Η σημασία και ο σχεδιασμός του λαιμού ανύψωσης από χυτοσίδηρο

1. Τα σημεία σχεδιασμού του λαιμού από χυτοσίδηρο είναι τα εξής:

Διάμετρος προσδιορισμού μεγέθους: Η διάμετρος του λαιμού ανυψωτήρα είναι γενικά 0,3-0,8 φορές η διάμετρος του κύκλου του καυτού σημείου της χύτευσης. Η διάμετρος του κύκλου του καυτού σημείου της χύτευσης είναι μεγάλη, με μια τιμή προκατειλημμένη προς 0,3. Η διάμετρος του κύκλου του καυτού σημείου είναι μικρή, με μια τιμή προκατειλημμένη προς 0,8. Μήκος: Συνήθως μεταξύ 20-50mm. Για τα μικρά μέρη του χυτοσιδήρου, το μήκος του λαιμού ανυψωτήρα μπορεί να ληφθεί ως το κατώτερο όριο. Τα μεγάλα μέρη από χυτοσίδηρο υπόκεινται σε ανώτατο όριο. Τα κοινά σχήματα για το σχεδιασμό σχήματος περιλαμβάνουν κυλινδρικό, τραπεζοειδές κλπ. Ο κυλινδρικός λαιμός ανυψωτήρα είναι εύκολο να επεξεργαστεί και να είναι κατάλληλη για τις περισσότερες καταστάσεις. Ο τραπεζοειδικός λαιμός ανυψωτήρα είναι επωφελής για την αντιστάθμιση της συρρίκνωσης και χρησιμοποιείται ευρέως σε χύτευση με υψηλές απαιτήσεις για την αντιστάθμιση της συρρίκνωσης.

Η επιλογή θέσης του λαιμού ανύψωσης θα πρέπει να ρυθμιστεί στη ζεστή διασταύρωση της χύτευσης, έτσι ώστε το μεταλλικό υγρό στον ανυψωτή να μπορεί να ρέει κατά προτίμηση στην καυτή διασταύρωση, να επιτύχει διαδοχική στερεοποίηση και να συμπληρώνει αποτελεσματικά τη συρρίκνωση. Προσπαθήστε να αποφύγετε τη ρύθμιση στην περιοχή συγκέντρωσης στρες της χύτευσης για να αποφευχθεί η τάση που προκαλείται από τη συρρίκνωση της στερεοποίησης του λαιμού του ανυψωτήρα, η οποία μπορεί να επιδεινώσει την τάση παραμόρφωσης και πυρόλυσης της χύτευσης. Η ποσότητα προσδιορίζεται με βάση το μέγεθος της χύτευσης, την πολυπλοκότητα της δομής και την κατανομή των καυτών σημείων. Τα μικρά και απλά χυτά μπορεί να απαιτούν μόνο ένα λαιμό ανύψωσης, ενώ τα μεγάλα και σύνθετα χυτά μπορεί να απαιτούν πολλαπλούς λαιμούς ανύψωσης για να εξασφαλίσουν επαρκή συρρίκνωση σε κάθε καυτή άρθρωση. Η σύνδεση μεταξύ του ανυψωτήρα και της χύτευσης θα πρέπει να έχει μια ομαλή μετάβαση, αποφεύγοντας τις σωστές ή αιχμηρές γωνίες για να μειωθεί η αντίσταση στη ροή του λιωμένου μετάλλου. Η σύνδεση μεταξύ του λαιμού ανυψωτήρα και της χύτευσης θα πρέπει να είναι σταθερή για να αποφευχθεί η θραύση λόγω της επίδρασης του τετηγμένου μετάλλου κατά τη διάρκεια της διαδικασίας χύτευσης. Ταυτόχρονα, το σχήμα και το μέγεθος της σύνδεσης θα πρέπει να σχεδιάζονται εύλογα για να αποφευχθεί ο σχηματισμός υπερβολικών ζώων που επηρεάζονται από τη θερμότητα στη χύτευση, γεγονός που μπορεί να προκαλέσει ελαττώματα στο χύτευση.

