Utformning av hällsystem och Ingate Placering i förlorat skumgjutgods

Utformning av hällsystem och Ingate Placering i förlorat skumgjutgods

1. Riktad stelning: Ingate placering vid Hot Spots

Att rikta högtemperatursmält järn direkt in i tjocka heta punkter upprätthåller förhöjda temperaturer i dessa områden och etablerar en temperaturgradient av "tunna sektioner stelnar först, tjocka sektioner stelnar sist." Detta underlättar effektiv matning i samband med stigare och är teoretiskt idealiskt för krympkompensering.

Dock: Intaget bör aldrig placeras direkt i mitten av den geometriska hot spot. Istället bör den placeras i det intilliggande tjockväggiga området, så att stigaren kan slutföra den slutliga matningen. Att placera intaget direkt i mitten av den heta punkten kommer att förstora den termiska massan av den heta punkten ytterligare, vilket förvärrar risken för krympning av porositet.

Naturligtvis beror genomförbarheten av detta tillvägagångssätt på den specifika strukturen hos gjutgodset. I praktiken har gjutgods ofta komplexa geometrier och varierande väggtjocklekar. När grindsystemet utformas måste därför de interaktiva effekterna av flera faktorer övervägas omfattande.

2. Samtidig stelning: Flera dispergerade inlopp vid tunna väggar

Att prioritera flödet av smält järn till tunnväggiga sektioner höjer deras temperatur, medan tjocka sektioner naturligtvis upplever en relativt snabbare kylning. Detta minskar temperaturgradienten över gjutgodset, vilket främjar samtidig stelning. Detta tillvägagångssätt minskar termisk spänning, deformation och sprickbildning, vilket gör den lämplig för gjutgods med minimala väggtjockleksvariationer som inte strikt kräver riktad stelning.

Avgörande anmärkning: Principen om samtidig stelning i förlorad skumgjutning kan inte direkt kopieras från traditionell sandgjutning; det är föremål för strikta begränsningar.

Vid förlorad skumgjutning fyller metallen formen samtidigt som skummet sönderdelas och absorberar värme. Fyllningsflödesfältet ändrar direkt det termiska fältet. Dessutom inkluderar oundvikliga begränsningar appliceringen av negativt tryck, den stela, icke eftergivliga naturen hos obunden torr sand och flotation av kolrester.

2.1 Intag på Hot Spots: För- och nackdelar med utfodring

Fördelar: Högtemperatursmält järn införs i de tjocka sektionerna, upprätthåller lokala höga temperaturer och skapar förutsättningar för riktad stelning. Grindsystemet kan fungera som en tillfällig matningskanal.

2.2.Särskilda risker vid förlorad skumgjutning:

2.2.1 Massiv nedbrytning av skum vid tjocka sektioner absorberar betydande värme. Om fyllningsrytmen inte stämmer överens kan temperaturen i de tjocka sektionerna misslyckas med att stiga, vilket förhindrar att en effektiv gradient etableras. Detta förstorar bara den heta platsen och förvärrar krympningporositeten.

2.2.2 Smält järn som direkt påverkar det tjockväggiga skummet kan lätt erodera beläggningen, vilket leder till defekter i sandinneslutningen.

2.2.3 Segjärn stelnar på ett degigt sätt. Om intaget stelnar för tidigt och skär av matningskanalen, kommer krympningporositet fortfarande att uppstå även om intaget är placerat vid den heta platsen.

Praktiska riktlinjer: För att uppnå riktad stelning via matning nära den heta platsen i förlorat skumgjutningsmaterial, prioritera en seriekoppling av stigaren och inloppet (smält järn strömmar genom stigaren innan det kommer in i gjutningen). Undvik att använda en enda inlopp med stort tvärsnitt riktad rakt mot den heta platsen.

3. Flera dispergerade inlopp vid tunna väggar för samtidig stelning

Fördelar: Flerpunktsmatning från tunna väggar säkerställer ett enhetligt övergripande temperaturfält, vilket minimerar temperaturskillnader, termisk stress och deformation. Den är mycket lämplig för gråjärnsgjutgods med relativt jämn väggtjocklek.

