一、Cinco detalles importantes que fácilmente se pasan por alto en la fundición de espuma perdida
1. Altura del cabezal de presión;
1) Para asegurar la parte más alta y más alejada de la pieza fundida, y obtener una pieza fundida con contornos claros y estructura completa, la altura desde el punto más alto de la pieza fundida hasta la superficie líquida de la copa de vertido debe cumplir con: hM≥Ltanα
Donde: hM - altura mínima del cabezal de presión residual (mm)
L: el flujo de metal fundido, la distancia horizontal de la línea central del canal recto en el punto más lejano de la fundición (mm)
α--vertido a presión (°)
Altura suficiente del cabezal de presión, cuando el metal fundido en la cavidad aumenta, hay suficiente presión para garantizar la velocidad de llenado del metal fundido.
2) El patrón de espuma se vaporiza durante el proceso de vertido, generando una gran cantidad de gas. Por un lado, el gas es aspirado por la presión negativa y, por otro lado, el metal fundido ascendente lo expulsa con suficiente presión fuera de la cavidad.
3) Los defectos como el cierre en frío, los poros y la deposición de carbón generados en la parte superior de la pieza fundida generalmente son causados por una altura del cabezal de presión insuficiente en las condiciones de área de vertido, temperatura de vertido y método de vertido adecuados.
2. Presión negativa;
1) Se instalan manómetros de presión negativa comunes en la tubería principal, que solo pueden determinar indirectamente la presión negativa en la caja, pero no pueden representar el valor real de presión negativa en la caja.
2) Debido a diferencias en la estructura de la pieza fundida, algunas piezas fundidas tienen pasajes estrechos en la cavidad interior. Durante el proceso de vertido, debido al alivio de presión o a una presión negativa insuficiente, la presión negativa en esta parte será baja, lo que provocará una resistencia insuficiente del molde de arena, deformación y ruptura de la pieza fundida, y defectos como arena envuelta en hierro, expansión de la caja, y colapso de la caja. Estas áreas son áreas ciegas de presión negativa.
3) Durante el vertido, debido a una operación incorrecta, la película plástica que sella la superficie de la caja se quema en un área grande y se genera una gran cantidad de alivio de presión debido al sellado deficiente, lo que resulta en una grave falta de presión negativa en la caja. e incluso retropulverización durante el vertido, lo que provoca cierre en frío, vertido insuficiente y defectos de carbono en la pieza fundida. Una caja tiene varios tamices y una bolsa tiene varias cajas para verter, lo cual es extremadamente obvio.
Medidas específicas:
A. Instalar una tubería de presión negativa temporal; arena de resina de relleno previo; reemplace el núcleo de arena.
B. El espesor de la capa de arena es suficiente; se realiza un tratamiento previo alrededor de la copa de vertido, como tela de amianto, arena de resina, etc.; se reduce o se cierra la presión negativa del cajón de arena vertido previamente; la segunda bomba de vacío de reserva está encendida.
3.Prevenir impurezas;
Durante el proceso de vertido, las impurezas como escoria, partículas de arena, polvo de ceniza, etc. fuera de la cavidad se sumergen en la cavidad con el flujo de hierro fundido, y aparecerán defectos como agujeros de arena y agujeros de escoria en la pieza fundida.
1) La refractariedad, resistencia y densidad del material refractario de la cuchara de hierro fundido no son altas. Durante el proceso de vertido, se corroe y se funde con el hierro fundido a alta temperatura, y se forma escoria que flota; Los agregados granulares sueltos caen o son lavados por el hierro fundido.
2) La escoria que cuelga del cucharón viejo no se limpia; la densidad y refractariedad del material para la reparación del revestimiento no son altas y la unión con el revestimiento original no es fuerte.
3) El eliminador de escoria y el agente de agregación de escoria son ineficaces y hay impurezas dispersas y separadas en la superficie del hierro fundido.
4) Al verter el cucharón de pico de pato, el algodón de escoria queda suspendido en el aire y pierde su función de escoria.
