Как спроектировать вытяжные иглы для производства чугунных деталей по технологии сырого песка?

Подробно обсудим конструкцию вытяжных игл с учетом особенностей зеленопесчаной технологии и чугунных деталей. Чугун с сырым песком имеет свои уникальные технологические характеристики, поэтому конструкция вытяжных игл также требует особого внимания. 

Влияние характеристик деталей из сырцового чугуна на конструкцию выхлопных игл: 

1. Большое и концентрированное образование газа: влажный песок содержит около 3,5%-5% влаги, которая быстро испаряется под воздействием высокотемпературного расплавленного железа. В то же время угольный порошок, органические вещества и другие вещества в песке также горят и выделяют газ, в результате чего на начальном этапе заливки мгновенно выделяется большое количество газа. 

2. Эффект отрицательного давления: во время заливки расплавленного чугуна в определенных частях полости формы (особенно в области, где расплавленный чугун окончательно заполняется) образуется мгновенное отрицательное давление, которое будет действовать как «всасывающая трубка», сильно всасывая газ в порах песка и вытяжной игле. Если вытяжная игла спроектирована неправильно, металлическая жидкость может легко «засосаться». 

3. Хорошая текучесть расплавленного металла. Чугун (особенно серый чугун) обладает хорошей текучестью и относительно низким поверхностным натяжением по сравнению с литым алюминием, что облегчает проникновение в небольшие зазоры. 

4. Умеренное давление: по сравнению с литой сталью чугун имеет немного более низкую температуру заливки и статическое давление, что обеспечивает определенное безопасное пространство для конструкции вытяжных игл.

Ключевые моменты для целенаправленной разработки выпускной иглы для деталей из чугуна, отлитого из сырого песка: Основываясь на вышеуказанных характеристиках, суть конструкции заключается в обеспечении достаточной площади выхлопа на ранней стадии литья, одновременно эффективно противодействуя обратному потоку металлической жидкости, вызванному мгновенным отрицательным давлением. 

1. Форма выпускной канавки: предпочтительна конструкция с «постепенным расширением» или «дроссельным расширением», настоятельно рекомендуется использовать наклонную канавку (постепенное расширение). Описание: Выпускная канавка узкая внутри полости и широкая снаружи атмосферы, образуя небольшой конус. Преимущества: Защита от обратного потока: когда металлическая жидкость выталкивается к выхлопной канавке под отрицательным давлением, она будет течь из более широкой области в более узкую, уменьшая площадь поперечного сечения канала потока и резко увеличивая сопротивление, эффективно предотвращая глубокое проникновение металлической жидкости. Плавный выпуск: газ плавно течет от узких мест к широким с минимальным сопротивлением. Обработка: Хотя обработка немного сложнее, чем обработка прямых канавок, ее можно выполнить с помощью резки проволокой или специальных шлифовальных инструментов. Избегайте использования простых прямых канавок: прямые канавки имеют плохое сопротивление потоку при отрицательном давлении и несут более высокие риски. 

2. Размер выхлопной канавки (ключевой параметр), ширина канавки (ключ среди ключей): Рекомендуемый диапазон: 0,15–0,25 мм. Принцип верхнего предела: для сырого чугуна ширина канавки никогда не должна превышать 0,25 мм. 0,20 мм — очень часто используемый и безопасный размер. Эта ширина использует поверхностное натяжение расплавленного железа, что затрудняет его автоматическое проникновение, а также обеспечивает достаточное сопротивление отрицательному давлению. Если отливка толстая, статическое давление высокое или положение критическое (например, самая высокая точка полости формы), следует выбрать более узкий размер, например 0,15 мм или 0,18 мм. Глубина канавки: Рекомендуемый диапазон: 0,4–0,8 мм. Чтобы обеспечить достаточную площадь поперечного сечения выхлопной системы, глубина канавки обычно в 2–4 раза превышает ширину канавки. Например, ширина паза 0,20 мм соответствует глубине паза 0,5–0,8 мм. Длина паза (толщина стенки выпускной иглы): Рекомендуемый диапазон: 20–30 мм. Достаточной длины можно сформировать стабильную «секцию сопротивления потоку», увеличивая сопротивление трения потока расплавленного металла и позволяя ему затвердевать до того, как он достигнет атмосферной стороны. 

3. Количество и расположение вытяжных щелей: обычно от 4 до 8, равномерно распределенных по окружности. Планировка: Необходимо обеспечить подключение вытяжного канала. Для конструкции с постепенным расширением необходимо четко указать, какой конец является стороной полости (узкий конец), а какой конец — атмосферной стороной (широкий конец), и указать на чертеже, что «узкий конец обращен в полость при монтаже». 

4. Положение установки и количество вытяжных игл: «Мертвая зона» и самая высокая точка полости формы — это места, где наиболее вероятно скопление газа. Область напротив системы разливки или место последней заливки расплавленного чугуна: здесь газ сжимается сильнее всего и эффект отрицательного давления наиболее выражен. Верхняя форма для крупных плоских отливок: помогает удалить газ, скопившийся в верхней части полости формы. Рядом с стержнем: особенно там, где газ, вырабатываемый песчаным стержнем, необходимо выпустить через полость формы. Количество: Лучше больше, чем меньше. Вытяжные иглы можно устанавливать в местах, где есть подозрение на задержку дыхания. Его стоимость намного ниже, чем потери отходов, вызванные порами.

 Краткое описание конструкции и рекомендуемые характеристики Для типичного компонента из сырого чугуна рекомендуемые характеристики выпускной иглы следующие: Материал: сталь 45 #, закаленная и отпущенная, с поверхностью рабочей части (части с канавками), закаленной до твердости HRC 40-45 для повышения износостойкости и устойчивости к эрозии расплавленного железа. Внешний вид: Цилиндрический с выступом, обычно используемый диаметр Φ 8 мм или Φ 10 мм. Выхлопная канавка: Форма: Канавка с плавным наклоном (узкая сторона полости, широкая сторона атмосферного воздуха). Ширина паза: 0,20 мм (со стороны полости). Глубина канавки: 0,6 мм. Количество: 6, распределены равномерно. Длина слота: 25 мм. 

Особые советы по использованию и обслуживанию: 

1 Строго предотвращайте закупорку: частицы песка и налет зеленого песка с большей вероятностью заблокируют узкие выхлопные каналы. После каждого использования сжатый воздух необходимо продувать обратно со стороны атмосферы и очищать с помощью очень тонкой стальной проволоки или иглы. Регулярно проверяйте, свободен ли он. 

2. Правильная установка: убедитесь, что выпускная игла и монтажное отверстие формы имеют посадку с натягом или плотную посадку, без каких-либо ослаблений. Узкий конец должен быть обращен в полость! После установки лучше всего, чтобы его торцевая поверхность находилась на одном уровне со стеной полости или была слегка утоплена (<0,5 мм) и не выступала. 

3. Своевременная замена: при появлении признаков эрозии, закругления или расширения края выхлопной канавки расплавленным железом его следует немедленно утилизировать и заменить. Вывод: для деталей из чугуна, изготовленного из сырого песка, успешная конструкция выхлопной иглы заключается в использовании постепенно расширяющейся канавки и строгом контроле ширины канавки ниже 0,25 мм. 

Эта конструкция может не только справиться с огромным выделением газа и мгновенным отрицательным давлением на ранней стадии разливки, но также надежно предотвратить проникновение расплавленного чугуна, который является ключевым небольшим компонентом для обеспечения качества отливок и снижения процента брака.