Способ и применение литья в пресс-форму из чугуна с песчаным покрытием

Время публикации: 06 / 24 2021 Автор: Редактор сайта Посещений: 11973

Что такое отливка из чугуна с песчаным покрытием

Отливка с песчаным покрытием в железной форме - это процесс литья, при котором тонкий слой песка покрывается внутренней полостью металлической формы (называемой железной формой), чтобы сформировать форму. Поскольку слой песчаного покрытия относительно тонкий (4 ～ 8 мм), экономически целесообразно использовать более дорогие высококачественные материалы для моделирования. В результате качество отливок значительно улучшается, а количество отходов значительно сокращается; за счет жесткости литейной формы, покрытой песком. Очень хорошо, что значительно улучшает точность размеров и компактность отливки.

Германия, бывший Советский Союз и другие страны начали использовать чугун с песчаным покрытием в производстве отливок примерно в 1960-х годах, в основном для производства коленчатых валов из ковкого чугуна, тормозных ступиц, тормозных дисков, гильз цилиндров, гильз для бомб, гусениц и моторных баз. и др. Вид отливок. Исследования по применению отливок в чугунных формах с песчаным покрытием в Китае начались в начале 1970-х годов. К 1979 году Чжэцзянский институт механического и электрического проектирования и Yongkang Tractor Factory объединились, чтобы впервые использовать этот процесс при массовом литье заготовок коленчатого вала S195. В то же время была завершена оценка характеристик коленчатого вала из высокопрочного чугуна, изготовленного с помощью этого процесса, с точки зрения усталостной прочности (сравнение предельного напряжения усталости σ-1), прочности на излом (сравнение порогового значения ΔKth и сравнение вязкости разрушения K1C. ) и срок службы (Сравнение испытаний на выносливость на стенде 10000h) и т. д., по сравнению с литьем в песчаные формы коленчатого вала лучше, чем литье в песчаные формы. В последующие 10 лет процесс применения постоянно улучшался. К началу 1990-х годов семь компаний применили этот процесс, особенно процесс литья с железным песком для одноцилиндровых коленчатых валов и четырехцилиндровых коленчатых валов. Большой успех. Типичными предприятиями в этот период являются Yongkang Tractor Factory, Shangyu Power Machinery Factory, Wangdu Crankshaft and Шатунный завод, Wanbei Crankshaft Factory, Jinhua Engine Parts Factory, Changzhou Diesel Engine Factory и т. Д. В 1991 году Государственная плановая комиссия утвердила железо. литье с песчаным покрытием в литейную форму в качестве ключевого проекта продвижения новых технологий в рамках «восьмого пятилетнего плана» страны, и Чжэцзянский проектно-конструкторский институт механики и электрооборудования выступил в качестве подразделения технической поддержки проекта. Это значительное улучшение в технологии литья в чугунные формы с песчаным покрытием в моей стране. Развитие сыграло огромную роль в продвижении. После того, как наш институт реализовал проект по продвижению, в последующие 5-6 лет был в основном решен ряд проблем по литью в песчаные формы с железным покрытием для массового производства.

В основном:

①Проектирована и доработана формовочная машина с песочным покрытием, которая решила давнюю проблему переоборудования и замены стержневых станков;
② Была завершена и стандартизирована стандартная линия по производству отливок с песчаным покрытием из железа, а первоначальная относительно простая линия по производству отливок с песчаным покрытием была усовершенствована и применена на таких предприятиях, как Шанхайский завод по производству чугуна с шаровидным графитом;
③ Применение чугунного литья с песчаным покрытием распространяется на некоторые отливки с более сложными процессами литья, такие как шестицилиндровые коленчатые валы и трехцилиндровые коленчатые валы;
④ Внедрение песка с покрытием в производство отливок с покрытием из железа, что значительно улучшает качество отливок с покрытием;
⑤ Конструкция процесса литья с песчаным покрытием в чугунную форму была дополнительно стандартизирована, а также значительно улучшен уровень проектирования. Были разработаны программное обеспечение для компьютерного моделирования процесса литья в чугунную форму с песчаным покрытием и программное обеспечение для автоматизированного проектирования процесса литья в чугунную форму с песчаным покрытием.

