Como projetar agulhas de exaustão para produção de peças de ferro fundido usando tecnologia de areia verde?

Discutiremos em detalhes o design das agulhas de escapamento com base nas características da tecnologia de areia verde e peças de ferro fundido. O ferro fundido com areia verde tem características de processo únicas, portanto, o design das agulhas de exaustão também precisa de consideração especial. 

A influência das características das peças de ferro fundido com areia verde no projeto das agulhas de escapamento: 

1 Geração de gás grande e concentrada: A areia úmida contém cerca de 3,5% -5% de umidade, que vaporiza rapidamente sob o impacto do ferro fundido em alta temperatura. Ao mesmo tempo, o pó de carvão, a matéria orgânica e outras substâncias na areia também queimam e produzem gás, resultando na produção instantânea de uma grande quantidade de gás durante a fase inicial de vazamento. 

2. Efeito de pressão negativa: Durante o enchimento do ferro fundido, uma pressão negativa instantânea será formada em certas partes da cavidade do molde (especialmente na área onde o ferro fundido é finalmente preenchido), que atuará como um "tubo de sucção", sugando fortemente o gás nos poros de areia e na agulha de exaustão. Se a agulha de exaustão não for projetada corretamente, o líquido metálico pode ser facilmente "sugado". 

3. Boa fluidez do metal fundido: O ferro fundido (especialmente o ferro fundido cinzento) tem boa fluidez e tensão superficial relativamente menor em comparação ao alumínio fundido, facilitando a penetração em pequenas lacunas. 

4. Pressão moderada: Comparado ao aço fundido, o ferro fundido tem temperatura de vazamento e pressão estática ligeiramente mais baixas, o que fornece um certo espaço de segurança para o projeto de agulhas de exaustão.

Pontos-chave para o projeto direcionado da agulha de exaustão para peças de ferro fundido com areia verde: Com base nas características acima, o núcleo do projeto é fornecer área de exaustão suficiente no estágio inicial da fundição, ao mesmo tempo que resiste efetivamente ao refluxo do líquido metálico causado pela pressão negativa instantânea. 

1. Formato da ranhura de escape: o design de "expansão gradual" ou "estrangulamento" é o preferido, e a ranhura inclinada (expansão gradual) é fortemente recomendada. Descrição: A ranhura de exaustão é estreita na parte interna da cavidade e larga na parte externa da atmosfera, formando um pequeno cone. Vantagens: Anti-refluxo: Quando o líquido metálico é empurrado em direção à ranhura de exaustão sob pressão negativa, ele fluirá de uma área mais ampla para uma área mais estreita, reduzindo a área da seção transversal do canal de fluxo e aumentando drasticamente a resistência, evitando efetivamente que o líquido metálico penetre profundamente. Escape suave: O gás flui suavemente de áreas estreitas para áreas amplas, com resistência mínima. Processamento: Embora o processamento seja um pouco mais difícil do que ranhuras retas, ele pode ser obtido através de corte com fio ou ferramentas especializadas de retificação. Evite usar ranhuras retas simples: As ranhuras retas têm baixa resistência ao fluxo sob pressão negativa e apresentam riscos mais elevados. 

2. Tamanho da ranhura de escape (parâmetro chave), largura da ranhura (chave entre chave): Faixa recomendada: 0,15 mm ~ 0,25 mm. Princípio do limite superior: Para ferro fundido com areia verde, a largura da ranhura nunca deve exceder 0,25 mm. 0,20 mm é um tamanho muito comumente usado e seguro. Essa largura utiliza a tensão superficial do ferro fundido, dificultando sua invasão automática, ao mesmo tempo que fornece resistência suficiente sob pressão negativa. Se a peça fundida for espessa, a pressão estática for alta ou a posição for crítica (como o ponto mais alto da cavidade do molde), um tamanho mais estreito deve ser selecionado, como 0,15 mm ou 0,18 mm. Profundidade da ranhura: Faixa recomendada: 0,4 mm~0,8 mm. Para garantir área de seção transversal de exaustão suficiente, a profundidade da ranhura é geralmente 2 a 4 vezes a largura da ranhura. Por exemplo, uma largura de ranhura de 0,20 mm corresponde a uma profundidade de ranhura de 0,5 mm a 0,8 mm. Comprimento da ranhura (espessura da parede da agulha de escape): Faixa recomendada: 20 mm~30 mm. Um comprimento suficiente pode formar uma 'seção de resistência ao fluxo' estável, aumentando a resistência ao atrito do fluxo de metal fundido e permitindo que ele solidifique antes de atingir o lado atmosférico. 