5) Desalineación durante el vertido, el hierro fundido impacta la superficie de la arena y la arena salpica el vaso de vertido.
6) En el inoculante existen impurezas como polvo, arena y suciedad.
Medidas específicas:
A. Empaque con moldes resistentes a altas temperaturas y utilice materiales de reparación especiales para la reparación local.
B. Utilice un agente eficaz de eliminación y agregación de escoria.
C. El vaso vertedor está a más de 50 mm por encima de la superficie de la arena y los vasos vertedores adyacentes que se van a verter están cubiertos con cubiertas protectoras. Para los vertedores no cualificados, se utiliza una tela de amianto alrededor del vaso para protegerlo.
D. Educar y capacitar a los operadores en habilidades y alfabetización.
E. Coloque un filtro, dé prioridad al vertido desde abajo y el sistema de vertido tiene una función de cierre de escoria.
F. El inoculante se compra en un lugar designado y se almacena adecuadamente.
4. Temperatura de vertido;
De acuerdo con las características del metal fundido y las características estructurales de la pieza fundida, se determina la temperatura mínima de vertido para garantizar que la estructura de la pieza fundida esté completa, que los bordes y las esquinas estén limpios y que no haya defectos de cierre en frío en la pared delgada.
Cuando una bolsa de hierro fundido se vierte en varias cajas y en varias piezas en una caja, la influencia del enfriamiento del hierro fundido en la etapa posterior es extremadamente importante.
1) Utilice una bolsa aislante, generalmente agregue una capa aislante entre la carcasa de acero y la capa refractaria;
2) Cubra la superficie de la bolsa de hierro fundido con agente aislante, escoria y agente de cobertura compuesto aislante;
3) El límite superior de la temperatura de vertido se puede aumentar adecuadamente sin afectar al material, se satisface la refractariedad de la capa de revestimiento del molde y no se producen otros defectos de fundición. Por ejemplo, la carcasa del motor: la temperatura del horno es de 1630-1650 ℃ y la temperatura de vertido es de 1470-1580 ℃;
4) Cuando quede una pequeña cantidad de hierro fundido al final y la temperatura sea baja, se debe devolver al horno para su tratamiento, o continuar golpeando y vertiendo;
5) Se vierten varias piezas en serie;
6) Cambiar a golpeteo múltiple de bolsas pequeñas;
7) Acorte el tiempo del proceso de vertido, la copa de vertido esté dispuesta de manera consistente y el trabajador de vertido y el trabajador de la grúa estén capacitados y tengan la mejor cooperación.
5. Ambiente de vertido.
En el proceso de producción de piezas fundidas, existe un dicho que dice "30% modelado y 70% vertido", lo que demuestra la importancia del vertido en la producción de piezas fundidas.
Las habilidades operativas del trabajador del vertido son muy críticas, pero es imposible que todos se conviertan en "vendedores de aceite". Generalmente es fácil crear un buen ambiente para el vertido.
1) La altura vertical de la boca del cucharón desde el plano superior del vaso vertedor es ≤300 mm, y la distancia horizontal entre la boca del cucharón y la línea central del vaso vertedor es ≤300 mm;
2) Utilice un cucharón de pico de pato y la boca del cucharón no debe ser demasiado larga. [Reducir la velocidad inicial del hierro fundido que sale de la parábola de la boca de la cuchara y acortar la distancia horizontal;
3) Al diseñar el proceso y empaque, el vaso vertedor debe colocarse lo más cerca posible del lado de fundición de la caja de arena, con un máximo de dos filas;
4) Vaso vertedor tipo caja o vaso de reflujo con embudo adicional;
5) Máquina coladora automática. El cucharón está cerca de la caja de arena y la boca del cucharón está cerca del vaso vertedor tanto en dirección horizontal como vertical, por lo que es fácil encontrar la posición correcta. El carro y el ajuste de elevación del puente grúa se utilizan en el medio, y el cucharón es relativamente estable y no es fácil interrumpir el flujo o el fenómeno de grandes y pequeños;
6) El cucharón de la tetera no puede estar cerca de la caja de arena; el trabajador que vierte está lejos y no es fácil encontrar la posición correcta. La caja de arena se coloca en varias filas. Al verter el molde del medio, la boca del cucharón está demasiado alta desde la taza de vertido y la distancia horizontal es grande, lo que es difícil de controlar.