В настоящее время почти сто предприятий по всей стране применили процесс литья с железным песком для производства более 30 видов отливок, таких как коленчатые валы из ковкого чугуна, распределительные валы, балансирные валы, устойчивые к давлению корпуса клапана, гильзы цилиндров и износостойкие зубчатые диски. Годовой объем производства оценивается в отливок. Примерно 10 × 104т. Типичные компании включают в себя Шанхайский автомобильный литейный завод по производству ковкого чугуна, завод по производству коленчатых валов №1 в Шэньяне, Guangxi Baikuang Group, завод по производству машинного оборудования Yixing, Shandong Jiuyang Group, Zhejiang Shuguang Factory Crankshaft Factory, Benxi Tianyuan Crankshaft Factory, Baoding Film Machinery Factory, Shanxi. , Hebei Xinji Crankshaft Factory и т. Д. Однако у этих компаний разные способы внедрения этого процесса: некоторые доверили проектирование или строительство нашему институту, а некоторые имитировали и разработали его сами. Поэтому их мастерство в процессе литья с песчаным покрытием в чугунные формы сильно различается. Взяв в качестве примера только процент отходов отливок с песчаным покрытием для железной формы, многие компании, которые лучше понимают, могут стабилизировать его на уровне около 3% и достигли очень хороших экономических выгод. Однако есть также несколько компаний, у которых процент отходов отливок с песчаным покрытием в чугунных формах достигает примерно 20%, что значительно нивелирует экономические выгоды от этого процесса. Причина в том, что эти компании не полностью осознали основы проектирования и производства, а управление производством игнорируется.

Основные решения для проектирования и фактического производства процесса литья в чугунную форму с песчаным покрытием:

①Толщина железной стенки и толщина слоя песчаного покрытия и их комбинация могут удовлетворить различные требования для затвердевания и охлаждения отливок с разной толщиной стенок и из разных материалов;
②Удобный и экономичный метод формования песчаного покрытия, отвечающий требованиям различных отливок к качеству поверхности и точности размеров;
③Параметры процесса. Такие как определение литниковой системы, системы выброса песка, выхлопной системы и т.
④ Реализация серийного производства. Например, конструкция и форма производственной линии, основного и вспомогательного оборудования, покрытого песком;
⑤ Формулировка технологических регламентов, таких как правила заливки, охлаждения и распаковки, а также корректировка состава отливки.

Характеристики теплообмена чугунного литья с песчаным покрытием

После заливки жидкого металла в литейную форму, покрытую песком, «литье-покрытие из песка-железная форма» представляет собой нестабильную систему теплообмена. Чтобы упростить задачу, предполагается, что отливка частично ограничена; и предполагается, что температурное поле каждого компонента в системе распределено по прямой. На рисунке 1 показана часть системы. Очевидно, через каждый компонент системы проходит один и тот же удельный тепловой поток q:

Два критерия теплопередачи, соответственно, представляющие интенсивность теплообмена между отливкой и слоем с песчаным покрытием, а также чугунной формой и слоем с песчаным покрытием. k1 - отношение термического сопротивления отливки к термическому сопротивлению песчаного покрытия; k2 - отношение термического сопротивления типа железа к термическому сопротивлению песчаного покрытия. Рассматривая комбинацию k1 и k2, с изменением толщины песчаного покрытия, существуют следующие три различных ситуации теплопередачи между «литье-покрытие песком-чугунная форма», которые могут действительно возникнуть:

① Когда k≤1 и k2≤1, слой песчаного покрытия находится в пределах нормальной толщины, и скорость охлаждения отливки увеличивается по мере уменьшения толщины слоя песчаного покрытия.
②Когда толщина покрытого песком слоя превышает определенную толщину, чугунная форма не влияет на охлаждение отливки. В настоящее время это эквивалентно обычному литью в песчаные формы или литью в песчаные формы из смолы. Поскольку теплопроводность слоя с песчаным покрытием намного меньше, чем у чугуна, отливка охлаждается медленно.
③При k ≧ 1 и k2 ≧ 1 толщина песчаного покрытия слишком мала, что эквивалентно отливке в металлическую форму.

