendiment, cosa que facilita la neteja i sacsejar les peces de fosa.L'eficiència de producció d'emmotllament és alta, el cicle de producció és curt, el cost del material és baix i és convenient organitzar la producció en línia de muntatge.
Els seus desavantatges són:les peces de fosa són propenses a defectes com ara porus, inclusions de sorra i adherència de sorra, i la qualitat de les peces de fosa, especialment la qualitat intrínseca, no és ideal.
Taula de proporció i rendiment de sorra verda per a peces de fosa d'acer:
(2) La sorra seca és un procés d'emmotllament que utilitza argila com a aglutinant.Afegir una mica de bentonita pot millorar la seva resistència humida.
Les seves característiques són:el motlle de sorra s'ha d'assecar, té una bona permeabilitat a l'aire, no és propens a defectes com el rentat de sorra, l'adherència de sorra i els porus, i la qualitat inherent de la fosa és bona.
Els seus desavantatges són:requereix equips d'assecat de sorra i el cicle de producció és llarg.
(3) La sorra de vidre d'aigua és un procés de modelatge que utilitza vidre d'aigua com a aglutinant.Les seves característiques són: el vidre d'aigua té la funció d'endurir-se automàticament quan s'exposa al CO2, i pot tenir diversos avantatges del mètode d'enduriment per gas per al modelatge i la fabricació de nuclis, però hi ha deficiències com ara una mala plegabilitat de la carcassa del motlle, dificultat per netejar la sorra de peces de fosa i baixa taxa de regeneració i reciclatge de sorra antiga.
Taula de proporció i rendiment de sorra enduridora de CO2 de vidre d'aigua:
(4) L'emmotllament de sorra autoendurible de resina de furà és un procés de fosa que utilitza resina de furà com a aglutinant.La sorra d'emmotllament es solidifica a causa de la reacció química de l'aglutinant sota l'acció de l'agent de curat a temperatura ambient.La seva característica és que el motlle de sorra no necessita assecar-se, la qual cosa escurça el cicle de producció i estalvia energia.La sorra de modelat de resina és fàcil de compactar i té bones propietats de desintegració.La sorra d'emmotllament de peces de fosa és fàcil de netejar.Les peces de fosa tenen una alta precisió dimensional i un bon acabat superficial, cosa que pot millorar considerablement la qualitat de les peces de fosa.Els seus desavantatges són: requisits d'alta qualitat per a la sorra crua, lleugera olor picant al lloc de producció i alt cost de la resina.
Proporció i procés de mescla de la barreja de sorra sense cocció de resina de furan:
El procés de barreja de la sorra autoendurible de resina de furà: el millor és utilitzar un mesclador de sorra continu per fer sorra autoendurible de resina.La sorra en brut, la resina, l'agent de curat, etc. s'afegeixen en seqüència i es barregen ràpidament.Es pot barrejar i utilitzar en qualsevol moment.
L'ordre d'afegir diverses matèries primeres en barrejar sorra de resina és el següent:
Sorra bruta + agent de curat (solució aquosa d'àcid p-toluensulfònic) – (120 ~ 180S) – resina + silà – (60 ~ 90S) – producció de sorra
(5) Procés típic de producció de fosa de sorra:
fosa de precisió:
En els últims anys, els fabricants de vàlvules han prestat cada cop més atenció a la qualitat de l'aparença i la precisió dimensional de les peces de fosa.Com que el bon aspecte és el requisit bàsic del mercat, també és el referent de posicionament per al primer pas de mecanitzat.
La fosa de precisió que s'utilitza habitualment a la indústria de la vàlvula és la fosa d'inversió, que s'introdueix breument de la següent manera:
(1) Dos mètodes de procés de fosa en solució:
①Utilitzant material de motlle a base de cera a baixa temperatura (àcid esteàric + parafina), injecció de cera a baixa pressió, closca de vidre d'aigua, desparafinat amb aigua calenta, procés de fusió i abocament atmosfèric, utilitzat principalment per a peces de fosa d'acer al carboni i acer de baix aliatge amb requisits generals de qualitat. , La precisió dimensional de les peces de fosa pot assolir l'estàndard nacional CT7 ~ 9.
② Utilitzant material de motlle a base de resina de temperatura mitjana, injecció de cera d'alta pressió, closca de motlle de sílice sol, desparafinat amb vapor, procés de fosa ràpida a l'atmosfera o al buit, la precisió dimensional de les peces de fosa pot arribar a les foses de precisió CT4-6.
(2) Flux de procés típic de la fosa d'inversió:
(3) Característiques de la fosa d'inversió:
①La fosa té una alta precisió dimensional, una superfície llisa i una bona qualitat d'aspecte.
② És possible colar peces amb estructures i formes complexes que són difícils de processar amb altres processos.