2. Ανάλυση θήκης σχεδιασμού του λαιμού ανύψωσης από χυτοσίδηρο

Τα περισσότερα κράματα παρουσιάζουν συνεπή και προβλέψιμη συμπεριφορά κατά τη διάρκεια της διαδικασίας ψύξης από υγρό σε στερεό σε θερμοκρασία. Υπάρχουν δύο διαφορετικά στάδια συστολής. Πρώτον, όταν η θερμοκρασία χύτευσης κράματος ψύχεται στη γραμμή LiquidUS, αυτό συνήθως αναφέρεται ως υγρή συρρίκνωση ή υπερθέρμανση της συρρίκνωσης. Δεύτερον, όταν ένα κράμα ψύχεται από υγρό σε στερεό, αναφέρεται συνήθως ως συρρίκνωση στερεοποίησης. Από την άλλη πλευρά, τα τμήματα από χυτοσίδηρο γραφίτη (συμπεριλαμβανομένου του γκρι χυτοσίδηρο, του όλκιμου σιδήρου και του εύπλαστου χυτοσιδήρου) συνοδεύονται από ένα ασυνήθιστο φαινόμενο κατά τη διάρκεια της ψύξης και της στερεοποίησης, όπου το μέταλλο αρχίζει να επεκτείνεται. Αυτή η επέκταση συνήθως αποδίδεται στην καθίζηση των φάσεων γραφίτη χαμηλότερης πυκνότητας, ξεπερνώντας και υπερβαίνει τη συρρίκνωση που σχετίζεται με την στερεοποίηση του ψυκτικού και του ωστενίτη. Μέχρι στιγμής, η πιο σημαντική πτυχή του σχεδιασμού των ανυψωτήρων και των συστημάτων πύλης για χυτοσίδηρο είναι η απαίτηση να διατηρηθεί θετική υγρή πίεση σε όλη τη διαδικασία στερεοποίησης. Αρχικά, η ατμοσφαιρική πίεση πρέπει να επιτρέπεται να ενεργεί στο υγρό στο ανυψωτήρα και για να συμβεί αυτό, ο ανυψωτικός πρέπει να είναι (συμπιεσμένος). Μόλις ξεκινήσει η επέκταση, ένα προσεκτικά σχεδιασμένο σύστημα ανύψωσης ελέγχει την πίεση επέκτασης και εξασφαλίζει την αυτόματη συρρίκνωση της χύτευσης κατά τη διάρκεια της υπόλοιπης διαδικασίας στερεοποίησης. Αυτό έρχεται σε αντίθεση με τον χάλυβα, το αλουμίνιο, τον χαλκό κ.λπ., καθώς δεν περιλαμβάνουν επέκταση, η οποία απαιτεί την προσθήκη λιωμένου μετάλλου στη χύτευση κατά τη διάρκεια της στερεοποίησης.

