1. Analyse structurelle
(1) Cecivanne papillona une structure circulaire en forme de gâteau, la cavité intérieure est reliée et soutenue par 8 nervures de renforcement, le trou supérieur Φ620 communique avec la cavité intérieure et le reste dusoupapeLorsque le noyau est fermé, il est difficile à fixer et se déforme facilement. L'extraction et le nettoyage de la cavité interne posent de grandes difficultés, comme le montre la figure 1.
L'épaisseur des parois des pièces moulées varie considérablement : l'épaisseur maximale atteint 380 mm et l'épaisseur minimale seulement 36 mm. Lors de la solidification, les écarts de température sont importants et un retrait irrégulier peut facilement entraîner des cavités et des défauts de porosité, provoquant des infiltrations d'eau lors de l'essai hydraulique.
2. Conception du processus :
(1) La surface de séparation est illustrée à la figure 1. Placer l'extrémité percée sur le boîtier supérieur, former un noyau de sable complet dans la cavité centrale et allonger la tête du noyau afin de faciliter sa fixation et son déplacement lors du retournement du boîtier. Stable, la tête du noyau en porte-à-faux des deux trous borgnes latéraux est supérieure à la longueur du trou, de sorte que le centre de gravité du noyau de sable est incliné vers le côté de la tête du noyau, garantissant ainsi sa fixation et sa stabilité.
Un système de coulée semi-fermé est adopté, ∑F intérieur : ∑F horizontal : ∑F droit = 1:1,5:1,3, la carotte utilise un tube en céramique d'un diamètre intérieur de Φ120, et deux morceaux de briques réfractaires de 200 × 100 × 40 mm sont placés au fond pour empêcher le fer en fusion de Pour le moule à sable d'impact, un filtre en mousse céramique de 150 × 150 × 40 est installé au bas du canal, et 12 tubes en céramique d'un diamètre intérieur de Φ30 sont utilisés pour que le canal intérieur se connecte uniformément au fond de la pièce moulée à travers le réservoir de collecte d'eau au bas du filtre pour former un schéma de coulée par le bas, comme illustré à la figure 2 Essence
(3) Placer 14 trous d'aération de cavité ∮20 dans le moule supérieur, placer un trou d'aération de noyau de sable Φ200 au milieu de la tête du noyau, placer du fer froid dans les pièces épaisses et de grande taille pour assurer une solidification équilibrée de la pièce moulée, et utiliser le principe d'expansion par graphitisation pour annuler. La colonne montante d'alimentation est utilisée pour améliorer le rendement du processus. La taille du bac à sable est de 3600 × 3600 × 1000/600 mm, et il est soudé avec une plaque d'acier de 25 mm d'épaisseur pour assurer une résistance et une rigidité suffisantes, comme illustré à la figure 3.
3. Contrôle des processus
(1) Modélisation : Avant la modélisation, utilisez un échantillon standard Φ50×50mm pour tester la résistance à la compression du sable de résine ≥ 3,5MPa, et serrez le fer froid et le canal pour vous assurer que le moule en sable a une résistance suffisante pour compenser le graphite produit lorsque le fer fondu se solidifie Expansion chimique, et empêcher le fer fondu d'impacter la partie du canal pendant une longue période pour provoquer un lavage du sable.
Fabrication du noyau : Le noyau en sable est divisé en huit parties égales par huit nervures de renfort, reliées par la cavité centrale. Il ne comporte aucun autre élément de support ni d'échappement, à l'exception de la tête centrale. Si le noyau en sable ne peut être fixé et évacué, des fuites et des trous d'air apparaîtront après le coulage. Compte tenu de sa grande surface, le noyau en sable est divisé en huit parties. Il doit présenter une résistance et une rigidité suffisantes pour garantir sa résistance au démoulage et au coulage. La déformation assure l'uniformité de l'épaisseur de paroi de la pièce moulée. C'est pourquoi nous avons spécialement fabriqué un os de noyau spécial, fixé à l'os de noyau par un câble de ventilation, afin d'évacuer les gaz d'échappement de la tête du noyau et d'assurer la compacité du moule en sable lors de la fabrication du noyau. (Voir la figure 4).
