Какие шаги и поддержка процесса необходимы для достижения сбалансированного затвердевания ковкого чугуна?

Основные моменты сбалансированного процесса затвердевания ковкого чугуна и его внедрения в производство — это процесс идеального преобразования теории в практику. Это может решить проблему усадки и пористости ковкого чугуна в реальном производстве. Реализация сбалансированной затвердевания ковкого чугуна — это систематический проект, который требует от нас выполнения следующей работы:

1、 Глубоко понимать основные моменты процесса «сбалансированного затвердевания».

«Теорию равновесного затвердевания» предложил профессор Вэй Бин, эксперт по литью из Китая. Он отходит от традиционного представления о «последовательном затвердевании», и его основная идея состоит в том, чтобы использовать расширение графитации во время процесса затвердевания ковкого чугуна для компенсации усадки, тем самым достигая цели - отливок без усадки и пористости.

Основные моменты этого процесса можно свести к трем ключевым словам:

Баланс между «расширением» и «сокращением»: это самый фундаментальный момент. Во время затвердевания ковкий чугун претерпевает как «расширение» из-за выделения графита (графитизационное расширение), так и «усадку» из-за усадки в жидком и твердом состоянии. Цель мастерства — создать условия, позволяющие «расширению» противодействовать «сжатию». 2. Баланс между «жесткостью» и «гибкостью»: «жесткость» относится к форме, имеющей достаточную прочность, чтобы «удерживать» давление, создаваемое графитизационным расширением, заставляя силу расширения действовать в противоположном направлении на расплавленный чугун для компенсации усадки. Это основа для достижения «самовосполнения и сжатия». Обычно достигается с помощью высокопрочного формовочного песка (например, смоляного песка, песка с покрытием), армированных песочниц и других методов. «Мягкий» (гибкий/податливый): относится к созданию соответствующей «мягкой» среды (например, вентиляционных отверстий, стояков для перелива, слоев мягкого песка) в конце пути или рядом с горячей точкой, где требуется усадка, позволяющей полости формы отступать контролируемым образом, чтобы направлять поле усадочного потока, сбрасывать избыточное давление и предотвращать «набухание» отливки или движение стенок. 3. Баланс между «горячим» и «холодным»: контролировать температурное поле отливки с помощью литниковая система «Тепло»: В толстых и крупных горячих узлах отливок обеспечивается необходимая усадка жидкости и подведение тепла за счет использования скрытых или боковых стояков. Холодный»: Использование холодного чугуна для ускорения местного охлаждения на тонкостенных или быстро охлаждаемых участках отливок, устранения горячих точек и установления температурного градиента в сторону стояка.

Основная мнемоника: «Если что-то твердое, то это твердое; если оно мягкое, то оно мягкое; если оно горячее, то оно горячее; если оно холодное, то оно холодное; используйте расширение вместо сжатия, чтобы достичь динамического баланса.

2、 Конкретные методы реализации основных моментов в производстве.

Для воплощения изложенной теории в практические производственные операции необходимо систематически контролировать следующие аспекты:

1. Проектирование процесса пресс-формы (реализация «жесткости» и «гибкости»)

Выбирайте высокопрочные формовочные материалы: следует отдавать предпочтение смоляному песку (фурановой смоле, щелочно-фенольной смоле) или песку с покрытием. Эти материалы обладают высокой прочностью и могут эффективно противостоять графитическому расширению, что является основой достижения сбалансированного затвердевания. Глинистый песок (мокрый песок) требует строгого контроля за влажностью и степенью уплотнения, а при необходимости – усиления песочниц и форм. Разумно спроектированная и компактная система заливки: обычно используется полузакрытая (например, F прямая: F горизонтальная: F внутри = 1,5:1,2:1) или полностью закрытая система заливки. Быстрое заполнение снижает эрозию, а также помогает чашке литника и литнику обеспечить определенный эффект усадки на более позднем этапе. Используйте «маленькие, но многочисленные» стояки: стояки не обязательно должны быть такими большими, как литая сталь. Используйте небольшие по размеру, чаще всего скрытые стояки (кормушки с краями, кормушки для ушей, кормушки для утконосов и т. д.) или боковые кормушки. Ключевым моментом является конструкция горловины стояка: она должна быть «короткой, тонкой и широкой». Его функция состоит в том, чтобы плавно компенсировать усадку жидкости на ранней стадии затвердевания и быстро «самозакрываться» (затвердевать) в начале графитизационного расширения на средней стадии затвердевания, блокируя давление расширения внутри отливки, а не сбрасывая его в стояк. Разумное использование холодного чугуна: размещение внешнего холодного чугуна в толстой горячей точке отливки может ускорить охлаждение этой области, устранить горячую точку и уменьшить ее зависимость от стояка. При использовании в сочетании со стояком можно создать более идеальный температурный градиент для управления последовательностью затвердевания. Настройка выпуска и перелива: в самой высокой точке и последней точке заполнения полости формы должно быть установлено достаточное количество выпускных отверстий, чтобы обеспечить плавный выпуск газа из полости. Переливной стояк (мешок для сбора шлака) устанавливают в конце разливки или при окончательном выходе расплавленного чугуна. Он может не только собирать шлак, но и выгружать низкотемпературный расплавленный чугун, балансируя давление и температуру внутри полости формы.

