D'Goss vum Ventilkierper ass e wichtegen Deel vum Ventilherstellungsprozess, an d'Qualitéit vum Ventilgoss bestëmmt d'Qualitéit vum Ventil. Hei sinn e puer Gossmethoden, déi an der Ventilindustrie üblech sinn:
Sandguss:
Sandguss, dat allgemeng an der Ventilindustrie benotzt gëtt, kann no de verschiddene Bindemëttel a grénge Sand, dréchene Sand, Waasserglassand a Furanharz-Selbsthärtungssand opgedeelt ginn.
(1) Grénge Sand ass e Formprozess, bei deem Bentonit als Bindemittel benotzt gëtt.
Seng Charakteristike sinn:Déi fäerdeg Sandform muss net gedréchent oder gehärtet ginn, d'Sandform huet eng gewësse Naassstäerkt, an de Sandkär an d'Formschuel hunn e gudden Ausbezuelungsrendement, sou datt d'Gossstécker einfach ze botzen an erauszeschüttelen sinn. D'Produktiounseffizienz vun der Form ass héich, de Produktiounszyklus ass kuerz, d'Materialkäschte si niddreg, an et ass praktesch, d'Montagebandproduktioun z'organiséieren.
Seng Nodeeler sinn:Gossstoffer si ufälleg fir Defekter wéi Poren, Sandasschlëss a Sandhaftung, an d'Qualitéit vun de Gossstoffer, besonnesch déi intrinsesch Qualitéit, ass net ideal.
Proportiouns- a Leeschtungstabell vu gréngem Sand fir Stolguss:
(2) Dréchene Sand ass e Formprozess, bei deem Lehm als Bindemittel benotzt gëtt. E bësse Bentonit derbäizesetzen kann seng Naassstäerkt verbesseren.
Seng Charakteristike sinn:D'Sandform muss gedréchent ginn, huet eng gutt Loftduerchlässegkeet, ass net ufälleg fir Mängel wéi Sandwäschen, Sandverschmieren a Poren, an d'inherent Qualitéit vum Goss ass gutt.
Seng Nodeeler sinn:Et erfuerdert Sandtrocknungsausrüstung an de Produktiounszyklus ass laang.
(3) Waasserglassand ass e Modelléierungsprozess, deen Waasserglas als Bindemittel benotzt. Seng Charakteristike sinn: Waasserglas huet d'Funktioun automatesch ze härten, wann et CO2 ausgesat ass, a kann verschidde Virdeeler vun der Gashärtungsmethod fir d'Modelléierung an d'Kärherstellung hunn, awer et gëtt Nodeeler wéi eng schlecht Zesummeklappbarkeet vun der Formschuel, Schwieregkeeten bei der Sandreinigung vu Gossstécker, an eng niddreg Regeneratiouns- a Recyclingquote vum ale Sand.
Proportiouns- a Leeschtungstabell vum Waasserglas CO2-Härtungssand:
(4) Furanharz Selbsthärtungssandformen ass e Gossprozess, deen Furanharz als Bindemittel benotzt. De Formsand verfestigt duerch déi chemesch Reaktioun vum Bindemittel ënner der Wierkung vum Härtungsmëttel bei Raumtemperatur. Seng Charakteristik ass, datt d'Sandform net gedréchent muss ginn, wat de Produktiounszyklus verkierzt an Energie spuert. Harzformsand ass einfach ze kompaktéieren an huet gutt Zerfallseigenschaften. De Formsand vu Gossstécker ass einfach ze botzen. D'Gossstécker hunn eng héich Dimensiounsgenauegkeet an eng gutt Uewerflächenfinish, wat d'Qualitéit vu Gossstécker däitlech verbessere kann. Seng Nodeeler sinn: héich Qualitéitsufuerderunge fir de Réi-Sand, e liichte schaarfe Geroch op der Produktiounsplaz an héich Käschte vum Harz.
Proportioun a Mëschprozess vun der Furanharz-Net-Bak-Sandmëschung:
De Mëschprozess vum Furanharz-Selbsthärtungssand: Et ass am beschten, e kontinuéierleche Sandmixer ze benotzen, fir Harz-Selbsthärtungssand ze maachen. Réi Sand, Harz, Härtungsmëttel, etc. ginn hannereneen bäigefüügt a séier gemëscht. Et kann zu all Moment gemëscht a benotzt ginn.
