Lijevanje školjkikoju proizvodi tvrtka izrađena je od HT200, teži 88 kg, ima maksimalnu veličinu obrisa od 482 mm i ima strukturne karakteristike šupljine i velike veličine obrisa. Odljevak se proizvodi pomoću proizvodne linije za odljevke od izgubljene pjene. Tijekom probnog proizvodnog procesa projektirana su tri sustava za izlijevanje, a svaki sustav za izlijevanje izlijevao je 50 uzoraka. Omjer punjenja: 32% otpadnog čelika, 50% recikliranog šarže, 17% sirovog željeza, 0,57% feromangana i 0,45% ferosilicija. Za taljenje se koristi indukcijska peć od 2 t, s temperaturom ispuštanja željeza od 1520 stupnjeva i temperaturom izlijevanja od 1450-1460 stupnjeva.
Plan probne proizvodnje 1: donji sustav za izlijevanje s klizačem postavljenim u središte odljevka
Prema strukturnim karakteristikama šupljeg odljevka, plan 1 postavlja sustav za izlijevanje u središte odljevka. Ovaj sustav za izlijevanje glatko ispunjava kalup, rastaljeno željezo se ravnomjerno širi od unutarnjeg klizača do okolnog područja, a rastaljeni metal se glatko diže bez rotacije. Površina lijevanog odljevka je glatka i bez-oštećenja, ali postoji ozbiljno prianjanje pijeska na spoju između otvora i tijela odljevka. Postoji sloj mehaničke mješavine pijeska i metala, a odljevak je gotovo 100% ozbiljno zalijepljen pijeskom-ovdje. S jedne strane, budući da je sustav za izlijevanje postavljen u središte odljevka, veza između uliva i tijela odljevka je vruća točka, a rastaljeni metal je dugo u tekućem stanju. Prevlaka se ovdje lako spaja s rastaljenim metalom pod dugotrajnim-pečenjem tekućeg metala na visokoj{10}}temperaturi; s druge strane, kanal je ovdje okomito povezan, a rastaljeni metal ovdje vrši veliki pritisak tijekom procesa punjenja. Budući da je odljevak izgubljene pjene kalup u suhom pijesku, gustoća pijeska za kalupljenje ovdje je niska. Gornja dva aspekta osiguravaju uvjete za istjecanje rastaljenog metala iz sloja premaza, uzrokujući ozbiljno mehaničko prianjanje pijeska. Debljina stijenke lijevanog tijela spojenog spojnicama je 8 mm. Zbog ozbiljnog prianjanja pijeska ovdje, prilikom čišćenja sustava za izlijevanje, dio tijela odljevka spojenog na otvore također se čisti zajedno, što rezultira nedostatkom mesa u odljevku, pa čak i stvaranjem rupa. 16% sirovih proizvoda postali su otpad.
