تطبيق الرمل المطلي بدرجة حرارة عالية على الأجزاء الصغيرة والمتوسطة من الفولاذ المصبوب

ملخص: في هذه المقالة، وفقًا لخصائص الرمل الفيلمي، يتم عرض مشاكل الجودة التي تمت مواجهتها في إنتاج رمل مسبك الفولاذ الذي تنتجه شركة المؤلف، ويتم تحليل أسباب حدوثها، ويتم اعتماد صيغ وعمليات مختلفة لمختلف المواقف العملية، بحيث يمكن إنتاج منتجات الصلب التي تلبي متطلبات عملية الرمل الفيلم، وهي مناسبة بشكل خاص لصب المسبوكات الفولاذية التي تنتجها صب الاستثمار.

الكلمات المفتاحية: رمل الفيلم؛ صب الفولاذ صب الشمع المفقود

تتميز الأجزاء الفولاذية المصبوبة بالعديد من الخصائص الممتازة، مثل الفولاذ الكربوني، والفولاذ منخفض السبائك، والقوة العالية، والمتانة العالية، والصب الجيد، وأداء اللحام؛ والفولاذ الخاص يمكن أن يلبي مقاومة التآكل، ومقاومة الحرارة، ومقاومة التآكل، ومقاومة درجات الحرارة المنخفضة وظروف العمل الخاصة الأخرى. لذلك، يتم استخدام الأجزاء الفولاذية المصبوبة على نطاق واسع في الخدمة الشاقة والتعدين والنقل ومحطات الطاقة والهندسة الميكانيكية والفضاء والعديد من الصناعات الأخرى. في الوقت الحاضر، من حيث الطلب على أجزاء الفولاذ المصبوب، أو المسبوكات المتوسطة والكبيرة بشكل رئيسي، ومتطلبات الإنتاج الضخم، فإن المسبوكات الصغيرة والمتوسطة صغيرة نسبيًا، ولكن الكمية أكبر، وتنتمي إلى جدران رقيقة ودقيقة ومعقدة. ولذلك تلعب المسبوكات دورًا مهمًا جدًا في مختلف المجالات الصناعية.

حاليًا، يوجد عدد لا بأس به من الأساليب التكنولوجية في إنتاج الأجزاء الصغيرة والمتوسطة الحجم من الصب الفولاذي، وهي متنوعة للغاية ولكل منها خصائصها الخاصة، ولكل منها مزاياها وعيوبها. وفقًا لنقطة الانصهار العالية للفولاذ المصبوب، وأكسدة الفولاذ السائل، وضعف سيولة الفولاذ، والانكماش، فإن أجزاء الفولاذ المصبوب عرضة للنقص في الملء، والفصل البارد، والانكماش والضعف، والشقوق والرمل وغيرها من عيوب الصب في خصائص البحث عن الأفضل. يجب أن تكون الأجزاء الفولاذية المصبوبة الصغيرة والمتوسطة مطلوبة بشكل عاجل لعمال الصب العالميين لحل المفتاح الفني. من الإنتاج الفعلي في الصين، يتم تطبيق عملية إنتاج الصب في عملية الإنتاج في الأنواع الثلاثة التالية من الطرق: الرمل الرطب الطيني، والرمل الراتنجي المتصلب ذاتيًا، وطريقة الصب المصهور.

(1) الطين والرمال الرطبة

الرمل الرطب الطيني، أكبر قيد هو أن قوة الرمل ليست عالية، مما يؤدي إلى طريقة صب سهلة لجعل المسبوكات تنتج بعض عيوب الصب. مثل مصائد الرمل، وفتحات الرمل، وفتحات الهواء، وفتحات الانكماش، والتصاق الرمال السطحية، والشقوق، وتورم الصندوق، وما إلى ذلك، فإن عدد العيوب التي تحتاج إلى اللحام للتعامل مع كمية كبيرة نسبيًا من تكاليف التنظيف مرتفع. لذلك، استنادًا إلى الوضع العالمي، يبدو أن إنتاج الرمل الرطب من الطين للأجزاء الفولاذية ليس كثيرًا، مع أن إنتاج خط إنتاج القوالب الأوتوماتيكية أقل من ذلك، لذلك في الوقت الحاضر يتم استخدام الرمل الرطب من الطين بشكل أساسي لإنتاج أجزاء الحديد الزهر.

