การแนะนำกระบวนการหล่อวาล์ว

การหล่อตัววาล์วเป็นส่วนสำคัญของกระบวนการผลิตวาล์ว และคุณภาพของการหล่อวาล์วจะเป็นตัวกำหนดคุณภาพของวาล์วต่อไปนี้จะแนะนำวิธีกระบวนการหล่อหลายวิธีที่ใช้กันทั่วไปในอุตสาหกรรมวาล์ว:

การหล่อทราย:

การหล่อทรายที่ใช้กันทั่วไปในอุตสาหกรรมวาล์วสามารถแบ่งออกเป็นทรายสีเขียว ทรายแห้ง ทรายแก้วน้ำ และทรายที่แข็งตัวได้เองของเรซิน furan ตามสารยึดเกาะที่แตกต่างกัน

(1) ทรายสีเขียวเป็นกระบวนการขึ้นรูปโดยใช้เบนโทไนต์เป็นสารยึดเกาะ

ลักษณะของมันคือ:แม่พิมพ์ทรายที่ทำเสร็จแล้วไม่จำเป็นต้องทำให้แห้งหรือแข็งตัว แม่พิมพ์ทรายมีความแข็งแรงเปียกพอสมควร แกนทรายและเปลือกแม่พิมพ์ให้ผลผลิตที่ดี ทำให้ง่ายต่อการทำความสะอาดและเขย่าการหล่อประสิทธิภาพการผลิตการขึ้นรูปสูง วงจรการผลิตสั้น ต้นทุนวัสดุต่ำ และสะดวกในการจัดระเบียบการผลิตสายการประกอบ

ข้อเสียของมันคือ:การหล่อมีแนวโน้มที่จะเกิดข้อบกพร่อง เช่น รูพรุน การรวมตัวของทราย และการยึดเกาะของทราย และคุณภาพของการหล่อ โดยเฉพาะอย่างยิ่งคุณภาพที่แท้จริงนั้นไม่เหมาะ

ตารางสัดส่วนและประสิทธิภาพของทรายสีเขียวสำหรับการหล่อเหล็ก:

(2) ทรายแห้งเป็นกระบวนการขึ้นรูปโดยใช้ดินเหนียวเป็นตัวประสานการเติมเบนโทไนต์เล็กน้อยจะช่วยเพิ่มความแข็งแรงขณะเปียกได้

ลักษณะของมันคือ:แม่พิมพ์ทรายต้องแห้ง มีการซึมผ่านของอากาศที่ดี ไม่มีข้อบกพร่อง เช่น การล้างทราย การเกาะตัวของทราย และรูขุมขน และคุณภาพโดยธรรมชาติของการหล่อก็ดี

ข้อเสียของมันคือ:ต้องใช้อุปกรณ์อบแห้งทรายและมีวงจรการผลิตที่ยาวนาน

(3) ทรายแก้วน้ำเป็นกระบวนการสร้างแบบจำลองโดยใช้แก้วน้ำเป็นตัวประสานลักษณะของมันคือ: แก้วน้ำมีหน้าที่แข็งตัวโดยอัตโนมัติเมื่อสัมผัสกับ CO2 และสามารถมีข้อดีหลายประการของวิธีการชุบแข็งด้วยแก๊สสำหรับการสร้างแบบจำลองและการสร้างแกน แต่มีข้อบกพร่องเช่นการยุบตัวของเปลือกแม่พิมพ์ได้ไม่ดี ความยากลำบากในการทำความสะอาดทรายของ การหล่อและอัตราการงอกและการรีไซเคิลของทรายเก่าต่ำ

ตารางสัดส่วนและประสิทธิภาพของทรายชุบแข็ง CO2 แก้วน้ำ:

