اهمیت و طراحی گردن چدن

1. نقاط طراحی گردن چدن چدن به شرح زیر است:

قطر تعیین اندازه: قطر گردن Riser به طور کلی 0.3-0.8 برابر قطر دایره نقطه داغ ریخته گری است. قطر دایره نقطه داغ ریخته گری بزرگ است ، با مقدار مغرضانه نسبت به 0.3. قطر دایره نقطه داغ کوچک است ، با مقدار مغرضانه نسبت به 0.8. طول: معمولاً بین 20-50 میلی متر. برای قطعات چدن کوچک ، طول گردن بالابر را می توان به عنوان حد پایین برداشت. قطعات بزرگ چدن در معرض حد بالایی قرار دارند. اشکال متداول برای طراحی شکل شامل استوانه ای ، ذوزنقه ای و غیره است. گردن استوانه ای استوانه ای به راحتی پردازش می شود و برای اکثر موقعیت ها مناسب است. گردن تراش ذوزنقه ای برای جبران انقباض مفید است و به طور گسترده در ریخته گری هایی که نیازهای زیادی برای جبران انقباض دارند ، استفاده می شود.

انتخاب موقعیت گردن بالا باید در محل اتصال داغ ریخته گری تنظیم شود ، به طوری که مایع فلزی موجود در آن می تواند ترجیحاً به محل اتصال داغ جریان یابد ، به استحکام پی در پی برسد و به طور مؤثر انقباض شود. سعی کنید از قرار دادن آن در منطقه غلظت استرس ریخته گری جلوگیری کنید تا از استرس ناشی از انقباض جامد گردن بالایی جلوگیری کنید ، که می تواند تغییر شکل و تمایل به ترک خوردگی را تشدید کند. مقدار بر اساس اندازه ریخته گری ، پیچیدگی ساختار و توزیع نقاط داغ تعیین می شود. ریخته گری های کوچک و ساده فقط ممکن است به یک گردن بلند نیاز داشته باشد ، در حالی که ریخته گری های بزرگ و پیچیده ممکن است برای اطمینان از انقباض کافی در هر مفصل داغ ، به گردن های مختلف بالا نیاز داشته باشند. اتصال بین بالابر و ریخته گری باید دارای یک انتقال صاف باشد و از گوشه های راست یا تیز جلوگیری کند تا مقاومت در برابر جریان فلز مذاب کاهش یابد. اتصال بین گردن و ریخته گری باید محکم باشد تا به دلیل تأثیر فلز مذاب در طی فرآیند ریخته گری از شکستگی جلوگیری شود. در عین حال ، شکل و اندازه اتصال باید به طور منطقی طراحی شود تا از تشکیل مناطق تحت تأثیر گرمای بیش از حد در ریخته گری جلوگیری شود ، که ممکن است باعث نقص در ریخته گری شود.

2. تجزیه و تحلیل موردی از گردن چدن چدن

بیشتر آلیاژها در طی فرآیند خنک کننده از مایع تا جامد در دما رفتار مداوم و قابل پیش بینی دارند. دو مرحله مختلف انقباض وجود دارد. در مرحله اول ، هنگامی که دمای ریخته گری آلیاژ به خط مایع خنک می شود ، این معمولاً به عنوان انقباض مایع یا انقباض فوق گرم گفته می شود. ثانیا ، هنگامی که یک آلیاژ از مایع به جامد خنک می شود ، معمولاً به عنوان انقباض جامد گفته می شود. از طرف دیگر ، قطعات چدن گرافیت (از جمله چدن خاکستری ، آهن انعطاف پذیر و چدن قابل انعطاف) با یک پدیده غیرمعمول در هنگام خنک کننده و جامد سازی همراه است ، جایی که فلز شروع به گسترش می کند. این انبساط معمولاً به بارش فازهای گرافیتی با چگالی پایین تر ، غلبه و فراتر از انقباض مرتبط با جامد سازی خنک کننده و آستنیت نسبت داده می شود. تا کنون ، مهمترین جنبه طراحی اصلاحات و سیستم های دروازه برای چدن ، نیاز به حفظ فشار مایع مثبت در کل فرآیند جامد سازی است. در ابتدا ، فشار اتمسفر باید اجازه داده شود تا روی مایع موجود در بالابر عمل کند و برای اینکه این اتفاق بیفتد ، بالابر باید (فشرده شده) باشد. پس از شروع انبساط ، یک سیستم آسانسور با دقت طراحی شده فشار انبساط را کنترل می کند و انقباض خودکار ریخته گری را در طی فرآیند جامد سازی باقی مانده تضمین می کند. این برخلاف فولاد ، آلومینیوم ، مس و غیره است ، زیرا آنها شامل گسترش نمی شوند ، که نیاز به افزودن فلز مذاب به ریخته گری در هنگام جامد سازی دارد.

