Дизайн на системата за изливане и поставяне на Ingate в отливка с изгубена пяна

Дизайн на системата за изливане и поставяне на Ingate в отливка с изгубена пяна

1. Насочено втвърдяване: Поставяне на Ingate в горещи точки

Насочването на високотемпературно разтопено желязо директно в дебели горещи точки поддържа повишени температури в тези зони и установява температурен градиент на „тънките секции се втвърдяват първи, дебелите секции се втвърдяват последни“. Това улеснява ефективното подаване във връзка с щрангове и е теоретично идеално за компенсиране на свиването.

Въпреки това: Входът никога не трябва да се поставя директно в центъра на геометричната гореща точка. Вместо това, той трябва да бъде позициониран в съседната зона с дебели стени, позволявайки на щранга да завърши окончателното захранване. Позиционирането на входа директно в центъра на горещата точка допълнително ще увеличи топлинната маса на горещата точка, като по този начин ще увеличи риска от свиване на порьозността.

Естествено, осъществимостта на този подход зависи от специфичната структура на отливката. На практика отливките често имат сложна геометрия и различна дебелина на стените. Следователно, когато се проектира системата за стробиране, интерактивните ефекти на множество фактори трябва да бъдат взети предвид изчерпателно.

2. Едновременно втвърдяване: Множество диспергирани входове при тънки стени

Даването на приоритет на потока от разтопено желязо в тънкостенни секции повишава тяхната температура, докато дебелите секции естествено изпитват относително по-бързо охлаждане. Това стеснява температурния градиент в отливката, насърчавайки едновременното втвърдяване. Този подход намалява топлинния стрес, деформацията и напукването, което го прави подходящ за отливки с минимални вариации на дебелината на стената, които не изискват строго насочено втвърдяване.

Важна забележка: Принципът на едновременното втвърдяване при леене с пяна на загуба не може да бъде директно копиран от традиционното леене в пясък; подлежи на строги гранични ограничения.

При отливане с изгубена пяна металът изпълва матрицата, докато пяната едновременно се разлага и абсорбира топлината. Полето на пълнещия поток директно променя топлинното поле. Освен това, неизбежните ограничения включват прилагането на отрицателно налягане, твърдата, неподатлива природа на несвързания сух пясък и флотацията на въглеродни остатъци.

2.1 Ingates at Hot Spots: Плюсове и минуси за хранене

Предимства: Високотемпературно разтопено желязо се въвежда в дебелите профили, поддържайки местни високи температури и създавайки условия за насочено втвърдяване. Стробната система може да действа като временен захранващ канал.

2.2.Специфични рискове при отливане на изгубена пяна:

2.2.1 Масивното разлагане на пяната на дебели участъци абсорбира значителна топлина. Ако ритъмът на пълнене е несъответстващ, температурата в дебелите участъци може да не успее да се повиши, предотвратявайки установяването на ефективен градиент. Това просто разширява горещата точка и влошава порьозността на свиване.

2.2.2 Разтопеното желязо, което се сблъсква директно с дебелостенната пяна, може лесно да разяде покритието, което води до дефекти, включващи пясък.

2.2.3 Ковкият чугун се втвърдява по пастообразен начин. Ако затворът се втвърди твърде рано и прекъсне захранващия канал, порьозността на свиване все още ще се появи, дори ако затворът е поставен на горещата точка.

Практически насоки: За да постигнете насочено втвърдяване чрез подаване в близост до горещата точка при отливка с изгубена пяна, дайте приоритет на последователно свързване на щранга и затвора (разтопеното желязо тече през щранга, преди да влезе в отливката). Избягвайте да използвате единичен вход с голямо напречно сечение, насочен право към горещата точка.

3. Множество диспергирани отвори на тънки стени за едновременно втвърдяване

Предимства: Многоточковото захранване от тънки стени осигурява равномерно общо температурно поле, минимизирайки температурните разлики, топлинния стрес и деформацията. Той е много подходящ за отливки от сив чугун с относително еднакви дебелини на стените.

