A fundição do corpo da válvula é uma parte importante do processo de fabricação da válvula, e a qualidade da fundição da válvula determina a qualidade da válvula.A seguir apresentamos vários métodos de processo de fundição comumente usados na indústria de válvulas:
Fundição em areia:
A fundição em areia comumente usada na indústria de válvulas pode ser dividida em areia verde, areia seca, areia de vidro d'água e areia auto-endurecedora de resina furânica de acordo com diferentes ligantes.
(1) Areia verde é um processo de moldagem que utiliza bentonita como aglutinante.
Suas características são:o molde de areia acabado não precisa ser seco ou endurecido, o molde de areia tem uma certa resistência à umidade e o núcleo de areia e a carcaça do molde têm bom rendimento, facilitando a limpeza e a agitação das peças fundidas.A eficiência da produção de moldagem é alta, o ciclo de produção é curto, o custo do material é baixo e é conveniente organizar a produção da linha de montagem.
Suas desvantagens são:as peças fundidas são propensas a defeitos como poros, inclusões de areia e adesão de areia, e a qualidade das peças fundidas, especialmente a qualidade intrínseca, não é ideal.
Tabela de proporção e desempenho de areia verde para peças fundidas de aço:
(2) A areia seca é um processo de moldagem que utiliza argila como aglutinante.Adicionar um pouco de bentonita pode melhorar sua resistência à umidade.
Suas características são:o molde de areia precisa ser seco, tem boa permeabilidade ao ar, não é propenso a defeitos como lavagem de areia, aderência de areia e poros, e a qualidade inerente da peça fundida é boa.
Suas desvantagens são:requer equipamento de secagem de areia e o ciclo de produção é longo.
(3) Areia de vidro solúvel é um processo de modelagem que usa vidro solúvel como aglutinante.Suas características são: o vidro d'água tem a função de endurecer automaticamente quando exposto ao CO2, e pode ter várias vantagens do método de endurecimento a gás para modelagem e fabricação de machos, mas existem deficiências como baixa colapsabilidade do invólucro do molde, dificuldade na limpeza da areia de peças fundidas e baixa taxa de regeneração e reciclagem de areia velha.
Tabela de proporção e desempenho da areia endurecedora de CO2 de copo d'água:
(4) A moldagem em areia autoendurecível com resina furânica é um processo de fundição que utiliza resina furânica como aglutinante.A areia de moldagem solidifica devido à reação química do ligante sob a ação do agente de cura à temperatura ambiente.Sua característica é que o molde de areia não precisa ser seco, o que encurta o ciclo de produção e economiza energia.A areia para moldagem de resina é fácil de compactar e possui boas propriedades de desintegração.A areia de moldagem das peças fundidas é fácil de limpar.As peças fundidas possuem alta precisão dimensional e bom acabamento superficial, o que pode melhorar muito a qualidade das peças fundidas.Suas desvantagens são: alta qualidade da areia bruta, leve cheiro pungente no local de produção e alto custo da resina.
Proporção e processo de mistura da mistura de areia sem cozimento de resina furânica:
O processo de mistura de areia autoendurecível de resina furânica: É melhor usar um misturador de areia contínuo para fazer areia autoendurecível de resina.Areia bruta, resina, agente de cura, etc. são adicionados em sequência e misturados rapidamente.Pode ser misturado e usado a qualquer momento.
A ordem de adição de várias matérias-primas ao misturar areia resinosa é a seguinte:
Areia bruta + agente de cura (solução aquosa de ácido p-toluenossulfônico) – (120 ~ 180S) – resina + silano – (60 ~ 90S) – produção de areia
(5) Processo típico de produção de fundição em areia:
Fundição de precisão:
Nos últimos anos, os fabricantes de válvulas têm prestado cada vez mais atenção à qualidade da aparência e à precisão dimensional das peças fundidas.Como a boa aparência é o requisito básico do mercado, ela também é a referência de posicionamento para a primeira etapa da usinagem.
A fundição de precisão comumente usada na indústria de válvulas é a fundição de precisão, que é brevemente apresentada a seguir:
(1) Dois métodos de processo de fundição de solução:
①Usando material de molde à base de cera de baixa temperatura (ácido esteárico + parafina), injeção de cera de baixa pressão, casca de vidro de água, desparafinação com água quente, processo de fusão e vazamento atmosférico, usado principalmente para peças fundidas de aço carbono e aço de baixa liga com requisitos gerais de qualidade , A precisão dimensional das peças fundidas pode atingir o padrão nacional CT7 ~ 9.
