Znaczenie i projekt żeliwnej szyi pionowej

1. Punkty projektowe żeliwnego piwa są następujące:

Średnica determinacji wielkości: Średnica szyi rodowego wynosi na ogół 0,3-0,8-krotność średnicy okręgu odlewu. Średnica gorącego okręgu odlewu jest duża, z wartością stronniczką w stosunku do 0,3; Średnica gorącego okręgu jest niewielka, z wartością stronniczką w kierunku 0,8. Długość: zwykle między 20-50 mm. W przypadku małych żeliwnych części można traktować długość szyi riser jako dolną granicę; Duże żeliwne części podlegają górnej granicy. Wspólne kształty projektowania kształtu obejmują cylindryczne, trapezoidalne itp. Cylindryczna szyja rodowego jest łatwa w przetworzeniu i odpowiednia w większości sytuacji; Trapezoidalna szyja riser jest korzystna dla kompensacji skurczu i jest szeroko stosowana w odlewach o wysokich wymaganiach dotyczących kompensacji skurczu.

Wybór pozycji szyi riser powinien być ustawiony na gorącym połączeniu odlewu, tak aby metalowy ciecz w pionie może preferencyjnie przepływać do gorącego połączenia, osiągnąć sekwencyjne zestalenie i skutecznie suplementować skurcz. Staraj się unikać ustawienia go w obszarze koncentracji naprężeń odlewu, aby zapobiec naprężeniom spowodowanego skurczem zestalania szyi riser, które może zaostrzyć tendencję deformacji i pęknięcia odlewu. Ilość jest określana na podstawie wielkości odlewu, złożoności struktury i rozkładu gorących punktów. Małe i proste odlewy mogą wymagać tylko jednej szyi pionowej, podczas gdy duże i złożone odlewy mogą wymagać wielu szyjek pionowych, aby zapewnić wystarczającą skurcz na każdym gorącym stawie. Połączenie między pionem a odlewem powinno mieć gładkie przejście, unikając prawych lub ostrych narożników w celu zmniejszenia odporności na przepływ stopionego metalu. Połączenie między szyją a odlewem powinno być stanowcze, aby zapobiec pęknięciu z powodu wpływu stopionego metalu podczas procesu odlewania. Jednocześnie kształt i rozmiar połączenia powinny być rozsądnie zaprojektowane w celu uniknięcia tworzenia się nadmiernych stref dotkniętych ciepłem na odlewie, co może powodować wady w odlewie.

2. Analiza przypadków projektu żeliwnego pionowego szyi

Większość stopów wykazuje spójne i przewidywalne zachowanie podczas procesu chłodzenia od cieczy do ciała stałego w temperaturze. Istnieją dwa różne etapy skurczu. Po pierwsze, gdy temperatura odlewania stopu ochładza się do linii Liquidus, jest to powszechnie określane jako kurczenie się cieczy lub przegrzane skurcze. Po drugie, gdy stop ochładza się od cieczy do ciała stałego, jest powszechnie określany jako skurcz zestalania. Z drugiej strony grafitowi żeliwne żeliwne (w tym szare żeliwa, żelazo plastyczne i plastyczne żelazko) towarzyszą niezwykłe zjawisko podczas chłodzenia i zestalania, w którym metal zaczyna się rozszerzać. Rozszerzenie to jest zwykle przypisywane opadowi faz grafitowych o niższej gęstości, przezwyciężaniu i przekraczaniu kurczenia się związanego z ludem i austenitem. Jak dotąd najważniejszym aspektem projektowania piór i systemów bramkowania żeliwa jest wymaganie utrzymania dodatniego ciśnienia ciekłego w całym procesie zestalania. Początkowo należy dopuścić, aby ciśnienie atmosferyczne działały na cieczy w pionie, a aby tak się stało, pion musi być (skompresowany). Po rozpoczęciu ekspansji starannie zaprojektowany system pionowy kontroluje ciśnienie rozszerzające i zapewnia automatyczne skurcze odlewu podczas pozostałego procesu zestalania. Jest to w przeciwieństwie do stali, aluminium, miedzi itp., Ponieważ nie wymagają one ekspansji, co wymaga dodania stopionego metalu do odlewu podczas zestalania.