D'Reiefolleg vun der Zousaz vu verschiddene Rohmaterialien beim Mëschen vum Harzsand ass wéi follegt:
Réi Sand + Härtmëttel (wässreg Léisung vu p-Toluolsulfonsäure) – (120 ~ 180S) – Harz + Silan – (60 ~ 90S) – Sandproduktioun
(5) Typesche Produktiounsprozess fir Sandguss:
Präzisiounsguss:
An de leschte Joren hunn d'Ventilhersteller ëmmer méi Opmierksamkeet op d'Erscheinungsqualitéit an d'Dimensiounsgenauegkeet vu Gossstécker geluecht. Well e gutt Erscheinungsbild eng Grondufuerderung vum Maart ass, ass et och de Positionéierungsbenchmark fir den éischte Schrëtt vun der Bearbechtung.
Déi allgemeng benotzt Präzisiounsguss an der Ventilindustrie ass Investitiounsguss, déi kuerz wéi follegt virgestallt gëtt:
(1) Zwee Prozessmethoden fir Léisungsgoss:
①Mat Hëllef vun engem Formmaterial op Basis vu Wachs bei Niddertemperatur (Stearinsäure + Paraffin), Nidderdrockwachsinjektioun, Waasserglashüll, Entwachsung mat waarmem Waasser, atmosphäreschem Schmelz- a Giessprozess, haaptsächlech fir Kuelestol a Goss aus nidderegem Legierungsstol mat allgemenge Qualitéitsufuerderunge benotzt, kann d'Dimensiounsgenauegkeet vun de Goss den nationale Standard CT7~9 erreechen.
② Mat Hëllef vun engem Formmaterial op Harzbasis bei mëttlerer Temperatur, Héichdrockwachsinjektioun, Silica-Sol-Formhülle, Dampfentwachsung, schnellem atmosphäreschen oder Vakuumschmëlzprozess kann d'Dimensiounsgenauegkeet vun de Gussstécker d'CT4-6 Präzisiounsgossstécker erreechen.
(2) Typesche Prozessoflaf vun Investmentguss:
(3) Charakteristike vun Investitiounsgoss:
①D'Goss huet eng héich Dimensiounsgenauegkeet, eng glat Uewerfläch a gutt Erscheinungsqualitéit.
② Et ass méiglech Deeler mat komplexe Strukturen a Formen ze goss, déi schwéier mat anere Prozesser ze veraarbechte sinn.
③ Gossmaterialien sinn net limitéiert, verschidde Legierungsmaterialien wéi: Kuelestol, Edelstol, Legierungsstol, Aluminiumlegierung, Héichtemperaturlegierung a wäertvoll Metaller, besonnesch Legierungsmaterialien, déi schwéier ze schmieden, ze schweessen a ze schneiden sinn.
④ Gud Produktiounsflexibilitéit a staark Adaptabilitéit. Et kann a grousse Quantitéiten produzéiert ginn, an ass och gëeegent fir Eenzelstéck- oder Klengserieproduktioun.
⑤ Investmentguss huet och gewësse Limitatiounen, wéi zum Beispill: e schwéiere Prozessoflaf an e laange Produktiounszyklus. Wéinst de limitéierten Gosstechniken, déi kënne benotzt ginn, kann seng Drockdrokapazitéit net ganz héich sinn, wann et fir d'Goss vu drockdroende Dënnschuelventilgoss benotzt gëtt.
Analyse vu Gossdefekter
All Gossstéck wäert intern Mängel hunn, d'Existenz vun dëse Mängel bréngt grouss verstoppte Gefore fir déi intern Qualitéit vum Goss mat sech, an d'Schweißreparatur fir dës Mängel am Produktiounsprozess ze eliminéieren wäert och eng grouss Belaaschtung fir de Produktiounsprozess mat sech bréngen. Besonnesch Ventiler si Gossstécker mat enger dënner Schuel, déi Drock an Temperatur standhalen, an d'Kompaktheet vun hiren internen Strukturen ass ganz wichteg. Dofir ginn déi intern Mängel vu Gossstécker den entscheedende Faktor, deen d'Qualitéit vu Gossstécker beaflosst.
Zu den internen Defekter vu Ventilguss gehéieren haaptsächlech Poren, Schlakschlëss, Schrumpfporositéit a Rëss.
(1) Poren:Poren ginn duerch Gas produzéiert, d'Uewerfläch vun de Poren ass glat, a si ginn an oder no bei der Uewerfläch vum Goss generéiert, an hir Form ass meeschtens ronn oder länglëch.
Déi Haaptquellen vu Gas, déi Poren generéieren, sinn:
① Den am Metall opgeléisten Stickstoff a Waasserstoff sinn während der Erstarrung vum Goss am Metall enthale a bilden zougemaach kreesfërmeg oder oval bannenzeg Wänn mat metalleschem Glanz.
②Fiichtegkeet oder flüchteg Substanzen am Formmaterial ginn duerch d'Erhëtzung a Gaser, wouduerch Poren mat donkelbraune bannenzege Wänn entstinn.
③ Wärend dem Gußprozess vum Metall ass, wéinst dem onstabile Floss, d'Loft involvéiert fir Poren ze bilden.
