Дизајн система за изливање и постављање улаза у изгубљено ливење пене

Дизајн система за изливање и постављање улаза у изгубљено ливење пене

1. Усмерено очвршћавање: Ингате постављање на врућим тачкама

Усмеравање растопљеног гвожђа на високим температурама директно у дебеле вруће тачке одржава повишене температуре у овим областима и успоставља температурни градијент „танки делови се прво стврдњавају, дебели делови очвршћавају последњи“. Ово олакшава ефикасно храњење у комбинацији са успонима и теоретски је идеално за компензацију скупљања.

Међутим: Улаз никада не треба постављати директно у центар геометријске вруће тачке. Уместо тога, требало би да буде постављен у суседној области са дебелим зидовима, омогућавајући успону да заврши коначно храњење. Позиционирање улазног отвора директно у центар вруће тачке додатно ће повећати термичку масу вруће тачке, чиме се повећава ризик од порозности скупљања.

Наравно, изводљивост овог приступа зависи од специфичне структуре ливења. У пракси, одливци често имају сложену геометрију и различите дебљине зидова. Због тога, приликом пројектовања система гајтинга, интерактивни ефекти више фактора морају се свеобухватно размотрити.

2. Истовремено очвршћавање: више диспергованих врата на танким зидовима

Давање приоритета протоку растопљеног гвожђа у секције са танким зидовима повећава њихову температуру, док дебели делови природно доживљавају релативно брже хлађење. Ово сужава температурни градијент преко ливења, промовишући истовремено очвршћавање. Овај приступ смањује термички стрес, деформацију и пуцање, што га чини погодним за ливење са минималним варијацијама дебљине зида које не захтевају стриктно усмерено очвршћавање.

Кључна напомена: Принцип истовременог очвршћавања у ливењу изгубљене пене не може се директно копирати са традиционалног ливења у песак; подлеже строгим граничним ограничењима.

Код ливења изгубљене пене, метал испуњава калуп док се пена истовремено разлаже и апсорбује топлоту. Поље протока пуњења директно мења топлотно поље. Штавише, неизбежна ограничења укључују примену негативног притиска, круту, непопустљиву природу невезаног сувог песка и флотацију остатака угљеника.

2.1 Ингатес на врућим тачкама: за и против храњења

Предности: Растопљено гвожђе високе температуре се уноси у дебеле делове, одржавајући локалне високе температуре и стварајући услове за усмерено очвршћавање. Систем затварања може деловати као привремени канал за напајање.

2.2.Специфични ризици код изгубљеног ливења пене:

2.2.1 Масивно распадање пене на дебелим пресецима апсорбује значајну топлоту. Ако ритам пуњења није усклађен, температура у дебелим деловима можда неће расти, спречавајући успостављање ефективног градијента. Ово само повећава жариште и погоршава порозност скупљања.

2.2.2 Растопљено гвожђе које директно утиче на пену са дебелим зидовима може лако еродирати премаз, што доводи до дефекта укључивања песка.

2.2.3 Нодуларно гвожђе се учвршћује на пастозни начин. Ако се уложак очврсне прерано и пресече доводни канал, порозност скупљања ће се и даље појавити чак и ако се уметак постави на врућу тачку.

Практичне смернице: Да би се постигло усмерено очвршћавање путем довода близу вруће тачке у ливењу изгубљене пене, дајте приоритет серијској вези успона и улаза (растопљено гвожђе протиче кроз успон пре него што уђе у ливење). Избегавајте коришћење једног улаза великог попречног пресека усмереног право на врућу тачку.

3. Више диспергованих врата на танким зидовима за истовремено очвршћавање

Предности: Напајање у више тачака из танких зидова обезбеђује једнообразно целокупно температурно поље, минимизирајући температурне разлике, термички стрес и деформације. Веома је погодан за ливење од сивог гвожђа са релативно уједначеном дебљином зида.

