Құю процесін жобалау және тректерді өндіру тәжірибесі

Жол аяқ киімін құю маңызды құрамдас бөлігі болып табылады электр күректері, жабдықтың жалпы салмағының 10% - 15% құрайды. Тау-кен жабдығының жаяу жүретін бөлігі ретінде ол қатал ортада жұмыс істейді және күрделі және ауыспалы кернеу жағдайларын бастан кешіреді, бұл тез тозуға, деформацияға және тіпті жол аяқтарының сынуына әкеледі. Үлкен жабдықтың аяқ киімдері әдетте топпен ауыстырылады, ауыстыру құны жоғары. Сондықтан жол аяқ киімдері жоғары беріктік, тозуға төзімділік, соққыға төзімділік және шаршауға төзімділік сияқты жан-жақты өнімділік сипаттамаларына ие болуы керек. Қазіргі уақытта аяқ киімді құюға арналған материалдарға негізінен жоғары марганецті болат, төмен легирленген болат және т.б. кіреді, шетелде көптеген модельдер төмен легирленген болаттан жасалған аяқ киімдерді таңдайды.

Төмен легирленген болат тозуға төзімділікті сақтай отырып, жалпы өнімділікке қарағанда жақсырақ болады марганецті болат. Дегенмен, төмен легирленген болатқа легирленген элементтерді қосу қорытпаның жылу өткізгіштігін төмендетеді. Ол қату диапазонын кеңейтіп, оны қатаю кезінде айтарлықтай кернеу тудыруға бейім етеді, бұл жарықшақтардың пайда болуына әкеледі. Qiming Casting компаниясы төмен легирленген болат жол аяқ киімдерін құю процесін зерттеді және сынақ өндірісі кезінде жарықтар мен құмның жабысуы сияқты мәселелерге тап болды. Осы мәселелерге жауап ретінде бұл мақала жол аяқ киімдерін құю процесін оңтайландырады, құю ақауларын жояды және білікті тректерді құю өнімдерін шығарады.

Жол аяқтарының техникалық талаптарын және құю процесіндегі қиындықтарды талдау

Техникалық талаптар

Химиялық құрамы

Жол аяқ киімдері жоғары беріктігі төмен легирленген болаттан құйылған және тозуға және соққыға жақсы төзімділікке ие. Арнайы материал AS-1444-Grade4320 сәйкес өзгертілген. Химиялық құрамы 1-кестеде көрсетілген.

Сапаға қойылатын талаптар

Жол аяқтарының әртүрлі құрылымдық бөліктерін пайдалану шарттарына байланысты ол сыни және маңызды емес аймақтарға бөлінеді. Сыни аймақтар 1-суреттегі полисызықпен және түйреуіш құлақ бөліктерімен қоршалған аймақтар болып табылады. Сынақ өндірісі кезінде құймалар жалпы визуалды, өлшемдік, магниттік бөлшектер мен ультрадыбыстық тексерулерден өтуі керек. Өңдеуден кейін түйреуіш саңылаулары өңделген бетке енетін тексеруден өтуі керек. Термиялық өңдеуден кейін үлгілер де 1-суретте көрсетілген бөлшектелген орындармен талап етілетіндей кесілуі керек. Бөлінгеннен кейін бөлінген беттерде енетін, магниттік бөлшектер, ультрадыбыстық және радиографиялық тексерулер жүргізіледі. Құйманың беткі қабаты ASTM A802 визуалды тексеру стандарттарының талаптарына сәйкес болуы керек, ал құйма бетінде құм жабысқақ немесе оксид қабығы болмауы керек. Ультрадыбыстық тексеру AS2574-2000 – Castech ультрадыбыстық тексеру стандарттарына сәйкес жүзеге асырылады, сыни аймақтарға бірінші деңгейлі талаптар және маңызды емес аймақтарға екінші деңгейлі талаптар. Рентгенологиялық тексеру ASTM E94 – Рентгенологиялық зерттеуге арналған стандартты нұсқаулыққа сәйкес жүзеге асырылады, А, В және С сыни аймақтарындағы ақаулар 2-ші дәрежеден төмен шектеледі, ал D, E және F ақауларына жол берілмейді. Маңызды емес аймақтарда А және В ақаулары 2-ші дәрежеден төмен, С 3-ші дәрежеден төмен болуы керек, ал D, E және F ақауларына жол берілмейді. Құймалардың сапасына қойылатын қатаң талаптарға байланысты құю процесіне жоғары талаптар қойылады.

