1. Phân tích cấu trúc
(1) Điều nàyvan bướmcó cấu trúc hình bánh tròn, khoang bên trong được kết nối và hỗ trợ bởi 8 gân gia cường, lỗ Φ620 ở phía trên thông với khoang bên trong, và phần còn lại của...vanKhi bị bịt kín, lõi cát khó cố định và dễ bị biến dạng. Cả việc xả khí và làm sạch khoang bên trong đều gặp nhiều khó khăn, như thể hiện trong Hình 1.
Độ dày thành của các vật đúc rất khác nhau, độ dày thành tối đa đạt 380mm, và độ dày thành tối thiểu chỉ là 36mm. Khi vật đúc đông đặc, sự chênh lệch nhiệt độ lớn, và sự co ngót không đều dễ tạo ra các lỗ co ngót và các khuyết tật rỗ do co ngót, dẫn đến hiện tượng thấm nước trong thử nghiệm thủy lực.
2. Thiết kế quy trình:
(1) Mặt phân chia được thể hiện trong Hình 1. Đặt đầu có lỗ lên hộp trên, tạo một lõi cát nguyên khối trong khoang giữa và kéo dài đầu lõi một cách thích hợp để tạo điều kiện thuận lợi cho việc cố định lõi cát và di chuyển lõi cát khi hộp được lật ngược. Ổn định, chiều dài của đầu lõi dạng đòn bẩy của hai lỗ mù ở bên cạnh dài hơn chiều dài của lỗ, sao cho trọng tâm của toàn bộ lõi cát nghiêng về phía đầu lõi để đảm bảo lõi cát được cố định và ổn định.
Hệ thống rót bán kín được sử dụng, ∑F bên trong: ∑F ngang: ∑F thẳng = 1:1,5:1,3, ống dẫn sử dụng ống gốm có đường kính trong Φ120, và hai viên gạch chịu lửa 200×100×40mm được đặt ở đáy để ngăn sắt nóng chảy chảy trực tiếp vào khuôn cát. Đối với khuôn cát va đập, một bộ lọc gốm xốp 150×150×40mm được lắp đặt ở đáy đường dẫn, và 12 ống gốm có đường kính trong Φ30 được sử dụng cho đường dẫn bên trong để kết nối đều với đáy vật đúc thông qua bể chứa nước ở đáy bộ lọc để tạo thành phương án rót đáy, như thể hiện trong Hình 2.
(3) Đặt 14 ∮20 lỗ thông khí khoang trong khuôn trên, đặt một lỗ thông hơi lõi cát Φ200 ở giữa đầu lõi, đặt sắt nguội vào các phần dày và lớn để đảm bảo quá trình đông đặc cân bằng của vật đúc và sử dụng nguyên lý giãn nở graphit hóa để loại bỏ ống dẫn liệu được sử dụng để cải thiện năng suất quy trình. Kích thước của hộp cát là 3600×3600×1000/600mm, và nó được hàn với tấm thép dày 25mm để đảm bảo đủ độ bền và độ cứng, như thể hiện trong Hình 3.
3. Kiểm soát quy trình
(1) Tạo khuôn: Trước khi tạo khuôn, hãy sử dụng mẫu chuẩn Φ50×50mm để kiểm tra độ bền nén của cát nhựa ≥ 3,5MPa và siết chặt sắt nguội và đường dẫn để đảm bảo khuôn cát có đủ độ bền để bù đắp cho sự giãn nở hóa học của graphit được tạo ra khi sắt nóng chảy đông đặc và ngăn sắt nóng chảy tác động vào phần đường dẫn trong thời gian dài gây ra hiện tượng rửa trôi cát.
Tạo lõi: Lõi cát được chia thành 8 phần bằng nhau bởi 8 gân gia cường, được nối với nhau qua khoang giữa. Không có bộ phận hỗ trợ và thoát khí nào khác ngoài đầu lõi giữa. Nếu lõi cát không được cố định và thoát khí tốt, sẽ xảy ra hiện tượng dịch chuyển lõi cát và xuất hiện các lỗ khí sau khi rót. Vì diện tích tổng thể của lõi cát lớn, nên nó được chia thành tám phần. Nó phải có đủ độ bền và độ cứng để đảm bảo lõi cát không bị hư hại sau khi tháo khuôn và không bị biến dạng sau khi rót, nhằm đảm bảo độ dày thành đồng đều của vật đúc. Vì lý do này, chúng tôi đã đặc biệt chế tạo một khung lõi đặc biệt và buộc nó vào khung lõi bằng dây thông gió để hút khí thải từ đầu lõi, đảm bảo độ đặc chắc của khuôn cát khi tạo lõi. Như thể hiện trong Hình 4.
