1. Análisis estructural
(1) Esteválvula de mariposatiene una estructura circular en forma de pastel, la cavidad interior está conectada y soportada por 8 nervaduras de refuerzo, el orificio superior Φ620 se comunica con la cavidad interior y el resto de laválvulaAl estar cerrado, el núcleo de arena es difícil de fijar y se deforma con facilidad. Tanto la extracción de gases como la limpieza de la cavidad interna presentan grandes dificultades, como se muestra en la Figura 1.
El espesor de las paredes de las piezas fundidas varía considerablemente; el espesor máximo alcanza los 380 mm y el mínimo es de tan solo 36 mm. Durante la solidificación, la gran diferencia de temperatura provoca una contracción desigual que puede generar fácilmente cavidades y porosidad, lo que causa filtraciones de agua en la prueba hidráulica.
2. Diseño del proceso:
(1) La superficie de separación se muestra en la Figura 1. Coloque el extremo con agujeros en la caja superior, haga un núcleo de arena completo en la cavidad central y alargue la cabeza del núcleo adecuadamente para facilitar la fijación del núcleo de arena y el movimiento del núcleo de arena cuando se voltee la caja. De manera estable, la longitud de la cabeza del núcleo en voladizo de los dos agujeros ciegos en el lado es más larga que la longitud del agujero, de modo que el centro de gravedad de todo el núcleo de arena se desplace hacia el lado de la cabeza del núcleo para asegurar que el núcleo de arena esté fijo y estable.
Se adopta un sistema de vertido semicerrado, ∑F interior: ∑F horizontal: ∑F recto = 1:1,5:1,3, el bebedero utiliza un tubo cerámico con un diámetro interior de Φ120, y se colocan dos piezas de ladrillos refractarios de 200 × 100 × 40 mm en el fondo para evitar que el hierro fundido llegue directamente al molde de arena de impacto, se instala un filtro cerámico de espuma de 150 × 150 × 40 en el fondo del canal, y se utilizan 12 tubos cerámicos con un diámetro interior de Φ30 para el canal interior para conectarse uniformemente al fondo de la fundición a través del tanque de recolección de agua en el fondo del filtro para formar un esquema de vertido inferior, como se muestra en la Figura 2 Esencia.
(3) Coloque 14 ∮20 orificios de aire de cavidad en el molde superior, coloque un orificio de ventilación de núcleo de arena Φ200 en el medio de la cabeza del núcleo, coloque hierro frío en las partes gruesas y grandes para asegurar una solidificación equilibrada de la fundición y utilice el principio de expansión de grafitización para cancelar la alimentación del bebedero para mejorar el rendimiento del proceso. El tamaño de la caja de arena es 3600×3600×1000/600 mm, y está soldada con una placa de acero de 25 mm de espesor para asegurar suficiente resistencia y rigidez, como se muestra en la Figura 3.
3. Control de procesos
(1) Modelado: Antes de modelar, utilice una muestra estándar de Φ50×50 mm para probar la resistencia a la compresión de la arena de resina ≥ 3,5 MPa, y apriete el hierro frío y el canal para garantizar que el molde de arena tenga la resistencia suficiente para contrarrestar el grafito producido cuando el hierro fundido se solidifica y se expande químicamente, y evitar que el hierro fundido impacte la parte del canal durante mucho tiempo para causar el lavado de la arena.
Fabricación del núcleo: El núcleo de arena se divide en 8 partes iguales mediante 8 nervaduras de refuerzo, que se conectan a través de la cavidad central. No hay otras partes de soporte y escape excepto la cabeza del núcleo central. Si el núcleo de arena no se puede fijar y ventilar, aparecerán desplazamientos y burbujas de aire después del vertido. Debido a que el área total del núcleo de arena es grande, se divide en ocho partes. Debe tener suficiente resistencia y rigidez para asegurar que el núcleo de arena no se dañe después del desmoldeo y que no se deforme después del vertido, para asegurar un espesor de pared uniforme en la pieza fundida. Por esta razón, fabricamos un hueso de núcleo especial y lo atamos al hueso del núcleo con una cuerda de ventilación para extraer el gas de escape de la cabeza del núcleo y asegurar la compactación del molde de arena durante la fabricación del núcleo. Como se muestra en la Figura 4.