(4) การปั้นทรายแบบแข็งตัวเองด้วยเรซิน Furan เป็นกระบวนการหล่อโดยใช้เรซิน furan เป็นสารยึดเกาะทรายขึ้นรูปจะแข็งตัวเนื่องจากปฏิกิริยาทางเคมีของสารยึดเกาะภายใต้การกระทำของสารบ่มที่อุณหภูมิห้องลักษณะเฉพาะคือไม่จำเป็นต้องทำให้แม่พิมพ์ทรายแห้ง ซึ่งจะทำให้วงจรการผลิตสั้นลงและประหยัดพลังงานทรายขึ้นรูปเรซินนั้นสามารถอัดตัวได้ง่ายและมีคุณสมบัติในการแตกตัวที่ดีทรายปั้นของการหล่อทำความสะอาดง่ายการหล่อมีความแม่นยำของมิติสูงและผิวสำเร็จที่ดี ซึ่งสามารถปรับปรุงคุณภาพของการหล่อได้อย่างมากข้อเสียคือ: ข้อกำหนดคุณภาพสูงสำหรับทรายดิบ กลิ่นฉุนเล็กน้อยที่ไซต์การผลิต และต้นทุนเรซินสูง

สัดส่วนและกระบวนการผสมของส่วนผสมทรายแบบไม่ต้องอบฟูรานเรซิน:

กระบวนการผสมทรายที่แข็งตัวได้เองด้วยเรซิน furan: ควรใช้เครื่องผสมทรายแบบต่อเนื่องเพื่อทำทรายที่แข็งตัวได้เองด้วยเรซินทรายดิบ เรซิน สารบ่ม ฯลฯ จะถูกเติมตามลำดับและผสมอย่างรวดเร็วสามารถผสมและใช้ได้ตลอดเวลา

ลำดับการเติมวัตถุดิบต่างๆเมื่อผสมทรายเรซินมีดังนี้:

ทรายดิบ + สารบ่ม (สารละลายน้ำกรด p-โทลูอีนซัลโฟนิก) – (120 ~ 180S) – เรซิน + ไซเลน – (60 ~ 90S) – การผลิตทราย

(5) กระบวนการผลิตการหล่อทรายทั่วไป:

การหล่อที่แม่นยำ:

ในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมา ผู้ผลิตวาล์วให้ความสำคัญกับคุณภาพรูปลักษณ์และความแม่นยำของมิติของการหล่อมากขึ้นเรื่อยๆเนื่องจากรูปลักษณ์ที่ดีเป็นข้อกำหนดพื้นฐานของตลาด จึงถือเป็นเกณฑ์มาตรฐานสำหรับขั้นตอนแรกของการตัดเฉือนด้วย

การหล่อแบบแม่นยำที่ใช้กันทั่วไปในอุตสาหกรรมวาล์วคือการหล่อแบบลงทุนซึ่งมีการแนะนำสั้น ๆ ดังนี้:

(1) วิธีการหล่อสารละลายสองวิธี:

①การใช้วัสดุแม่พิมพ์ที่ใช้ขี้ผึ้งอุณหภูมิต่ำ (กรดสเตียริก + พาราฟิน) การฉีดขี้ผึ้งแรงดันต่ำ เปลือกแก้วน้ำ การล้างขี้ผึ้งด้วยน้ำร้อน กระบวนการหลอมและเทในชั้นบรรยากาศ ซึ่งส่วนใหญ่ใช้สำหรับเหล็กกล้าคาร์บอนและการหล่อเหล็กโลหะผสมต่ำที่มีข้อกำหนดด้านคุณภาพทั่วไป ความแม่นยำมิติของการหล่อสามารถเข้าถึงมาตรฐานแห่งชาติ CT7 ~ 9

2 การใช้วัสดุแม่พิมพ์ที่ใช้เรซินอุณหภูมิปานกลาง การฉีดขี้ผึ้งแรงดันสูง เปลือกแม่พิมพ์โซลซิลิกา การล้างขี้ผึ้งด้วยไอน้ำ กระบวนการหล่อแบบหลอมบรรยากาศหรือสูญญากาศอย่างรวดเร็ว ความแม่นยำมิติของการหล่อสามารถเข้าถึงการหล่อที่มีความแม่นยำ CT4-6