③ Els materials de fosa no estan limitats, diversos materials d'aliatge com ara: acer al carboni, acer inoxidable, acer aliat, aliatge d'alumini, aliatge d'alta temperatura i metalls preciosos, especialment materials d'aliatge que són difícils de forjar, soldar i tallar.
④ Bona flexibilitat de producció i forta adaptabilitat.Es pot produir en grans quantitats, i també és adequat per a la producció d'una sola peça o per lots petits.
⑤ La fosa d'inversió també té certes limitacions, com ara: flux de procés feixuc i cicle de producció llarg.A causa de les limitades tècniques de fosa que es poden utilitzar, la seva capacitat de suport de pressió no pot ser molt alta quan s'utilitza per colar peces de fosa de vàlvules de carcassa fina amb pressió.
Anàlisi de defectes de fosa
Qualsevol fosa tindrà defectes interns, l'existència d'aquests defectes comportarà grans perills ocults per a la qualitat interna de la fosa, i la reparació de la soldadura per eliminar aquests defectes en el procés de producció també suposarà una gran càrrega per al procés de producció.En particular, les vàlvules són peces de fosa fina que suporten la pressió i la temperatura, i la compacitat de les seves estructures internes és molt important.Per tant, els defectes interns de les peces de fosa esdevenen el factor decisiu que afecta la qualitat de les peces de fosa.
Els defectes interns de les peces de fosa de vàlvules inclouen principalment porus, inclusions d'escòries, porositat de contracció i esquerdes.
(1) Porus:Els porus són produïts per gas, la superfície dels porus és llisa i es generen dins o prop de la superfície de la fosa, i les seves formes són majoritàriament rodones o oblonges.
Les principals fonts de gas que generen porus són:
① El nitrogen i l'hidrogen dissolts al metall estan continguts en el metall durant la solidificació de la fosa, formant parets interiors circulars o ovals tancades amb brillantor metàl·lica.
②La humitat o les substàncies volàtils del material d'emmotllament es convertiran en gas a causa de l'escalfament, formant porus amb parets interiors de color marró fosc.
③ Durant el procés d'abocament del metall, a causa del flux inestable, l'aire participa per formar porus.
Mètode de prevenció del defecte estomàtic:
① A la fosa, les matèries primeres metàl·liques rovellades s'han d'utilitzar el menys possible o no, i les eines i els cullerots s'han de coure i assecar.
②L'abocament de l'acer fos s'ha de fer a alta temperatura i abocar-se a baixa temperatura, i l'acer fos s'ha de sedar adequadament per facilitar la flotació del gas.
③ El disseny del procés de l'aixeta d'abocament hauria d'augmentar el capçal de pressió de l'acer fos per evitar l'atrapament de gas i establir un camí de gas artificial per a una escapada raonable.
④ Els materials d'emmotllament han de controlar el contingut d'aigua i el volum de gas, augmentar la permeabilitat a l'aire i el motlle de sorra i el nucli de sorra s'han de coure i assecar tant com sigui possible.
(2) Cavitat de contracció (solta):És una cavitat (cavitat) circular o irregular coherent o incoherent que es produeix a l'interior de la fosa (sobretot al punt calent), amb una superfície interna rugosa i de color més fosc.Grans de cristall gruixuts, majoritàriament en forma de dendrites, reunits en un o més llocs, propensos a fuites durant la prova hidràulica.
El motiu de la cavitat de contracció (laxitud):La contracció de volum es produeix quan el metall es solidifica de líquid a estat sòlid.Si no hi ha prou reposició d'acer fos en aquest moment, inevitablement es produirà una cavitat de contracció.La cavitat de contracció de les peces de fosa d'acer és causada bàsicament per un control inadequat del procés de solidificació seqüencial.Els motius poden incloure ajustos incorrectes de l'elevador, temperatura d'abocament massa alta de l'acer fos i una gran contracció del metall.
Mètodes per prevenir les cavitats de contracció (laxitud):① Dissenyar científicament el sistema d'abocament de peces de fosa per aconseguir la solidificació seqüencial de l'acer fos, i les peces que es solidifiquen primer s'han de reposar amb acer fos.②Configureu correctament i raonablement la pujada, la subvenció, el ferro fred intern i extern per garantir la solidificació seqüencial.③Quan s'aboca l'acer fos, la injecció superior des de l'elevador és beneficiosa per garantir la temperatura de l'acer fos i l'alimentació, i reduir l'aparició de cavitats de contracció.④ Pel que fa a la velocitat d'abocament, l'abocament a baixa velocitat és més propici per a la solidificació seqüencial que l'abocament a alta velocitat.⑸La temperatura d'abocament no ha de ser massa alta.L'acer fos es treu del forn a alta temperatura i s'aboca després de la sedació, cosa que és beneficiós per reduir les cavitats de contracció.