二 、 Diseño y análisis del proceso del cuerpo de válvula de hierro dúctil.
1. Rasgos estructurales y características de las piezas fundidas;
1) Características: cuerpo de la válvula, material QT450-10, peso unitario 50 kg, tamaño del contorno 320 × 650 × 60 mm;
2) Características estructurales: pared gruesa de 60 mm, pared delgada de 10 mm, la cavidad interior es una vía aérea circular;
3) Requisitos especiales: sin defectos de fuga de aire en la pared alrededor de las vías respiratorias, sin defectos como agujeros de arena, poros, contracción, etc. en otras superficies procesadas.
2. Comparación y análisis de dos esquemas de diseño de sistemas de compuertas;
Plan 1,
1) Coloque verticalmente, dos piezas en un molde, dos capas de inyección lateral, la parte inferior se llena principalmente y la parte superior se compensa principalmente con la contracción;
2) La vía aérea es un núcleo de arena recubierto con pintura a base de agua de espuma perdida y el espesor del recubrimiento es de 1 mm;
3) El cuello ascendente es corto, plano y delgado, con un tamaño de 12 de espesor × 50 de ancho. Posición: lejos del punto caliente pero cerca del punto caliente;
4) Tamaño del elevador: 70 × 80 × 150 mm de alto;
5) Temperatura de fundición: 1470 ~ 1510 ℃.
Esquema 2,
1) Coloque verticalmente, dos piezas en una pieza fundida, dos capas de pieza fundida lateral, la parte inferior está principalmente llena y la parte superior tiene principalmente contracción compensada;
2) La vía aérea es un núcleo de arena recubierto y el recubrimiento a base de agua de espuma perdida se aplica en el exterior, con un espesor de recubrimiento de 1 mm;
3) El cuello ascendente es grueso y grande, con dimensiones: espesor 15 × ancho 50. Posición: colocado en el nodo caliente geométrico superior;
4) Tamaño de la contrahuella: 80×80×altura 160;
5) Temperatura de vertido: 1470~1510℃.
3. Resultados de las pruebas;
Esquema 1, tasa de desperdicio interno y externo del 80%;
Hay agujeros de contracción del 10% alrededor de la raíz del cuello ascendente de algunas piezas fundidas;
Después de terminar las piezas fundidas, la mayoría de las piezas fundidas tienen agujeros de contracción y defectos de contracción en la parte inferior.
Esquema 2, tasa de desperdicio interno y externo del 20%;
Algunas piezas fundidas tienen orificios de contracción del 10% alrededor de la raíz del cuello ascendente;
Una vez procesada la pieza fundida, no hay agujeros de contracción ni defectos de contracción, pero hay una pequeña cantidad de inclusiones de escoria.
4.Análisis de simulación;
En la opción 1, existe riesgo de encogimiento en la raíz y la parte inferior del cuello de la contrahuella; Los resultados de la simulación son consistentes con los defectos reales de la pieza fundida.
En el segundo esquema, existe el riesgo de contracción en la raíz del cuello ascendente y los resultados de la simulación son consistentes con los defectos reales de la pieza fundida.
5. Mejora de procesos y análisis de procesos.
1) Mejora de procesos:
Hay una contracción en la raíz del tubo ascendente, lo que indica que la capacidad calorífica del tubo ascendente es relativamente pequeña. Según el esquema 2, la contrahuella y el cuello de la contrahuella se amplían apropiadamente.
Tamaño original: contrahuella 80×80×altura 160 cuello contrahuella 15×50;
Después de la mejora: contrahuella 80×90×altura 170 cuello contrahuella 20×60;
Resultados de la verificación: se eliminan la contracción y los defectos de contracción, y las tasas de desperdicio interno y externo son ≤5%.