(2) ผังกระบวนการทั่วไปของการหล่อการลงทุน:

(3) ลักษณะของการหล่อการลงทุน:

1 การหล่อมีความแม่นยำของมิติสูง พื้นผิวเรียบ และมีคุณภาพรูปลักษณ์ที่ดี

2) สามารถหล่อชิ้นส่วนที่มีโครงสร้างและรูปร่างที่ซับซ้อนซึ่งยากต่อการประมวลผลด้วยกระบวนการอื่นได้

3 วัสดุหล่อไม่จำกัด วัสดุโลหะผสมต่างๆ เช่น เหล็กกล้าคาร์บอน สแตนเลส เหล็กโลหะผสม อลูมิเนียมอัลลอยด์ โลหะผสมที่มีอุณหภูมิสูง และโลหะมีค่า โดยเฉพาะวัสดุโลหะผสมที่ยากต่อการปลอม เชื่อม และตัด

④ ความยืดหยุ่นในการผลิตที่ดีและความสามารถในการปรับตัวที่แข็งแกร่งสามารถผลิตได้ในปริมาณมาก และยังเหมาะสำหรับการผลิตชิ้นเดียวหรือชุดเล็กอีกด้วย

⑤ การหล่อการลงทุนยังมีข้อจำกัดบางประการ เช่น การไหลของกระบวนการที่ยุ่งยากและวงจรการผลิตที่ยาวนานเนื่องจากเทคนิคการหล่อแบบจำกัดที่สามารถใช้ได้ ความสามารถในการรับแรงดันจึงไม่สูงมากนัก เมื่อใช้ในการหล่อแบบวาล์วเปลือกบางที่มีแรงดัน

การวิเคราะห์ข้อบกพร่องในการหล่อ

การหล่อใดๆ จะมีข้อบกพร่องภายใน การมีอยู่ของข้อบกพร่องเหล่านี้จะนำมาซึ่งอันตรายที่ซ่อนอยู่อย่างมากต่อคุณภาพภายในของการหล่อ และการซ่อมแซมการเชื่อมเพื่อกำจัดข้อบกพร่องเหล่านี้ในกระบวนการผลิตก็จะนำมาซึ่งภาระอย่างมากต่อกระบวนการผลิตด้วยโดยเฉพาะอย่างยิ่ง วาล์วเป็นการหล่อแบบเปลือกบางที่ทนทานต่อแรงดันและอุณหภูมิ และความกะทัดรัดของโครงสร้างภายในถือเป็นสิ่งสำคัญมากดังนั้นข้อบกพร่องภายในของการหล่อจึงกลายเป็นปัจจัยชี้ขาดที่ส่งผลต่อคุณภาพของการหล่อ

ข้อบกพร่องภายในของการหล่อวาล์วส่วนใหญ่รวมถึงรูขุมขน การรวมตะกรัน ความพรุนของการหดตัว และรอยแตก

(1) รูขุมขน:รูขุมขนผลิตโดยแก๊ส พื้นผิวของรูขุมขนเรียบ และถูกสร้างขึ้นภายในหรือใกล้กับพื้นผิวของการหล่อ และรูปร่างส่วนใหญ่จะกลมหรือเป็นรูปสี่เหลี่ยมผืนผ้า

แหล่งที่มาหลักของก๊าซที่สร้างรูขุมขนคือ:

1. ไนโตรเจนและไฮโดรเจนที่ละลายในโลหะจะบรรจุอยู่ในโลหะในระหว่างการหล่อแข็งตัว โดยสร้างผนังด้านในเป็นวงกลมหรือวงรีปิดด้วยความแวววาวของโลหะ