(2) رمل راتنجي ذاتي التصلب

منذ عام 1973، بدأت الصين في استكشاف تطبيق رمل التصلب الذاتي لراتنج الفوران، من خلال عملية النمذجة باستخدام مصبوبات ذات دقة أبعاد عالية وجودة سطح (دقة الأبعاد CT10 ~ 12، خشونة السطح Ra25 ~ 50um)، التوجيه الأساسي جيد، مسبك تنظيف الرمال بسيط، وتجديد الرمال الجافة القديمة سهل إعادة الاستخدام، ومعدل إعادة التدوير مرتفع (أكثر من 90٪) ومزايا أخرى. في الوقت الحاضر، تحرز المسبوكات الفولاذية الكبيرة والمتوسطة الحجم في الصين تقدما أكبر وتستخدم على نطاق واسع. ومع ذلك، نظرًا لمعامل التمدد الحراري الكبير لرمل الراتنج، فإن درجة الحرارة المرتفعة للامتياز سيئة، ومن السهل أن تنتج الأجزاء الفولاذية المصبوبة شقوقًا. يحتوي نظام الموثق على عناصر S وN وغيرها من العناصر الضارة، والتي تسبب بسهولة كربنة سطح الفولاذ المصبوب، واختراق الكبريت، والشقوق الصغيرة السطحية؛ إطلاق الغازات الرملية مرتفع، والصب عرضة للمسامية أو عيوب N الناجمة عن المسامية تحت الجلد؛ إن عملية خلط الرمل، والنمذجة، والصب، والصنفرة، والتنظيف تنتج غازات S0 وC0 وغيرها من الغازات الضارة التي تلوث بيئة العمل. لذلك، فإن عملية الرمل باستخدام راتنج الفوران لإنتاج أجزاء من الفولاذ المصبوب ليست خيارًا مثاليًا، خاصة لإنتاج المضخات ذات الجدران الرقيقة والمعقدة هيكليًا، والصمامات، والقاطرات، وأجزاء الفولاذ المصبوب الصغيرة والمتوسطة الحجم، وهو أمر غير مرغوب فيه بدرجة أكبر. .

(3) طريقة صب الشمع المفقود

وفقًا لمتطلبات منتجات الصب الدقيقة وعملية الإنتاج، يمكن تقسيمها إلى فئتين: الأولى هي استخدام مواد القالب عالية الجودة، والعفن عالي الضغط، وسول السيليكا وقذيفة أسيتات إيثيل السيليكات، وإزالة الشمع بالبخار، والغلاف الجوي السريع أو عملية ذوبان الفراغ والصب، ثم هناك عملية صب ذوبان عالمية مشتركة. يمكن أن تنتج مصبوبات دقيقة بمستوى CT4 ~ 6، خشونة السطح Ra0.8 ~ 6.3um، تستخدم بشكل رئيسي لإنتاج شفرات الطائرات وتوربينات الغاز وغيرها من المسبوكات الاستثمارية عالية الجودة: أو الفولاذ المقاوم للصدأ العام، وسبائك الفولاذ المنخفضة، والفولاذ الكربوني وغيرها من الاستثمارات. المسبوكات. يتطلب هذا النوع من الصب مستوى أعلى من التكنولوجيا وتكاليف الإنتاج، وحصته الإجمالية صغيرة في الصين. الفئة الثانية هي استخدام مواد صب ستيرات برافينية منخفضة الجودة، وصناعة قوالب الضغط المنخفض، وقشرة الزجاج المائي، وإزالة الشمع بالماء الساخن، وعملية الذوبان والصب البطيئة في الغلاف الجوي. يمكن أن تنتج المسبوكات بمستوى الدقة CT7~9 وخشونة السطح Ra2.5~25μm، وتستخدم بشكل رئيسي لإنتاج الكربون والأجزاء الفولاذية المنخفضة السبائك مع متطلبات الجودة المنخفضة. نظرًا لدورة الإنتاج القصيرة، وانخفاض أسعار المواد الخام والمواد المساعدة، وانخفاض الاستثمار في المعدات، فإنه يستخدم على نطاق واسع في الصناعات المحلية مثل المركبات الثقيلة والجرارات والآلات والمعدات المعدنية والأدوات الآلية والمضخات والصمامات، إلخ. يتم استخدامه حاليًا ليحل محل صب الرمل في الصين. إنها طريقة النمذجة الرئيسية التي تحل محل صب الرمل في إنتاج مصبوبات فولاذية صغيرة الدقة ومعقدة في الصين. ومع ذلك، هناك بدلات لمعالجة الصب، واستهلاك الطاقة والمواد الخام، ودورات الإنتاج الطويلة، والتلوث البيئي الشديد، وانخفاض كفاءة الإنتاج وغيرها من المشاكل.