Специфични ризици код изгубљеног ливења пене:

3.1 Ако се храњење дешава на танким зидовима и растопљено гвожђе тече ка дебелој врућој тачки, дебели пресек ће се често очврснути последњи. Терминалне области ће акумулирати остатке распадања пене и нискотемпературног растопљеног гвожђа. Врућа тачка не прима ни високотемпературно гвожђе нити правилно храњење, што резултира комбинацијом порозности скупљања и инклузија/набора угљеника.

3.2 Континуирано испирање премаза на местима са танким зидовима може га лако оштетити, узрокујући дефекте укључивања песка.

4.Принципи за одређивање положаја отвора у ливењу изгубљене пене

4.1 Спровођење усмереног очвршћавања (дебели одливци од нодуларног гвожђа, строги захтеви без скупљања)

Теорија: Увести растопљено гвожђе близу дебелих делова/врућих тачака.

4.2 Практично извршење:

4.2.1 Позиционирати улазе у зони дебелих зидова у близини вруће тачке; не постављајте их директно у центар геометријске вруће тачке.

4.2.2 Одредите приоритет провођењу растопљеног гвожђа кроз успон пре него што уђе у ливење.

4.2.3 За високе одливе, дајте приоритет доњем отвору и степенастом пуњењу. Ово осигурава метално пуњење одоздо према горе, омогућавајући остацима угљеника и гасовима да се подигну у успон или замке шљаке.

4.2.4 Строго избегавајте појединачне, превелике улазе. Користите више диспергованих улаза да бисте смањили локално прегревање и ерозију.

Вруће тачке морају бити упарене са уздизањима или мрзлицама. Ослањање само на постављање убацивања на врућој тачки није довољно да се елиминише скупљање у нодуларном гвожђу.

4.2.5. Спровођење истовременог очвршћавања (уједначена дебљина зида, приоритет контроле напона/деформације, прихватљиво мало локално скупљање)

4.3.Теорија: Вишеструко дисперговано храњење на танким зидовима.

Распоредите више уметака малог попречног пресека преко танких зидова да бисте скратили пут пуњења.

Дебеле вруће тачке на удаљеним крајевима ливења морају бити упарене са хладноћом да би се убрзало хлађење и спречило накупљање хладне шљаке од терминалног пуњења.

Немојте форсирати чисто истовремено очвршћавање на одливцима са драстичним варијацијама дебљине, јер ће то довести до неконтролисаних дефеката на дебелим врућим тачкама.

4.4. Универзална тврда ограничења за све услове (специфична изгубљена пена, замењујућа теорија очвршћавања)

Отвори никада не смеју да буду окренути ка оштрим угловима танких зидова од пене како би се спречило урушавање премаза.

Пожељно је да се затварачи постављају на обрађене површине. Никада не постављајте отворе на заптивне, спојне или навојне површине.

Поље протока пуњења мора да обезбеди да остаци распадања мигрирају ка највишој тачки одливака, са хватаљкама шљаке постављеним на овим високим тачкама. Чак и ако је храњење на врућим местима теоретски прикладно, план се мора одустати ако узрокује да се шљака зароби унутар тела ливења.

Попречни пресек улаза не сме бити премали (да би се спречило превремено очвршћавање током фазе храњења, које блокира канал за напајање), нити превелик (да би се избегло локално прегревање).

5.Резиме

Усмерено очвршћавање има користи од постављања улаза у близини врућих тачака како би се олакшало храњење, док се истовремено очвршћавање ослања на храњење у више тачака на танким зидовима како би се смањили топлотни градијенти и стрес.

Међутим, ливење изгубљене пене не може механички да реплицира праксу ливења у песак. Постављање улошка директно на врућу тачку не елиминише аутоматски скупљање, а храњење на танким зидовима не гарантује истовремено очвршћавање. Инжењери морају направити свеобухватне компромисе с обзиром на поље протока пуњења, разградњу пене и евакуацију шљаке, негативни притисак и интеграцију успона и хлађења. У многим сценаријима, потребно је компромисно, уравнотежено решење.