3. Πίεση ελέγχου

Ο λαιμός ανύψωσης μπορεί να είναι το πιο κρίσιμο συστατικό στο σχεδιασμό του συστήματος ανύψωσης, καθώς συνήθως καθορίζει το μέγεθος της υπολειμματικής πίεσης στο υγρό. Η επιφάνεια επαφής του λαιμού ανυψωτήρα πρέπει να είναι αρκετά μεγάλη ώστε να μεταφέρει το τετηγμένο μέταλλο από τον ανυψωτήρα στο χύτευση για μεγάλο χρονικό διάστημα. Εάν είναι απαραίτητο, θα πρέπει να απελευθερωθεί υπερβολική πίεση στην κοιλότητα του καλουπιού, αλλά θα πρέπει να είναι σκόπιμο να διατηρηθεί η θετική πίεση του υγρού στο τέλος της στερεοποίησης και να διευκολυνθεί η απομάκρυνση του ανυψωτήρα από το χύτευση. Ο λαιμός ανύψωσης μπορεί να θεωρηθεί ως "βαλβίδα ασφαλείας" στα δοχεία πίεσης και ο σχεδιασμός του θα πρέπει να εξασφαλίσει ότι η πίεση μέσα στο χύτευση διατηρείται σε διαχειρίσιμο επίπεδο. Το υλικό χύτευσης, ή πιο συγκεκριμένα, το καλούπι άμμου που μπορεί να αντέξει την πίεση επέκτασης χωρίς να επεκταθεί, συνήθως καθορίζει τον βαθμό ελέγχου. Εάν το υλικό του καλουπιού είναι αδύναμο, όπως όταν χρησιμοποιείτε καλούπια άμμου αργίλου, ένας λαιμός ανύψωσης θα πρέπει να σχεδιάζεται για να απελευθερώσει κάποια πίεση επέκτασης για να αποφευχθεί η επέκταση του καλουπιού. Αυτό επιτυγχάνεται με το σχεδιασμό του λαιμού ανύψωσης για να στερεοποιηθεί σε ένα σχετικά τελευταίο στάδιο, επιτρέποντας την απελευθέρωση κάποια πίεση στον ανυψωτήρα μέσω του λαιμού του ανυψωτήρα. Χρησιμοποιώντας ισχυρότερα και σκληρότερα υλικά συγκόλλησης μοντέλου (όπως συστήματα ρητίνης), ο λαιμός ανύψωσης μπορεί να σχεδιαστεί για να είναι μικρότερο, επιτρέποντάς του να στερεοποιηθεί νωρίτερα κατά τη διάρκεια της φάσης επέκτασης και να διατηρήσει υψηλότερη υπολειμματική υγρή πίεση. Ωστόσο, ένας πολύ μικρός λαιμός ανύψωσης μπορεί να οδηγήσει σε υπερβολική υπολειμματική πίεση μέσα στη χύτευση, με αποτέλεσμα το πορώδες που σχετίζεται με την επέκταση του καλουπιού. Ένας υπερβολικά μεγάλος λαιμός ανύψωσης συνήθως οδηγεί σε απώλεια θετικής πίεσης στο υγρό πριν ολοκληρωθεί η στερεοποίηση, με αποτέλεσμα τη συρρίκνωση και την εκκένωση του αερίου από το μεταλλικό υγρό που σχετίζεται με τη στερεοποίηση. Το μέγεθος του λαιμού ανυψωτήρα στους κανόνες σχεδιασμού βασίζεται συνήθως στο γεωμετρικό μέτρο (MC) της χύτευσης. Η τυπική τιμή του χυτοσιδήρου που παράγεται σε άμμο πηλού είναι μεταξύ 0,6 (MC) και 0,9 (MC). Η ακριβής τιμή εξαρτάται από τη σκληρότητα του υλικού καλουπιού άμμου, τη χημική σύνθεση και τον βαθμό εμβολιασμού του σιδήρου και τον ρυθμό ψύξης της χύτευσης. Εάν ο ανυψωμένος μετακινηθεί πιο κοντά στη χύτευση, η επίδραση θέρμανσης στην άμμο μεταξύ της χύτευσης και του λαιμού ανυψωτήρα θα μειώσει το γεωμετρικό μέτρο επαφής διατηρώντας παράλληλα το ισοδύναμο θερμικό μέτρο. Εάν ο λαιμός είναι αρκετά μικρός ώστε να είναι ίσος ή μικρότερος από το μικρότερο μέγεθος διατομής επαφής, ο γεωμετρικός συντελεστής μπορεί να μειωθεί με ασφάλεια κατά 0,6 φορές, δηλαδή το μέτρο του μεγαλύτερου λαιμού (Mn (Short) = 0,6mn (μακρύ)). Αυτό υποδεικνύει μείωση περίπου 65% στην περιοχή επαφής.

σύναψη

Η επιτυχής συρρίκνωση του χυτοσιδήρου γραφίτη περιλαμβάνει τη διατήρηση και τον έλεγχο της θετικής πίεσης του υγρού σιδήρου σε όλη τη διαδικασία στερεοποίησης. Ο σωστός σχεδιασμός του συστήματος ανύψωσης και της εκτίμησης και ο έλεγχος του μεταλλουργικού και του χρόνου χύσης είναι ζωτικής σημασίας για την παραγωγή εξαρτημάτων από χυτοσίδηρο γραφίτη χωρίς συρρίκνωση.