2. ความชื้นหรือสารระเหยในวัสดุขึ้นรูปจะกลายเป็นก๊าซเนื่องจากความร้อน ทำให้เกิดรูขุมขนโดยมีผนังด้านในเป็นสีน้ำตาลเข้ม

3 ในระหว่างกระบวนการเทโลหะ เนื่องจากการไหลไม่เสถียร อากาศจึงเข้าไปเกี่ยวข้องกับการก่อตัวของรูพรุน

วิธีการป้องกันข้อบกพร่องของปากใบ:

1 ในการถลุงวัตถุดิบโลหะที่เป็นสนิมควรใช้ให้น้อยที่สุดเท่าที่จะเป็นไปได้และควรอบและทำให้แห้งเครื่องมือและทัพพี

2. การเทเหล็กหลอมเหลวควรทำที่อุณหภูมิสูงและเทที่อุณหภูมิต่ำ และควรวางเหล็กหลอมเหลวอย่างเหมาะสมเพื่อให้ก๊าซลอยตัวได้

3 การออกแบบกระบวนการเทไรเซอร์ควรเพิ่มหัวแรงดันของเหล็กหลอมเหลวเพื่อหลีกเลี่ยงการกักเก็บก๊าซ และสร้างเส้นทางก๊าซเทียมสำหรับไอเสียที่เหมาะสม

④วัสดุขึ้นรูปควรควบคุมปริมาณน้ำและปริมาตรก๊าซ เพิ่มการซึมผ่านของอากาศ และแม่พิมพ์ทรายและแกนทรายควรอบและทำให้แห้งให้มากที่สุด

(2) ช่องหดตัว (หลวม):เป็นโพรง (โพรง) ที่เป็นวงกลมหรือไม่สม่ำเสมอ (โพรง) ที่ต่อเนื่องกันหรือไม่ต่อเนื่องกันซึ่งเกิดขึ้นภายในการหล่อ (โดยเฉพาะที่จุดร้อน) โดยมีพื้นผิวด้านในหยาบและมีสีเข้มกว่าเม็ดผลึกหยาบ ซึ่งส่วนใหญ่อยู่ในรูปของเดนไดรต์ รวมตัวกันในที่เดียวหรือมากกว่านั้น มีแนวโน้มที่จะเกิดการรั่วไหลในระหว่างการทดสอบไฮดรอลิก

สาเหตุของการหดตัวของช่อง (หลวม):การหดตัวของปริมาตรเกิดขึ้นเมื่อโลหะแข็งตัวจากของเหลวเป็นสถานะของแข็งหากการเติมเหล็กหลอมเหลวไม่เพียงพอในเวลานี้ โพรงการหดตัวจะเกิดขึ้นอย่างหลีกเลี่ยงไม่ได้ช่องหดตัวของการหล่อเหล็กนั้นโดยพื้นฐานแล้วเกิดจากการควบคุมกระบวนการแข็งตัวตามลำดับที่ไม่เหมาะสมสาเหตุอาจรวมถึงการตั้งค่าไรเซอร์ที่ไม่ถูกต้อง อุณหภูมิการเทเหล็กหลอมสูงเกินไป และการหดตัวของโลหะขนาดใหญ่

วิธีป้องกันฟันผุหดตัว (หลวม):1. ออกแบบระบบการหล่อของการหล่อทางวิทยาศาสตร์เพื่อให้เหล็กหลอมแข็งตามลำดับ และชิ้นส่วนที่แข็งตัวก่อนควรเติมด้วยเหล็กหลอมเหลว2) ตั้งค่าไรเซอร์ เงินอุดหนุน เหล็กเย็นทั้งภายในและภายนอกอย่างถูกต้องและสมเหตุสมผล เพื่อให้แน่ใจว่ามีการแข็งตัวตามลำดับ3.เมื่อเทเหล็กหลอม การฉีดด้านบนจากไรเซอร์จะเป็นประโยชน์ต่อการรักษาอุณหภูมิของเหล็กหลอมเหลวและการป้อน และลดการเกิดโพรงการหดตัว④ ในแง่ของความเร็วในการเท การเทด้วยความเร็วต่ำเอื้อต่อการแข็งตัวตามลำดับมากกว่าการเทด้วยความเร็วสูง⑸อุณหภูมิในการเทไม่ควรสูงเกินไปเหล็กหลอมเหลวจะถูกนำออกจากเตาที่อุณหภูมิสูงและเทหลังจากการระงับประสาทซึ่งเป็นประโยชน์ในการลดโพรงการหดตัว