Приведенные выше характеристики теплообмена подтверждены экспериментально. При постепенном изменении толщины слоя песчаного покрытия коленчатого вала (КТЦ-14) железной отливки с песчаным покрытием от 4 до 32 мм количество цементита в конструкции коленчатого вала непрерывно уменьшается, а количество перлита и количество феррита продолжает увеличиваться. Когда толщина покрытого песком слоя составляет менее 4 мм, охлаждающая способность отливки аналогична прочности металлического типа (густая краска); когда слой с песчаным покрытием превышает 32 мм, прочность при охлаждении эквивалентна прочности при отливке в песчаные формы из обычной смолы.

Когда отливка из железа с песчаным покрытием используется в производстве различных отливок, необходимо путем экспериментов или эмпирической аналогии определить толщину слоя с песчаным покрытием и толщину чугуна для контроля скорости затвердевания отливки. Например, при проектировании процесса литья из ковкого чугуна с шаровидным графитом 490Q с песчаным покрытием толщина слоя песчаного покрытия составляет 5-8 мм, а толщина стенок изложницы составляет 20-30 мм, что обеспечивает высокое качество и качество. - чугун с шаровидным графитом без подступенка. Основная причина:

① Слой, покрытый песком, эффективно регулирует скорость охлаждения отливки, с одной стороны, он снижает вероятность появления белого цвета отливки, а с другой стороны, скорость охлаждения выше, чем при отливке в песчаные формы. Как показано на Рисунке 2, когда расплавленный чугун заливается в форму с песчаным покрытием, температура отливки падает примерно до 930 ° C через 8 минут, и требуется 24 минуты, чтобы песчаная форма опустилась до той же температуры. , а скорость охлаждения увеличивается примерно в 3 раза. В результате значительно улучшаются механические свойства отливок.
②Чугунная форма не имеет уступок, но тонкий слой песка может соответствующим образом снизить сопротивление усадке формы; и жесткость литейной формы эффективно использует расширение графитизации высокопрочного чугуна во время процесса затвердевания для достижения литья без стояка; из-за тонкого покрытия песком полость нелегко деформировать, а точность отливки значительно выше, чем у песчаной формы.

① Когда k≤1 и k2≤1, слой песчаного покрытия находится в пределах нормальной толщины, и скорость охлаждения отливки увеличивается по мере уменьшения толщины слоя песчаного покрытия.
②Когда толщина покрытого песком слоя превышает определенную толщину, чугунная форма не влияет на охлаждение отливки. В настоящее время это эквивалентно обычному литью в песчаные формы или литью в песчаные формы из смолы. Поскольку теплопроводность слоя с песчаным покрытием намного меньше, чем у чугуна, отливка охлаждается медленно.
③При k ≧ 1 и k2 ≧ 1 толщина песчаного покрытия слишком мала, что эквивалентно отливке в металлическую форму.

① Слой, покрытый песком, эффективно регулирует скорость охлаждения отливки, с одной стороны, он снижает вероятность появления белого цвета отливки, а с другой стороны, скорость охлаждения выше, чем при отливке в песчаные формы. Как показано на Рисунке 2, когда расплавленный чугун заливается в форму с песчаным покрытием, температура отливки падает примерно до 930 ° C через 8 минут, и требуется 24 минуты, чтобы песчаная форма опустилась до той же температуры. , а скорость охлаждения увеличивается примерно в 3 раза. В результате значительно улучшаются механические свойства отливок.
②Чугунная форма не имеет уступок, но тонкий слой песка может соответствующим образом снизить сопротивление усадке формы; и жесткость литейной формы эффективно использует расширение графитизации высокопрочного чугуна во время процесса затвердевания для достижения литья без стояка; из-за тонкого покрытия песком полость нелегко деформировать, а точность отливки значительно выше, чем у песчаной формы.

