Važnost i dizajn vrata od lijevanog željeza

1. Dizajnerske točke vrata od lijevanog željeza su sljedeće:

Promjer određivanja veličine: Promjer vrata uzgajanja uglavnom je 0,3-0,8 puta promjera kruga lijevanja vruće točke. Promjer kruga lijevanja vruće točke je velik, s vrijednošću pristranom prema 0,3; Promjer kruga vrućeg spota je mali, s vrijednošću pristranom prema 0,8. Duljina: Obično između 20-50 mm. Za male dijelove od lijevanog željeza, duljina vrata uzgajanja može se uzeti kao donja granica; Veliki dijelovi od lijevanog željeza podliježu gornjoj granici. Uobičajeni oblici za dizajn oblika uključuju cilindrični, trapezoidni itd. Cilindrični vrat za uspon je lako obraditi i prikladan za većinu situacija; Trapezoidni vrat koristan je za kompenzaciju skupljanja i široko se koristi u odljevima s visokim zahtjevima za kompenzaciju skupljanja.

Odabir položaja vrata uzgajanja treba postaviti na vrućem spoju lijevanja, tako da metalna tekućina u usponu može preferirano preći do vrućeg spoja, postići sekvencijalno učvršćivanje i učinkovito nadopuniti skupljanje. Pokušajte izbjeći postavljanje u području koncentracije napona u lijevanju kako biste spriječili da se stres uzrokuje smanjenjem učvršćivanja vrata, što može pogoršati tendenciju deformacije i pucanja lijevanja. Količina se određuje na temelju veličine lijevanja, složenosti strukture i raspodjele vrućih točaka. Mali i jednostavni odljevi mogu zahtijevati samo jedan vrat uzgajanja, dok veliki i složeni odljevi mogu zahtijevati više vrata za uspon kako bi se osiguralo dovoljno skupljanja na svakom vrućem zglobu. Povezanost između uspona i lijevanja trebala bi imati gladak prijelaz, izbjegavajući desni ili oštri uglovi kako bi se smanjio otpor na protok rastopljenog metala. Veza između vrata i lijevanja treba biti čvrsta kako bi se spriječilo lomljenje zbog utjecaja rastopljenog metala tijekom postupka lijevanja. Istodobno, oblik i veličina veze trebaju biti dizajnirani razumno kako bi se izbjeglo stvaranje prekomjernih zona zahvaćenih toplinom na lijevanju, što može uzrokovati nedostatke u lijevanju.

2. Analiza slučaja dizajna od lijevanog željeza

Većina legura pokazuje dosljedno i predvidljivo ponašanje tijekom procesa hlađenja od tekućine do krute temperature. Postoje dvije različite faze kontrakcije. Prvo, kada se temperatura lijevanja legura ohladi na liniju Liquinus, to se obično naziva tekućim skupljanjem ili pregrijanim skupljanjem. Drugo, kada se legura ohladi iz tekućine u kruticu, obično se naziva skupljanje učvršćivanja. S druge strane, grafitni dijelovi od lijevanog željeza (uključujući sivo lijevano željezo, duktilno željezo i konobabilno lijevano željezo) prate neobičan fenomen tijekom hlađenja i učvršćivanja, gdje se metal počinje širiti. To se širenje obično pripisuje oborini faza grafita niže gustoće, prevladavajući i premašuje skupljanje povezano s rashladnim sredstvima i očvršćivanjem austenita. Do sada je najvažniji aspekt dizajniranja uzgoja i sustava za gatiranje za lijevano željezo potreba za održavanjem pozitivnog tekućeg tlaka tijekom cijelog postupka očvršćivanja. U početku se mora dopustiti da atmosferski tlak djeluje na tekućinu u usponu, a da bi se to dogodilo, uspon mora biti (komprimiran). Jednom kada započne ekspanzija, pažljivo dizajnirani sustav uspona kontrolira tlak ekspanzije i osigurava automatsko skupljanje lijevanja tijekom preostalog postupka očvršćivanja. To je u suprotnosti s čelikom, aluminijem, bakra itd., Kako ne uključuju širenje, što zahtijeva dodavanje rastopljenog metala u lijevanje tijekom učvršćivanja.

3. Kontrolni tlak

Vrat za uspon može biti najkritičnija komponenta u dizajniranju sustava uspona, jer obično određuje veličinu zaostalog tlaka na tekućinu. Kontaktna površina vrata uzgajanja mora biti dovoljno velika da prebaci rastopljeni metal iz uspona na lijevanje u dugi vremenski period. Ako je potrebno, treba otpustiti prekomjerni pritisak u šupljini kalupa, ali trebalo bi biti prikladno održavati pozitivan tlak tekućine na kraju očvršćivanja i olakšati uklanjanje uspona s lijevanja. Vrat uzgajanja može se smatrati "sigurnosnim ventilom" na tlačnim posudama, a njegov dizajn trebao bi osigurati da se tlak unutar lijevanja održava na upravljivoj razini. Materijal za oblikovanje, ili točnije, kalup od pijeska koji može podnijeti pritisak širenja bez širenja, obično određuje stupanj kontroliranosti. Ako je materijal za kalup slab, primjerice kada se koristi kalupi za glinene pijeske, uzgajani vrat treba biti dizajniran za oslobađanje nekih ekspanzijskih tlaka kako bi se izbjeglo širenje kalupa. To se postiže dizajniranjem vrata uzgajanja kako bi se učvrstio u relativno kasnoj fazi, omogućujući da se neki pritisak pusti na uzgoj kroz vrat uzgajanja. Korištenjem jačih i tvrđih materijala za vezanje modela (poput sustava smole), vrat uzgajanja može biti dizajniran tako da bude manji, omogućujući mu da se učvrsti ranije tijekom faze ekspanzije i održava veći zaostali tekući tlak. Međutim, premali vrat uzgajanja može dovesti do prekomjernog zaostalog tlaka unutar lijevanja, što rezultira poroznošću povezanom s širenjem plijesni. Prekomjerno veliki vrat uzgajanja obično dovodi do gubitka pozitivnog tlaka na tekućinu prije nego što je učvršćivanje, što rezultira skupljanjem i pražnjenjem plina iz metalne tekućine povezane s učvršćivanjem. Veličina vrata dizajna u pravilima dizajna obično se temelji na geometrijskom modulu (MC) lijevanja. Tipična vrijednost lijevanog željeza proizvedenog u glinenom pijesku je između 0,6 (MC) i 0,9 (MC). Točna vrijednost ovisi o tvrdoći materijala kalupa pijeska, kemijskom sastavu i stupnju inokulacije željeza i brzini hlađenja lijevanja. Ako se uspon pomakne bliže lijevanju, učinak grijanja na pijesak između lijevanja i vrata za podizanje smanjit će geometrijski modul kontakta, održavajući ekvivalentni toplinski modul. Ako je vrat dovoljno kratak da može biti jednak ili manji od manje veličine presjeka kontakta, geometrijski modul se može sigurno smanjiti za 0,6 puta, tj. Modul duljeg vrata (Mn (kratak) = 0,6 mn (dugačak)). To ukazuje na smanjenje od oko 65% u kontaktnom području.

zaključak

Uspješno skupljanje grafitnog lijevanog željeza uključuje održavanje i kontrolu pozitivnog tlaka tekućeg željeza tijekom cijelog postupka očvršćivanja. Ispravno dizajniranje sustava uzgoja i ulijevanja te dobro kontroliranje metalurškog i ulijevanja, ključni su za proizvodnju grafitnih dijelova od lijevanog željeza bez skupljanja.