في ضوء إنتاج الصب الحالي في إنتاج الأنواع الثلاثة المذكورة أعلاه من أساليب عملية إنتاج الصب الدقيقة الدقيقة، هناك بعض العيوب، مؤلفو هذه المقالة، وفقًا للصندوق الأساسي الساخن لرمل راتنج الفوران، فإن الحركة ضعيفة، الصندوق البارد ذو النواة الرملية، الحركة جيدة، ولكن خارج الصندوق تكون القوة منخفضة، ويُقترح استخدام عملية صب القشرة الرملية المطلية بالراتنج، لإنتاج مصبوبات دقيقة صغيرة لعملية الصب.

طورت ألمانيا عملية صب الأصداف في أربعينيات القرن العشرين، لكنها كانت متأخرة في البحث المحلي. بالمقارنة مع صب الأصداف الرملية التقليدية، فإن صب الرمل لديه استثمار أقل في المعدات، وبصمة صغيرة، وإنتاج مريح، وكفاءة إنتاج عالية، والصب برمل أقل، وغبار أقل في موقع الإنتاج، والضوضاء، وبالتالي لديه القليل من التلوث للبيئة، وسطح الصب التشطيب عالي، ودقة الأبعاد عالية، وما إلى ذلك، في صناعة السيارات في الصين، يتم استخدام أجزاء الحديد الزهر على نطاق واسع. من أجل تحسين المقاومة الحرارية للرمال الفيلمية، اعتمدت الصين رملًا خامًا خاصًا (مثل رمل الزركون ورمل الكروميت وما إلى ذلك) تمت معالجته وتحويله إلى رمل فيلم خاص لتلبية احتياجات الإنتاج. ومع ذلك، فإن رمل الزركون ورمل الكروميت وغيرها من المواد الخام الرملية الخاصة نادرة ومكلفة وتعتمد على الواردات: بالإضافة إلى ذلك، فإن سطح الأجزاء الفولاذية المصبوبة، خاصة في فتحات الصب (الرأس الأساسي) على السطح والزوايا، يظهر مظهر علامات الخيوط أو عيوب صب الجلد المتجعدة، والتي تؤثر بشكل خطير على جودة سطح الصب، مما يحد من استخدامه في الإنتاج. بالنظر إلى درجة حرارة الصب العالية وضعف سيولة المعدن والانكماش الكبير في مصبوبات الأجزاء الفولاذية الصغيرة المنتجة بالرمل المطلي، قمنا بتعديل الراتنج الفينولي لتحسين مقاومته للحرارة وتحسين خصائصه الحرارية وإضافة بعض المواد المساعدة الخاصة لإبطاء عملية الصب. تحلل الراتنج، وقمع حرارة التحلل الناتجة عن الرمال، وزيادة تحسين سيولة الرمال المطلية، وتعزيز قوة درجة الحرارة العالية واستقرارها، والحفاظ على محتوى منخفض، لذلك، رمل مطلي خاص مقاوم لدرجات الحرارة العالية يعتمد على الكوارتز تم تطوير الرمل، الذي يتمتع بأداء ممتاز في درجات الحرارة العالية وخصائص الصب الشاملة الأخرى، ويمكن أن يحل محل رمل الزركونيا المطلي باهظ الثمن لإنتاج مجموعة متنوعة من المسبوكات الفولاذية الدقيقة المعقدة، مما يقلل بشكل كبير من التكاليف لتحسين إنتاجية الصب وجودته. تزيد قوة الضغط ذات درجة الحرارة العالية للرمل المطلي إلى أكثر من 0.8 ميجا باسكال من 0.1 إلى 0.2 ميجا باسكال للرمل المطلي العادي، ويزيد وقت مقاومة الحرارة إلى أكثر من 150 ثانية من 60 إلى 110 ثانية للرمل المطلي العادي، وتتجاوز قوة الشد في درجة حرارة الغرفة 3.5 ميجا باسكال، تتجاوز مقاومة الحرارة 2.0 ميجا باسكال، وتكون كمية تطور الغاز أقل من 18 م1/جم (انظر الجدول 1).