vědomosti

"Stopovací potrubí bylo navrženo podle normy. Proč jsou v odlitcích stále dutiny ze smrštění?"

Nad touto otázkou opravdu stojí za zamyšlení!

Zejména při výrobě šedé a tvárné litiny mnoho podniků stále používá logiku podávání ocelolitiny k návrhu stoupacích potrubí a řešení problémů s litinou. V důsledku toho se to vymstí, zvyšuje se obtížnost čištění a naopak se zvyšují náklady.

Jak by měly být navrženy stoupačky pro litinové díly, aby byly vědecké i ekonomické?

Kořen řešení tohoto problému spočívá v tom, zda skutečně chápeme zásadní rozdíl v tuhnutí mezi litinou a ocelolitinou a na tomto základě stanovíme soubor „filozofie procesu“, který patří samotné litině.

 

V první řadě je třeba vědět, že litina není litá ocel a klíčem je schopnost samoobslužného podávání.

Nejvýznamnější rozdíl mezi litinou a ocelolitinou spočívá v „grafitizační expanzi“ během procesu tuhnutí. Šedá litina a tvárná litina při ochlazování vysrážejí grafit, což způsobuje objemovou expanzi, která vytváří určitou „samostatnou“ kapacitu.

To znamená, že podávání litinových dílů se nespoléhá pouze na stoupačky, ale jedná se o koordinovaný systém založený na dodatečném podávání vtokovým systémem a samopodávání v důsledku expanze grafitu.

Hlavním principem návrhu litinových nálitníků je proto vyjasnit si jejich doplňkovou roli. To znamená: nejprve se spolehnout na systém podávání pro kompenzaci smrštění, poté na expanzi grafitu pro samokompenzaci a teprve poté použít nálitky k vyrovnání rozdílu. Slepé zvětšování velikosti nálitků nejenže vede k nežádoucímu účinku, ale může také vytvářet nová horká místa, která narušují přirozený postup tuhnutí odlitku, což vede spíše ke ztrátě než ke zisku.

 

Navíc, protože hodnota smrštění není fixní, nelze zkušenosti aplikovat jednotně.

Mnoho lidí je zvyklých určovat průměr stoupacích trubek na základě „1.5násobku tloušťky stěny odlitku“, což je u litiny často nesprávné.

Ve skutečnosti je průměr stoupací trubky ovlivněn řadou faktorů, jako je složení slitiny, teplota odlévání, struktura odlitku a tuhost formy. Například u konstrukčních dílů, jako jsou základní desky a vodicí lišty, je hodnota smrštění ve směru délky často mnohem větší než ve směru výšky.

 

To také objektivně určuje, že nemůžeme aplikovat pevný „poměr“ na velikost výčnělku všech litinových dílů, jako to děláme u ocelolitiny. Skutečně vědecký návrh musí být založen na hlubokém pochopení specifických pracovních podmínek.

 

Zajímavější je, že u litiny: tenké a malé díly obvykle vyžadují podávání, zatímco silné a velké díly nutně nemusí.

Vzhledem k vlastnosti litiny k samoobslužnému podávání se musíme při formulování strategií podávání odklonit od konvenčního myšlení: tenké a malé odlitky vyžadují větší pozornost při podávání. Slabé a malé díly mohou plně využít podávací systém pro podávání, zatímco silné a malé díly s koncentrovanými horkými místy potřebují speciálně nastavené stoupačky.

Naopak, silné a velké odlitky mají menší závislost na nálitcích. Pokud je proces vhodný, lze použít procesy s malými nálitky nebo dokonce bez nálitků. Hlavním problémem je, jak maximalizovat schopnost samokomprese při rozpínání grafitu pomocí forem s vysokou tuhostí a rozumného použití kokil. V tomto případě není nutné, aby nálitek tuhl později než odlitek, a modul pružnosti nálitku může být dokonce menší než tloušťka stěny odlitku.

