Ventiili korpuse valamine on ventiili tootmisprotsessi oluline osa ja ventiili valamise kvaliteet määrab ventiili kvaliteedi. Järgnevalt tutvustatakse mitmeid ventiilitööstuses tavaliselt kasutatavaid valamismeetodeid:
Liiva valamine:
Ventiilitööstuses tavaliselt kasutatavat liivvalu saab vastavalt erinevatele sideainetele jagada roheliseks liivaks, kuivaks liivaks, vesiklaasist liivaks ja furaanvaiguga isekarastuvaks liivaks.
(1) Roheline liiv on vormimisprotsess, kus sideainena kasutatakse bentoniiti.
Selle omadused on:Valmis liivvormi ei pea kuivatama ega karastama, liivvormil on teatud märgtugevus ning liivasüdamikul ja vormikesta saagikus on hea, mistõttu on valandeid lihtne puhastada ja raputada. Vormimise tootmise efektiivsus on kõrge, tootmistsükkel on lühike, materjalikulu on madal ja konveieri tootmist on mugav korraldada.
Selle puudused on:Valandid on altid defektidele, nagu poorid, liiva lisandid ja liiva adhesioon, ning valandite kvaliteet, eriti sisemine kvaliteet, ei ole ideaalne.
Terasvalude rohelise liiva osakaal ja jõudlustabel:
(2) Kuivliiv on vormimisprotsess, kus sideainena kasutatakse savi. Väikese koguse bentoniidi lisamine võib parandada selle märgtugevust.
Selle omadused on:Liivvorm vajab kuivatamist, sellel on hea õhu läbilaskvus, see ei ole altid sellistele defektidele nagu liiva pesemine, liiva kleepumine ja poorid ning valamise loomulik kvaliteet on hea.
Selle puudused on:see nõuab liiva kuivatamise seadmeid ja tootmistsükkel on pikk.
(3) Vesiklaasliiv on modelleerimisprotsess, milles sideainena kasutatakse vesiklaasi. Selle omadused on järgmised: vesiklaas kõveneb automaatselt CO2-ga kokkupuutel ning sellel võib olla modelleerimisel ja südamike valmistamisel gaaskõvenemismeetodi mitmeid eeliseid, kuid on ka puudusi, nagu vormi kesta halb kokkusurutavus, valandite liivaga puhastamise raskused ning vana liiva madal regenereerimis- ja ringlussevõtu määr.
Vesiklaasist CO2 kõvendava liiva osakaal ja toimivustabel:
(4) Furaanvaiguga isekõveneva liivvormimise meetod on valamisprotsess, kus sideainena kasutatakse furaanvaiku. Vormimisliiv kõveneb toatemperatuuril kõvendi toimel sideaine keemilise reaktsiooni tõttu. Selle eripäraks on see, et liivvormi ei pea kuivatama, mis lühendab tootmistsüklit ja säästab energiat. Vaigu vormimisliiv on kergesti tihendatav ja laguneb hästi. Valandite vormimisliiv on kergesti puhastatav. Valanditel on suur mõõtmete täpsus ja hea pinnaviimistlus, mis võib oluliselt parandada valandite kvaliteeti. Selle puudusteks on: toorliiva kõrged kvaliteedinõuded, kerge terav lõhn tootmiskohas ja vaigu kõrge hind.
Furaanvaigu mitteküpsetatud liivasegu osakaal ja segamisprotsess:
Furaanvaigu isekõveneva liiva segamisprotsess: Vaigu isekõveneva liiva valmistamiseks on kõige parem kasutada pidevat liivasegistit. Toorliiv, vaik, kõvendi jne lisatakse järjestikku ja segatakse kiiresti. Seda saab igal ajal segada ja kasutada.
