1. Структурный анализ
(1) Этодроссельный клапанимеет круглую форму торта, внутренняя полость соединена и поддерживается 8 ребрами жесткости, верхнее отверстие Φ620 сообщается с внутренней полостью, а остальная частьклапанЗакрытый песчаный стержень трудно закрепить и легко деформируется. Как вытяжка, так и очистка внутренней полости представляют собой значительные трудности, как показано на рисунке 1.
Толщина стенок отливок сильно варьируется: максимальная достигает 380 мм, а минимальная — всего 36 мм. При затвердевании отливки разница температур велика, и неравномерная усадка может легко привести к образованию усадочных раковин и дефектов в виде усадочной пористости, что может привести к просачиванию воды при гидравлических испытаниях.
2. Проектирование процесса:
(1) Поверхность разъема показана на рисунке 1. Установите конец с отверстиями на верхнюю коробку, сделайте в средней полости цельный песчаный стержень и удлините головку стержня соответствующим образом, чтобы облегчить крепление песчаного стержня и его перемещение при переворачивании коробки. Для обеспечения устойчивости длина консольной головки стержня между двумя глухими отверстиями сбоку больше длины отверстия, так что центр тяжести всего песчаного стержня смещен в сторону головки стержня, обеспечивая фиксацию и устойчивость песчаного стержня.
Принята полузакрытая система заливки, ∑F внутри: ∑F горизонтально: ∑F прямо = 1:1,5:1,3, литник использует керамическую трубку с внутренним диаметром Φ120, а на дне размещены два куска огнеупорного кирпича 200×100×40 мм, чтобы предотвратить прямое попадание расплавленного чугуна. Для ударной песчаной формы в нижней части литника установлен пенокерамический фильтр 150×150×40, а для внутреннего литника используются 12 керамических трубок с внутренним диаметром Φ30 для равномерного соединения с дном отливки через резервуар для сбора воды в нижней части фильтра, чтобы сформировать схему заливки с донным отверстием, как показано на рисунке 2. Сущность
(3) В верхней форме предусмотрено 14 отверстий для воздуха диаметром ∮20, в середине головки стержня расположено отверстие для вентиляции песчаного стержня диаметром ∮200, в толстые и крупные детали помещается холодный чугун для обеспечения равномерного затвердевания отливки, а для компенсации эффекта графитизации используется подающий стояк для повышения выхода годного. Размер песчаного ящика составляет 3600×3600×1000/600 мм, он сваривается из стального листа толщиной 25 мм для обеспечения достаточной прочности и жесткости, как показано на рисунке 3.
3. Управление процессом
(1) Моделирование: перед моделированием используйте стандартный образец Φ50×50 мм для проверки прочности на сжатие песка на основе смолы ≥ 3,5 МПа и затяните холодный чугун и литник, чтобы гарантировать, что песчаная форма имеет достаточную прочность для компенсации графита, образующегося при затвердевании расплавленного чугуна. Химическое расширение и предотвращение длительного воздействия расплавленного чугуна на литник, которое может привести к вымыванию песка.
Изготовление стержня: песчаный стержень разделен на 8 равных частей 8 ребрами жесткости, соединенными через среднюю полость. Кроме головки среднего стержня, других опорных и вытяжных деталей нет. Если песчаный стержень не может быть закреплен и не будет вытяжной, после заливки возникнут смещение песчаного стержня и воздушные отверстия. Поскольку общая площадь песчаного стержня большая, он разделен на восемь частей. Он должен обладать достаточной прочностью и жесткостью, чтобы гарантировать, что песчаный стержень не будет поврежден после освобождения формы и не будет поврежден после заливки. Деформация происходит, чтобы обеспечить равномерную толщину стенок отливки. Для этого мы специально изготовили специальную стержневую кость и привязали ее к стержневой кости вентиляционным тросом для отвода выхлопных газов из головки стержня, чтобы обеспечить компактность песчаной формы при изготовлении стержня. Как показано на рисунке 4.