Скорость охлаждения отливок из железа с песчаным покрытием

Факторы, влияющие на скорость охлаждения отливок с песчаным покрытием из железа, включают толщину стенок отливки, материал отливки, температуру заливки, толщину песчаного покрытия, материал песчаного покрытия, толщину железной формы, материал железной формы и температуру формы. Здесь обсуждается только влияние толщины стенки отливки (bc), толщины песчаного покрытия (bm) и толщины железа (bi).

Влияние bc, bm и bi на охлаждение отливки

Различная толщина стенок отливки (10 мм, 20 мм, 40 мм, 80 мм соответственно), разная толщина песчаного покрытия (4 мм и 32 мм соответственно) и разная толщина стенок чугуна (32 мм и 8 мм соответственно), полученные в следующих экспериментальных условиях. скорость охлаждения отливок с песчаным покрытием из железа: химический состав отливки составляет 3.52% C, 2.46% Si, 0.80% Mn, 0.18% P, 0.031% S, а химический состав слоя с песчаным покрытием: 90% кварцевый песок, 8% глина, угольный порошок 2%, влажность 3%

①Толщина стенки отливки, толщина песчаного покрытия и толщина стенки чугуна влияют на скорость охлаждения отливки. Следовательно, при реальном производстве подходящую толщину чугунной формы и толщину песчаного покрытия следует выбирать в соответствии с различной толщиной стенок отливки, чтобы получить требуемую скорость охлаждения.
② Отливки различной толщины могут быть получены путем выбора подходящей толщины песчаного покрытия и толщины стенок чугуна для получения одинаковой скорости охлаждения. Например, на рисунке 3 зона I означает толщину 10 мм и 20 мм, зона II означает 20 мм и 40 мм, а зона III означает 40 мм. И перекрытие диапазона охлаждения отливок 80мм.
③Хотя bm и bi можно изменить для получения одинаковой скорости охлаждения для отливок разной толщины, не все толщины отливок могут иметь одинаковую скорость охлаждения. В условиях эксперимента невозможно получить отливки толщиной 10 мм и толщиной 40 мм. Точно такая же скорость охлаждения (кривые не перекрываются).

Выбор толщины песчаного покрытия (bm) и толщины железной стенки (bi)

Bm и bi обычно определяются на основе опыта или экспериментов. Вот метод диаграммы, который подходит для толщины отливки (bc) от 10 до 80 мм и температуры распаковки 600 ℃. По ординате отложено время охлаждения. По оси абсцисс кривой справа отмечена толщина песчаного покрытия, которую можно определить по времени, необходимому для охлаждения известной отливки до 600 ° C, и толщине различных отливок, а также требуемой толщине стенки отливки. (10, 20, 40, 80 мм) известно, тогда очень удобно определять толщину песчаного покрытия и толщину чугунной формы. Найдите соответствующий bc (например, bc = 20 мм) от горизонтальной оси левой половины кривой и проведите горизонтальную линию.

Если две линии пересекаются в пределах заштрихованной кривой, это означает, что эта отливка подходит для отливки с покрытием из железного песка. Вытяните эту горизонтальную линию вправо, и она продлится до области bc = 20 мм, и проведите вертикальную линию вниз в этой области, чтобы получить требуемую толщину песчаного покрытия. Однако эту вертикальную линию следует провести как можно правее, чтобы получить наименьшую толщину песчаного покрытия и толщину литейной формы. Если толщина слоя песчаного покрытия, которую необходимо определить, выходит за пределы этого диапазона, вы можете найти ее из соседнего диапазона кривой аналогичным образом.

①Толщина стенки отливки, толщина песчаного покрытия и толщина стенки чугуна влияют на скорость охлаждения отливки. Следовательно, при реальном производстве подходящую толщину чугунной формы и толщину песчаного покрытия следует выбирать в соответствии с различной толщиной стенок отливки, чтобы получить требуемую скорость охлаждения.
② Отливки различной толщины могут быть получены путем выбора подходящей толщины песчаного покрытия и толщины стенок чугуна для получения одинаковой скорости охлаждения. Например, на рисунке 3 зона I означает толщину 10 мм и 20 мм, зона II означает 20 мм и 40 мм, а зона III означает 40 мм. И перекрытие диапазона охлаждения отливок 80мм.
③Хотя bm и bi можно изменить для получения одинаковой скорости охлаждения для отливок разной толщины, не все толщины отливок могут иметь одинаковую скорость охлаждения. В условиях эксперимента невозможно получить отливки толщиной 10 мм и толщиной 40 мм. Точно такая же скорость охлаждения (кривые не перекрываются).