Vaiguliiva segamisel erinevate toorainete lisamise järjekord on järgmine:
Toorliiv + kõvendi (p-tolueensulfoonhappe vesilahus) – (120 ~ 180S) – vaik + silaan – (60 ~ 90S) – liiva tootmine
(5) Tüüpiline liivvalu tootmisprotsess:
Täppisvalu:
Viimastel aastatel on ventiilitootjad pööranud üha enam tähelepanu valandite välimuse kvaliteedile ja mõõtmete täpsusele. Kuna hea välimus on turu põhinõue, on see ka töötlemise esimese etapi positsioneerimise etalon.
Ventiilitööstuses tavaliselt kasutatav täppisvalu on investeerimisvalu, mida tutvustatakse lühidalt järgmiselt:
(1) Lahuse valamise kaks protsessimeetodit:
①Madala temperatuuriga vaha baasil vormimaterjali (steariinhape + parafiin), madalrõhu vaha sissepritse, vesiklaasi kesta, kuuma vee vaha eemaldamise, atmosfääri sulatamise ja valamise protsessi kasutamine, mida kasutatakse peamiselt süsinikterase ja madala legeerterase valandite jaoks üldiste kvaliteedinõuetega, valandite mõõtmete täpsus võib ulatuda riikliku standardini CT7~9.
② Keskmise temperatuuriga vaigupõhise vormimaterjali, kõrgsurvevaha sissepritse, ränidioksiidisoolvormi kesta, auruga vaha eemaldamise, kiire atmosfääri- või vaakumsulatusvalu protsessi abil saab valandite mõõtmete täpsuse saavutada CT4-6 täppisvaludeni.
(2) Investeeringuvalu tüüpiline protsessivoog:
(3) Investeeringuvalu omadused:
①Valul on kõrge mõõtmete täpsus, sile pind ja hea välimus.
② On võimalik valada keeruka struktuuri ja kujuga osi, mida on teiste protsessidega raske töödelda.
3 Valamismaterjalid ei ole piiratud, erinevad sulammaterjalid, näiteks: süsinikteras, roostevaba teras, legeerteras, alumiiniumisulam, kõrgtemperatuuriline sulam ja väärismetallid, eriti sulammaterjalid, mida on raske sepistada, keevitada ja lõigata.
4. Hea tootmise paindlikkus ja tugev kohanemisvõime. Seda saab toota suurtes kogustes ning see sobib ka üksiktootmiseks või väikeste partiide tootmiseks.
⑤ Investeeringuvalul on ka teatud piirangud, näiteks tülikas protsessivoog ja pikk tootmistsükkel. Piiratud valamistehnikate tõttu ei saa selle rõhukandevõime olla eriti kõrge, kui seda kasutatakse rõhukandvate õhukese kestaga ventiilivalude valamiseks.
Valamisdefektide analüüs
Igal valandil on sisemisi defekte, nende defektide olemasolu toob kaasa suuri varjatud ohte valandi sisemisele kvaliteedile ja keevitusparandus nende defektide kõrvaldamiseks tootmisprotsessis koormab samuti oluliselt tootmisprotsessi. Eelkõige on ventiilid õhukese kestaga valandid, mis taluvad rõhku ja temperatuuri ning nende sisemiste struktuuride kompaktsus on väga oluline. Seetõttu muutuvad valandi sisemised defektid otsustavaks teguriks, mis mõjutab valandi kvaliteeti.
Ventiilivalude sisedefektide hulka kuuluvad peamiselt poorid, räbu lisandid, kokkutõmbumispoorsus ja praod.
(1) Poorid:Poorid tekivad gaasi toimel, pooride pind on sile ja need tekivad valandpinna sees või lähedal ning nende kuju on enamasti ümmargune või piklik.
Peamised poore tekitava gaasi allikad on:
① Metallis lahustunud lämmastik ja vesinik jäävad valandi tahkumise ajal metalli sisse, moodustades suletud ümmargused või ovaalsed siseseinad metallilise läikega.