(4) Boîtier de fermeture : Compte tenu de la difficulté de nettoyage du sable dans la cavité intérieure du papillon, l'ensemble du noyau en sable est peint de deux couches de peinture : la première couche est brossée avec de la peinture au zirconium à base d'alcool (degré Baume 45-55), puis la première couche est peinte et cuite. Après séchage, la deuxième couche est peinte avec de la peinture au magnésium à base d'alcool (degré Baume 35-45) afin d'éviter que la pièce moulée ne colle au sable et ne se fritte, ce qui rend le nettoyage impossible. La tête du noyau est fixée au tube en acier Φ200 de la structure principale du noyau à l'aide de trois vis M25, puis fixée et verrouillée avec le bac à sable du moule supérieur à l'aide de bouchons à vis. L'uniformité de l'épaisseur de paroi de chaque pièce est vérifiée.
4. Processus de fusion et de coulée
(1) Utilisez de la fonte Q14/16# de haute qualité à faible teneur en P, S, Ti de Benxi et ajoutez-la dans un rapport de 40 % à 60 % ; les oligo-éléments tels que P, S, Ti, Cr, Pb, etc. sont strictement contrôlés dans la ferraille, et aucune rouille ni huile ne sont autorisées, le rapport d'ajout est de 25 % à 40 % ; la charge retournée doit être nettoyée par grenaillage avant utilisation pour garantir la propreté de la charge.
(2) Contrôle des principaux composants après le four : C : 3,5-3,65 %, Si : 2,2-2,45 %, Mn : 0,25-0,35 %, P≤0,05 %, S : ≤0,01 %, Mg (résiduel) : 0,035 % ~0,05 %, dans le but d'assurer la sphéroïdisation, la limite inférieure de Mg (résiduel) doit être prise autant que possible.
(3) Traitement d'inoculation par sphéroïdisation : des sphéroïdiseurs à faible teneur en magnésium et en terres rares sont utilisés, avec un taux d'ajout de 1,0 % à 1,2 %. Pour le traitement de sphéroïdisation par rinçage conventionnel, 0,15 % d'inoculation unique est appliqué sur le noduliseur au fond de l'emballage, et la sphéroïdisation est terminée. Le laitier est ensuite sous-traité pour une inoculation secondaire de 0,35 %, et une inoculation par écoulement de 0,15 % est réalisée pendant la coulée.
(5) Le procédé de coulée rapide à basse température est adopté. La température de coulée est de 1 320 °C à 1 340 °C et le temps de coulée est de 70 à 80 secondes. La fonte en fusion ne peut être interrompue pendant la coulée et la coupelle d'injection est toujours pleine pour éviter la pénétration de gaz et d'inclusions dans le moule par le canal d'écoulement.
5. Résultats des tests de moulage
(1) Testez la résistance à la traction du bloc d'essai coulé : 485 MPa, allongement : 15 %, dureté Brinell HB187.
(2) Le taux de sphéroïdisation est de 95 %, la granulométrie du graphite est de grade 6 et celle de la perlite est de 35 %. La structure métallographique est illustrée à la figure 5.
(3) Aucun défaut enregistrable n'a été trouvé lors de la détection secondaire des défauts UT et MT des pièces importantes.
(4) L'apparence est plate et lisse (voir Figure 6), sans défauts de coulée tels que des inclusions de sable, des inclusions de scories, des fermetures à froid, etc., l'épaisseur de paroi est uniforme et les dimensions répondent aux exigences des dessins.
(6) Le test de pression hydraulique de 20 kg/cm2 après traitement n'a montré aucune fuite
6. Conclusion
Grâce aux caractéristiques structurelles de cette vanne papillon, la conception du procédé, la fabrication et la fixation du noyau en sable, ainsi que l'utilisation de revêtements à base de zirconium, ont permis de résoudre les problèmes d'instabilité et de déformation du noyau en sable, ainsi que la difficulté de nettoyage du sable. L'utilisation de trous d'aération évite la formation de pores dans les pièces moulées. Le contrôle de la charge du four et le système de canaux d'alimentation utilisent un filtre en mousse céramique et une technologie d'injection en céramique pour garantir la pureté de la fonte en fusion. Après plusieurs traitements d'inoculation, la structure métallographique des pièces moulées et divers autres paramètres ont été améliorés. Les performances globales répondent aux exigences standard des clients.
DepuisVanne d'étanchéité à l'eau Co., Ltd de Tianjin Tanggu. Vanne papillon, vanne à guillotine, Crépine en Y, clapet anti-retour à double plaquefabrication.
Date de publication : 29 avril 2023