3. فشار کنترل

گردن بالا ممکن است مهمترین مؤلفه در طراحی سیستم Riser باشد ، زیرا به طور معمول میزان فشار باقیمانده بر روی مایع را تعیین می کند. سطح تماس گردن بلند باید به اندازه کافی بزرگ باشد تا در مدت زمان طولانی فلز مذاب از بالابر را به ریخته گری منتقل کند. در صورت لزوم ، فشار بیش از حد در حفره قالب باید آزاد شود ، اما برای حفظ فشار مثبت مایع در انتهای جامد سازی و تسهیل در حذف بالابر از ریخته گری مناسب است. گردن بالابر را می توان به عنوان "دریچه ایمنی" در کشتی های فشار در نظر گرفت و طراحی آن باید اطمینان حاصل کند که فشار داخل ریخته گری در سطح قابل کنترل حفظ می شود. ماده قالب ریزی و یا به طور خاص تر ، قالب ماسه ای که می تواند بدون گسترش فشار در برابر فشار گسترش یابد ، معمولاً میزان کنترل پذیری را تعیین می کند. اگر ماده قالب ضعیف باشد ، مانند هنگام استفاده از قالب های ماسه ای رس ، یک گردن بلند باید برای آزاد کردن فشار انبساط برای جلوگیری از گسترش قالب طراحی شود. این امر با طراحی گردن بالابر برای تحکیم در مرحله نسبتاً دیررس حاصل می شود و اجازه می دهد تا از طریق گردن بلند ، فشار را به سمت بالابر آزاد کند. با استفاده از مواد پیوند دهنده مدل قوی تر و سخت تر (مانند سیستم های رزین) ، گردن بالا می تواند به گونه ای کوچکتر باشد که به آن اجازه می دهد تا در مرحله انبساط زودتر از آن جامد شود و فشار مایع باقیمانده را حفظ کند. با این حال ، یک گردن بلند و بسیار کوچک می تواند منجر به فشار بیش از حد باقیمانده در ریخته گری شود و در نتیجه تخلخل مربوط به گسترش قالب باشد. یک گردن بلند کننده بسیار بزرگ معمولاً منجر به از بین رفتن فشار مثبت بر روی مایع می شود قبل از اتمام جامد شدن ، منجر به انقباض و تخلیه گاز از مایع فلزی مربوط به جامد سازی می شود. اندازه گردن بلند در قوانین طراحی معمولاً بر اساس مدول هندسی (MC) ریخته گری است. مقدار معمولی چدن تولید شده در ماسه رس بین 0.6 (MC) و 0.9 (MC) است. مقدار دقیق به سختی مواد قالب ماسه ، ترکیب شیمیایی و درجه تلقیح آهن و میزان خنک کننده ریخته گری بستگی دارد. اگر Riser به ریخته گری نزدیکتر شود ، اثر گرمایشی بر روی شن و ماسه بین ریخته گری و گردن بالا می شود ، ضمن حفظ مدول حرارتی معادل ، مدول هندسی تماس را کاهش می دهد. اگر گردن به اندازه کافی کوتاه باشد تا با اندازه مقطع تماس کوچکتر مساوی باشد یا کمتر باشد ، می توان با اطمینان از 0.6 بار با خیال راحت کاهش یافت ، یعنی مدول گردن طولانی تر (منگنز (کوتاه) = 0.6mn (طولانی)). این نشان دهنده کاهش تقریباً 65 ٪ در منطقه تماس است.

پایان

انقباض موفقیت آمیز چدن گرافیت شامل حفظ و کنترل فشار مثبت آهن مایع در طی فرآیند جامد سازی است. به درستی طراحی سیستم Riser و Pouring و کنترل زمان متالورژی و ریختن به خوبی ، برای تولید قطعات چدن گرافیتی بدون کوچک شدن بسیار مهم است.