② Vormimaterjalis olev niiskus või lenduvad ained muutuvad kuumutamisel gaasiks, moodustades tumepruunide siseseintega poorid.
③ Metalli valamise ajal osaleb ebastabiilse voolu tõttu õhk pooride moodustamises.
Õhulõhe defekti ennetamise meetod:
① Sulatamisel tuleks roostes metalltooraineid kasutada võimalikult vähe või üldse mitte ning tööriistu ja kulpe tuleks küpsetada ja kuivatada.
② Sula terase valamine peaks toimuma kõrgel temperatuuril ja valamine madalal temperatuuril ning sula teras tuleks gaasi hõljumise hõlbustamiseks korralikult rahustada.
③ Valamistoru protsessi ülesehitus peaks suurendama sula terase rõhupead, et vältida gaasi kinnijäämist, ja looma kunstliku gaasitee mõistliku heitgaasi jaoks.
4. Vormimismaterjalid peaksid kontrollima veesisaldust ja gaasi mahtu, suurendama õhu läbilaskvust ning liivavormi ja liivasüdamikku tuleks võimalikult palju küpsetada ja kuivatada.
(2) Kahanemisõõnsus (lahtine):See on valandi sees (eriti kuumas kohas) tekkiv sidus või mittesidus ümmargune või ebakorrapärane õõnsus (õõnsus), millel on kare sisepind ja tumedam värvus. Jämedad kristalliterad, enamasti dendriitide kujul, mis on kogunenud ühte või mitmesse kohta ja altid hüdraulilise katse ajal lekkimisele.
Õõnsuse kokkutõmbumise (lõtvuse) põhjus:Mahukahanemine toimub metalli tahkumisel vedelast tahkesse olekusse. Kui sel ajal ei toimu piisavalt sula terase täiendamist, tekib paratamatult kokkutõmbumisõõnsus. Terasvalude kokkutõmbumisõõnsuse põhjuseks on peamiselt järjestikuse tahkumisprotsessi ebaõige juhtimine. Põhjusteks võivad olla vale tõusutoru seadistus, sula terase liiga kõrge valamistemperatuur ja suur metalli kokkutõmbumine.
Kahanemisõõnsuste (lõtvuse) vältimise meetodid:① Valamissüsteemi teaduslik kavandamine nii, et saavutada sula terase järjestikune tahkestumine, ja esimesena tahkuvad osad tuleks sula terasega täiendada. ② Püsttoru, alus, sisemine ja välimine külmraud tuleb õigesti ja mõistlikult seadistada, et tagada järjestikune tahkestumine. ③ Sula terase valamisel on püsttorust ülevalt sissepritse kasulik, et tagada sula terase temperatuur ja etteanne ning vähendada kokkutõmbumisõõnsuste teket. ④ Valamiskiiruse osas soodustab madal valamiskiirus järjestikust tahkestumist paremini kui kiire valamine. ⑸ Valamistemperatuur ei tohiks olla liiga kõrge. Sula teras võetakse ahjust välja kõrgel temperatuuril ja valatakse pärast seda, mis on kasulik kokkutõmbumisõõnsuste vähendamiseks.
(3) Liiva lisandid (räbu):Liivanulendid (räbu), mida tuntakse ka villidena, on valandite sisse ilmuvad katkendlikud ümmargused või ebakorrapärased augud. Augud on segatud vormimisliiva või terasräbuga, ebakorrapärase suurusega ja neisse kuhjunud. Ühes või mitmes kohas, sageli rohkem ülemises osas.
Liiva (räbu) sattumise põhjused:Räbu sattumine toimub sulatamise või valamise käigus koos sula terasega valusse sattuvate üksikute terasräbude tõttu. Liiva sattumine toimub vormiõõnsuse ebapiisava tiheduse tõttu vormimise ajal. Kui sula teras valatakse vormiõõnsusse, uhub see vormiliiva endaga kaasa ja satub valu sisemusse. Lisaks on liiva sattumise põhjuseks ka ebaõige töötamine vormimiskastide lõikamisel ja sulgemisel ning liiva väljakukkumise nähtus.