Kromě toho detaily určují úspěch či neúspěch. Umístění stoupacího potrubí je často důležitější než jeho velikost.

Jedním z klíčových bodů vyváženého procesu tuhnutí je, aby se náběhová trubka nacházela blízko horkého místa, ale nesmí ho zakrývat. Kořen vnitřního uzávěru, kořen náběhové trubky a horké místo odlitku se nesmí překrývat. Zároveň je třeba zabránit vzniku „kontaktního horkého místa“. Tradiční konstrukční zkušenost, kdy se „průměr náběhové trubky rovná 1.5násobku tloušťky stěny odlitku“, s velkou pravděpodobností vytvoří velkou oblast horkého místa ve spojení mezi náběhovou trubkou a odlitkem, což způsobí, že tato část tuhne jako poslední, a tím povede ke smršťovacím dutinám a pórovitosti u kořene odlitku.

Z tohoto důvodu spíše doporučujeme použití bočního podávání, jako jsou ušní nálitky a bleskové nálitky, které dokáží účinně rozptýlit horká místa a optimalizovat cestu tuhnutí. V praxi je také nutné co nejvíce se vyhnout přímému použití válcových a čtvercových horních nálitek, aby se snížilo tepelné ovlivňování odlitku. ​​​​​​​

 

Dokonalý design stoupací části s přidáním chill ironu zdvojnásobuje její účinnost.

 

Při navrhování by měla být silnostěnná horká místa umístěna co nejvíce ve spodní části licí pozice.

Pokud je významný rozdíl v tloušťce odlitků, je účinným prostředkem k řízení průběhu tuhnutí umístění kokil v silnostěnných oblastech.

Pokud je velká rovina na horní krabici, může použití přepadového stoupacího potrubí zlepšit kvalitu povrchu odlitku.

Je však třeba poznamenat, že typ kokily by měl být nejlépe z běžné šedé litiny a frekvence jejího používání by měla být přísně omezena. Je to proto, že po opakovaném použití oxidace na povrchu šedé litiny vede ke snížení její ochlazovací schopnosti, což nejen ovlivňuje účinek podávání, ale může také způsobit vady, jako je pórovitost nebo přilnavost odlitků.

 

Pokud jde o specifické metody návrhu, pro stoupačky ze šedé litiny se běžně používá metoda modulu smrštění a metoda empirického poměru.

 

Při použití izolovaných stoupacích trubek je jejich tepelný modul přibližně 1.3 až 1.4krát vyšší než u běžných stoupacích trubek (při stejném průměru a výšce se koeficient bere jako 1.4) a jejich účinnost podávání se pohybuje zhruba v rozmezí 25 % až 45 % (u trubek s vynikajícím izolačním výkonem lze použít horní hranici). Co se týče tvaru, nejlepší volbou jsou kulovité trysky kvůli minimální ploše pro odvod tepla, následované válcovými. Dále je třeba se co nejvíce vyhnout používání „horkých stoupacích trubek“, aby se zabránilo neustálému zahřívání licí oblasti kovovou kapalinou během procesu plnění, zatímco kovová kapalina ve stoupací trysce nejprve ochlazuje, což způsobuje předčasné přerušení podávacího kanálu, čímž se stoupací tryska stává neúčinnou a výrazně se snižuje účinek podávání.

 

Návrh stoupačkových potrubí pro kvalitní litinové díly zdaleka není jen o pouhém výběru velikosti. Pouze skutečným a úplným pochopením „samostatně se vstřebávající vlastnosti“ litiny se můžeme odpoutat od „myšlení odlévané oceli“ a navrhnout spolehlivý a ekonomický systém stoupačkových potrubí – a to je přesně směr, kterým by se měl každý slévárenský pracovník neustále snažit.

 

Vigor má více než 20 let zkušeností a profesionální tým v oblasti odlévání, kování a následných úprav. Máte-li jakékoli dotazy nebo potřeby ohledně produktů, neváhejte nás kontaktovat na adrese info@castings-forging.com