Specifika risker vid förlorad skumgjutning:

3.1 Om matning sker vid tunna väggar och det smälta järnet strömmar mot den tjocka varma punkten, kommer den tjocka delen ofta att stelna sist. Slutområdena kommer att ackumulera rester av skumnedbrytning och smält järn med låg temperatur. Den heta punkten får varken högtemperaturjärn eller korrekt matning, vilket resulterar i en kombination av krympningporositet och kolinneslutningar/veck.

3.2 Kontinuerlig spolning av beläggningen på tunnväggiga platser kan lätt skada den, vilket orsakar sandinneslutningsdefekter.

4.Principer för att bestämma intagsplacering i förlorad skumgjutning

4.1 Sträva efter riktad stelning (tjocka segjärngjutgods, stränga krav utan krympning)

Teori: Inför smält järn nära tjocka sektioner/hot spots.

4.2 Praktiskt utförande:

4.2.1 Placera ingates i det tjockväggiga området intill den heta platsen; Placera dem inte direkt i mitten av den geometriska hot spot.

4.2.2 Prioritera att leda smält järn genom stigaren innan det kommer in i gjutgodset.

4.2.3För höga gjutgods, prioritera bottengrindar och trappstegsfyllning. Detta säkerställer metallfyllningar från botten till toppen, vilket gör att kolrester och gaser kan stiga upp i stigröret eller slaggfällorna.

4.2.4 Undvik strikt enstaka, överdimensionerade intag. Använd flera dispergerade ingates för att minska lokal överhettning och erosion.

Hot spots måste paras ihop med stigare eller frossa. Att enbart förlita sig på intagsplacering vid den heta platsen är otillräcklig för att eliminera krympning i segjärn.

4.2.5. Sträva efter samtidig stelning (enhetlig väggtjocklek, prioritet för kontroll av spänning/deformation, mindre lokal krympning acceptabel)

4.3. Teori: Flerpunkts dispergerad utfodring vid tunna väggar.

Fördela flera inlopp med små tvärsnitt över tunna väggar för att förkorta påfyllningsvägen.

Tjocka heta fläckar längst ut i gjutgodset måste paras ihop med kylningar för att påskynda kylningen och motverka ansamling av kall slagg från slutfyllning.

Tvinga inte fram ren samtidig stelning på gjutgods med drastiska tjockleksvariationer, eftersom detta kommer att leda till okontrollerbara defekter vid de tjocka varma punkterna.

4.4. Universella hårda begränsningar för alla tillstånd (specifikt för förlorat skum, ersätter solidifieringsteori)

Ingångar får aldrig vara vända mot de skarpa hörnen av tunna skumväggar för att förhindra att beläggningen kollapsar.

Ingångarna ska helst placeras på bearbetade ytor. Placera aldrig hål på tätnings-, passande eller gängade ytor.

Fyllningsflödesfältet måste säkerställa att nedbrytningsrester vandrar mot gjutgodsets högsta punkt, med slaggfällor placerade vid dessa höga punkter. Även om hot spot-matning är teoretiskt lämplig måste planen överges om den gör att slagg fastnar i gjutkroppen.

Inmatningstvärsnittet får inte vara för litet (för att förhindra för tidig stelning under matningssteget, vilket blockerar matningskanalen), och inte heller för stort (för att undvika lokal överhettning).

5.Sammanfattning

Riktad stelning drar nytta av intagsplacering nära hot spots för att underlätta matning, medan samtidig stelning är beroende av flerpunktsmatning vid tunna väggar för att minimera termiska gradienter och stress.

Emellertid kan förlorat skumgjutning inte mekaniskt replikera sandgjutningsmetoder. Att placera en ingång direkt vid en het punkt eliminerar inte automatiskt krympning, och matning vid tunna väggar garanterar inte i sig samtidigt stelning. Ingenjörer måste göra omfattande avvägningar med tanke på fyllningsflödesfältet, skumsönderdelning och slaggevakuering, undertryck och integrering av stigare och kylningar. I många scenarier krävs en kompromissad, balanserad lösning.