② Usando material de molde à base de resina de média temperatura, injeção de cera de alta pressão, revestimento de molde de sílica sol, desparafinação a vapor, processo de fundição por fusão rápida atmosférica ou a vácuo, a precisão dimensional das peças fundidas pode atingir peças fundidas de precisão CT4-6.
(2) Fluxo de processo típico de fundição de precisão:
(3) Características da fundição de investimento:
①A fundição possui alta precisão dimensional, superfície lisa e boa qualidade de aparência.
② É possível fundir peças com estruturas e formatos complexos que são difíceis de processar com outros processos.
③ Os materiais de fundição não são limitados, vários materiais de liga, como: aço carbono, aço inoxidável, liga de aço, liga de alumínio, liga de alta temperatura e metais preciosos, especialmente materiais de liga que são difíceis de forjar, soldar e cortar.
④ Boa flexibilidade de produção e forte adaptabilidade.Pode ser produzido em grandes quantidades e também é adequado para produção de peças únicas ou pequenos lotes.
⑤ A fundição de precisão também tem certas limitações, como: fluxo de processo complicado e longo ciclo de produção.Devido às técnicas de fundição limitadas que podem ser usadas, sua capacidade de suporte de pressão não pode ser muito alta quando é usada para fundir peças fundidas de válvulas de casco fino que suportam pressão.
Análise de defeitos de fundição
Qualquer peça fundida terá defeitos internos, a existência desses defeitos trará grandes perigos ocultos à qualidade interna da peça fundida, e o reparo de soldagem para eliminar esses defeitos no processo produtivo também trará um grande ônus ao processo produtivo.Em particular, as válvulas são peças fundidas de casca fina que suportam pressão e temperatura, e a compactação de suas estruturas internas é muito importante.Portanto, os defeitos internos das peças fundidas tornam-se o fator decisivo que afeta a qualidade das peças fundidas.
Os defeitos internos das peças fundidas das válvulas incluem principalmente poros, inclusões de escória, porosidade por contração e rachaduras.
(1) Poros:Os poros são produzidos por gás, a superfície dos poros é lisa e são gerados dentro ou perto da superfície da peça fundida, e seus formatos são em sua maioria redondos ou oblongos.
As principais fontes de gás que geram poros são:
① O nitrogênio e o hidrogênio dissolvidos no metal ficam contidos no metal durante a solidificação da peça fundida, formando paredes internas circulares ou ovais fechadas com brilho metálico.
②Umidade ou substâncias voláteis no material de moldagem se transformarão em gás devido ao aquecimento, formando poros com paredes internas marrom-escuras.
③ Durante o processo de vazamento do metal, devido ao fluxo instável, o ar é envolvido para formar poros.
Método de prevenção de defeito estomático:
① Na fundição, as matérias-primas metálicas enferrujadas devem ser usadas o mínimo possível ou não, e as ferramentas e conchas devem ser cozidas e secas.
②O vazamento do aço fundido deve ser feito em alta temperatura e vazado em baixa temperatura, e o aço fundido deve ser devidamente sedado para facilitar a flutuação do gás.
③ O projeto do processo do riser de vazamento deve aumentar a pressão do aço fundido para evitar o aprisionamento de gás e estabelecer um caminho de gás artificial para uma exaustão razoável.
④Os materiais de moldagem devem controlar o teor de água e o volume de gás, aumentar a permeabilidade ao ar, e o molde de areia e o núcleo de areia devem ser cozidos e secos tanto quanto possível.
(2) Cavidade de contração (solta):É uma cavidade (cavidade) circular ou irregular, coerente ou incoerente, que ocorre no interior da peça fundida (principalmente no ponto quente), com superfície interna rugosa e cor mais escura.Grãos cristalinos grosseiros, principalmente na forma de dendritos, reunidos em um ou mais locais, propensos a vazamentos durante testes hidráulicos.
A razão para a cavidade de encolhimento (folga):a contração de volume ocorre quando o metal é solidificado do estado líquido para o sólido.Se não houver reposição suficiente de aço fundido neste momento, ocorrerá inevitavelmente uma cavidade de contração.A cavidade de contração das peças fundidas de aço é causada basicamente pelo controle inadequado do processo sequencial de solidificação.As razões podem incluir configurações incorretas do riser, temperatura de vazamento muito alta do aço fundido e grande retração do metal.
Métodos para prevenir cavidades de contração (folga):① Projete cientificamente o sistema de vazamento de peças fundidas para obter a solidificação sequencial do aço fundido, e as peças que solidificam primeiro devem ser reabastecidas com aço fundido.②Defina corretamente e razoavelmente o riser, o subsídio, o ferro frio interno e externo para garantir a solidificação sequencial.③Quando o aço fundido é derramado, a injeção superior do riser é benéfica para garantir a temperatura do aço fundido e da alimentação e reduzir a ocorrência de cavidades de contração.④ Em termos de velocidade de vazamento, o vazamento em baixa velocidade é mais propício à solidificação sequencial do que o vazamento em alta velocidade.⑸A temperatura de vazamento não deve ser muito alta.O aço fundido é retirado do forno em alta temperatura e vazado após sedação, o que é benéfico para reduzir as cavidades de contração.