Liiva (räbu) lisandite vältimise meetodid:① Sula terase sulatamisel tuleks heitgaasid ja räbu võimalikult põhjalikult välja imeda. ② Sula terase valamiskotti ei tohiks ümber keerata, vaid tuleks kasutada teekannu või põhjaga valamiskotti, et vältida sula terase kohal oleva räbu sattumist koos sula terasega valuõõnsusse. ③ Sula terase valamisel tuleb võtta meetmeid, et räbu ei satuks koos sula terasega vormiõõnsusse. ④ Liiva sattumise võimaluse vähendamiseks tuleb modelleerimisel tagada liivavormi tihedus, trimmimisel olla ettevaatlik, et liiva ei kaotaks, ja enne kasti sulgemist vormiõõnsus puhtaks puhuda.
(4) Praod:Enamik valandite pragudest on kuumapraod, ebakorrapärase kujuga, läbistavad või mitte, pidevad või katkendlikud ning pragude juures olev metall on tume või pinnaoksüdeerunud.
pragude põhjused, nimelt kõrge temperatuuriga stress ja vedela kile deformatsioon.
Kõrgtemperatuuriline pinge on pinge, mis tekib sula terase kokkutõmbumisel ja deformeerumisel kõrgetel temperatuuridel. Kui pinge ületab metalli tugevus- või plastilise deformatsiooni piiri sellel temperatuuril, tekivad praod. Vedelkile deformatsioon on vedelkile moodustumine kristalliterade vahele sula terase tahkumise ja kristalliseerumise protsessi ajal. Tahkumise ja kristalliseerumise edenedes vedelkile deformeerub. Kui deformatsiooni hulk ja kiirus ületavad teatud piiri, tekivad praod. Termiliste pragude temperatuurivahemik on umbes 1200–1450 ℃.
Pragude teket mõjutavad tegurid:
① Terase S- ja P-elemendid on pragude tekkeks kahjulikud tegurid ning nende eutektika rauaga vähendab valuterase tugevust ja plastilisust kõrgetel temperatuuridel, mille tulemuseks on praod.
② Räbu sisaldus ja segregatsioon terases suurendavad pingekontsentratsiooni, suurendades seega kuumpragunemise kalduvust.
③ Mida suurem on terasetüübi lineaarne kokkutõmbumistegur, seda suurem on kuumpragunemise kalduvus.
4. Mida suurem on terasetüübi soojusjuhtivus, seda suurem on pindpinevus, seda paremad on mehaanilised omadused kõrgel temperatuuril ja seda väiksem on kalduvus kuumapragunemisele.
5 Valandite konstruktsiooniline disain on halvasti valmistatav, näiteks liiga väikesed ümarad nurgad, suur seinapaksuse erinevus ja tugev pingekontsentratsioon, mis põhjustab pragusid.
6. Liivvormi kompaktsus on liiga kõrge ja südamiku halb saagis takistab valu kokkutõmbumist ja suurendab pragude tekkimise kalduvust.
⑦Muud tegurid, näiteks tõusutoru vale paigutus, valandi liiga kiire jahutamine, tõusutoru lõikamisest ja kuumtöötlusest tingitud liigne pinge jne, mõjutavad ka pragude teket.
Vastavalt ülaltoodud pragude põhjustele ja mõjutavatele teguritele saab võtta vastavaid meetmeid pragudefektide tekke vähendamiseks ja vältimiseks.
Eeltoodud valudefektide põhjuste analüüsi, olemasolevate probleemide väljaselgitamise ja vastavate parandusmeetmete võtmise põhjal saame leida valudefektidele lahenduse, mis soodustab valamise kvaliteedi paranemist.
Postituse aeg: 31. august 2023