3. Ciśnienie kontrolne

Szyja pionowa może być najbardziej krytycznym elementem w projektowaniu systemu pionowego, ponieważ zwykle określa wielkość ciśnienia resztkowego na ciecz. Powierzchnia kontaktowa szyi riser musi być wystarczająco duża, aby przenieść stopiony metal z pionu do odlewu przez długi czas. W razie potrzeby należy uwolnić nadmierne ciśnienie w jamie formy, ale należy zachować ciśnienie dodatnie cieczy na końcu zestalania i ułatwić usunięcie pionu z odlewu. Szyjkę pionową można uznać za „zawór bezpieczeństwa” na naczyniach ciśnieniowych, a jej konstrukcja powinna zapewnić utrzymanie ciśnienia w odlewie na poziomie możliwym do opanowania. Materiał do formowania, a dokładniej pleśń piasku, która może wytrzymać ciśnienie ekspansji bez rozszerzenia, zwykle określa stopień sterowania. Jeśli materiał pleśni jest słaby, na przykład podczas używania glinianych pleśni piasku, należy zaprojektować szyję rytmową, aby uwolnić ciśnienie rozszerzające, aby uniknąć rozszerzenia pleśni. Osiąga się to poprzez zaprojektowanie szyi riser w celu utrwalenia na stosunkowo późnym etapie, umożliwiając uwolnienie presji na pionę przez szyję pionową. Używając mocniejszych i twardszych materiałów wiązania modelu (takich jak systemy żywicy), szyja rodowego można zaprojektować tak, aby była mniejsza, umożliwiając jej utrwalanie się wcześniej podczas fazy ekspansji i utrzymanie wyższego resztkowego ciśnienia cieczy. Jednak zbyt mała szyja poruszyła może prowadzić do nadmiernego ciśnienia resztkowego w odlewaniu, co powoduje porowatość związaną z rozszerzeniem pleśni. Nadmiernie duża szyja poruszenia zwykle prowadzi do utraty dodatniego ciśnienia na ciecz przed zakończeniem zestalania, co powoduje skurcz i wyładowanie gazu z metalowej cieczy związanych z zestalaniem. Rozmiar szyi rodowego w regułach projektowania jest zwykle oparty na module geometrycznym (MC) odlewu. Typowa wartość żelaza wytwarzana w glinianym piasku wynosi od 0,6 (MC) do 0,9 (MC). Dokładna wartość zależy od twardości materiału do piasku, składu chemicznego i stopnia zaszczepienia żelaza oraz szybkości chłodzenia odlewu. Jeśli pion zostanie zbliżenie do odlewu, efekt ogrzewania na piasku między odlewem a szyją piwa zmniejszy moduł geometryczny kontaktu, jednocześnie utrzymując równoważny moduł termiczny. Jeśli szyja jest wystarczająco krótka, aby była równa lub mniejsza niż mniejszy rozmiar przekroju kontaktowego, moduł geometryczny można bezpiecznie zmniejszyć o 0,6 razy, tj. Moduł dłuższej szyi (mn (krótki) = 0,6 mn (długi)). Wskazuje to na zmniejszenie około 65% w obszarze kontaktowym.

wniosek

Udane skurcze grafitu żeliwa polega na utrzymaniu i kontrolowaniu ciśnienia dodatniego żelaza ciekłego w całym procesie zestalania. Prawidłowe projektowanie pionu i systemu nalewania oraz dobrze kontrolowanie czasu metalurgicznego i wylewania jest kluczowe dla produkcji grafitowych części żeliwnych bez skurczu.