Pengecoran badan katup merupakan bagian penting dari proses pembuatan katup, dan kualitas pengecoran katup menentukan kualitas katup.Berikut ini adalah beberapa metode proses pengecoran yang umum digunakan dalam industri katup:
Pengecoran pasir:
Pengecoran pasir yang biasa digunakan dalam industri katup dapat dibagi menjadi pasir hijau, pasir kering, pasir kaca air, dan pasir pengerasan sendiri resin furan sesuai dengan bahan pengikat yang berbeda.
(1) Pasir hijau merupakan proses pencetakan dengan menggunakan bentonit sebagai bahan pengikat.
Ciri-cirinya adalah:cetakan pasir yang sudah jadi tidak perlu dikeringkan atau dikeraskan, cetakan pasir mempunyai kekuatan basah tertentu, inti pasir dan cangkang cetakan mempunyai rendemen yang baik, sehingga mudah dibersihkan dan dikocok keluar corannya.Efisiensi produksi cetakan tinggi, siklus produksi pendek, biaya bahan rendah, dan mudah untuk mengatur produksi jalur perakitan.
Kerugiannya adalah:Coran rentan terhadap cacat seperti pori-pori, inklusi pasir, dan adhesi pasir, serta kualitas coran, terutama kualitas intrinsik, yang kurang ideal.
Tabel proporsi dan kinerja pasir hijau untuk pengecoran baja:
(2) Pasir kering merupakan proses pencetakan dengan menggunakan tanah liat sebagai bahan pengikatnya.Menambahkan sedikit bentonit dapat meningkatkan kekuatan basahnya.
Ciri-cirinya adalah:cetakan pasir perlu dikeringkan, memiliki permeabilitas udara yang baik, tidak mudah cacat seperti pencucian pasir, pasir lengket, dan pori-pori, serta kualitas bawaan pengecoran yang baik.
Kerugiannya adalah:membutuhkan peralatan pengeringan pasir dan siklus produksinya panjang.
(3) Pasir gelas air merupakan proses pemodelan dengan menggunakan gelas air sebagai bahan pengikatnya.Ciri-cirinya adalah: gelas air mempunyai fungsi mengeras secara otomatis bila terkena CO2, dan dapat memiliki berbagai kelebihan metode pengerasan gas untuk pemodelan dan pembuatan inti, namun terdapat kekurangan seperti buruknya keruntuhan cangkang cetakan, kesulitan dalam pembersihan pasir. tuang, dan rendahnya tingkat regenerasi dan daur ulang pasir tua.
Tabel proporsi dan kinerja pasir pengerasan CO2 gelas air:
(4) Cetakan pasir pengerasan sendiri resin furan merupakan proses pengecoran dengan menggunakan resin furan sebagai bahan pengikat.Pasir cetakan mengeras karena reaksi kimia pengikat di bawah aksi bahan pengawet pada suhu kamar.Ciri khasnya adalah cetakan pasir tidak perlu dikeringkan sehingga memperpendek siklus produksi dan menghemat energi.Pasir cetakan resin mudah dipadatkan dan memiliki sifat disintegrasi yang baik.Pasir cetakan coran mudah dibersihkan.Coran memiliki akurasi dimensi yang tinggi dan permukaan akhir yang baik, yang dapat sangat meningkatkan kualitas coran.Kerugiannya adalah: persyaratan kualitas tinggi untuk pasir mentah, sedikit bau menyengat di lokasi produksi, dan mahalnya harga resin.
Proporsi dan proses pencampuran campuran pasir tanpa panggang resin furan:
Proses pencampuran pasir pengerasan otomatis resin furan: Cara terbaik adalah menggunakan pengaduk pasir kontinu untuk membuat pasir pengerasan otomatis resin.Pasir mentah, resin, bahan pengawet, dll. ditambahkan secara berurutan dan dicampur dengan cepat.Dapat dicampur dan digunakan kapan saja.
