Importanța și designul gâtului ridicat din fontă

1.. Punctele de proiectare ale gâtului Riser din fontă sunt următoarele:

Diametru de determinare a mărimii: diametrul gâtului ridicat este în general de 0,3-0,8 ori diametrul cercului la punctul fierbinte al turnării. Diametrul cercului la punct fierbinte al turnării este mare, cu o valoare părtinitoare spre 0,3; Diametrul cercului la punct fierbinte este mic, cu o valoare părtinitoare spre 0,8. Lungime: de obicei între 20-50mm. Pentru piese mici din fontă, lungimea gâtului ridicat poate fi luată ca limită inferioară; Piesele mari din fontă sunt supuse unei limite superioare. Formele obișnuite pentru proiectarea formei includ cilindrice, trapezoidale, etc. Gâtul de ridicare cilindrică este ușor de procesat și potrivit pentru majoritatea situațiilor; Gâtul trapezoidal este benefic pentru compensarea contracției și este utilizat pe scară largă în piesele turnate cu cerințe ridicate pentru compensarea contracției.

Selecția de poziție a gâtului ridicat ar trebui să fie setată la joncțiunea fierbinte a turnării, astfel încât lichidul metalic din ridicare poate curge preferențial până la joncțiunea fierbinte, să obțină solidificarea secvențială și să completeze eficient contracția. Încercați să evitați să o setați în zona de concentrație de stres a turnării pentru a preveni tensiunea cauzată de contracția de solidificare a gâtului ridicat, care poate agrava deformarea și tendința de fisurare a turnării. Cantitatea este determinată pe baza dimensiunii turnării, a complexității structurii și a distribuției punctelor fierbinți. Turnările mici și simple pot necesita doar un gât ridicat, în timp ce turnările mari și complexe pot necesita mai multe gâturi de ridicare pentru a asigura o contracție suficientă la fiecare articulație fierbinte. Conexiunea dintre ridicare și turnare ar trebui să aibă o tranziție lină, evitând colțurile drepte sau ascuțite pentru a reduce rezistența la fluxul de metal topit. Conexiunea dintre gâtul ridicat și turnarea ar trebui să fie fermă pentru a preveni ruperea din cauza impactului metalului topit în timpul procesului de turnare. În același timp, forma și dimensiunea conexiunii ar trebui să fie proiectate în mod rezonabil pentru a evita formarea de zone excesive de căldură afectate pe turnare, ceea ce poate provoca defecte în turnare.

2. Proiectarea analiza cazului de gât din fontă

Majoritatea aliajelor prezintă un comportament consistent și previzibil în timpul procesului de răcire de la lichid la solid la temperatură. Există două etape diferite de contracție. În primul rând, atunci când temperatura de turnare a aliajului se răcește la linia lichidus, aceasta este denumită în mod obișnuit contracție lichidă sau contracție supraîncălzită. În al doilea rând, atunci când un aliaj se răcește de la lichid la solid, acesta este denumit în mod obișnuit contracție de solidificare. Pe de altă parte, piesele din fontă de grafit (inclusiv fontă gri, fier ductil și fontă maleabilă) sunt însoțite de un fenomen neobișnuit în timpul răcirii și solidificării, unde metalul începe să se extindă. Această expansiune este de obicei atribuită precipitațiilor fazelor de grafit cu densitate mai mică, depășind și depășind contracția asociată cu solidificarea lichidului de răcire și austenită. Până în prezent, cel mai important aspect al proiectării ridicatelor și a sistemelor de închidere pentru fontă este cerința de a menține presiunea lichidă pozitivă pe întregul proces de solidificare. Inițial, presiunea atmosferică trebuie să fie lăsată să acționeze asupra lichidului în ridicare, iar pentru ca acest lucru să se producă, ar trebui să fie (comprimat). Odată ce începe extinderea, un sistem de ridicare proiectat cu atenție controlează presiunea de expansiune și asigură o contracție automată a turnării în timpul procesului de solidificare rămas. Acest lucru este în contrast cu oțelul, aluminiul, cuprul etc., deoarece nu implică expansiune, ceea ce necesită adăugarea de metal topit la turnare în timpul solidificării.

3. Presiunea de control

Gâtul de ridicare poate fi cea mai critică componentă în proiectarea sistemului Riser, deoarece de obicei determină mărimea presiunii reziduale asupra lichidului. Suprafața de contact a gâtului ridicat trebuie să fie suficient de mare pentru a transfera metalul topit de la ridicare la turnare pe o perioadă lungă de timp. Dacă este necesar, ar trebui eliberată presiunea excesivă în cavitatea mucegaiului, dar ar trebui să fie adecvat să se mențină presiunea pozitivă a lichidului la sfârșitul solidificării și să faciliteze îndepărtarea ridicatului din turnare. Gâtul ridicat poate fi considerat ca o „supapă de siguranță” pe vasele sub presiune, iar proiectarea sa ar trebui să se asigure că presiunea din interiorul turnării este menținută la un nivel gestionabil. Materialul de modelare, sau mai precis, matrița de nisip care poate rezista la presiunea de expansiune fără a se extinde, determină de obicei gradul de controlabilitate. Dacă materialul de matriță este slab, cum ar fi atunci când utilizați matrițe de nisip de argilă, un gât ridicat ar trebui să fie proiectat pentru a elibera o presiune de expansiune pentru a evita expansiunea mucegaiului. Acest lucru se realizează prin proiectarea gâtului ridicat pentru a se solidifica într -o etapă relativ tardivă, permițând eliberarea unei presiuni către ridicarea prin gâtul ridicat. Prin utilizarea materialelor de legare a modelului mai puternic și mai greu (cum ar fi sistemele de rășină), gâtul ridicat poate fi proiectat pentru a fi mai mic, permițându -i să se solidifice mai devreme în faza de expansiune și să mențină o presiune reziduală mai mare a lichidului. Cu toate acestea, un gât prea mic poate duce la o presiune reziduală excesivă în interiorul turnării, ceea ce duce la porozitate legată de expansiunea mucegaiului. Un gât de ridicare excesiv de mare duce, de obicei, la o pierdere a presiunii pozitive asupra lichidului înainte ca solidificarea să fie completă, ceea ce duce la contracție și descărcare de gaz din lichidul metalic legat de solidificare. Mărimea gâtului ridicat în regulile de proiectare se bazează de obicei pe modulul geometric (MC) al turnării. Valoarea tipică a fontei produse în nisip de lut este cuprinsă între 0,6 (MC) și 0,9 (MC). Valoarea exactă depinde de duritatea materialului matriței de nisip, de compoziția chimică și de gradul de inoculare de fier și de rata de răcire a turnării. Dacă ridicarea este apropiată de turnare, efectul de încălzire asupra nisipului dintre turnare și gâtul ridicat va reduce modulul geometric al contactului, menținând în același timp modulul termic echivalent. Dacă gâtul este suficient de scurt pentru a fi egal sau mai mic decât dimensiunea mai mică a secțiunii transversale de contact, modulul geometric poate fi redus în siguranță de 0,6 ori, adică modulul gâtului mai lung (Mn (scurt) = 0,6 mil. (Long)). Aceasta indică o reducere de aproximativ 65% în zona de contact.

concluzie

Contracția cu succes a fontei de fontă de grafit implică menținerea și controlul presiunii pozitive a fierului lichid pe parcursul procesului de solidificare. Proiectarea corectă a sistemului de ridicare și de turnare și controlul timpului metalurgic și de turnare bine, sunt cruciale pentru producerea de piese din fontă de grafit fără contracție.