چگونه می توان سوزن های اگزوز تولید قطعات چدنی را با استفاده از فناوری ماسه سبز طراحی کرد؟

ما به طور مفصل در مورد طراحی سوزن های اگزوز بر اساس ویژگی های فناوری شن و ماسه سبز و قطعات چدن بحث خواهیم کرد. چدن ماسه سبز دارای ویژگی های فرآیندی منحصر به فرد خود است، بنابراین طراحی سوزن های اگزوز نیز نیاز به توجه ویژه دارد. 

تأثیر ویژگی های قطعات چدن ماسه سبز بر طراحی سوزن های اگزوز: 

1 تولید گاز بزرگ و غلیظ: ماسه مرطوب حاوی حدود 3.5٪ -5٪ رطوبت است که به سرعت تحت تأثیر آهن مذاب با دمای بالا تبخیر می شود. در عین حال، پودر زغال سنگ، مواد آلی و سایر مواد موجود در ماسه نیز می سوزند و گاز تولید می کنند و در نتیجه مقدار زیادی گاز بلافاصله در مرحله ریختن اولیه تولید می شود. 

2. اثر فشار منفی: در هنگام پر کردن آهن مذاب، فشار منفی آنی در قسمت های خاصی از حفره قالب (به ویژه در ناحیه ای که در نهایت آهن مذاب پر می شود) ایجاد می شود که مانند یک "لوله مکش" عمل می کند، گاز را به شدت در منافذ ماسه و سوزن اگزوز مکش می کند. اگر سوزن اگزوز به درستی طراحی نشده باشد، مایع فلزی به راحتی می تواند "مکیده شود". 

3. سیالیت خوب فلز مذاب: چدن (مخصوصا چدن خاکستری) در مقایسه با آلومینیوم ریخته گری سیالیت خوب و کشش سطحی نسبتاً کمتری دارد و نفوذ به شکاف های کوچک را آسان تر می کند. 

4. فشار متوسط: در مقایسه با فولاد ریخته گری، چدن دمای ریختن و فشار استاتیک کمی کمتر دارد که فضای ایمنی خاصی را برای طراحی سوزن های اگزوز فراهم می کند.

نکات کلیدی برای طراحی هدفمند سوزن اگزوز برای قطعات چدن شن و ماسه سبز: بر اساس ویژگی های فوق، هسته اصلی طراحی این است که در مرحله اولیه ریخته گری، منطقه اگزوز کافی را فراهم کند، در حالی که به طور موثر در برابر جریان برگشت مایع فلزی ناشی از فشار منفی آنی مقاومت می کند. 

1. شکل شیار اگزوز: طرح "انبساط تدریجی" یا "گسیختگی" ترجیح داده می شود و شیار شیب دار (انبساط تدریجی) به شدت توصیه می شود. توضیحات: شیار اگزوز در داخل حفره باریک و در خارج از جو پهن است و مخروطی کوچکی را تشکیل می دهد. مزایا: ضد جریان برگشتی: هنگامی که مایع فلزی تحت فشار منفی به سمت شیار اگزوز هل داده می شود، از ناحیه وسیع تری به ناحیه باریک تر جریان می یابد و سطح مقطع کانال جریان را کاهش می دهد و مقاومت را به شدت افزایش می دهد و به طور موثر از نفوذ مایع فلزی به عمق جلوگیری می کند. اگزوز صاف: گاز به آرامی از مناطق باریک به پهن با حداقل مقاومت جریان می یابد. پردازش: اگرچه پردازش کمی دشوارتر از شیارهای مستقیم است، اما می توان آن را از طریق برش سیم یا ابزارهای آسیاب تخصصی به دست آورد. از استفاده از شیارهای مستقیم ساده خودداری کنید: شیارهای مستقیم تحت فشار منفی مقاومت جریان ضعیفی دارند و خطرات بیشتری را به همراه دارند. 

2. اندازه شیار اگزوز (پارامتر کلیدی)، عرض شیار (کلید در میان کلید): محدوده توصیه شده: 0.15 میلی متر ~ 0.25 میلی متر. اصل حد بالایی: برای چدن ماسه سبز، عرض شیار هرگز نباید از 0.25 میلی متر تجاوز کند. 0.20mm یک اندازه بسیار رایج و ایمن است. این عرض از کشش سطحی آهن مذاب استفاده می‌کند و نفوذ خودکار آن را دشوار می‌کند و در عین حال مقاومت کافی را تحت فشار منفی ایجاد می‌کند. اگر ریخته گری ضخیم باشد، فشار استاتیکی بالا باشد، یا موقعیت بحرانی باشد (مانند بالاترین نقطه حفره قالب)، باید اندازه باریک تری مانند 0.15 میلی متر یا 0.18 میلی متر انتخاب شود. عمق شیار: محدوده توصیه شده: 0.4mm~0.8mm. برای اطمینان از سطح مقطع کافی اگزوز، عمق شیار معمولاً 2-4 برابر عرض شیار است. به عنوان مثال، عرض شکاف 0.20 میلی متر با عمق شکاف 0.5-0.8 میلی متر مطابقت دارد. طول شکاف (ضخامت دیواره سوزن اگزوز): محدوده توصیه شده: 20 میلی متر تا 30 میلی متر. طول کافی می تواند یک "بخش مقاومت در برابر جریان" پایدار را تشکیل دهد و مقاومت اصطکاکی جریان فلز مذاب را افزایش دهد و به آن اجازه دهد قبل از رسیدن به سمت اتمسفر جامد شود. 