Urutan penambahan berbagai bahan baku pada saat pencampuran pasir resin adalah sebagai berikut:
Pasir mentah + bahan pengawet (larutan berair asam p-toluenasulfonat) – (120 ~ 180S) – resin + silan – (60 ~ 90S) – produksi pasir
(5) Proses produksi pengecoran pasir yang khas:
Pengecoran presisi:
Dalam beberapa tahun terakhir, produsen katup semakin memperhatikan kualitas penampilan dan keakuratan dimensi coran.Karena penampilan yang baik merupakan kebutuhan dasar pasar, hal ini juga merupakan patokan positioning untuk langkah pertama pemesinan.
Pengecoran presisi yang umum digunakan dalam industri katup adalah pengecoran investasi, yang diperkenalkan secara singkat sebagai berikut:
(1) Dua metode proses pengecoran larutan:
①Menggunakan bahan cetakan berbahan dasar lilin suhu rendah (asam stearat + parafin), injeksi lilin bertekanan rendah, cangkang kaca air, dewaxing air panas, proses peleburan dan penuangan di atmosfer, terutama digunakan untuk baja karbon dan pengecoran baja paduan rendah dengan persyaratan kualitas umum , Akurasi dimensi pengecoran dapat mencapai standar nasional CT7~9.
② Menggunakan bahan cetakan berbahan dasar resin suhu sedang, injeksi lilin bertekanan tinggi, cangkang cetakan sol silika, dewaxing uap, proses pengecoran peleburan atmosfer atau vakum yang cepat, keakuratan dimensi pengecoran dapat mencapai pengecoran presisi CT4-6.
(2) Alur proses pengecoran investasi yang umum:
(3) Ciri-ciri pengecoran investasi:
①Pengecoran memiliki akurasi dimensi tinggi, permukaan halus, dan kualitas penampilan bagus.
② Dimungkinkan untuk mencetak bagian dengan struktur dan bentuk kompleks yang sulit diproses dengan proses lain.
③ Bahan pengecoran tidak terbatas, berbagai bahan paduan seperti: baja karbon, baja tahan karat, baja paduan, paduan aluminium, paduan suhu tinggi, dan logam mulia, terutama bahan paduan yang sulit ditempa, dilas dan dipotong.
④ Fleksibilitas produksi yang baik dan kemampuan beradaptasi yang kuat.Ini dapat diproduksi dalam jumlah besar, dan juga cocok untuk produksi satu bagian atau produksi batch kecil.
⑤ Pengecoran investasi juga memiliki keterbatasan tertentu, seperti: alur proses yang rumit dan siklus produksi yang panjang.Karena terbatasnya teknik pengecoran yang dapat digunakan, kapasitas menahan tekanannya tidak boleh terlalu tinggi bila digunakan untuk menuang tuang katup cangkang tipis yang menahan tekanan.
Analisis Cacat Pengecoran
Setiap pengecoran pasti mempunyai cacat internal, adanya cacat tersebut akan membawa bahaya besar yang tersembunyi terhadap kualitas internal pengecoran, dan perbaikan pengelasan untuk menghilangkan cacat tersebut dalam proses produksi juga akan membawa beban yang besar pada proses produksi.Secara khusus, katup adalah coran cangkang tipis yang tahan terhadap tekanan dan suhu, dan kekompakan struktur internalnya sangat penting.Oleh karena itu, cacat internal pada coran menjadi faktor penentu yang mempengaruhi kualitas coran.
Cacat internal pada pengecoran katup terutama mencakup pori-pori, inklusi terak, porositas penyusutan, dan retakan.
(1) Pori-pori:Pori-pori dihasilkan oleh gas, permukaan pori-pori halus, dihasilkan di dalam atau di dekat permukaan coran, dan bentuknya sebagian besar bulat atau lonjong.
Sumber utama gas yang menghasilkan pori-pori adalah:
① Nitrogen dan hidrogen yang terlarut dalam logam terkandung di dalam logam selama pemadatan pengecoran, membentuk dinding bagian dalam berbentuk lingkaran atau oval tertutup dengan kilau logam.
