Kako riješiti pukotine u proizvodnji odljeva upravljačkih ventila

U procesu proizvodnje lijevanja kemijski sastav metalnih materijala ima ključni utjecaj na stvaranje pukotina. Prekomjerni sadržaj ugljika, prekomjerne nečistoće sumpora i fosfora i neujednačena raspodjela legirajućih elemenata uzrokovat će da metal formira eutektičku ili vruću krhku strukturu s niskim rodom tijekom učvršćivanja, povećavajući na taj način osjetljivost pukotina. Da bismo riješili ovaj problem, prvo bismo trebali započeti s odabirom sirovina, strogo kontrolirajući sadržaj elemenata nečistoće poput ugljika, sumpora i fosfora i postići uravnoteženi omjer sastojaka legura optimiziranjem sastojaka. Osim toga, također je ključno poboljšati čistoću metala. Uključivanja i plinovi u rastopljenom metalu mogu se ukloniti kroz procese kao što su rafiniranje, deoksidacija i degasiranje, poboljšavajući na taj način sveobuhvatna mehanička svojstva i toplinsku stabilnost metala.

U fazi strukturnog dizajna posebno je važno razumno kontrolirati geometriju ventil . Potrebno je izbjegavati oštro mijenjanje presjeka, oštrih uglova, neravnih područja debljine i složenih zatvorenih struktura. Ove defekte dizajna vrlo je vjerojatno da će uzrokovati koncentraciju toplinskog naprezanja tijekom postupka hlađenja, a na taj način izazivaju vruće pukotine ili hladne pukotine. Kada optimizirate strukturu lijevanja, trebao bi se usvojiti dizajn homogenizacije prijelaza i debljine fileta kako bi se smanjio rizik od lokalne koncentracije stresa. U isto vrijeme, prilikom dizajniranja kalupa, rashladni kanal i sustav uzgoja trebaju biti raspoređeni razumno kako bi se osiguralo da je ukupni gradijent temperature lijevanja nježan, slijed zaliha je jasan, a nakupljanje zateznog naprezanja zbog asinhronog učvršćivanja se izbjegava.

U smislu tehnologije oblikovanja, ključno je odabrati materijale za oblikovanje pijeska s velikom čvrstoćom, visokom propusnošću zraka i dobrom toplinskom vodljivošću. To može osigurati da šupljina kalupa ima dobru krutost i toplinsku vodljivost tijekom izlijevanja i učvršćivanja rastaljenog metala, čime se sprječava nenormalni strukturni napon lijevanja zbog kolapsa ili deformacije kalupa. Istodobno, potrebno je kontrolirati brzinu širenja i otpornost pijeska za oblikovanje kako bi se jezgra nasilno proširila u uvjetima visoke temperature i uzrokovala unutarnji stres u lijevanju. U odabiru premaza, prevlake za lijevanje s niskom emisijom plina, visoka adhezija i snažna stabilnost visoke temperature trebala bi imati prioritet kako bi se poboljšale vatrostalne performanse i kvaliteta površine na površini lijevanja.

U dizajnu sustava za ulijevanje ključno je osigurati da rastopljeni metal glatko ispunjava kalup tijekom postupka izlijevanja, izbjegavajući nagle promjene toplinskog stresa uzrokovane nasilnim vrtložnim strujama, eksplozijom pijeska ili prekomjernim lokalnim hlađenjem. Donji izlijevanje, očuh ili zatvoreni dizajn sustava za ulijevanje može se koristiti kako bi se osiguralo da rastopljeni metal ispunjava šupljinu od dna na vrh kako bi se smanjio utjecaj i stvaranje oksidiranih uključivanja. Istodobno, uzdizanje i hladnjač trebaju biti razumno postavljeni kako bi se osiguralo da je slijed zaliha svakog dijela lijevanja razuman, vrući dio može se u potpunosti nadoknaditi, a lokalna razlika u temperaturi je prevelika da bi izazvala pukotine.

U fazi hlađenja i učvršćivanja posebno je važno kontrolirati brzinu hlađenja i metodu hlađenja lijevanja. Koncentracija toplinskog naprezanja uzrokovana neravnomjernom ili prebrzom brzinom hlađenja treba izbjegavati. Za guste i velike ili složene strukture upravljačke odljeve ventila, kombinacija prisilnog hlađenja i prirodnog hlađenja može se koristiti za postizanje ujednačene raspodjele temperaturnog polja kroz tehnička sredstva kao što su hlađenje vode, hlađenje zraka ili kontrola temperature jakne, usporavanje brzine pada temperature i na taj način smanjiti vjerojatnost toplinskih pukotina. Ako je potrebno, izolacijski materijali mogu se koristiti za odgađanje hlađenja dijelova sklonih pukotinama, tako da se mogu postupno ohladiti nakon ukupnog učvršćivanja kako bi se učinkovito oslobađao unutarnji stres.

U procesu toplinske obrade treba formulirati znanstveno postupak liječenja, normalizaciju ili starenje kako bi se uklonila zaostali stres unutar lijevanja. Temperatura i vrijeme zadržavanja toplinske obrade mora se pažljivo kontrolirati u skladu s karakteristikama materijala i debljini stijenke lijevanja kako bi se izbjegle nove pukotine uzrokovane prebrznim grijanjem ili nepravilnim hlađenjem. Za odljeve upravljačkih ventila izrađenih od posebnih materijala kao što su dupleks od nehrđajućeg čelika i legura otporne na toplinu, još je potrebno formulirati odgovarajuće planove toplinske obrade na temelju njihovih karakteristika kako bi se osigurao ukupni učinak i radni vijek trajanja.