3. تعداد و طرح شکاف های اگزوز: معمولا 4 تا 8، به طور مساوی در محیط توزیع می شود. چیدمان: لازم است از اتصال مجرای اگزوز اطمینان حاصل شود. برای طراحی انبساط تدریجی، لازم است به وضوح مشخص شود که کدام انتها سمت حفره (انتهای باریک) و کدام انتها سمت جوی (انتهای عریض) است و روی نقشه مشخص شود که "انتهای باریک هنگام نصب به سمت حفره است". 

4. محل نصب و مقدار سوزن های اگزوز: "منطقه مرده" و بالاترین نقطه حفره قالب، مکان هایی هستند که احتمال تجمع گاز در آنها بیشتر است. ناحیه مقابل سیستم ریختن یا جایی که آهن مذاب آخرین بار پر شده است: در این قسمت گاز بیشتر فشرده می شود و اثر فشار منفی بیشتر مشهود است. قالب فوقانی ریخته گری تخت بزرگ: به حذف گاز انباشته شده در بالای حفره قالب کمک می کند. در نزدیکی هسته: به ویژه جایی که گاز تولید شده توسط هسته شنی باید از طریق حفره قالب تخلیه شود. مقدار: بیشتر بهتر از کمتر است. سوزن های اگزوز را می توان در مناطقی که مشکوک به حبس نفس است نصب کرد. هزینه آن بسیار کمتر از ضایعات ناشی از منافذ است.

 خلاصه طراحی و مشخصات توصیه شده برای یک قطعه چدن شنی سبز معمولی، مشخصات توصیه شده برای سوزن اگزوز به شرح زیر است: جنس: فولاد 45#، کوئنچ و تمپر شده، با سطح قسمت کار (قسمت شیاردار) خاموش شده تا HRC 40-45 برای افزایش مقاومت در برابر سایش و مقاومت در برابر فرسایش آهن مذاب. شکل ظاهری: استوانه ای با شانه، معمولاً به قطر Φ 8 میلی متر یا Φ 10 میلی متر. شیار اگزوز: شکل: شیار شیبدار تدریجی (سمت حفره باریک، سمت جوی عریض). عرض شکاف: 0.20 میلی متر (سمت حفره). عمق شیار: 0.6 میلی متر تعداد: 6، به طور مساوی توزیع شده است. طول شکاف: 25 میلی متر. 

نکات ویژه برای استفاده و نگهداری: 

1 به شدت از انسداد جلوگیری کنید: ذرات ماسه و پوشش های ماسه سبز احتمال بیشتری دارد که مجاری اگزوز باریک را مسدود کند. پس از هر بار استفاده، هوای فشرده باید از سمت اتمسفر برگشته و با سیم یا سوزن فولادی بسیار ظریف تمیز شود. به طور مرتب بررسی کنید که آیا مانعی ندارد. 

2. نصب صحیح: مطمئن شوید که سوزن اگزوز و سوراخ نصب قالب دارای تناسب تداخلی یا محکم، بدون هیچ گونه شلی هستند. انتهای باریک باید رو به حفره باشد! پس از نصب، بهتر است سطح انتهایی آن همسطح با دیواره حفره یا کمی فرورفته (<0.5 میلی متر) باشد و از بیرون زدگی خودداری شود. 

3. تعویض به موقع: پس از مشاهده علائم فرسایش، گرد شدن یا بزرگ شدن لبه شیار اگزوز توسط آهن مذاب، باید فوراً آن را ضایع کرده و تعویض کنید. نتیجه‌گیری: برای قطعات چدن ماسه‌ای سبز، یک طراحی موفق سوزن اگزوز استفاده از یک شیار در حال گسترش تدریجی و کنترل دقیق عرض شیار زیر 0.25 میلی‌متر است. 

این طرح نه تنها می تواند با تولید گاز عظیم و فشار منفی آنی در مراحل اولیه ریختن مقابله کند، بلکه به طور قابل اعتمادی از نفوذ آهن مذاب که یک جزء کوچک کلیدی برای اطمینان از کیفیت ریخته گری و کاهش نرخ ضایعات است، جلوگیری می کند.