(3) การรวมทราย (ตะกรัน):การรวมทราย (ตะกรัน) หรือที่เรียกกันทั่วไปว่าแผลพุพองเป็นรูกลมหรือรูที่ผิดปกติที่ไม่ต่อเนื่องซึ่งปรากฏอยู่ภายในการหล่อหลุมจะถูกผสมกับทรายขึ้นรูปหรือตะกรันเหล็กที่มีขนาดไม่สม่ำเสมอและรวมตัวกันอยู่ในนั้นสถานที่หนึ่งแห่งขึ้นไป มักจะอยู่ด้านบนมากกว่า

สาเหตุของการรวมทราย (ตะกรัน):การรวมตะกรันเกิดจากการที่ตะกรันเหล็กแยกเข้าสู่การหล่อพร้อมกับเหล็กหลอมเหลวในระหว่างกระบวนการถลุงหรือเทการรวมทรายเกิดจากการที่โพรงแม่พิมพ์มีความหนาแน่นไม่เพียงพอในระหว่างการขึ้นรูปเมื่อเหล็กหลอมเหลวถูกเทลงในโพรงแม่พิมพ์ ทรายที่ใช้หล่อจะถูกชะล้างด้วยเหล็กหลอมเหลวและเข้าสู่ภายในของการหล่อนอกจากนี้ การทำงานที่ไม่เหมาะสมในระหว่างการตัดแต่งและการปิดกล่อง และปรากฏการณ์ทรายหลุดออกมาก็เป็นสาเหตุของการรวมทรายเช่นกัน

วิธีป้องกันการรวมทราย (ตะกรัน):1 เมื่อหลอมเหล็กหลอมแล้ว ควรระบายไอเสียและตะกรันให้หมดทั่วถึง2 พยายามอย่าพลิกถุงเทเหล็กหลอมเหลว แต่ใช้ถุงกาน้ำชาหรือถุงเทด้านล่างเพื่อป้องกันไม่ให้ตะกรันที่อยู่เหนือเหล็กหลอมเหลวเข้าไปในช่องหล่อพร้อมกับเหล็กหลอมเหลว3 เมื่อเทเหล็กหลอมเหลว ควรใช้มาตรการเพื่อป้องกันไม่ให้ตะกรันเข้าไปในโพรงแม่พิมพ์ด้วยเหล็กหลอมเหลว④เพื่อลดความเป็นไปได้ที่ทรายจะรวมอยู่ด้วย ตรวจสอบความแน่นของแม่พิมพ์ทรายเมื่อสร้างแบบจำลอง ระวังอย่าให้ทรายหลุดเมื่อตัดแต่ง และเป่าโพรงแม่พิมพ์ให้สะอาดก่อนที่จะปิดกล่อง

(4) รอยแตก:รอยแตกในการหล่อส่วนใหญ่เป็นรอยแตกร้อนที่มีรูปร่างไม่สม่ำเสมอ ทะลุหรือไม่ทะลุ ต่อเนื่องหรือไม่ต่อเนื่อง และโลหะที่รอยแตกมีสีเข้มหรือมีปฏิกิริยาออกซิเดชั่นที่พื้นผิว