②Zat yang lembab atau mudah menguap pada bahan cetakan akan berubah menjadi gas akibat pemanasan, membentuk pori-pori dengan dinding bagian dalam berwarna coklat tua.
③ Selama proses penuangan logam, karena aliran yang tidak stabil, udara ikut terlibat sehingga membentuk pori-pori.
Cara pencegahan cacat stomata:
① Dalam peleburan, bahan baku logam berkarat harus digunakan sesedikit mungkin atau tidak, dan peralatan serta sendok harus dipanggang dan dikeringkan.
②Penuangan baja cair harus dilakukan pada suhu tinggi dan dituangkan pada suhu rendah, dan baja cair harus dibius dengan benar untuk memudahkan terapungnya gas.
③ Desain proses penuangan harus meningkatkan tekanan baja cair untuk menghindari terperangkapnya gas, dan menyiapkan jalur gas buatan untuk pembuangan yang wajar.
④Bahan cetakan harus mengontrol kadar air dan volume gas, meningkatkan permeabilitas udara, dan cetakan pasir serta inti pasir harus dipanggang dan dikeringkan sebanyak mungkin.
(2) Rongga penyusutan (longgar):Ini adalah rongga (rongga) melingkar atau tidak beraturan yang koheren atau tidak koheren yang terjadi di dalam coran (terutama di titik panas), dengan permukaan bagian dalam kasar dan warna lebih gelap.Butiran kristal kasar, sebagian besar berbentuk dendrit, berkumpul di satu tempat atau lebih, rentan bocor selama uji hidrolik.
Alasan penyusutan rongga (kelonggaran):penyusutan volume terjadi ketika logam dipadatkan dari cair menjadi padat.Jika pengisian kembali baja cair tidak mencukupi pada saat ini, penyusutan rongga pasti akan terjadi.Penyusutan rongga pada coran baja pada dasarnya disebabkan oleh pengendalian proses pemadatan berurutan yang tidak tepat.Alasannya mungkin termasuk pengaturan riser yang salah, suhu penuangan baja cair yang terlalu tinggi, dan penyusutan logam yang besar.
Cara mencegah penyusutan gigi berlubang (kelonggaran):① Rancang sistem penuangan coran secara ilmiah untuk mencapai pemadatan baja cair secara berurutan, dan bagian yang mengeras terlebih dahulu harus diisi ulang dengan baja cair.②Setel riser, subsidi, cold iron internal dan eksternal dengan benar dan wajar untuk memastikan pemadatan yang berurutan.③Saat baja cair dituang, injeksi atas dari riser bermanfaat untuk memastikan suhu baja cair dan pengumpanan, serta mengurangi terjadinya rongga penyusutan.④ Dalam hal kecepatan penuangan, penuangan dengan kecepatan rendah lebih kondusif untuk pemadatan berurutan daripada penuangan dengan kecepatan tinggi.⑸Suhu penuangan tidak boleh terlalu tinggi.Baja cair dikeluarkan dari tungku pada suhu tinggi dan dituangkan setelah sedasi, yang bermanfaat untuk mengurangi rongga penyusutan.
(3) Inklusi pasir (terak):Inklusi pasir (terak), umumnya dikenal sebagai lecet, adalah lubang melingkar atau tidak beraturan yang terputus-putus yang muncul di dalam coran.Lubang-lubang tersebut dicampur dengan pasir cetakan atau terak baja, dengan ukuran tidak beraturan dan diagregasi di dalamnya.Satu atau lebih tempat, seringkali lebih banyak di bagian atas.
Penyebab masuknya pasir (terak):Inklusi terak disebabkan oleh terak baja diskrit yang masuk ke dalam cetakan bersama dengan baja cair selama proses peleburan atau penuangan.Masuknya pasir disebabkan oleh kurangnya kekencangan rongga cetakan selama pencetakan.Ketika baja cair dituangkan ke dalam rongga cetakan, pasir cetakan tersapu oleh baja cair dan memasuki bagian dalam pengecoran.Selain itu, pengoperasian yang tidak tepat selama pemangkasan dan penutupan kotak, serta fenomena pasir yang jatuh juga menjadi penyebab masuknya pasir.
