طراحی سیستم ریختن و قرار دادن ورودی در ریخته گری فوم از دست رفته

طراحی سیستم ریختن و قرار دادن ورودی در ریخته گری فوم از دست رفته

1. انجماد جهت دار: قرار دادن ورودی در نقاط داغ

هدایت آهن مذاب با درجه حرارت بالا به طور مستقیم به نقاط داغ ضخیم، دمای بالا را در این مناطق حفظ می کند و یک گرادیان دمایی ایجاد می کند که "قطعات نازک ابتدا جامد می شوند، بخش های ضخیم در آخر سفت می شوند." این امر تغذیه موثر در ارتباط با رایزرها را تسهیل می کند و از نظر تئوری برای جبران انقباض ایده آل است.

با این حال: ورودی هرگز نباید مستقیماً در مرکز نقطه داغ هندسی قرار گیرد. در عوض، باید در ناحیه دیواره ضخیم مجاور قرار گیرد و به رایزر اجازه دهد تغذیه نهایی را تکمیل کند. قرار دادن ورودی مستقیماً در مرکز نقطه داغ، جرم حرارتی نقطه داغ را بیشتر می‌کند و در نتیجه خطر تخلخل انقباض را تشدید می‌کند.

طبیعتا امکان سنجی این روش به ساختار خاص ریخته گری بستگی دارد. در عمل، ریخته گری ها اغلب دارای هندسه های پیچیده و ضخامت دیواره های متفاوت هستند. بنابراین، هنگام طراحی سیستم دروازه، اثرات متقابل عوامل متعدد باید به طور جامع در نظر گرفته شود.

2. انجماد همزمان: ورودی های پراکنده متعدد در دیوارهای نازک

اولویت دادن به جریان آهن مذاب در بخش های جدار نازک، دمای آنها را افزایش می دهد، در حالی که بخش های ضخیم به طور طبیعی خنک شدن نسبتاً سریع تری را تجربه می کنند. این باعث کاهش گرادیان دما در سراسر ریخته گری می شود و انجماد همزمان را افزایش می دهد. این رویکرد تنش حرارتی، تغییر شکل و ترک خوردگی را کاهش می‌دهد، و آن را برای ریخته‌گری‌هایی با حداقل تغییرات ضخامت دیواره‌ای که به شدت به انجماد جهتی نیاز ندارند، مناسب می‌سازد.

نکته مهم: اصل انجماد همزمان در ریخته گری فوم از دست رفته را نمی توان مستقیماً از ریخته گری شن و ماسه سنتی کپی کرد. در معرض محدودیت های مرزی شدید قرار دارد.

در ریخته گری فوم از دست رفته، فلز قالب را پر می کند در حالی که فوم به طور همزمان تجزیه شده و گرما را جذب می کند. میدان جریان پر کردن مستقیماً میدان حرارتی را تغییر می دهد. علاوه بر این، محدودیت‌های اجتناب‌ناپذیر شامل اعمال فشار منفی، ماهیت صلب و غیر تسلیم‌کننده ماسه خشک بدون پیوند و شناورسازی باقی‌مانده‌های کربن است.

2.1 ورودی در نقاط داغ: مزایا و معایب برای تغذیه

مزایا: آهن مذاب با دمای بالا به بخش های ضخیم وارد می شود و دمای بالا را حفظ می کند و شرایط را برای انجماد جهت دار ایجاد می کند. سیستم دروازه می تواند به عنوان یک کانال تغذیه موقت عمل کند.

2.2. خطرات خاص در ریخته گری فوم از دست رفته:

2.2.1 تجزیه انبوه فوم در مقاطع ضخیم گرمای قابل توجهی را جذب می کند. اگر ریتم پر کردن ناهماهنگ باشد، ممکن است دما در بخش های ضخیم بالا نرود و از ایجاد یک گرادیان موثر جلوگیری کند. این فقط نقطه داغ را بزرگ می کند و تخلخل انقباض را بدتر می کند.

2.2.2 آهن مذاب که مستقیماً بر کف دیواره ضخیم تأثیر می گذارد می تواند به راحتی پوشش را فرسایش دهد و منجر به نقص در داخل ماسه شود.

2.2.3 آهن شکل پذیر به صورت خمیری جامد می شود. اگر دریچه خیلی زود سفت شود و کانال تغذیه را قطع کند، تخلخل انقباض همچنان رخ می دهد حتی اگر دریچه در نقطه داغ قرار گیرد.

دستورالعمل های عملی: برای دستیابی به انجماد جهت دار از طریق تغذیه در نزدیکی نقطه داغ در ریخته گری فوم از دست رفته، اتصال سری رایزر و ورودی را در اولویت قرار دهید (آهن مذاب قبل از ورود به ریخته گری از طریق رایزر جریان می یابد). از استفاده از یک دریچه با سطح مقطع بزرگ که مستقیماً به نقطه داغ هدایت می شود خودداری کنید.

3. ورودی های پراکنده متعدد در دیوارهای نازک برای انجماد همزمان

مزایا: تغذیه چند نقطه ای از دیواره های نازک یک میدان دمای کلی یکنواخت را تضمین می کند و تفاوت دما، تنش حرارتی و تغییر شکل را به حداقل می رساند. برای ریخته گری های آهن خاکستری با ضخامت دیواره نسبتاً یکنواخت بسیار مناسب است.

