Значението и дизайна на шията от чугун

1. Дизайнерските точки на шията на чугун е както следва:

Диаметър на определяне на размера: Диаметърът на шийката на щранг обикновено е 0,3-0,8 пъти по-голям от диаметъра на кръга на горещата точка на леенето. Диаметърът на кръга на горещите петна на кастинга е голям, със стойност, предубедена към 0,3; Диаметърът на кръга на горещите петна е малък, със стойност, пристрастна към 0,8. Дължина: Обикновено между 20-50 мм. За малки чугунени части дължината на шията на щранг може да се приеме като долната граница; Големите чугунени части са обект на горна граница. Общите форми за дизайн на формата включват цилиндрични, трапецовидни и др. Цилиндричната шия на щранг е лесна за обработка и подходяща за повечето ситуации; Трапецовидният щранг ший е полезен за компенсиране на свиването и се използва широко в отливки с високи изисквания за компенсиране на свиването.

Изборът на позиция на скобата на щранг трябва да бъде поставен на горещия кръстовище на леенето, така че металната течност в щранга да може да тече за предпочитане до горещия възел, да постигне последователно втвърдяване и ефективно да се допълва свиването. Опитайте се да избегнете поставянето му в зоната на концентрация на напрежение на леенето, за да предотвратите напрежението, причинено от свиване на втвърдяване на скобата на щранг, което може да изостри деформацията и тенденцията на напукване на леенето. Количеството се определя въз основа на размера на леенето, сложността на структурата и разпределението на горещите точки. Малките и прости отливки могат да изискват само една щранг ший, докато големите и сложни отливки може да изискват множество щранг, за да се осигури достатъчно свиване при всяка гореща става. Връзката между щранга и леенето трябва да има плавен преход, като избягва правилните или остри ъгли, за да се намали устойчивостта към потока на разтопен метал. Връзката между скобата на щранг и леенето трябва да бъде твърда, за да се предотврати счупването поради въздействието на разтопения метал по време на процеса на леене. В същото време формата и размерът на връзката трябва да бъдат проектирани разумно, за да се избегне образуването на прекомерни зони, засегнати от топлина върху леенето, което може да причини дефекти в леенето.

2. Анализ на случая на дизайн на шията на чугун

Повечето сплави проявяват последователно и предсказуемо поведение по време на процеса на охлаждане от течност до твърдо вещество при температура. Има два различни етапа на свиване. Първо, когато температурата на легиране на сплав се охлади до линията на Wiquidus, това обикновено се нарича течно свиване или прегрято свиване. Второ, когато сплав се охлади от течност до твърдо вещество, тя обикновено се нарича свиване на втвърдяване. От друга страна, графитните чугунени части (включително сив чугун, пластично желязо и ковък чугун) са придружени от необичайно явление по време на охлаждане и втвърдяване, където металът започва да се разширява. Това разширение обикновено се дължи на утаяването на графитни фази с по -ниска плътност, преодолявайки и надвишаващо свиването, свързано с охлаждащата течност и втвърдяването на аустенит. Засега най -важният аспект на проектирането на щрангове и системите за гмуркане за чугун е изискването за поддържане на положително налягане на течността през целия процес на втвърдяване. Първоначално трябва да се остави атмосферно налягане да действа върху течността в щранга и за да се случи това, щрангът трябва да бъде (компресиран). След като започне разширяването, внимателно проектираната система за щранг контролира налягането на разширяване и гарантира автоматично свиване на леенето по време на останалия процес на втвърдяване. Това е в контраст със стомана, алуминий, мед и т.н., тъй като те не включват разширяване, което изисква добавяне на разтопен метал към леенето по време на втвърдяване.

3. Контролно налягане

Вратната шия може да бъде най -критичният компонент в дизайна на системата RISER, тъй като обикновено определя величината на остатъчното налягане върху течността. Контактната повърхност на шийката на щранг трябва да е достатъчно голяма, за да прехвърли разтопения метал от щранг в леенето за дълъг период от време. Ако е необходимо, трябва да се освободи прекомерното налягане в кухината на формата, но трябва да е подходящо да се поддържа положително налягане на течността в края на втвърдяването и да се улесни отстраняването на щранга от леенето. Вратната шия може да се разглежда като "предпазен клапан" на съдовете под налягане и дизайнът му трябва да гарантира, че налягането вътре в леенето се поддържа на управляемо ниво. Материалът за формоване или по -конкретно, пясъчната плесен, която може да издържи на налягането на разширяването, без да се разширява, обикновено определя степента на контролируемост. Ако материалът от плесен е слаб, например при използване на плесени от глина, трябва да се проектира врат на щранг, за да се освободи известно налягане на разширяването, за да се избегне разширяването на мухъл. Това се постига чрез проектиране на скобата на щранг, за да се втвърди на сравнително късен етап, което позволява да се изпуска известно налягане на щранга през шията на щранг. Използвайки по -силни и по -твърди моделни свързващи материали (като системи за смоли), щрангът на шията може да бъде проектиран да бъде по -малък, което му позволява да се втвърди по -рано по време на фазата на разширяване и да поддържа по -високо остатъчно налягане на течността. Въпреки това, твърде малък щранг на шията може да доведе до прекомерно остатъчно налягане в рамките на леенето, което води до порьозност, свързана с разширяването на мухъл. Прекомерно голям щранг ший обикновено води до загуба на положително налягане върху течността преди завършване на втвърдяването, което води до свиване и изхвърляне на газ от металната течност, свързана със втвърдяването. Размерът на Riser Neck в правилата за проектиране обикновено се основава на геометричния модул (MC) на кастинга. Типичната стойност на чугун, произведена в глинен пясък, е между 0,6 (MC) и 0,9 (MC). Точната стойност зависи от твърдостта на материала на пясъчната плесен, химичния състав и степента на инокулация на желязо и скоростта на охлаждане на леенето. Ако щрангът се приближи по -близо до леенето, нагряващата ефект върху пясъка между леенето и скобата на щранг ще намали геометричния модул на контакт, като същевременно поддържа еквивалентния топлинен модул. Ако шията е достатъчно къса, за да бъде равна или по-малка от по-малкия размер на напречното сечение на контакт, геометричният модул може да бъде безопасно намален с 0,6 пъти, т.е. модулът на по-дългата шия (Mn (къса) = 0,6mn (дълъг)). Това показва намаление с приблизително 65% в контактната зона.

Заключение

Успешното свиване на графитната чугуна включва поддържане и контрол на положителното налягане на течното желязо през целия процес на втвърдяване. Правилно проектирането на системата за щранг и изливане и контролирането на металургичното и изливаното време е добре, са от решаващо значение за производството на графитни чугунени части без свиване.