3. Número e disposição das ranhuras de exaustão: geralmente 4 a 8, distribuídas uniformemente na circunferência. Layout: É necessário garantir que o duto de exaustão esteja conectado. Para o projeto de expansão gradual, é necessário indicar claramente qual extremidade é o lado da cavidade (extremidade estreita) e qual extremidade é o lado atmosférico (extremidade larga), e indicar no desenho que "a extremidade estreita fica voltada para a cavidade durante a instalação". 

4. Posição de instalação e quantidade de agulhas de exaustão: A “zona morta” e o ponto mais alto da cavidade do molde são os locais onde o gás tem maior probabilidade de se acumular. A área oposta ao sistema de vazamento ou onde o ferro fundido foi preenchido pela última vez: é onde o gás é mais comprimido e o efeito da pressão negativa é mais pronunciado. Molde superior de peças fundidas planas grandes: ajuda a remover o gás acumulado no topo da cavidade do molde. Perto do núcleo: especialmente onde o gás gerado pelo núcleo de areia precisa ser descarregado através da cavidade do molde. Quantidade: Mais é melhor que menos. As agulhas de exaustão podem ser instaladas em áreas onde há suspeita de retenção da respiração. Seu custo é muito inferior à perda de resíduos causada pelos poros.

 Resumo do projeto e especificações recomendadas Para um componente típico de ferro fundido com areia verde, as especificações recomendadas para a agulha de escape são as seguintes: Material: aço 45 #, temperado e revenido, com a superfície da peça de trabalho (parte ranhurada) temperada até HRC 40-45 para aumentar a resistência ao desgaste e à erosão do ferro fundido. Aparência: Cilíndrico com ombro, diâmetro comumente usado de Φ 8mm ou Φ 10mm. Sulco de exaustão: Formato: Sulco inclinado gradualmente (lado estreito da cavidade, lado atmosférico largo). Largura da ranhura: 0,20 mm (lado da cavidade). Profundidade da ranhura: 0,6 mm. Quantidade: 6, distribuídos uniformemente. Comprimento da ranhura: 25 mm. 

Dicas especiais de uso e manutenção: 

1 Evite estritamente o bloqueio: As partículas de areia e os revestimentos de areia verde têm maior probabilidade de bloquear os dutos de exaustão estreitos. Após cada utilização, o ar comprimido deve ser soprado do lado atmosférico e limpo com fio de aço extremamente fino ou agulha. Verifique regularmente se está desobstruído. 

2. Instalação correta: Certifique-se de que a agulha de exaustão e o orifício de montagem do molde tenham um ajuste interferente ou apertado, sem qualquer folga. A extremidade estreita deve ficar voltada para a cavidade! Após a instalação, é melhor que sua face final fique nivelada com a parede da cavidade ou ligeiramente recuada (<0,5 mm) e evite saliências. 

3. Substituição oportuna: Assim que houver sinais de erosão, arredondamento ou alargamento da borda da ranhura de escape por ferro fundido, ela deve ser descartada e substituída imediatamente. Conclusão: Para peças de ferro fundido com areia verde, um projeto de agulha de escape bem-sucedido é usar uma ranhura de expansão gradual e controlar estritamente a largura da ranhura abaixo de 0,25 mm. 

Este projeto pode não apenas lidar com a enorme geração de gás e pressão negativa instantânea no estágio inicial do vazamento, mas também evitar de forma confiável a intrusão de ferro fundido, que é um pequeno componente chave para garantir a qualidade das peças fundidas e reduzir a taxa de sucata.