2) Análisis de procesos:
Coloca los dos planos grandes a un lado y moldea las dos piezas en serie. El área de proyección vertical es la más pequeña y el plano grande está en la fachada, lo que favorece la reducción de la emisión instantánea de gases; y la mayoría de las superficies de procesamiento importantes están en el lateral.
Fundición lateral de dos capas, sistema de fundición abierta. El corredor transversal superior está inclinado hacia arriba y el área de entrada inferior es más grande que el corredor recto, de modo que el hierro fundido se inyecta primero desde la parte inferior, lo que favorece el ascenso suave del hierro fundido. La espuma se vaporiza capa por capa y el ingrato se cierra rápidamente. El aire y la escoria no pueden entrar en la cavidad, evitando defectos de carbono e inclusiones de escoria.
Cuando el hierro fundido se eleva hasta la altura de la raíz del tubo ascendente superior, la mayor parte del hierro fundido a alta temperatura ingresa primero a la cavidad a través del tubo ascendente. El tubo ascendente está sobrecalentado y se aproxima a un tubo ascendente caliente, no a un tubo ascendente completamente caliente, porque la cavidad necesita elevar una pequeña cantidad de hierro fundido frío a través del ingreso inferior, por lo que el volumen del tubo ascendente es mayor que el del tubo ascendente caliente, por lo que que se solidifique al final.
La guía que conecta la guía recta superior con la contrahuella debe estar al ras con el cuello de la contrahuella. Si es más alto, la parte inferior del tubo ascendente es todo hierro fundido en frío, la eficiencia de compensación de la contracción del tubo ascendente se reduce seriamente y aparecerán defectos de cierre en frío y de carbón en la parte superior de la pieza fundida, lo cual se ha demostrado en la práctica.
Con un sistema de vertido cerrado, el hierro fundido se eleva a una cierta altura y el hierro fundido ingresa a la cavidad desde las entradas de agua superior e inferior al mismo tiempo. En este momento, la contrahuella se convierte en una contrahuella caliente y la altura del corredor transversal que conecta la contrahuella tiene poco efecto.
El sistema de vertido abierto no tiene función de escoria y se debe colocar un filtro en las entradas de agua superior e inferior.
El núcleo de las vías respiratorias está rodeado de hierro fundido y el entorno es hostil. Por tanto, el núcleo debe tener alta resistencia, refractariedad y desintegración. Se utiliza un núcleo de arena recubierto y la superficie se recubre con una capa de espuma perdida. El espesor del recubrimiento es de 1 a 1,5 mm.
PD Discusión sobre los elevadores de alimentación por contracción,
1) El cuello del tubo ascendente está en la posición real del nodo caliente, el espesor y el área no pueden ser demasiado pequeños [el módulo no puede ser demasiado pequeño] y el corredor interno que conecta el tubo ascendente es plano, delgado y largo. El elevador es grande.
2) El cuello ascendente está alejado de la posición real del nodo caliente, pero cerca del nodo caliente, plano, delgado y corto. El elevador es pequeño.
El espesor de pared de la pieza fundida es grande, por lo que se selecciona 1); el espesor de pared de la pieza fundida es pequeño, por lo que se selecciona 2).
Esquema 3 [No probado]
1) Inyección desde arriba, el hierro fundido ingresa a la cavidad a través del tubo ascendente, un verdadero tubo ascendente caliente;
2) Las guías del bebedero y de la mazarota están más altas que el cuello de la mazarota;
3) Ventajas: fácil de compensar la contracción y fácil de llenar el molde;
4) Desventajas: Relleno de hierro fundido inestable, fácil de producir defectos de carbono.
