A importância e o design do pescoço do riser de ferro fundido

1. Os pontos de design do pescoço do riser de ferro fundido são os seguintes:

Diâmetro da determinação do tamanho: O diâmetro do pescoço do riser é geralmente de 0,3-0,8 vezes o diâmetro do círculo quente da fundição. O diâmetro do círculo de ponto quente da fundição é grande, com um valor tendencioso para 0,3; O diâmetro do círculo de hot spot é pequeno, com um valor tendencioso para 0,8. Comprimento: geralmente entre 20-50 mm. Para pequenas partes de ferro fundido, o comprimento do pescoço do riser pode ser tomado como limite inferior; Peças de ferro fundido grandes estão sujeitas a um limite superior. As formas comuns para o design da forma incluem cilíndrico, trapezoidal, etc. O pescoço riser cilíndrico é fácil de processar e adequado para a maioria das situações; O pescoço do riser trapezoidal é benéfico para compensar o encolhimento e é amplamente utilizado em peças fundidas com altos requisitos para compensar o encolhimento.

A seleção de posição do pescoço do riser deve ser ajustada na junção quente da fundição, para que o líquido de metal no riser possa fluir preferencialmente para a junção quente, obter solidificação seqüencial e suplementar efetivamente o encolhimento. Tente evitar defini -lo na área de concentração de tensão da fundição para evitar o estresse causado pelo encolhimento da solidificação do pescoço do riser, que pode exacerbar a deformação e a tendência de rachaduras da fundição. A quantidade é determinada com base no tamanho da fundição, na complexidade da estrutura e na distribuição de pontos quentes. Pequenas e simples peças fundidas podem exigir apenas um pescoço riser, enquanto as peças fundidas grandes e complexas podem exigir vários pescoços riser para garantir encolhimento suficiente em cada articulação quente. A conexão entre o riser e a fundição deve ter uma transição suave, evitando cantos certos ou nítidos para reduzir a resistência ao fluxo de metal fundido. A conexão entre o pescoço do riser e a fundição deve ser firme para evitar quebras devido ao impacto do metal fundido durante o processo de fundição. Ao mesmo tempo, a forma e o tamanho da conexão devem ser projetados razoavelmente para evitar a formação de zonas excessivas afetadas pelo calor na fundição, o que pode causar defeitos na fundição.

2. Análise de casos de projeto do pescoço do riser de ferro fundido

A maioria das ligas exibe comportamento consistente e previsível durante o processo de resfriamento, do líquido ao sólido em temperatura. Existem dois estágios diferentes de contração. Em primeiro lugar, quando a temperatura de fundição da liga esfria na linha Liquidus, isso é comumente chamado de encolhimento líquido ou encolhimento superaquecido. Em segundo lugar, quando uma liga esfria de líquido para sólido, é comumente referido como encolhimento de solidificação. Por outro lado, as partes de ferro fundido de grafite (incluindo ferro fundido cinza, ferro dúctil e ferro fundido maleáveis) são acompanhadas por um fenômeno incomum durante o resfriamento e a solidificação, onde o metal começa a se expandir. Essa expansão é geralmente atribuída à precipitação de fases de grafite de menor densidade, superando e excedendo o encolhimento associado à solidificação do líquido de arrefecimento e austenita. Até o momento, o aspecto mais importante da criação de risers e sistemas de bloqueio para o ferro fundido é o requisito de manter a pressão líquida positiva em todo o processo de solidificação. Inicialmente, a pressão atmosférica deve ser permitida agir no líquido no riser e, para que isso ocorra, o riser deve ser (comprimido). Depois que a expansão começa, um sistema RISER cuidadosamente projetado controla a pressão de expansão e garante o encolhimento automático da fundição durante o processo de solidificação restante. Isso contrasta com aço, alumínio, cobre etc., pois não envolvem expansão, o que requer a adição de metal fundido à fundição durante a solidificação.

3. Pressão de controle

O pescoço do riser pode ser o componente mais crítico no design do sistema de riser, pois normalmente determina a magnitude da pressão residual no líquido. A superfície de contato do pescoço do riser deve ser grande o suficiente para transferir o metal fundido do riser para a fundição por um longo período de tempo. Se necessário, a pressão excessiva na cavidade do molde deve ser liberada, mas deve ser apropriado manter a pressão positiva do líquido no final da solidificação e facilitar a remoção do riser da fundição. O pescoço do riser pode ser considerado como uma "válvula de segurança" nos vasos de pressão, e seu design deve garantir que a pressão dentro da fundição seja mantida em um nível gerenciável. O material de moldagem, ou mais especificamente, o molde de areia que pode suportar a pressão de expansão sem expandir, geralmente determina o grau de controlabilidade. Se o material do molde for fraco, como ao usar moldes de areia de argila, um pescoço riser deve ser projetado para liberar alguma pressão de expansão para evitar a expansão do molde. Isso é conseguido projetando o pescoço do riser para solidificar em um estágio relativamente tardio, permitindo que alguma pressão seja liberada para o riser através do pescoço do riser. Usando materiais de ligação de modelo mais fortes e mais difíceis (como sistemas de resina), o pescoço do riser pode ser projetado para ser menor, permitindo que ele se solidifique anteriormente durante a fase de expansão e mantenha uma pressão líquida residual mais alta. No entanto, um pescoço riser demais pode levar à pressão residual excessiva dentro da fundição, resultando em porosidade relacionada à expansão do molde. Um pescoço de riser excessivamente grande geralmente leva a uma perda de pressão positiva no líquido antes da conclusão da solidificação, resultando em encolhimento e descarga de gás do líquido de metal relacionado à solidificação. O tamanho do pescoço do riser nas regras de design geralmente é baseado no módulo geométrico (MC) da fundição. O valor típico do ferro fundido produzido na areia de argila está entre 0,6 (MC) e 0,9 (MC). O valor preciso depende da dureza do material do molde de areia, da composição química e do grau de ferro de ferro e da taxa de resfriamento da fundição. Se o riser for movido para mais perto da fundição, o efeito de aquecimento na areia entre a fundição e o pescoço do riser reduzirá o módulo geométrico de contato, mantendo o módulo térmico equivalente. Se o pescoço for curto o suficiente para ser igual ou menor que o tamanho da seção transversal menor de contato, o módulo geométrico poderá ser reduzido com segurança em 0,6 vezes, ou seja, o módulo do pescoço mais longo (Mn (curto) = 0,6mn (longo)). Isso indica uma redução de aproximadamente 65% na área de contato.

conclusão

O encolhimento bem -sucedido do ferro fundido de grafite envolve manter e controlar a pressão positiva do ferro líquido durante todo o processo de solidificação. Projetar corretamente o sistema de riser e vazamento e controlar bem o tempo metalúrgico e de derramamento, são cruciais para a produção de partes de ferro fundido de grafite sem encolhimento.