Methode fir d'Preventioun vu Stomataldefekter:
① Beim Schmelzen solle rostig Metallrohmaterialien esou wéineg wéi méiglech oder souguer sou guer net benotzt ginn, an Handwierksgeschir a Schëppe solle gebak an gedréchent ginn.
②D'Ausgoss vum geschmollte Stol soll bei héijer Temperatur an bei niddreger Temperatur gemaach ginn, an de geschmollte Stol soll richteg berouegt ginn, fir datt de Gas schwebe kann.
③ Den Prozessdesign vum Gosssteiger soll den Drock vum geschmollte Stol erhéijen, fir Gasafspärung ze vermeiden, an e künstleche Gaswee fir e vernünftege Ofzuch opzestellen.
④D'Formmaterialien sollten de Waassergehalt an de Gasvolumen kontrolléieren, d'Loftduerchlässegkeet erhéijen, an d'Sandform an de Sandkär sollten esou vill wéi méiglech gebak an gedréchent ginn.
(2) Schrumpfhahle (locker):Et ass eng kohärent oder inkohärent kreesfërmeg oder onregelméisseg Kavitéit (Höhl), déi am Goss (besonnesch um Hotspot) entsteet, mat enger rauer bannenzeger Uewerfläch an enger méi donkeler Faarf. Grob Kristallkären, meeschtens a Form vun Dendriten, déi sech op enger oder méi Plazen zesummefaassen, a bei hydrauleschen Tester ufälleg fir Leckage sinn.
D'Ursaach fir d'Schrumpfungskavitéit (Loosheet):Volumenschrumpfung geschitt wann de Metall vu flëssegem an de festen Zoustand verstäerkt gëtt. Wann zu dësem Zäitpunkt net genuch geschmollte Stol nei opgefouert gëtt, entsteet zwangsleefeg e Schrumpfhaut. De Schrumpfhaut vu Stolguss gëtt grondsätzlech duerch eng falsch Kontroll vum sequenziellen Erstarrungsprozess verursaacht. D'Grënn kënnen falsch Astellung vum Steigerleiter, eng ze héich Gosstemperatur vum geschmollte Stol a grouss Metallschrumpfung sinn.
Methoden fir Schrumpfhährten (Loosheet) ze vermeiden:① Entwéckelt de Giessystem vu Gossstécker wëssenschaftlech fir eng sequentiell Erstarrung vum geschmollte Stol z'erreechen, an déi Deeler, déi als éischt erstarren, sollten mat geschmollte Stol nei opgefëllt ginn. ② Steigerung, Subventioun, intern an extern Kalt Eisen korrekt an raisonnabel astellen fir eng sequentiell Erstarrung ze garantéieren. ③ Wann de geschmollte Stol gegoss gëtt, ass d'Injektioun vun uewen aus dem Steigerung virdeelhaft fir d'Temperatur vum geschmollte Stol an der Zufuhr ze garantéieren an d'Optriede vu Schrumpfhahnleichungen ze reduzéieren. ④ Wat d'Giessgeschwindegkeet ugeet, ass d'Giess mat niddreger Geschwindegkeet méi förderlech fir eng sequentiell Erstarrung wéi d'Giess mat héijer Geschwindegkeet. ⑸ D'Giesstemperatur sollt net ze héich sinn. De geschmollte Stol gëtt bei héijer Temperatur aus dem Uewen erausgeholl a nom Sedatioun gegoss, wat virdeelhaft ass fir Schrumpfhahnleichungen ze reduzéieren.
(3) Sandinschlëss (Schlak):Sandinschlëss (Schlak), allgemeng als Blasen bekannt, si diskontinuéierlech kreesfërmeg oder onregelméisseg Lächer, déi a Gossstécker optrieden. D'Lächer si mat Formsand oder Stahlschlak gemëscht, mat onregelméisseger Gréisst, an hunn sech dran aggregéiert. Eng oder méi Plazen, dacks méi um ieweschten Deel.
Ursaachen fir Sand (Schlak) anzebannen:Schlak-Aschloss gëtt duerch eenzel Stahlschlak verursaacht, deen zesumme mam geschmollte Stol an d'Gossform kënnt, während dem Schmelz- oder Giessprozess. Sand-Aschloss gëtt duerch eng onzureichend Dichtheet vum Formraum beim Gossformen verursaacht. Wann geschmollte Stol an d'Formraum gegoss gëtt, gëtt de Formsand vum geschmollte Stol matgespullt an an d'Innere vum Gossform ageet. Zousätzlech sinn e falschen Operatioun beim Ausschneiden an dem Zoumaache vun der Këscht, an de Phänomen vum erausfällende Sand och d'Ursaache fir Sand-Aschloss.