Rješenje 2: Stepenasti sustav izlijevanja
S obzirom na veliku veličinu i visinu odljevka, Rješenje 2 dizajniralo je stepenasti sustav za izlijevanje s dva otvora na dnu i jednim otvorom na vrhu. Očekuje se da će rastaljeni metal prvo ispuniti kalup iz donjih otvora, a kako se razina tekućine u kalupu podiže, teći će odozdo prema gore kroz gornje otvore, tako da je punjenje stabilno, što pogoduje uzastopnom skrućivanju i izbjegava greške u lijevanju kao što su skupljanje, skupljanje, hladno zatvaranje i nedovoljno izlijevanje. Međutim, prema rezultatima testa, pojavili su se defekti hladnog zatvaranja u slijepom uzorku, što je upravo suprotno od očekivanih rezultata. Iako podizanje temperature lijevanja na 1460-1470 stupnjeva može u određenoj mjeri smanjiti pojavu hladnog zatvaranja odljevaka, učinak nije značajan. Hladni zatvarač se pojavljuje u sredini i gornjem dijelu odljevka. Razlog je taj što je izgubljeni lijev od pjene čvrsti odljevak nalik pjeni, a njegov se postupak punjenja razlikuje od tradicionalnog lijevanja u šupljine. Za tradicionalno lijevanje u šupljine, stepenasti sustav za izlijevanje može lako postići uzastopno punjenje donjih i gornjih vodilica; dok je kod izgubljenog lijevanja pjene, zbog utjecaja uzorka pjene u šupljini na punjenje rastaljenog metala, teško za stepenasti sustav lijevanja postići sekvencijalno punjenje donjeg i gornjeg udubljenja. Na početku lijevanja, na tok rastaljenog metala u ravnom kanalu utječu učinci tamponiranja i protutlaka, a brzina se usporava, tako da se najprije pune gornji kanali. U naknadnom procesu punjenja istovremeno se pune gornji i donji rovovi. Kada je punjenje završeno, dva toka rastaljenog željeza skupljaju se zajedno. Tijekom procesa protoka, rastaljeno željezo je pod utjecajem apsorpcije topline rasplinjavanja uzorka pjene, a temperatura prednjeg kraja rastaljenog željeza je niska. Stoga se defekti hladnog zatvaranja lako stvaraju na spoju dviju struja rastaljenog željeza. Povećanje temperature lijevanja može samo u ograničenoj mjeri riješiti pojavu nedostataka hladnog zatvaranja u odljevcima, a ne može eliminirati nedostatke hladnog zatvaranja uzrokovane stepenastim sustavom lijevanja pod jedinstvenim karakteristikama punjenja izgubljenog pjenastog lijevanja. Stoga nije jednostavno koristiti stepenasti sustav za lijevanje za izgubljenu pjenu.
Shema 3: Donji sustav za izlijevanje s klizačem postavljenim izvan odljevka
Upotrijebite 3 unutarnja klizača i postavite otvor za odljevak prema gore kada lijepite sustav za izlijevanje i postavite dodavač za stezanje. 3 unutarnja klizača su simetrično raspoređena, a rastaljeni metal brzo i ravnomjerno ispunjava šupljinu, a vrijeme izlijevanja se kontrolira unutar 10 s. Izliveni odljevak ima jasan obris i nema nedostataka u izgledu. Nakon strojne obrade nema šupljina skupljanja, skupljanja, poroznosti i drugih nedostataka, što u potpunosti zadovoljava proizvodne zahtjeve.
Rezultati ispitivanja
Usporedna analiza i provjera stvarne proizvodnje
Slike
Rezultati ispitivanja triju shema prikazani su u tablici. Iako shema 1 može lijevati kvalificirane odljevke, prilikom čišćenja sustava za izlijevanje, zbog ozbiljnog lijepljenja pijeska na spoju između unutarnjeg klizača i tijela odljevka, odljevak nema meso i postaje otpadni proizvod, a stopa otpada je čak 16%, što ukazuje da je položaj unutarnjeg klizača u Shemi 1 nerazuman. Udio hladno zatvorenih odljevaka u shemi 2 je 12%, a povećanje temperature lijevanja ne može značajno smanjiti pojavu hladno zatvorenih grešaka, što ukazuje da ova vrsta ljuske nije prikladna za odabir stepenastog sustava lijevanja u uvjetima lijevanja s gubitkom pjene. Stopa otpada sheme 3 kontrolirana je na niskoj razini, čime se postigla stabilna i učinkovita proizvodnja.
Zaključak
(1) Vrsta sustava za izlijevanje i položaj polaznika kontroliraju proces punjenja metalom i bitno utječu na kvalitetu odljevka. Prije formalne proizvodnje dizajnirano je nekoliko shema izlijevanja za analizu i usporedbu, a odabrana je najbolja, što je uvelike smanjilo stopu otpada i poboljšalo učinkovitost proizvodnje.
(2) Jedinstvene karakteristike punjenja izgubljenog pjenastog lijevanja čine ga neprikladnim za korištenje stepenastog sustava lijevanja, posebno za odljevke s većim dimenzijama.