三、 Seis cuestiones a las que los técnicos de fundición deben prestar atención
1) Comprender plenamente las características estructurales, requisitos técnicos y características especiales del producto,
[Espesor mínimo de pared, vía aérea, seguridad, alta presión, fugas, entorno de uso]
2) Investigar los problemas que actualmente son propensos a ocurrir en el proceso de fundición y uso de este producto o productos similares,
[Muchos parecen simples, pero esconden crisis]
3) Seleccione el mejor método de lanzamiento,
[El proceso de espuma perdida tiene muchas piezas de seguridad, fugas, alta presión, etc., que no son la mejor solución]
4) Para productos nuevos suministrados en lotes, es necesario invitar a un grupo de expertos experimentados para demostrar, revisar y guiar,
[La gente empieza a necesitar ayuda cuando nace]
5) Cuando los tipos de estructuras de fundición son complejos, cambiantes y la cantidad es pequeña, la simulación de fundición temprana es muy necesaria.
[Reducir el número de pruebas y ser objetivo]
6)Déjame preguntar: un técnico tiene los mismos productos y procesos en diferentes empresas, pero ¿por qué la calidad es tan diferente?
四 Casos típicos
1) Para la carcasa reductora de rueda de hierro dúctil para automóvil, el mejor método de fundición es cubrir el molde de hierro con arena. El rendimiento del proceso es del 85% y la tasa de desperdicio integral es ≤5%. La calidad es estable y la eficiencia de producción es alta; El proceso de espuma perdida es un fracaso.
[Era factible realizar una simulación de fundición en los Estados Unidos. Debido a la determinación de la estructura de la fundición y los requisitos técnicos, además de la compensación de la contracción del riser y las medidas locales de hierro en frío, la velocidad general de enfriamiento de la fundición es muy crítica. ]
2) Para diversos soportes de hierro dúctil de automóviles, no se recomienda el proceso de espuma perdida. Cualquier defecto de fundición dentro de la fundición puede causar fracturas durante el uso. Si se produce el 1% de los defectos internos de carbono, posteriormente se harán reclamaciones y multas, lo que le hará perder todos sus esfuerzos anteriores y declararse en quiebra. La cantidad de piezas pequeñas es grande y no se puede realizar una detección de fallas al 100%.
Para el soporte del eje de equilibrio del automóvil, el material es QT800-5 y no se recomienda el proceso de espuma perdida. Incluso si la pieza fundida no tiene defectos, el grafito es grueso debido a la lenta velocidad de enfriamiento de la pieza fundida y el tratamiento térmico posterior es impotente.
3) El tamaño de la lata de aluminio es de 30 mm de espesor de pared, 500 mm de diámetro exterior y 1000 mm de altura. Contenedor de residuos nucleares, sin defectos en el interior de la fundición. Japón pidió una vez a China, conocida como potencia de fundición, que lo fabricara a un precio 10 veces superior al precio de mercado. Después de que el grupo de autoridad nacional de casting lo revisó, la conclusión fue "no puedo hacerlo".
[Toda la fundición y el vertido deben realizarse en un ambiente de vacío para garantizar la calidad]
4) Una gran empresa nacional de fundición de espuma perdida gastó mucho dinero en la producción de espuma perdida de piezas de hierro dúctil. Pidió orientación al grupo de autoridad nacional de casting, pero fracasó. Ahora ha cambiado a producción de arena arcillosa y línea de presión estática.
5) La fijación de las tuercas es muy sencilla y no es necesario aflojarla nunca. En el pasado, sólo Japón podía fabricarlos en el mundo. Algunas parecen simples, pero en realidad son muy complicadas.
6) Para hierro fundido gris, carcasas de motores, plataformas, bancos de trabajo, carcasas de cajas de cambios, carcasas de embrague y otras piezas de cajas, el proceso de espuma perdida es el mejor proceso.
7) Primero se quema la espuma perdida y luego se vierte, así como el moldeo de carcasa vacía, lo que aporta luz a la producción de piezas fundidas de acero inoxidable y acero dúplex con requisitos especiales de piezas de seguridad, fugas, resistencia a altas presiones, etc.
Hora de publicación: 08-jul-2024