Cara mencegah masuknya pasir (terak):① Saat baja cair dilebur, gas buang dan terak harus dibuang selengkap mungkin.② Usahakan untuk tidak membalik kantong tuang baja cair, tetapi gunakan kantong teko atau kantong tuang bawah untuk mencegah terak di atas baja cair memasuki rongga pengecoran bersama dengan baja cair.③ Saat menuangkan baja cair, tindakan harus diambil untuk mencegah terak memasuki rongga cetakan bersama baja cair.④Untuk mengurangi kemungkinan masuknya pasir, pastikan kekencangan cetakan pasir saat membuat model, hati-hati jangan sampai kehilangan pasir saat pemangkasan, dan bersihkan rongga cetakan sebelum menutup kotak.
(4) Retak:Retakan pada coran sebagian besar merupakan retakan panas, bentuknya tidak beraturan, tembus atau tidak tembus, kontinu atau terputus-putus, dan logam pada retakan tersebut berwarna gelap atau mengalami oksidasi permukaan.
alasan retak, yaitu tegangan suhu tinggi dan deformasi film cair.
Tegangan suhu tinggi adalah tegangan yang dibentuk oleh penyusutan dan deformasi baja cair pada suhu tinggi.Ketika tegangan melebihi batas kekuatan atau deformasi plastis logam pada suhu ini, akan terjadi retakan.Deformasi film cair adalah pembentukan lapisan cair antara butiran kristal selama proses pemadatan dan kristalisasi baja cair.Dengan kemajuan pemadatan dan kristalisasi, lapisan film cair berubah bentuk.Ketika jumlah deformasi dan kecepatan deformasi melebihi batas tertentu, maka akan timbul retakan.Kisaran suhu retakan termal adalah sekitar 1200~1450℃.
Faktor-faktor yang mempengaruhi retak:
① Elemen S dan P dalam baja merupakan faktor berbahaya yang menyebabkan keretakan, dan eutektiknya dengan besi mengurangi kekuatan dan plastisitas baja tuang pada suhu tinggi, sehingga mengakibatkan keretakan.
② Penyertaan dan pemisahan terak dalam baja meningkatkan konsentrasi tegangan, sehingga meningkatkan kecenderungan retak panas.
③ Semakin besar koefisien penyusutan linier suatu jenis baja, semakin besar pula kecenderungan terjadinya keretakan panas.
④ Semakin besar konduktivitas termal suatu jenis baja, semakin besar tegangan permukaannya, semakin baik sifat mekanik suhu tinggi, dan semakin kecil kecenderungan terjadinya keretakan panas.
⑤ Desain struktur coran buruk dalam kemampuan manufaktur, seperti sudut membulat yang terlalu kecil, disparitas ketebalan dinding yang besar, dan konsentrasi tegangan yang parah, yang akan menyebabkan retakan.
⑥Kekompakan cetakan pasir terlalu tinggi, dan hasil inti yang buruk menghambat penyusutan cetakan pasir dan meningkatkan kecenderungan retak.
⑦Hal-hal lain, seperti penataan riser yang tidak tepat, pendinginan pengecoran yang terlalu cepat, tegangan berlebih yang disebabkan oleh pemotongan riser dan perlakuan panas, dll. juga akan mempengaruhi timbulnya retakan.
Berdasarkan penyebab dan faktor yang mempengaruhi terjadinya retakan di atas, maka dapat dilakukan tindakan yang tepat untuk mengurangi dan menghindari terjadinya cacat retak.
Berdasarkan analisis penyebab cacat pengecoran di atas, mengetahui permasalahan yang ada dan mengambil tindakan perbaikan yang sesuai, kita dapat menemukan solusi terhadap cacat pengecoran, yang bermanfaat bagi peningkatan kualitas pengecoran.
Waktu posting: 31 Agustus-2023