Valuraudan nousevan kaulan merkitys ja suunnittelu

1. Valuraudan nousevan kaulan suunnittelupisteet ovat seuraavat:

Koon määrittämisen halkaisija: Nouse-kaulan halkaisija on yleensä 0,3-0,8-kertainen valun kuuman pisteen ympyrän halkaisija. Valan kuumapisteen ympyrän halkaisija on suuri, arvonlisäinen arvon kohdalla 0,3; Kuumapisteen ympyrän halkaisija on pieni, arvo on puolueellinen kohti 0,8. Pituus: yleensä välillä 20-50 mm. Pienille valurautaosille nousevan kaulan pituus voidaan ottaa alarajana; Suuret valurautaosat ovat yläraja. Muodon suunnittelun yleisiä muotoja ovat lieriömäinen, trapetsiaalinen jne. Sylinterimäistä nousevaa kaulaa on helppo käsitellä ja sopii useimpiin tilanteisiin; Trapetsoidinen nousukaula on hyödyllinen kutistumisen kompensoimiseksi, ja sitä käytetään laajasti valuissa, joilla on korkeat vaatimukset kompensoimiseksi.

Nousukaulan sijaintivalinta tulisi asettaa valun kuumaan risteykseen niin, että nousevan metallnesteen neste voi virtata ensisijaisesti kuuman liitosten kanssa, saavuttaa peräkkäinen jähmettyminen ja täydentää tehokkaasti kutistumista. Yritä välttää sen asettamista valun stressipitoisuusalueelle nousevan kaulan jähmettymisen kutistumisen aiheuttaman stressin estämiseksi, mikä voi pahentaa valun muodonmuutoksia ja halkeilua. Määrä määritetään valun koon, rakenteen monimutkaisuuden ja kuumien pisteiden jakautumisen perusteella. Pienet ja yksinkertaiset valut saattavat vaatia vain yhden nousevan kaulan, kun taas suuret ja monimutkaiset valut voivat vaatia useita nousukauloja riittävän kutistumisen varmistamiseksi jokaisessa kuumassa nivelissä. Nousujen ja valun välisellä yhteydellä tulisi olla sileä siirtymä, joka välttää oikean tai terävän kulman vähentämään sulan metallin virtausta. Nousukaulan ja valun välisen yhteyden tulisi olla luja estämään rikkoutumista sulan metallin vaikutuksesta valuprosessin aikana. Samanaikaisesti yhteyden muoto ja koko tulisi suunnitella kohtuullisesti valun liiallisten lämpövyöhykkeiden muodostumisen välttämiseksi, mikä voi aiheuttaa valun puutteita.

2. Valuraudan nousevan kaulan suunnittelutapausanalyysi

Suurimmalla osalla seoksia on yhdenmukainen ja ennustettavissa oleva käyttäytyminen jäähdytysprosessin aikana nesteestä kiinteään lämpötilaan. Supistumisessa on kaksi eri vaiheita. Ensinnäkin, kun seoksen valulämpötila jäähtyy nestemäinen linjalle, tähän viitataan yleisesti nesteen kutistumiseen tai ylikuumennettuna. Toiseksi, kun seos jäähtyy nesteestä kiinteään, sitä kutsutaan yleisesti jähmettymisen kutistumiseksi. Toisaalta grafiittivalurautaosat (mukaan lukien harmaa valurauta, painava rauta ja muokattava valurauta) liittyy epätavallinen ilmiö jäähdytyksen ja jähmettymisen aikana, missä metalli alkaa laajentua. Tämä laajennus johtuu yleensä alemman tiheyden grafiittifaasien saostumisesta, jäähdytysnesteen ja austeniitin jähmennykseen liittyvän kutistumisen voittamisesta ja ylittämisestä. Toistaiseksi tärkein osa valuraudan nousujen ja porttijärjestelmien suunnittelussa on vaatimus positiivisen nestemäisen paineen ylläpitämiseksi koko jähmettymisprosessin ajan. Aluksi ilmakehän paineen on annettava toimia nousevan nesteen suhteen, ja jotta tämä tapahtuu, nousu on oltava (puristettava). Kun laajennus alkaa, huolellisesti suunniteltu nousujärjestelmä hallitsee laajennuspainetta ja varmistaa valun automaattisen kutistumisen jäljellä olevan jähmettymisprosessin aikana. Tämä on päinvastoin kuin teräs, alumiini, kupari jne., Koska niihin ei liity laajentumista, mikä vaatii sulan metallin lisäämisen valuun kiinteytymisen aikana.

