Kako kontrolirati površinsku hrapavost ključnih brtvenih površina u odljevanjima kugličnih ventila

Važnost hrapavosti površine
Kritična površina zapečaćenja odljevi za kuglični ventil Izravno određuje performanse brtvljenja i radni vijek kuglice. Prekomjerna hrapavost površine za brtvljenje može dovesti do lošeg brtvljenja i povećanog curenja, dok niska hrapavost površine može povećati troškove prerade i uzrokovati habanje. Kontroliranje hrapavosti površine za brtvljenje odgovarajućim metodama obrade i ispitivanja može učinkovito poboljšati stabilnost kugličnih ventila u visokotlačnom, visokotemperaturnom i korozivnom mediju.

Kontrola kvalitete površine originalnih odljeva
U proizvodnji odljevaka kugličnog ventila, kvaliteta površine tijekom faze lijevanja temeljna je za kontrolu hrapavosti za brtvljenje. Korištenje procesa kao što su precizno lijevanje i lijevanje obloženog pijeska mogu smanjiti adheziju površinskog pijeska i stvaranje ljestvice rastopljenog metala oksida. Sustav gatiranja trebao bi biti dizajniran kako bi izbjegao vrtložne struje i oštećenja poroznosti kako bi se smanjilo naknadno uklanjanje obrade. Nakon demoldiranja, lijevanje treba odmah biti srušeno ili pucano kako bi se postigla ujednačena bazna površina bez provalija.

Toplotna obrada i stabilizacija mikrostrukture
Toplinska obrada ima neizravni utjecaj na kontrolu hrapavosti za brtvljenje. Procesi poput normalizacije, žarenja i liječenja otopinama mogu poboljšati ujednačenost i raspodjelu tvrdoće metalurške strukture lijevanja, smanjujući vibracije alata i otpornost na rezanje tijekom obrade. Tijekom postupka toplinskog obrade, temperaturni profil i brzina hlađenja moraju se kontrolirati kako bi se spriječila neravna mikrostruktura koje mogu uzrokovati mikroripple na površini brtve nakon obrade.

Optimizacija procesa obrade
Obrada je ključni korak u kontroli hrapavosti za brtvljenje. Uobičajene metode obrade uključuju okretanje CNC -a, fino dosadno, mljevenje i lakiranje. Tijekom grube obrade, moraju se koristiti odgovarajuće brzine dovoda i brzine rezanja kako bi se osiguralo jednolično uklanjanje zaliha i izbjeglo lokalizirano otvrdnjavanje. Tijekom završetka treba koristiti alati visoke preciznosti i stabilan sustav stezanja alata. Oštrina ruba alata izravno utječe na teksturu površine. Vibracija i porast temperature u okruženju obrade moraju se strogo kontrolirati kako bi se spriječile površinske pukotine ili oznake alata.

Tehnologija mljevenja i poliranja
Za brtvene površine za brtvljenje kuglica za ventil koja zahtijeva vrijednost RA ispod 0,4 μm, potrebno je fino mljevenje i poliranje. Tijekom mljevenja, koristite kotač za brušenje ili CBN alat s odgovarajućom površinom i stalnom temperaturnom rashladnom tekućinom kako biste spriječili mikropukotine u zoni pogođenoj toplinom. Poliranje se može izvesti mehaničkim poliranjem, pneumatskim poliranjem ili elektrokemijskim poliranjem za uklanjanje zaostalih mikro-vrha i postizanje zrcalnog završetka. Površine za brtvljenje visoke potražnje zahtijevaju površinsku aktivaciju nakon poliranja kako bi se poboljšala postavljanje brtve.

Postupak mljevenja i laskanja
Mrživanje je kritični korak u kontroli hrapavosti i točnosti za brtvljenje kugličnih ventila. Mediji za mljevenje obično uključuju aluminijski oksidni prah, silikonski karbidni prah i druge materijale, u kombinaciji s mljevenom pastom odgovarajuće veličine čestica i viskoznosti. Kroz rotaciju, oscilaciju ili kretanje, abrazivne čestice ravnomjerno su raspoređene po brtvenim površinama, postupno eliminirajući mikroskopske vrhove i doline. Za parenje površina kugličnih ventila i sjedala ne samo da smanjuje vrijednost RA, već i osigurava da koncentričnost i područje kontakta ispunjavaju zahtjeve za dizajnom.

Površinski pregled i kontrola kvalitete
Površinska hrapavost mora se pregledati pomoću specijaliziranih instrumenata, kao što su kontaktne mjerače hrapavosti ili nekontaktivni optički mjerni instrumenti. Uzorke treba uzimati na različitim mjestima na površini brtve kako bi se osigurala konzistentna površinska hrapavost. Uobičajeni parametri uključuju RA (aritmetičko srednje odstupanje) i RZ (visina deset točaka). Rezultati ispitivanja trebaju se usporediti s crtežima dizajna. Sva odstupanja zahtijevaju preradu. Tablica za praćenje procesa trebala bi se utvrditi u sustavu upravljanja kvalitetom radi snimanja trošenja alata, parametara obrade i rezultata ispitivanja.

Premazivanje i otvrdnjavanje površine
U nekim se primjenama na površinu za brtvljenje mogu primijeniti tretmani premaza ili površinskog otvrdnjavanja kako bi se poboljšala otpornost na habanje i koroziju. Primjeri uključuju HVOF (prskanje goriva visoke brzine), kromiranje obloga, nikla i prskanje karbidom. Debljina i tvrdoća premaza moraju biti ujednačena i kontrolirana. Nakon premaza, treba izvršiti fino brušenje ili poliranje kako bi se osigurala da površinska hrapavost ispunjava dizajnerske specifikacije.