Konstrukce licího systému a umístění Ingate v lití ztracené pěny

Konstrukce licího systému a umístění Ingate v lití ztracené pěny

1. Směrové tuhnutí: Umístění vložek do horkých míst

Nasměrování vysokoteplotního roztaveného železa přímo do silných horkých míst udržuje zvýšené teploty v těchto oblastech a vytváří teplotní gradient „nejdříve tuhnou tenké části, jako poslední tuhnou tlusté části“. To usnadňuje efektivní podávání ve spojení se stoupačkami a je teoreticky ideální pro kompenzaci smrštění.

Nicméně: Vložka by nikdy neměla být umístěna přímo do středu geometrického horkého bodu. Místo toho by měla být umístěna v přilehlé silnostěnné oblasti, což umožní stoupačce dokončit konečné podávání. Umístění vložky přímo do středu horkého bodu dále zvětší tepelnou hmotu horkého bodu, čímž se zvýší riziko smršťovací pórovitosti.

Přirozeně, že proveditelnost tohoto přístupu závisí na specifické struktuře odlitku. V praxi mají odlitky často složité geometrie a různé tloušťky stěn. Při návrhu vtokového systému je proto nutné komplexně zvážit interaktivní účinky více faktorů.

2. Simultánní tuhnutí: Vícenásobné rozptýlené složky na tenkých stěnách

Upřednostnění toku roztaveného železa do tenkostěnných sekcí zvyšuje jejich teplotu, zatímco u tlustých sekcí přirozeně dochází k relativně rychlejšímu ochlazování. To zužuje teplotní gradient napříč odlitkem a podporuje současné tuhnutí. Tento přístup snižuje tepelné namáhání, deformaci a praskání, takže je vhodný pro odlitky s minimálními odchylkami tloušťky stěny, které striktně nevyžadují směrové tuhnutí.

Zásadní poznámka: Princip simultánního tuhnutí při lití ztracené pěny nelze přímo zkopírovat z tradičního lití do písku; podléhá přísným hraničním omezením.

Při lití ztracené pěny kov plní formu, zatímco pěna se současně rozkládá a absorbuje teplo. Pole toku plnění přímo mění tepelné pole. Kromě toho nevyhnutelná omezení zahrnují použití podtlaku, tuhý, nepoddajný charakter nespojeného suchého písku a flotace uhlíkových zbytků.

2.1 Příkrmy na horkých místech: Klady a zápory krmení

Výhody: Vysokoteplotní roztavené železo se zavádí do tlustých profilů, udržuje místní vysoké teploty a vytváří podmínky pro směrové tuhnutí. Vtokový systém může fungovat jako dočasný napájecí kanál.

2.2. Specifická rizika při lití ztracené pěny:

2.2.1 Masivní rozklad pěny na silných úsecích absorbuje značné teplo. Pokud rytmus plnění neodpovídá, teplota v tlustých úsecích nemusí stoupnout, což zabrání vytvoření účinného gradientu. To pouze zvětšuje horké místo a zhoršuje pórovitost smršťování.

2.2.2 Roztavené železo přímo narážející na tlustostěnnou pěnu může snadno erodovat povlak, což vede k defektům pískových inkluzí.

2.2.3Tvarná litina tuhne pastovitým způsobem. Pokud vložka ztuhne příliš brzy a přeruší přívodní kanál, bude stále docházet ke smršťovací pórovitosti, i když je vložka umístěna na horkém místě.

Praktické pokyny: Chcete-li dosáhnout směrového tuhnutí přívodem v blízkosti horkého místa v odlitku ztracené pěny, upřednostněte sériové spojení nálitku a vložky (tavené železo protéká nálitkem před vstupem do odlitku). Vyhněte se použití jediné vložky s velkým průřezem namířené přímo na horké místo.

3. Vícenásobné rozptýlené vložky na tenkých stěnách pro současné tuhnutí

Výhody: Vícebodové podávání z tenkých stěn zajišťuje rovnoměrné celkové teplotní pole, minimalizuje teplotní rozdíly, tepelné namáhání a deformace. Je velmi vhodný pro odlitky ze šedé litiny s relativně stejnoměrnou tloušťkou stěny.

