Het belang en het ontwerp van gietijzeren risiconhals

1. De ontwerppunten van gietijzeren riserhals zijn als volgt:

Grootte-bepalingdiameter: de diameter van de stijgingshals is in het algemeen 0,3-0,8 keer de diameter van de hotspotcirkel van het giet. De diameter van de hotspotcirkel van het gietstuk is groot, met een waarde die wordt bevooroordeeld naar 0,3; De diameter van de hotspotcirkel is klein, met een waarde die wordt bevooroordeeld naar 0,8. Lengte: meestal tussen 20-50 mm. Voor kleine gietijzeren delen kan de lengte van de stijgbuishals worden genomen als de ondergrens; Grote gietijzeren onderdelen zijn onderworpen aan een bovengrens. Gemeenschappelijke vormen voor vormontwerp zijn cilindrisch, trapeziumvormig, enz. De cilindrische riserhals is gemakkelijk te verwerken en geschikt voor de meeste situaties; De trapeziumvormige riserhals is gunstig voor het compenseren van krimp en wordt veel gebruikt in gietstukken met hoge vereisten voor het compenseren van krimp.

De positieselectie van de riserhals moet worden ingesteld op de hete kruising van het gieten, zodat de metalen vloeistof in de riser bij voorkeur naar de hete junctie kan stromen, opeenvolgende stolling kan bereiken en effectief krimp kan aanvullen. Probeer te voorkomen dat het in het spanningsconcentratiegebied van het gieting wordt geplaatst om stress veroorzaakt door stollingskrimp van de stijgbuishals te voorkomen, die de vervorming en de neiging van het gieten kan verergeren. De hoeveelheid wordt bepaald op basis van de grootte van het gieten, de complexiteit van de structuur en de verdeling van hotspots. Kleine en eenvoudige gietstukken vereisen mogelijk slechts één riserhals, terwijl grote en complexe gietstukken mogelijk meerdere stijgbanen vereisen om voldoende krimp bij elk hete gewricht te garanderen. De verbinding tussen de stijgbuis en het gieten moet een soepele overgang hebben, waardoor rechter of scherpe hoeken worden vermeden om de weerstand tegen de stroom van gesmolten metaal te verminderen. Het verband tussen de stijgbuishals en het gieten moet stevig zijn om breuk te voorkomen vanwege de impact van gesmolten metaal tijdens het gietproces. Tegelijkertijd moeten de vorm en grootte van de verbinding redelijkerwijs worden ontworpen om de vorming van overmatige warmte -aangetaste zones op het gieten te voorkomen, die gebreken in het gieten kunnen veroorzaken.

2. Design Case Analysis of Cast Iron Riser Neck

De meeste legeringen vertonen consistent en voorspelbaar gedrag tijdens het koelproces van vloeistof tot vast bij temperatuur. Er zijn twee verschillende stadia van samentrekking. Ten eerste, wanneer de giettemperatuur van de legering afkoelt tot de liquidus -lijn, wordt dit gewoonlijk vloeibare krimp of oververhitte krimp genoemd. Ten tweede, wanneer een legering afkoelt van vloeistof tot vaste stof, wordt deze gewoonlijk aangeduid als stollingskrimp. Aan de andere kant worden grafiet gietijzeren onderdelen (inclusief grijs gietijzer, ductiel ijzer en kneedbaar gietijzer) vergezeld door een ongewoon fenomeen tijdens het koelen en stollen, waarbij het metaal begint uit te breiden. Deze uitbreiding wordt meestal toegeschreven aan de neerslag van grafietfasen met een lagere dichtheid, het overwinnen en overtreffen van de krimp geassocieerd met koelvloeistof en austeniet stolling. Tot nu toe is het belangrijkste aspect van het ontwerpen van risers en gating -systemen voor gietijzer de vereiste om een positieve vloeistofdruk te behouden tijdens het gehele stollingsproces. Aanvankelijk moet atmosferische druk worden toegestaan om op de vloeistof in de stijgbuis te werken, en om dit te laten plaatsvinden, moet de stijgbuis zijn (gecomprimeerd). Zodra de uitbreiding begint, regelt een zorgvuldig ontworpen Riser -systeem de expansiedruk en zorgt voor een automatische krimp van het gieten tijdens het resterende stollingsproces. Dit is in tegenstelling tot staal, aluminium, koper, enz. Omdat ze geen expansie inhouden, wat de toevoeging van gesmolten metaal aan het gieten tijdens stolling vereist.