(4) Закрывающая коробка: Учитывая, что песок во внутренней полости дроссельной заслонки трудно очистить, весь песчаный сердечник покрывается двумя слоями краски, первый слой наносится кистью циркониевой краской на спиртовой основе (степень Боме 45-55), а первый слой окрашивается и обжигается. После высыхания покрывается вторым слоем магниевой краски на спиртовой основе (степень Боме 35-45), чтобы предотвратить прилипание отливки к песку и спекание, которое невозможно очистить. Головная часть сердечника подвешивается на стальной трубе Φ200 основной конструкции сердечника с помощью трех винтов M25, фиксируется и запирается с верхней формой песочной коробки с помощью винтовых крышек и проверяется, является ли толщина стенок каждой части одинаковой.
4. Процесс плавки и заливки
(1) Используйте высококачественный чугун Q14/16# с низким содержанием P, S и Ti производства Benxi и добавляйте его в пропорции 40–60%. Содержание таких микроэлементов, как P, S, Ti, Cr, Pb и т. д. в стальном ломе строго контролируется, не допускается наличие ржавчины и масла. Соотношение добавления составляет 25–40%. Перед использованием возвращаемую шихту необходимо очистить дробеструйной очисткой, чтобы гарантировать ее чистоту.
(2) Контроль основного компонента после печи: C: 3,5–3,65%, Si: 2,2–2,45%, Mn: 0,25–0,35%, P≤0,05%, S: ≤0,01%, Mg (остаточный): 0,035–0,05%, с целью обеспечения сфероидизации нижний предел содержания Mg (остаточного) следует выбирать максимально возможным.
(3) Сфероидизация инокуляция: используются сфероидизаторы с низким содержанием магния и редкоземельных элементов, дозировка составляет 1,0–1,2%. При обычной промывке сфероидизация осуществляется путем нанесения 0,15% одноразовой инокуляции на гранулятор в нижней части упаковки, после чего сфероидизация завершается. Шлак затем передается субподрядчику для вторичной инокуляции в объеме 0,35%, а также для поточной инокуляции в объеме 0,15% во время заливки.
(5) Используется метод быстрой низкотемпературной заливки: температура заливки составляет 1320–1340 °C, время заливки – 70–80 с. Подача расплавленного чугуна не прерывается во время заливки, а литниковая чаша всегда заполнена, что предотвращает попадание газа и включений в форму через литниковую полость.
5. Результаты испытаний литья
(1) Испытание прочности на растяжение литого испытательного образца: 485 МПа, удлинение: 15%, твердость по Бринеллю HB187.
(2) Степень сфероидизации составляет 95%, размер графита – 6, перлита – 35%. Металлографическая структура представлена на рисунке 5.
(3) При вторичной дефектоскопии важных деталей методами ультразвукового и магнитного контроля не обнаружено никаких регистрируемых дефектов.
(4) Внешний вид ровный и гладкий (см. рис. 6), без дефектов литья, таких как включения песка, шлака, холодные включения и т.п., толщина стенок равномерная, а размеры соответствуют требованиям чертежей.
(6) Гидравлическое испытание под давлением 20 кг/см2 после обработки не выявило никаких утечек.
6. Заключение
Благодаря конструктивным особенностям данного поворотного клапана, проблема нестабильности и лёгкой деформации большого песчаного стержня в середине и трудности очистки песка решается за счёт акцента на проектирование технологического процесса, изготовление и фиксацию песчаного стержня, а также использование покрытий на основе циркония. Установка вентиляционных отверстий предотвращает образование пор в отливках. Система управления шихтой и литниковой системой, а также технология пенокерамического фильтра и керамического литника обеспечивают чистоту расплавленного чугуна. После многократной обработки модифицированием металлографическая структура отливок и различных компонентов достигла стандартных требований заказчиков.
ОтTianjin Tanggu Water-seal Valve Co., Ltd. Дроссельный клапан, задвижка, Y-образный фильтр, обратный клапан с двумя пластинамипроизводство.
Время публикации: 29 апреля 2023 г.