خطرات خاص در ریخته گری فوم از دست رفته:

3.1 اگر تغذیه در دیواره های نازک اتفاق بیفتد و آهن مذاب به سمت نقطه داغ ضخیم جریان یابد، بخش ضخیم اغلب در آخر سفت می شود. نواحی انتهایی بقایای تجزیه کف و آهن مذاب با دمای پایین را جمع می کنند. نقطه داغ نه آهن با دمای بالا و نه تغذیه مناسب دریافت می کند، که منجر به ترکیبی از تخلخل انقباض و انقباض/ چین خوردگی کربن می شود.

3.2 شستشوی مداوم پوشش در مکان های جدار نازک می تواند به راحتی به آن آسیب برساند و باعث ایجاد نقص در شن و ماسه شود.

4. اصول تعیین محل قرارگیری ورودی در ریخته گری فوم گم شده

4.1 پیگیری انجماد جهت دار (ریخته گری های چدن داکتیل ضخیم، الزامات شدید بدون انقباض)

تئوری: آهن مذاب را در نزدیکی مقاطع ضخیم / نقاط داغ معرفی کنید.

4.2 اجرای عملی:

4.2.1 ورودی ها را در ناحیه دیوار ضخیم مجاور نقطه داغ قرار دهید. آنها را مستقیماً در مرکز نقطه داغ هندسی قرار ندهید.

4.2.2 مسیریابی آهن مذاب از طریق رایزر قبل از ورود آن به قالب.

4.2.3 برای ریخته گری های بلند، دروازه های پایین و پر کردن پلکانی را در اولویت قرار دهید. این امر باعث می شود که فلز از پایین به بالا پر شود، و اجازه می دهد باقی مانده های کربن و گازها به داخل رایزر یا تله های سرباره بروند.

4.2.4 اکیداً از ورودی های تکی و بزرگ خودداری کنید. از ورودی های پراکنده متعدد برای کاهش گرمای بیش از حد موضعی و فرسایش استفاده کنید.

نقاط داغ باید با رایزر یا لرز جفت شوند. تکیه صرفاً بر قرارگیری ورودی در نقطه داغ برای از بین بردن انقباض در آهن شکل پذیر کافی نیست.

4.2.5. پیگیری انجماد همزمان (ضخامت دیوار یکنواخت، اولویت کنترل تنش/تغییر شکل، انقباض موضعی جزئی قابل قبول)

4.3. نظریه: تغذیه پراکنده چند نقطه ای در دیواره های نازک.

برای کوتاه کردن مسیر پر کردن، دریچه‌های متعدد با مقطع کوچک را در قسمت‌های دیوار نازک توزیع کنید.

نقاط داغ ضخیم در انتهای انتهایی ریخته‌گری باید با لرز جفت شوند تا خنک‌سازی تسریع شود و با تجمع سرباره سرد ناشی از پر شدن پایانه مقابله شود.

انجماد همزمان خالص را روی قطعات ریخته گری با تغییرات ضخامت شدید مجبور نکنید، زیرا این امر منجر به نقص غیرقابل کنترل در نقاط داغ ضخیم می شود.

4.4. محدودیت های سخت جهانی برای همه شرایط (فوم از دست رفته خاص، جایگزینی نظریه انجماد)

دریچه ها هرگز نباید به گوشه های تیز دیوارهای فوم نازک برای جلوگیری از فروریختن پوشش روبرو شوند.

دریچه ها ترجیحا باید روی سطوح ماشینکاری شده قرار گیرند. هرگز دریچه ها را روی سطوح آب بندی، جفت گیری یا رزوه دار قرار ندهید.

میدان جریان پر کردن باید اطمینان حاصل کند که بقایای تجزیه به سمت بالاترین نقطه ریخته‌گری مهاجرت می‌کنند، با تله‌های سرباره در این نقاط بالا. حتی اگر تغذیه نقطه داغ از نظر تئوری مناسب باشد، اگر باعث به دام افتادن سرباره در بدنه ریخته‌گری شود، باید از طرح صرف نظر کرد.

سطح مقطع ورودی نباید خیلی کوچک باشد (برای جلوگیری از انجماد زودرس در مرحله تغذیه که کانال تغذیه را مسدود می کند) و یا خیلی بزرگ (برای جلوگیری از گرمای بیش از حد موضعی).

5-خلاصه

انجماد جهت دار از قرارگیری در نزدیکی نقاط داغ برای تسهیل تغذیه سود می برد، در حالی که انجماد همزمان به تغذیه چند نقطه ای در دیواره های نازک برای به حداقل رساندن گرادیان های حرارتی و تنش متکی است.

با این حال، ریخته گری فوم از دست رفته نمی تواند روش های ریخته گری شن و ماسه را به طور مکانیکی تکرار کند. قرار دادن یک دریچه به طور مستقیم در یک نقطه داغ به طور خودکار انقباض را از بین نمی برد و تغذیه در دیوارهای نازک ذاتاً انجماد همزمان را تضمین نمی کند. مهندسان باید با در نظر گرفتن میدان جریان پر شدن، تجزیه کف و تخلیه سرباره، فشار منفی، و ادغام رایزرها و سرما، مبادلات جامعی انجام دهند. در بسیاری از سناریوها، یک راه حل متوازن و متوازن مورد نیاز است.