(4) Đóng hộp: Vì khó làm sạch cát trong khoang bên trong của van bướm, toàn bộ lõi cát được sơn hai lớp. Lớp đầu tiên được quét bằng sơn zirconium gốc cồn (độ Baume 45-55), sau đó sơn và nung. Sau khi khô, sơn lớp thứ hai bằng sơn magie gốc cồn (độ Baume 35-45) để ngăn vật đúc dính vào cát và bị thiêu kết, không thể làm sạch. Phần đầu lõi được treo trên ống thép Φ200 của cấu trúc chính của xương lõi bằng ba vít M25, cố định và khóa với hộp cát khuôn trên bằng nắp vít và kiểm tra xem độ dày thành của từng phần có đồng đều hay không.
4. Quy trình nấu chảy và rót
(1) Sử dụng gang thỏi chất lượng cao Q14/16# có hàm lượng P, S, Ti thấp của Benxi, và thêm vào với tỷ lệ 40%~60%; các nguyên tố vi lượng như P, S, Ti, Cr, Pb, v.v. được kiểm soát chặt chẽ trong thép phế liệu, không được phép có rỉ sét và dầu, tỷ lệ thêm vào là 25%~40%; nguyên liệu trả lại phải được làm sạch bằng phương pháp phun bi trước khi sử dụng để đảm bảo độ sạch của nguyên liệu.
(2) Kiểm soát thành phần chính sau lò nung: C: 3,5-3,65%, Si: 2,2%-2,45%, Mn: 0,25%-0,35%, P≤0,05%, S: ≤0,01%, Mg (dư): 0,035% ~0,05%, với điều kiện đảm bảo quá trình cầu hóa, nên lấy giới hạn dưới của Mg (dư) càng nhiều càng tốt.
(3) Xử lý cấy mầm cầu hóa: sử dụng chất tạo cầu có hàm lượng magie và đất hiếm thấp, với tỷ lệ bổ sung là 1,0%~1,2%. Phương pháp xử lý tạo cầu hóa bằng cách xả rửa thông thường, 0,15% lượng cấy một lần được phủ lên chất tạo cầu ở đáy bao bì, và quá trình tạo cầu hóa được hoàn tất. Sau đó, xỉ được thuê ngoài để cấy mầm thứ cấp với tỷ lệ 0,35%, và cấy mầm theo dòng chảy với tỷ lệ 0,15% được thực hiện trong quá trình rót.
(5) Quy trình rót nhanh ở nhiệt độ thấp được áp dụng, nhiệt độ rót là 1320°C~1340°C và thời gian rót là 70~80 giây. Sắt nóng chảy không được gián đoạn trong quá trình rót và cốc rót luôn đầy để ngăn khí và tạp chất xâm nhập vào khuôn thông qua khoang dẫn.
5. Kết quả thử nghiệm đúc
(1) Kiểm tra độ bền kéo của khối thử nghiệm đúc: 485MPa, độ giãn dài: 15%, độ cứng Brinell HB187.
(2) Tỷ lệ cầu hóa là 95%, kích thước graphit là loại 6 và perlit là 35%. Cấu trúc luyện kim được thể hiện trong Hình 5.
(3) Không tìm thấy khuyết tật nào có thể ghi nhận được trong quá trình phát hiện khuyết tật thứ cấp UT và MT của các bộ phận quan trọng.
(4) Bề mặt phẳng và nhẵn (xem Hình 6), không có khuyết tật đúc như tạp chất cát, tạp chất xỉ, vết nứt nguội, v.v., độ dày thành đồng đều và kích thước đáp ứng yêu cầu của bản vẽ.
(6) Thử nghiệm áp suất thủy lực 20kg/cm2 sau khi xử lý không cho thấy bất kỳ sự rò rỉ nào
6. Kết luận
Theo đặc điểm cấu trúc của van bướm này, vấn đề lõi cát lớn ở giữa không ổn định và dễ bị biến dạng, cùng với việc khó làm sạch cát, được giải quyết bằng cách chú trọng vào thiết kế quy trình, sản xuất và cố định lõi cát, cũng như sử dụng lớp phủ gốc zirconium. Việc bố trí các lỗ thông hơi giúp tránh khả năng hình thành lỗ rỗng trong vật đúc. Từ hệ thống điều khiển nạp liệu lò và hệ thống dẫn liệu, lưới lọc gốm xốp và công nghệ cửa nạp gốm được sử dụng để đảm bảo độ tinh khiết của sắt nóng chảy. Sau nhiều lần xử lý cấy mầm, cấu trúc luyện kim của vật đúc và các thông số hiệu suất tổng thể khác nhau đã đạt được các yêu cầu tiêu chuẩn của khách hàng.
TừCông ty TNHH van bịt kín nước Thiên Tân Tanggu Van bướm, van cổng, Bộ lọc chữ Y, van kiểm tra hai tấm dạng mỏngsản xuất.
Thời gian đăng bài: 29/04/2023