3. Regeldruk

De Riser -nek is misschien de meest kritieke component in het ontwerp van het risersysteem, omdat deze meestal de grootte van restdruk op de vloeistof bepaalt. Het contactoppervlak van de stijgbuishals moet groot genoeg zijn om het gesmolten metaal van de stijgbuis over te brengen naar het gieten gedurende een lange periode. Indien nodig moet overmatige druk in de schimmelholte worden vrijgegeven, maar het moet passend zijn om de positieve druk van de vloeistof aan het einde van de stolling te behouden en de verwijdering van de stijgbuis uit het gieten te vergemakkelijken. De riserhals kan worden beschouwd als een "veiligheidsventiel" op drukvaten, en het ontwerp moet ervoor zorgen dat de druk in het gieten op een beheersbaar niveau wordt gehandhaafd. Het vormmateriaal, of meer specifiek, de zandvorm die de expansiedruk kan weerstaan zonder uit te breiden, bepaalt meestal de mate van controleerbaarheid. Als het schimmelmateriaal zwak is, zoals bij het gebruik van kleizandvormen, moet een riser nek worden ontworpen om enige expansiedruk vrij te maken om schimmeluitbreiding te voorkomen. Dit wordt bereikt door de riserhals te ontwerpen om in een relatief late stadium te stollen, waardoor enige druk door de riser nek aan de riser kan worden vrijgegeven. Door het gebruik van sterkere en hardere modelbindingsmaterialen (zoals harssystemen), kan de Riser -nek worden ontworpen om kleiner te zijn, waardoor deze eerder tijdens de expansiefase kan stollen en een hogere resterende vloeibare druk kan behouden. Een te kleine riserhals kan echter leiden tot overmatige restdruk in het gieten, wat resulteert in porositeit gerelateerd aan schimmeluitbreiding. Een overmatig grote riserhals leidt meestal tot een verlies van positieve druk op de vloeistof voordat de stolling is voltooid, wat resulteert in krimp en gasafvoer uit de metalen vloeistof gerelateerd aan stolling. De grootte van de Riser -nek in ontwerpregels is meestal gebaseerd op de geometrische modulus (MC) van de casting. De typische waarde van gietijzer geproduceerd in kleizand ligt tussen 0,6 (MC) en 0,9 (MC). De nauwkeurige waarde hangt af van de hardheid van het zandschimmelmateriaal, de chemische samenstelling en de inoculatiegraad van ijzer en de koelsnelheid van het gieten. Als de stijgbuis dichter bij het gieten wordt bewogen, zal het verwarmingseffect op het zand tussen het gieten en de riserhals de geometrische contactmodulus verminderen met behoud van de equivalente thermische modulus. Als de nek kort genoeg is om gelijk te zijn aan of minder dan de kleinere dwarsdoorsnede van het contact, kan de geometrische modulus veilig worden verminderd met 0,6 keer, d.w.z. de modulus van de langere nek (Mn (kort) = 0,6 mn (lang)). Dit duidt op een vermindering van ongeveer 65% in contactgebied.

conclusie

De succesvolle krimp van grafietgietijzer omvat het handhaven en regelen van de positieve druk van vloeibaar ijzer tijdens het stollingsproces. Het correct ontwerpen van de stijgbuis en het schenksysteem en het besturen van de metallurgische en giettijd goed, zijn cruciaal voor de productie van grafiet gietijzeren onderdelen zonder krimp.