Specifická rizika při lití ztracené pěny:

3.1 Pokud k přivádění dochází u tenkých stěn a roztavené železo proudí směrem k tlustému horkému místu, tlustá část často ztuhne jako poslední. V koncových oblastech se budou hromadit zbytky rozkladu pěny a nízkoteplotní roztavené železo. Hot spot nedostává ani vysokoteplotní železo, ani správné přivádění, což má za následek kombinaci smršťovací pórovitosti a uhlíkových inkluzí/záhybů.

3.2Nepřetržité oplachování povlaku na tenkostěnných místech jej může snadno poškodit a způsobit defekty pískových inkluzí.

4.Principy pro určení umístění vložek při lití ztracené pěny

4.1 Sledování směrového tuhnutí (tlusté odlitky z tvárné litiny, přísné požadavky bez smršťování)

Teorie: Zaveďte roztavené železo do blízkosti silných částí/horkých míst.

4.2 Praktické provedení:

4.2.1 Umístění v oblasti silnostěnné oblasti přiléhající k horkému bodu; neumisťujte je přímo do středu geometrického horkého bodu.

4.2.2Upřednostněte vedení roztaveného železa skrz stoupací potrubí před tím, než vstoupí do odlitku.

4.2.3U vysokých odlitků upřednostňujte spodní vtok a stupňovité plnění. To zajišťuje, že kov se plní zdola nahoru, což umožňuje zbytkům uhlíku a plynům stoupat do stoupacího potrubí nebo lapačů strusky.

4.2.4Přísně se vyvarujte jednotlivých nadměrně velkých vlit. Použijte více rozptýlených vtoků ke snížení místního přehřívání a eroze.

Horká místa musí být spárována se stoupačkami nebo zimnicí. Spoléhat se pouze na umístění vložky na horkém místě nestačí k eliminaci smrštění v tvárné litiny.

4.2.5. Simultánní tuhnutí (stejnoměrná tloušťka stěny, priorita řízení napětí/deformace, přijatelné malé místní smrštění)

4.3. Teorie: Vícebodové rozptýlené krmení na tenkých stěnách.

Rozmístěte několik vtoků s malým průřezem přes tenkostěnné oblasti, abyste zkrátili cestu plnění.

Silná horká místa na vzdálených koncích odlitku musí být spárována s chladem, aby se urychlilo chlazení a působilo proti hromadění studené strusky z koncového plnění.

Nevynucujte čisté současné tuhnutí u odlitků s drastickými změnami tloušťky, protože to povede k nekontrolovatelným defektům na silných horkých místech.

4.4. Univerzální pevná omezení pro všechny podmínky (specifická pro ztracenou pěnu, nahrazující teorii tuhnutí)

Ingates nesmí nikdy směřovat k ostrým rohům tenkých pěnových stěn, aby se zabránilo zborcení povlaku.

Vložky by měly být přednostně umístěny na obrobené povrchy. Nikdy nepokládejte vložky na těsnicí, protilehlé nebo závitové povrchy.

Pole toku plnění musí zajistit, že zbytky rozkladu migrují směrem k nejvyššímu bodu odlitku, přičemž v těchto vysokých bodech jsou umístěny lapače strusky. I když je přívod horkého místa teoreticky vhodný, musí být tento plán opuštěn, pokud způsobí zachycení strusky v licím tělese.

Průřez vtoku nesmí být příliš malý (aby se zabránilo předčasnému ztuhnutí během fáze přivádění, které blokuje přívodní kanál), ani příliš velký (aby se zabránilo místnímu přehřátí).

5.Shrnutí

Směrové tuhnutí těží z umístění vložek v blízkosti horkých míst pro usnadnění podávání, zatímco současné tuhnutí se opírá o vícebodové podávání u tenkých stěn, aby se minimalizovaly teplotní gradienty a napětí.

Odlévání ztracené pěny však nemůže mechanicky kopírovat postupy lití do písku. Umístění vložky přímo na horké místo automaticky neeliminuje smrštění a podávání u tenkých stěn ze své podstaty nezaručuje současné tuhnutí. Inženýři musí provést komplexní kompromisy s ohledem na pole toku plnění, rozklad pěny a odvádění strusky, podtlak a integraci stoupaček a chladičů. V mnoha scénářích je vyžadováno kompromisní, vyvážené řešení.