(4) Caja de cierre: Considerando que es difícil limpiar la arena en la cavidad interna de la válvula de mariposa, todo el núcleo de arena se pinta con dos capas de pintura, la primera capa se pinta con pintura de circonio a base de alcohol (grado Baumé 45-55), y la primera capa se pinta y se quema. Después de secar, se pinta la segunda capa con pintura de magnesio a base de alcohol (grado Baumé 35-45) para evitar que la fundición se adhiera a la arena y se sinterice, lo que no se puede limpiar. La parte de la cabeza del núcleo se cuelga en el tubo de acero Φ200 de la estructura principal del hueso del núcleo con tres tornillos M25, se fija y se bloquea con la caja de arena del molde superior con tapas de tornillo y se verifica si el espesor de pared de cada parte es uniforme.
4. Proceso de fusión y vertido
(1) Utilice hierro fundido Benxi de alta calidad Q14/16# con bajo contenido de P, S y Ti, y agréguelo en una proporción del 40% al 60%; los elementos traza como P, S, Ti, Cr, Pb, etc. se controlan estrictamente en el acero de desecho, y no se permite óxido ni aceite, la proporción de adición es del 25% al 40%; la carga devuelta debe limpiarse mediante granallado antes de su uso para garantizar la limpieza de la carga.
(2) Control de componentes principales después del horno: C: 3,5-3,65%, Si: 2,2%-2,45%, Mn: 0,25%-0,35%, P≤0,05%, S: ≤0,01%, Mg (residual): 0,035% ~0,05%, bajo la premisa de asegurar la esferoidización, el límite inferior de Mg (residual) debe tomarse tanto como sea posible.
(3) Tratamiento de inoculación por esferoidización: se utilizan esferoidizadores con bajo contenido de magnesio y tierras raras, y la proporción de adición es del 1,0 % al 1,2 %. El tratamiento de esferoidización por método de lavado convencional consiste en una inoculación única del 0,15 % aplicada sobre el nodulizador en la parte inferior del paquete, completando así la esferoidización. Posteriormente, se realiza una inoculación secundaria del 0,35 % en la escoria, y una inoculación por flujo del 0,15 % durante el vertido.
(5) Se adopta un proceso de vertido rápido a baja temperatura, la temperatura de vertido es de 1320 °C a 1340 °C y el tiempo de vertido es de 70 a 80 s. El hierro fundido no puede interrumpirse durante el vertido y la copa del bebedero siempre está llena para evitar que el gas y las inclusiones entren en el molde a través de la cavidad del canal.
5. Resultados de la prueba de fundición
(1) Prueba de resistencia a la tracción del bloque de prueba fundido: 485 MPa, elongación: 15%, dureza Brinell HB187.
(2) La tasa de esferoidización es del 95%, el tamaño del grafito es de grado 6 y la perlita es del 35%. La estructura metalográfica se muestra en la Figura 5.
(3) No se encontraron defectos registrables en la detección de fallas secundarias UT y MT de piezas importantes.
(4) El aspecto es plano y liso (véase la figura 6), sin defectos de fundición como inclusiones de arena, inclusiones de escoria, juntas frías, etc., el espesor de la pared es uniforme y las dimensiones cumplen con los requisitos de los planos.
(6) La prueba de presión hidráulica de 20 kg/cm² después del procesamiento no mostró fugas.
6. Conclusión
De acuerdo con las características estructurales de esta válvula de mariposa, el problema de la inestabilidad y fácil deformación del gran núcleo de arena en el centro y la difícil limpieza de la arena se resuelve haciendo hincapié en el diseño del plan de proceso, la producción y fijación del núcleo de arena y el uso de recubrimientos a base de circonio. La disposición de los orificios de ventilación evita la posibilidad de poros en las piezas fundidas. Desde el control de carga del horno y el sistema de canal, se utilizan filtros de cerámica de espuma y tecnología de compuerta cerámica para garantizar la pureza del hierro fundido. Después de múltiples tratamientos de inoculación, la estructura metalográfica de las piezas fundidas y el rendimiento integral han alcanzado los requisitos estándar de los clientes.
DeTianjin Tanggu Válvula de sellado de agua Co., ltd. Válvula de mariposa, válvula de compuerta, Colador en Y, válvula de retención de doble placa tipo obleafabricar.
Fecha de publicación: 29 de abril de 2023