(3) Inclusions de sorra (escòria):Les inclusions de sorra (escòries), comunament conegudes com a butllofes, són forats discontinus circulars o irregulars que apareixen dins de les peces de fosa.Els forats es barregen amb sorra d'emmotllament o escòries d'acer, de mides irregulars i agregats en ells.Un o més llocs, sovint més a la part superior.
Causes de la inclusió de sorra (escòria):La inclusió d'escòries és causada per l'entrada d'escòries d'acer discretes a la fosa juntament amb l'acer fos durant el procés de fosa o abocament.La inclusió de sorra és causada per l'estanquitat insuficient de la cavitat del motlle durant l'emmotllament.Quan l'acer fos s'aboca a la cavitat del motlle, la sorra d'emmotllament és rentada per l'acer fos i entra a l'interior de la fosa.A més, el funcionament inadequat durant el tall i el tancament de la caixa i el fenomen de caiguda de sorra també són els motius de la inclusió de sorra.
Mètodes per prevenir les inclusions de sorra (escòries):① Quan es fon l'acer fos, l'escapament i l'escòria s'han d'esgotar tan a fons com sigui possible.② Intenteu no girar la bossa d'abocament d'acer fos, però utilitzeu una bossa de tetera o una bossa d'abocament inferior per evitar que l'escòria de sobre de l'acer fos entri a la cavitat de fosa juntament amb l'acer fos.③ Quan s'aboca acer fos, s'han de prendre mesures per evitar que l'escòria entri a la cavitat del motlle amb l'acer fos.④Per tal de reduir la possibilitat d'inclusió de sorra, assegureu-vos de l'estanquitat del motlle de sorra durant el modelatge, aneu amb compte de no perdre sorra en retallar i bufeu la cavitat del motlle abans de tancar la caixa.
(4) Esquerdes:La majoria de les esquerdes de les peces de fosa són esquerdes calentes, de formes irregulars, penetrants o no penetrants, contínues o intermitents, i el metall de les esquerdes és fosc o té oxidació superficial.
motius de les esquerdes, és a dir, estrès a alta temperatura i deformació de la pel·lícula líquida.
L'estrès d'alta temperatura és l'estrès format per la contracció i la deformació de l'acer fos a altes temperatures.Quan la tensió supera el límit de resistència o deformació plàstica del metall a aquesta temperatura, es produiran esquerdes.La deformació de la pel·lícula líquida és la formació d'una pel·lícula líquida entre els grans de cristall durant el procés de solidificació i cristal·lització de l'acer fos.Amb el progrés de la solidificació i la cristal·lització, la pel·lícula líquida es deforma.Quan la quantitat de deformació i la velocitat de deformació superen un determinat límit, es generen esquerdes.El rang de temperatura de les esquerdes tèrmiques és d'uns 1200 ~ 1450 ℃.
Factors que afecten les esquerdes:
① Els elements S i P de l'acer són factors nocius per a les esquerdes, i els seus eutèctics amb ferro redueixen la resistència i la plasticitat de l'acer fos a altes temperatures, donant lloc a esquerdes.
② La inclusió i la segregació d'escòries a l'acer augmenten la concentració d'estrès, augmentant així la tendència d'esquerdes en calent.
③ Com més gran sigui el coeficient de contracció lineal del tipus d'acer, més gran serà la tendència d'esquerdes en calent.
④ Com més gran sigui la conductivitat tèrmica del tipus d'acer, més gran és la tensió superficial, millors són les propietats mecàniques d'alta temperatura i menor és la tendència d'esquerdes en calent.
⑤ El disseny estructural de les peces de fosa és pobre en fabricació, com ara cantonades arrodonides massa petites, gran disparitat de gruix de paret i concentració d'estrès severa, que provocarà esquerdes.
⑥ La compacitat del motlle de sorra és massa alta i el baix rendiment del nucli dificulta la contracció de la fosa i augmenta la tendència a les esquerdes.
⑦ Altres, com ara una disposició inadequada de l'alça, un refredament massa ràpid de la fosa, una tensió excessiva causada pel tall de l'alça i el tractament tèrmic, etc. també afectaran la generació d'esquerdes.
D'acord amb les causes i els factors d'influència de les esquerdes anteriors, es poden prendre les mesures corresponents per reduir i evitar l'aparició de defectes d'esquerdes.
A partir de l'anàlisi anterior de les causes dels defectes de fosa, esbrinant els problemes existents i adoptant les mesures de millora corresponents, podem trobar una solució als defectes de fosa, que afavoreixi la millora de la qualitat de la fosa.
Hora de publicació: 31-agost-2023