Сохраните источник и адрес этой статьи для перепечатки.: Способ и применение литья в пресс-форму из чугуна с песчаным покрытием

Минхэ Компания по литью под давлением специализируются на производстве и предоставлении качественных и высокопроизводительных литых деталей (ассортимент металлических деталей для литья под давлением в основном включает Тонкостенное литье под давлением,Литье под давлением,Литье под давлением в холодной камере), Round Service (Служба литья под давлением,Обработка с ЧПУ,Изготовление пресс-форм, Обработка поверхности) .Любое индивидуальное литье под давлением из алюминия, магния или замака / цинка, а также другие требования к отливкам, пожалуйста, свяжитесь с нами.

МАГАЗИН ЛИТЕЙНОЙ КОМПАНИИ ISO90012015 И ITAF 16949

Под контролем ISO9001 и TS 16949, все процессы выполняются на сотнях передовых машин для литья под давлением, 5-осевых станках и других объектах, от струйных до стиральных машин Ultra Sonic. Minghe не только имеет современное оборудование, но и имеет профессиональное оборудование. команда опытных инженеров, операторов и инспекторов для воплощения в жизнь проекта заказчика.

Контрактный производитель отливок под давлением. Возможности включают в себя детали для литья под давлением алюминия с холодной камерой весом от 0.15 фунта. до 6 фунтов, быстрая установка и обработка. Дополнительные услуги включают полировку, вибрацию, удаление заусенцев, дробеструйную очистку, окраску, гальванику, нанесение покрытий, сборку и оснастку. Обрабатываемые материалы включают такие сплавы, как 360, 380, 383 и 413.

ИДЕАЛЬНЫЕ ЦИНКОВЫЕ ДЕТАЛИ ДЛЯ ЛИТЬЯ В КИТАЕ

Помощь в проектировании литья цинка под давлением / сопутствующие инженерные услуги. Изготовление на заказ прецизионных отливок из цинка под давлением. Могут изготавливаться миниатюрные отливки, отливки под высоким давлением, отливки в формы с несколькими суппортами, отливки в обычные формы, единичные отливки под давлением и независимые отливки под давлением, а также отливки с герметизацией полости. Отливки могут изготавливаться длиной и шириной до 24 дюймов с допуском +/- 0.0005 дюйма.

Сертифицированный ISO 9001 2015 производитель литья под давлением из магния и изготовления форм

Производитель литья под давлением из магния, сертифицированный по стандарту ISO 9001: 2015. Возможности включают литье под давлением магния под высоким давлением с горячей камерой до 200 тонн и холодной камерой на 3000 тонн, проектирование инструментов, полировку, формование, механическую обработку, порошковую и жидкостную окраску, полный контроль качества с возможностями CMM , сборка, упаковка и доставка.

Minghe Casting Дополнительные услуги литья по выплавляемым моделям и т. Д.

Сертифицирован ITAF16949. Дополнительные услуги трансляции включают инвестиционное литье,литье в песчаные формы,Гравитационное литье, Литье по выплавляемым моделям,Центробежное литье,Вакуумное литье,Постоянное литье формыВозможности включают EDI, техническую поддержку, твердотельное моделирование и вторичную обработку.

Литейная промышленность Примеры использования запчастей для: автомобилей, велосипедов, самолетов, музыкальных инструментов, судов, оптических устройств, датчиков, моделей, электронных устройств, корпусов, часов, машинного оборудования, двигателей, мебели, ювелирных изделий, приспособлений, телекоммуникаций, освещения, медицинских устройств, фотографических устройств, Роботы, скульптуры, звуковое оборудование, спортивное оборудование, инструменты, игрушки и многое другое.