Methoden fir Sandinschlëss (Schlak) ze vermeiden:① Wann de geschmollte Stol geschmolt gëtt, sollten den Ofgas an d'Schlak sou grëndlech wéi méiglech erausgepompelt ginn. ② Versicht, de Schlakbeutel fir de geschmollte Stol net ëmzedréinen, mä benotzt en Téikännchenbeutel oder e Schlakbeutel um Buedem, fir ze verhënneren, datt d'Schlak iwwer dem geschmollte Stol zesumme mam geschmollte Stol an de Gossraum kënnt. ③ Beim Géisse vu geschmollte Stol sollten Moossname getraff ginn, fir ze verhënneren, datt Schlak mam geschmollte Stol an de Formraum kënnt. ④Fir d'Méiglechkeet vu Sandanschluss ze reduzéieren, gitt sécher, datt d'Sandform beim Modelléiere dicht ass, passt op, datt Dir kee Sand beim Schneiden verléiert, a bléist d'Formraum virum Zoumaache vun der Këscht propper.
(4) Rëss:Déi meescht Rëss a Gossstécker si waarm Rëss, mat onregelméisseger Form, penetréierend oder net penetréierend, kontinuéierlech oder intermittent, an de Metall un de Rëss ass donkel oder huet eng Uewerflächenoxidatioun.
Grënn fir Rëss, nämlech Héichtemperaturstress a Flëssegkeetsfilmdeformatioun.
Héichtemperaturspannung ass d'Spannung, déi duerch d'Schwëndung an d'Deformatioun vu geschmoltenem Stol bei héijen Temperaturen entsteet. Wann d'Spannung d'Festigkeits- oder plastesch Deformatiounsgrenz vum Metall bei dëser Temperatur iwwerschreit, entstinn Rëss. Flëssegfilmdeformatioun ass d'Bildung vun engem flëssege Film tëscht de Kristallkären während dem Erstarrungs- a Kristallisatiounsprozess vu geschmoltenem Stol. Mam Fortschrëtt vun der Erstarrung a Kristallisatioun deforméiert sech de flëssege Film. Wann d'Deformatiounsquantitéit an d'Deformatiounsgeschwindegkeet eng gewëssen Limit iwwerschreiden, entstinn Rëss. Den Temperaturberäich vun thermesche Rëss läit tëscht 1200~1450 ℃.
Faktoren, déi Rëss beaflossen:
① S- an P-Elementer am Stol si schiedlech Faktoren fir Rëss, an hir Eutektik mat Eisen reduzéiert d'Festigkeit a Plastizitéit vum Gossstol bei héijen Temperaturen, wat zu Rëss féiert.
② Schlakenabscheidung a -segregatioun am Stol erhéijen d'Spannungskonzentratioun, wouduerch d'Tendenz zu waarme Rëssbildung erhéicht gëtt.
③ Wat méi grouss de lineare Schrumpfkoeffizient vum Stahltyp ass, wat méi grouss d'Tendenz zu waarme Rëssbildung ass.
④ Wat méi grouss d'Wärmeleitfäegkeet vum Stahltyp ass, wat méi grouss d'Uewerflächespannung ass, wat besser d'mechanesch Eegeschafte bei Héichtemperatur sinn a wat méi kleng d'Tendenz zu waarme Rëssbildung ass.
⑤ Den strukturellen Design vu Gossdeeler ass schlecht wat d'Fabrikatiounsméiglechkeet ugeet, wéi ze kleng ofgerënnt Ecker, grouss Ënnerscheeder an der Wanddicke an eng staark Spannungskonzentratioun, déi Rëss verursaache kann.
⑥D'Kompaktheet vun der Sandform ass ze héich, an déi schlecht Ausbezuelung vum Kär behënnert d'Schrumpfung vum Goss an erhéicht d'Tendenz zu Rëss.
⑦ Aner Faktoren, wéi falsch Uerdnung vum Steigleiter, ze séier Ofkillung vum Goss, exzessiv Belaaschtung duerch d'Schneiden vum Steigleiter an d'Hëtztbehandlung, asw., beaflossen och d'Bildung vu Rëss.
Jee no den Ursaachen an den aflossräiche Faktoren vun den uewe genannten Rëss, kënnen entspriechend Moossname getraff ginn, fir d'Optriede vu Rëssdefekter ze reduzéieren an ze vermeiden.
Baséierend op der uewe genannter Analyse vun den Ursaache vu Gossdefekter, der Identifikatioun vun den existente Problemer an der Ernimmung vun entspriechende Verbesserungsmoossnamen, kënne mir eng Léisung fir Gossdefekter fannen, déi zur Verbesserung vun der Gossqualitéit bäidréit.
Zäitpunkt vun der Verëffentlechung: 31. August 2023