สาเหตุของรอยแตกได้แก่ความเครียดที่อุณหภูมิสูงและการเสียรูปของฟิล์มของเหลว

ความเครียดที่อุณหภูมิสูงคือความเครียดที่เกิดจากการหดตัวและการเสียรูปของเหล็กหลอมเหลวที่อุณหภูมิสูงเมื่อความเครียดเกินขีดจำกัดความแข็งแรงหรือการเสียรูปพลาสติกของโลหะที่อุณหภูมินี้ จะเกิดรอยแตกร้าวการเปลี่ยนรูปของฟิล์มของเหลวคือการก่อตัวของฟิล์มของเหลวระหว่างเม็ดคริสตัลในระหว่างกระบวนการแข็งตัวและการตกผลึกของเหล็กหลอมเหลวด้วยความก้าวหน้าของการแข็งตัวและการตกผลึก ฟิล์มของเหลวจึงมีรูปร่างผิดปกติเมื่อปริมาณการเปลี่ยนรูปและความเร็วในการเปลี่ยนรูปเกินขีดจำกัด จะเกิดรอยแตกร้าวช่วงอุณหภูมิของรอยแตกร้าวจากความร้อนอยู่ที่ประมาณ 1200~1450℃

ปัจจัยที่ส่งผลต่อรอยแตกร้าว:

1 องค์ประกอบ S และ P ในเหล็กเป็นปัจจัยที่เป็นอันตรายต่อการแตกร้าว และยูเทคติกส์กับเหล็กจะลดความแข็งแรงและความเป็นพลาสติกของเหล็กหล่อที่อุณหภูมิสูง ส่งผลให้เกิดการแตกร้าว

2 การรวมตะกรันและการแยกออกจากกันในเหล็กจะเพิ่มความเข้มข้นของความเค้น ซึ่งจะเป็นการเพิ่มแนวโน้มการแตกร้าวเมื่อร้อน

3 ยิ่งค่าสัมประสิทธิ์การหดตัวเชิงเส้นของประเภทเหล็กมากเท่าใด แนวโน้มที่จะเกิดการแตกร้าวจากความร้อนก็จะยิ่งมากขึ้นเท่านั้น

④ ยิ่งค่าการนำความร้อนของเหล็กประเภทมากเท่าใด แรงตึงผิวก็จะยิ่งมากขึ้น คุณสมบัติทางกลที่อุณหภูมิสูงก็จะยิ่งดีขึ้น และแนวโน้มของการแตกร้าวจากความร้อนก็จะน้อยลง

⑤ การออกแบบโครงสร้างของการหล่อมีความสามารถในการผลิตไม่ดี เช่น มุมโค้งมนเล็กเกินไป ความหนาของผนังไม่เท่ากัน และความเข้มข้นของความเครียดรุนแรง ซึ่งจะทำให้เกิดรอยแตกร้าว

⑥ความแน่นของแม่พิมพ์ทรายสูงเกินไป และผลผลิตแกนที่ไม่ดีเป็นอุปสรรคต่อการหดตัวของการหล่อและเพิ่มแนวโน้มของรอยแตก

⑦อื่นๆ เช่น การจัดเรียงไรเซอร์ที่ไม่เหมาะสม การหล่อเย็นเร็วเกินไป ความเครียดที่มากเกินไปที่เกิดจากการตัดไรเซอร์และการบำบัดความร้อน ฯลฯ ก็จะส่งผลต่อการเกิดรอยแตกร้าวเช่นกัน

ตามสาเหตุและปัจจัยที่มีอิทธิพลต่อรอยแตกข้างต้น สามารถใช้มาตรการที่เกี่ยวข้องเพื่อลดและหลีกเลี่ยงการเกิดข้อบกพร่องของรอยแตกร้าวได้

จากการวิเคราะห์สาเหตุของข้อบกพร่องในการหล่อข้างต้น ค้นหาปัญหาที่มีอยู่ และดำเนินมาตรการปรับปรุงที่เกี่ยวข้อง เราสามารถหาวิธีแก้ไขข้อบกพร่องในการหล่อ ซึ่งเอื้อต่อการปรับปรุงคุณภาพการหล่อ