Специфични рискове при отливане на изгубена пяна:

3.1 Ако захранването се извършва при тънки стени и разтопеното желязо тече към дебелата гореща точка, дебелият участък често ще се втвърди последен. Терминалните зони ще натрупат остатъци от разлагане на пяна и разтопено при ниска температура желязо. Горещата точка не получава нито високотемпературно желязо, нито правилно захранване, което води до комбинация от порьозност на свиване и въглеродни включвания/гънки.

3.2 Непрекъснатото промиване на покритието на места с тънки стени може лесно да го повреди, причинявайки дефекти от пясъчни включвания.

4. Принципи за определяне на разположението на входа при отливане с изгубена пяна

4.1 Преследване на насочено втвърдяване (дебели отливки от сферографитен чугун, строги изисквания за липса на свиване)

Теория: Въведете разтопено желязо близо до дебели секции/горещи точки.

4.2 Практическо изпълнение:

4.2.1 Разположете затворите в зоната с дебели стени в близост до горещата точка; не ги поставяйте директно в центъра на геометричната гореща точка.

4.2.2 Дайте приоритет на маршрутизирането на разтопеното желязо през тръбата, преди да влезе в отливката.

4.2.3 За високи отливки, дайте приоритет на долния канал и стъпаловидно пълнене. Това гарантира запълване с метал отдолу нагоре, което позволява на въглеродните остатъци и газове да се издигнат в щранга или уловителите за шлака.

4.2.4 Избягвайте стриктно единични, големи входове. Използвайте множество разпръснати затвори, за да намалите локалното прегряване и ерозия.

Горещите точки трябва да бъдат съчетани с вдигане или втрисане. Разчитането единствено на поставянето на входа в горещата точка е недостатъчно за премахване на свиването на сферографитен чугун.

4.2.5. Преследване на едновременно втвърдяване (равномерна дебелина на стената, приоритет на контрола на напрежението/деформацията, допустимо незначително локално свиване)

4.3.Теория: Многоточково разпръснато захранване при тънки стени.

Разпределете множество отвори с малко напречно сечение в тънкостенни области, за да скъсите пътя на пълнене.

Дебелите горещи точки в далечните краища на отливката трябва да бъдат съчетани с втрисане, за да се ускори охлаждането и да се противодейства на натрупването на студена шлака от крайния пълнеж.

Не насилвайте чисто едновременно втвърдяване на отливки с драстични вариации на дебелината, тъй като това ще доведе до неконтролируеми дефекти в дебелите горещи точки.

4.4. Универсални твърди ограничения за всички условия (Специфична загуба на пяна, заменяща теория на втвърдяването)

Ингейтовете никога не трябва да са обърнати към острите ъгли на стените от тънка пяна, за да се предотврати срутването на покритието.

За предпочитане е гейтовете да се поставят върху обработени повърхности. Никога не поставяйте затвори върху уплътняващи, свързващи или резбовани повърхности.

Полето на пълнещия поток трябва да гарантира, че остатъците от разлагането мигрират към най-високата точка на отливката, като уловителите за шлака са разположени в тези високи точки. Дори ако захранването на гореща точка е теоретично подходящо, планът трябва да бъде изоставен, ако причинява задържане на шлака в корпуса на отливката.

Напречното сечение на входа не трябва да бъде твърде малко (за да се предотврати преждевременното втвърдяване по време на етапа на захранване, което блокира захранващия канал), нито твърде голямо (за да се избегне локално прегряване).

5.Обобщение

Насоченото втвърдяване се възползва от поставянето на затвора близо до горещи точки, за да се улесни захранването, докато едновременното втвърдяване разчита на многоточково захранване при тънки стени, за да се сведат до минимум термичните градиенти и напрежението.

Изгубеното леене с пяна обаче не може механично да възпроизведе практиките за леене в пясък. Поставянето на затвор директно в гореща точка не елиминира автоматично свиването, а подаването на тънки стени не гарантира по своята същност едновременно втвърдяване. Инженерите трябва да направят всеобхватни компромиси, като вземат предвид полето на потока на пълнене, разлагането на пяната и евакуацията на шлаката, отрицателното налягане и интегрирането на щрангове и охладители. В много сценарии е необходимо компромисно, балансирано решение.