(3) Inclusões de areia (escória):As inclusões de areia (escória), comumente conhecidas como bolhas, são furos descontínuos, circulares ou irregulares que aparecem no interior das peças fundidas.Os furos são misturados com areia de moldagem ou escória de aço, de tamanhos irregulares e neles agregados.Um ou mais lugares, muitas vezes mais na parte superior.
Causas da inclusão de areia (escória):A inclusão de escória é causada pela entrada de escória de aço discreta na peça fundida junto com o aço fundido durante o processo de fundição ou vazamento.A inclusão de areia é causada pela estanqueidade insuficiente da cavidade do molde durante a moldagem.Quando o aço fundido é derramado na cavidade do molde, a areia de moldagem é lavada pelo aço fundido e entra no interior da peça fundida.Além disso, a operação inadequada durante o recorte e fechamento da caixa e o fenômeno de queda de areia também são motivos para a inclusão de areia.
Métodos para prevenir inclusões de areia (escória):① Quando o aço fundido é fundido, a exaustão e a escória devem ser exauridas o mais completamente possível.② Tente não virar o saco de vazamento de aço fundido, mas use um saco de bule ou um saco de vazamento de fundo para evitar que a escória acima do aço fundido entre na cavidade de fundição junto com o aço fundido.③ Ao despejar aço fundido, devem ser tomadas medidas para evitar que a escória entre na cavidade do molde com o aço fundido.④Para reduzir a possibilidade de inclusão de areia, garanta a estanqueidade do molde de areia ao modelar, tome cuidado para não perder areia ao aparar e sopre a cavidade do molde antes de fechar a caixa.
(4) Rachaduras:A maioria das trincas nas peças fundidas são trincas a quente, com formatos irregulares, penetrantes ou não penetrantes, contínuas ou intermitentes, e o metal nas trincas é escuro ou apresenta oxidação superficial.
razões para rachaduras, nomeadamente tensão de alta temperatura e deformação do filme líquido.
A tensão de alta temperatura é a tensão formada pelo encolhimento e deformação do aço fundido em altas temperaturas.Quando a tensão excede o limite de resistência ou deformação plástica do metal a esta temperatura, ocorrerão fissuras.A deformação do filme líquido é a formação de um filme líquido entre os grãos de cristal durante o processo de solidificação e cristalização do aço fundido.Com o progresso da solidificação e cristalização, o filme líquido é deformado.Quando a quantidade de deformação e a velocidade de deformação excedem um certo limite, são geradas fissuras.A faixa de temperatura das fissuras térmicas é de cerca de 1200 ~ 1450 ℃.
Fatores que afetam as rachaduras:
① Os elementos S e P no aço são fatores prejudiciais para trincas, e sua eutética com ferro reduz a resistência e a plasticidade do aço fundido em altas temperaturas, resultando em trincas.
② A inclusão e segregação de escória no aço aumentam a concentração de tensões, aumentando assim a tendência de trincas a quente.
③ Quanto maior o coeficiente de retração linear do tipo de aço, maior a tendência de trincas a quente.
④ Quanto maior a condutividade térmica do tipo de aço, maior a tensão superficial, melhores as propriedades mecânicas em alta temperatura e menor a tendência de trincas a quente.
⑤ O projeto estrutural das peças fundidas é pobre em capacidade de fabricação, como cantos arredondados muito pequenos, grande disparidade de espessura de parede e forte concentração de tensão, o que causará rachaduras.
⑥A compactação do molde de areia é muito alta e o baixo rendimento do núcleo dificulta o encolhimento da peça fundida e aumenta a tendência a trincas.
⑦Outros, como disposição inadequada do riser, resfriamento muito rápido da peça fundida, estresse excessivo causado pelo corte do riser e tratamento térmico, etc., também afetarão a geração de rachaduras.
De acordo com as causas e fatores que influenciam as fissuras acima, medidas correspondentes podem ser tomadas para reduzir e evitar a ocorrência de defeitos de fissuras.
Com base na análise acima das causas dos defeitos de fundição, descobrindo os problemas existentes e tomando as medidas de melhoria correspondentes, podemos encontrar uma solução para os defeitos de fundição, que conduza à melhoria da qualidade da fundição.
Horário da postagem: 31 de agosto de 2023