2. Контроль плавки и сфероидизации (гарантия источника «расширения»)

Стабильный химический состав: Углеродный эквивалент (CE): использование раствора с высоким содержанием углерода и низким содержанием кремния. CE обычно контролируется в пределах от 4,6% до 4,9%. Высокоуглеродистый материал может обеспечить достаточное осаждение графита и создать достаточную силу расширения; Низкое содержание кремния может предотвратить чрезмерное повышение температуры эвтектики и предотвратить слишком позднее расширение графита. Остаточное содержание магния (Mg): не должно быть слишком высоким, обычно контролируется на уровне 0,03–0,05%. Чрезмерная высота увеличит склонность к побелению, замедлит графитацию и уменьшит расширение. Хороший эффект сфероидизации: убедитесь, что уровень сфероидизации достигает 1-2 уровней. Только круглые графитовые шарики могут обеспечить достаточную и равномерную силу расширения. Чем больше и меньше графитовых шариков, тем раньше начинается расширение и тем лучше эффект. Подходящая температура заливки: для обеспечения полного заполнения постарайтесь максимально снизить температуру заливки (например, 1320 ℃ -1380 ℃). Разливка при низкой температуре может уменьшить величину усадки жидкости, сократить время затвердевания и обеспечить более раннее и более эффективное расширение графитации для компенсации усадки.

3. Контроль производственного процесса (гарантия динамического баланса)

Адекватное уплотнение формовочного песка: убедитесь, что твердость песчаной формы соответствует стандарту (например, смоляной песок> 90, глинистый песок> 85) и гарантируйте «жесткость» формы. Точное измерение расплавленного железа: Обеспечьте точное количество железа в пакете обработки сфероидизации, чтобы обеспечить точное добавление сфероидизирующего агента и модификатора, тем самым стабилизируя эффект сфероидизации и химический состав. Быстрое литье: залейте как можно скорее после процедуры сфероидизации (обычно завершаемой в течение 10 минут после «стабилизации реакции»), чтобы предотвратить снижение фертильности и сфероидизации. Разумное время упаковки: после заливки отливка должна иметь достаточное время изоляции в песчаной форме (по крайней мере, после завершения эвтектического затвердевания) перед упаковкой и шлифовкой. Преждевременный бокс потеряет «жесткость» песчаной формы, а отливки будут деформироваться или даже разбухать под действием силы расширения, что приведет к резкому увеличению риска внутренней усадки и неплотности.

краткое содержание

Подводя итог, можно сказать, что достижение сбалансированного затвердевания — это не какой-то один метод, а систематическая концепция, которая проходит через весь процесс проектирования процесса, контроля плавки и управления производством. Это требует от производителей глубокого понимания характеристик затвердевания ковкого чугуна и достижения идеального эффекта «замены усадки расширением и баланса жесткости и гибкости» с помощью ряда мер, таких как литье с высокой жесткостью, небольшой стояк, холодное железо, низкая температура разливки и высококачественный расплавленный чугун. В практических применениях рекомендуется проводить технологические эксперименты и поверку участков на типовых изделиях для оптимизации и определения наиболее подходящих параметров процесса для конкретных условий производства.