Tầm quan trọng và thiết kế của cổ Iron Riser

1. Các điểm thiết kế của cổ gang riser như sau:

Đường kính xác định kích thước: Đường kính của cổ riser thường có đường kính 0,3-0,8 lần đường kính của vòng tròn điểm nóng của đúc. Đường kính của vòng tròn điểm nóng của đúc là lớn, với giá trị sai lệch về phía 0,3; Đường kính của vòng tròn điểm nóng là nhỏ, với giá trị thiên về 0,8. Chiều dài: Thường là từ 20-50mm. Đối với các bộ phận gang nhỏ, chiều dài của cổ riser có thể được coi là giới hạn dưới; Các bộ phận gang lớn phải chịu một giới hạn trên. Các hình dạng phổ biến cho thiết kế hình dạng bao gồm hình trụ, hình thang, v.v ... Cổ riser hình trụ rất dễ xử lý và phù hợp với hầu hết các tình huống; Cổ riser hình thang có lợi cho việc bù co rút và được sử dụng rộng rãi trong các vật đúc với yêu cầu cao để bù co rút.

Lựa chọn vị trí của cổ riser phải được đặt ở điểm nối nóng của quá trình đúc, do đó chất lỏng kim loại trong riser có thể chảy tốt hơn đến ngã ba nóng, đạt được hóa rắn tuần tự và bổ sung co rút hiệu quả. Cố gắng tránh thiết lập nó trong vùng nồng độ ứng suất của đúc để ngăn chặn căng thẳng gây ra do sự co ngót hóa rắn của cổ riser, có thể làm trầm trọng thêm biến dạng và xu hướng nứt của quá trình đúc. Số lượng được xác định dựa trên kích thước của quá trình đúc, độ phức tạp của cấu trúc và phân phối các điểm nóng. Các vật đúc nhỏ và đơn giản chỉ có thể yêu cầu một cổ riser, trong khi các vật đúc lớn và phức tạp có thể yêu cầu nhiều cổ riser để đảm bảo co rút đủ ở mỗi khớp nóng. Sự kết nối giữa riser và đúc nên có sự chuyển đổi suôn sẻ, tránh các góc bên phải hoặc sắc nét để giảm điện trở đối với dòng chảy của kim loại nóng chảy. Mối liên hệ giữa cổ riser và đúc phải chắc chắn để ngăn ngừa vỡ do tác động của kim loại nóng chảy trong quá trình đúc. Đồng thời, hình dạng và kích thước của kết nối phải được thiết kế hợp lý để tránh sự hình thành các vùng bị ảnh hưởng nhiệt quá mức trên đúc, điều này có thể gây ra khiếm khuyết trong quá trình đúc.

2. Phân tích trường hợp thiết kế cổ riser gang

Hầu hết các hợp kim thể hiện hành vi nhất quán và có thể dự đoán được trong quá trình làm mát từ chất lỏng đến rắn ở nhiệt độ. Có hai giai đoạn co lại khác nhau. Thứ nhất, khi nhiệt độ đúc hợp kim nguội đi đến dòng chất lỏng, điều này thường được gọi là co ngót chất lỏng hoặc co ngót quá nhiệt. Thứ hai, khi một hợp kim nguội đi từ chất lỏng đến rắn, nó thường được gọi là co rút hóa rắn. Mặt khác, các bộ phận bằng gang than chì (bao gồm gang xám, sắt dẻo và gang dễ uốn) được đi kèm với một hiện tượng bất thường trong quá trình làm mát và hóa rắn, trong đó kim loại bắt đầu mở rộng. Sự mở rộng này thường được quy cho sự kết tủa của các pha than chì mật độ thấp hơn, vượt qua và vượt quá độ co ngót liên quan đến chất làm mát và hóa rắn austenite. Cho đến nay, khía cạnh quan trọng nhất của việc thiết kế riser và hệ thống gating cho gang là yêu cầu duy trì áp lực chất lỏng tích cực trong toàn bộ quá trình hóa rắn. Ban đầu, áp suất khí quyển phải được phép tác động lên chất lỏng trong riser, và để điều này xảy ra, riser phải được (nén). Khi việc mở rộng bắt đầu, một hệ thống riser được thiết kế cẩn thận kiểm soát áp suất mở rộng và đảm bảo sự co rút tự động của quá trình đúc trong quá trình hóa rắn còn lại. Điều này trái ngược với thép, nhôm, đồng, v.v., vì chúng không liên quan đến việc mở rộng, đòi hỏi phải thêm kim loại nóng chảy vào đúc trong quá trình hóa rắn.