3. Ohjauspaine

Nousukaula voi olla kriittisin komponentti nousujärjestelmän suunnittelussa, koska se määrittää tyypillisesti nesteen jäännöspaineen suuruuden. Nousukaulan kosketuspinnan on oltava riittävän suuri, jotta sulaa metalli siirretään nousevalta valuun pitkän ajanjakson ajan. Tarvittaessa muotin ontelon liiallinen paine on vapautettava, mutta nesteen positiivinen paine on tarkoituksenmukaista ylläpitää jähmettymisen lopussa ja helpottaa nousevan poistoa valusta. Nousevaa kaulaa voidaan pitää paineastiassa "turvaventtiilinä", ja sen suunnittelun tulisi varmistaa, että valun sisällä oleva paine ylläpidetään hallittavissa olevalla tasolla. Muovausmateriaali tai tarkemmin sanottuna hiekkamuotti, joka kestää laajennuspainetta laajentumatta, määrittää yleensä hallittavuuden asteen. Jos muotimateriaali on heikko, kuten käytettäessä savihiekkalaatteja, nousukaula tulisi suunnitella vapauttamaan jonkin verran laajennuspainetta muotin laajenemisen välttämiseksi. Tämä saavutetaan suunnittelemalla nousevan kaulan jähmettyäksesi suhteellisen myöhäisessä vaiheessa, jolloin jonkin verran painetta pääsee nousulle nousevan kaulan läpi. Käyttämällä voimakkaampia ja kovempia mallin sidosmateriaaleja (kuten hartsijärjestelmiä), nousukaula voidaan suunnitella pienemmäksi, jolloin se voi jähmettyä aikaisemmin laajennusvaiheen aikana ja ylläpitää suurempaa jäännösnestepainetta. Liian pieni nousukaula voi kuitenkin johtaa liialliseen jäännöspaineeseen valun sisällä, mikä johtaa huokoisuuteen, joka liittyy homeen laajentumiseen. Liian suuri nousukaula johtaa yleensä nesteen positiivisen paineen menetykseen ennen kuin kiinteyttäminen on valmis, mikä johtaa kutistumiseen ja kaasun purkautumiseen jähmettymiseen liittyvästä metallisesta nesteestä. Nousukaulan koko suunnittelusäännöissä perustuu yleensä valun geometriseen moduuliin (MC). Savihiekassa tuotetun valuraudan tyypillinen arvo on välillä 0,6 (MC) ja 0,9 (MC). Tarkka arvo riippuu hiekkamuottimateriaalin kovuudesta, kemiallisesta koostumuksesta ja inokulaatioasteesta sekä valun jäähdytysnopeudesta. Jos nousuliertä siirretään lähemmäksi valua, valun ja nousukaulan välisen hiekan lämmitysvaikutus vähentää kosketusmoduulia ylläpitäen samalla vastaavaa lämpömoduulia. Jos kaula on riittävän lyhyt, jotta se on yhtä suuri tai pienempi kuin pienempi poikkileikkauskoko, geometrinen moduuli voidaan vähentää turvallisesti 0,6 kertaa, ts. Pidemmän kaulan moduuli (Mn (lyhyt) = 0,6Mn (pitkä)). Tämä osoittaa, että kosketuspinta -ala on noin 65%.

johtopäätös

Grafiittivaluraudan onnistuneeseen kutistumiseen sisältyy nestemäisen raudan positiivisen paineen ylläpitäminen ja hallinta koko kiinteysprosessin ajan. Nousu- ja kaatamisjärjestelmän oikein suunnittelu ja metallurgisen ja kaatajan hallitseminen hyvin ovat ratkaisevan tärkeitä grafiittivaluraudan osien tuottamiseksi ilman kutistumista.