3. Áp suất kiểm soát

Cổ riser có thể là thành phần quan trọng nhất trong thiết kế hệ thống riser, vì nó thường xác định mức độ áp suất dư trên chất lỏng. Bề mặt tiếp xúc của cổ riser phải đủ lớn để chuyển kim loại nóng chảy từ riser sang đúc trong một thời gian dài. Nếu cần thiết, áp lực quá mức trong khoang khuôn nên được giải phóng, nhưng phải phù hợp để duy trì áp lực dương của chất lỏng khi kết thúc quá trình hóa rắn và tạo điều kiện cho việc loại bỏ riser khỏi đúc. Cổ riser có thể được coi là "van an toàn" trên các bình áp suất và thiết kế của nó phải đảm bảo rằng áp suất bên trong đúc được duy trì ở mức có thể quản lý được. Vật liệu đúc, hay cụ thể hơn là khuôn cát có thể chịu được áp lực mở rộng mà không mở rộng, thường xác định mức độ kiểm soát. Nếu vật liệu khuôn yếu, chẳng hạn như khi sử dụng khuôn cát đất sét, cổ riser nên được thiết kế để giải phóng một số áp lực mở rộng để tránh mở rộng khuôn. Điều này đạt được bằng cách thiết kế cổ riser để củng cố ở giai đoạn tương đối muộn, cho phép một số áp lực được giải phóng cho riser qua cổ riser. Bằng cách sử dụng các vật liệu liên kết mô hình mạnh hơn và cứng hơn (như hệ thống nhựa), cổ riser có thể được thiết kế nhỏ hơn, cho phép nó củng cố sớm hơn trong giai đoạn mở rộng và duy trì áp suất chất lỏng còn lại cao hơn. Tuy nhiên, cổ riser quá nhỏ có thể dẫn đến áp suất dư quá mức trong quá trình đúc, dẫn đến độ xốp liên quan đến sự mở rộng của nấm mốc. Một cổ riser quá lớn thường dẫn đến mất áp lực dương lên chất lỏng trước khi quá trình hóa rắn hoàn tất, dẫn đến co rút và xả khí từ chất lỏng kim loại liên quan đến hóa rắn. Kích thước của cổ riser trong các quy tắc thiết kế thường dựa trên mô đun hình học (MC) của đúc. Giá trị điển hình của gang được tạo ra trong cát đất sét nằm trong khoảng 0,6 (MC) đến 0,9 (MC). Giá trị chính xác phụ thuộc vào độ cứng của vật liệu khuôn cát, thành phần hóa học và mức độ tiêm của sắt, và tốc độ làm mát của đúc. Nếu riser được di chuyển gần hơn với đúc, hiệu ứng sưởi ấm trên cát giữa đúc và cổ riser sẽ làm giảm mô đun hình học tiếp xúc trong khi vẫn duy trì mô đun nhiệt tương đương. Nếu cổ đủ ngắn để bằng hoặc nhỏ hơn kích thước mặt cắt tiếp xúc nhỏ hơn, mô đun hình học có thể giảm an toàn 0,6 lần, tức là mô đun của cổ dài hơn (Mn (ngắn) = 0,6 triệu (dài)). Điều này cho thấy giảm khoảng 65% trong khu vực tiếp xúc.

Phần kết luận

Sự co rút thành công của gang than chì liên quan đến việc duy trì và kiểm soát áp suất dương của sắt lỏng trong suốt quá trình hóa rắn. Thiết kế chính xác hệ thống riser và rót, và kiểm soát thời gian luyện kim và rót tốt, rất quan trọng để sản xuất các bộ phận gang than chì mà không bị co ngót.