Құю процесінің қиындықтарын талдау

Өнім құрылымының сипаттамалары

2-суретте көрсетілгендей жол аяқшасы электр күректің маңызды құрамдас бөлігі болып табылады. Бұл өнімнің жеке салмағы 909 кг, жалпы өлшемдері 1,400 мм x 760 мм x 430 мм. Өнім қабырғасының қалыңдығы бойынша айтарлықтай өзгерістерге ие, ең үлкен қалыңдығы 190 мм және ең төменгі қалыңдығы 40 мм, негізгі қалыңдығы 70 мм-ден 120 мм-ге дейін. Жол аяқтың екі жағында өңдеуді қажет ететін үш түйреуіш тесігі бар. Өнімнің үш өлшемді графикасын пайдалану құйманың ішкі құрылымын анық байқауға мүмкіндік береді. Тіректі бірнеше өзара тәуелсіз аймақтарға бөлуге болады, соның ішінде орталық тісті дөңгелекті, алты істікшелі құлақтарды және 2-суретте көрсетілгендей түйреуіш құлақтарды корпуспен байланыстыратын он үш үлкен доғаларды. Күрделі көлденең қима суретте көрсетілген. 3.

Жарылу тенденциясын талдау

Қорытпалардың сипаттамалары, қабырға қалыңдығының кенет өзгеруі және шектелген шөгуінің барлығы құймалардың жарықшақтардың пайда болу үрдісін арттыруы мүмкін. Қаттылығы жоғары қорытпа құймалар дәнекерлеу кезінде мартенсит түзілуіне бейім, бұл жарықшақтарды жөндеуді қиындатады және тіпті өнімнің сынықтарын шығарады. Сондықтан жол аяқ киімнің құймаларында сызаттардың пайда болуын азайту процесті жобалаудың маңызды аспектісі болып табылады. Құйма құрылымын талдауға сәйкес, түйреуіш құлақтарды корпуспен байланыстыратын доғалық бөлік қатаю кезінде құймаға құм қалыппен кедергі болатын аймақ екені белгілі. Бұл аймақ қабырға қалыңдығының айтарлықтай өзгеруіне ұшырайды және құймадағы жарықшақтардың пайда болуына ең сезімтал аймақ болып табылады, сондықтан технологиялық дизайнда ерекше назар аударуды қажет етеді.

Тракторды құю процесінің дизайны

Негізгі өндірістік жағдайлар

Процесс фенолды шайырлы құмды қалыптауды және 2 тонналық орташа жиіліктегі пеште қорытпаны өзек жасауды және балқытуды қамтиды. Машиналық қалыптау қабылданады, өзектер қолмен жасалады. Құм қалыптары мен өзектердің жұмыс беттеріне спирттік цирконий силикатты ұнтақ жабыны қолданылады.

Бөлу бетін таңдау

Жол табаны төмен легирленген болаттан жасалған және оның сұйық шөгу және қатаю шөгу процестері балқытылған болаттың белгілі бір мөлшерін тұтынуды талап етеді, осылайша құймаға көтергіштер арқылы толтыруды қажет етеді. Жол аяқ киімнің протекторының беті, тісті доңғалақ басы және түйреуіш құлақтары маңызды аймақтар болып табылады және оларды алдымен қалып түбіне қою керек. Бұл ретте үлкен тегіс бетті қалыптың жоғарғы жағына қою көтергіштерді орналастыруды және тазалауды жеңілдетеді. Өзек құрылымын жеңілдету және өзекшені шығаруды жеңілдету үшін бөлу сызығы түйреуіш тесігінің ортасы орналасқан жазықтықта жобаланады. Құю процесінің оңайлатылған схемасы 4-суретте көрсетілген.

Құм ядросының дизайны

Белгіленген бөлу сызығының негізінде 5-суретте көрсетілгендей жол аяқтарын құюға арналған құм өзектерінің дизайны жүргізіледі. Алты сыртқы түйреуіш саңылауларға арналған құм өзектерінің құрылымы цилиндрлік болып табылады, оны жасау оңай және оңай. Ішкі қуыстың құм өзегі жалпы L-тәрізді. Орналастыруды және бекітуді қамтамасыз ету үшін үлкен өзек басы құйрықта орналастырылады, ал цилиндрлік өзек басы қосалқы орналастыру және бекіту үшін басына орналастырылады, осылайша құм өзектерінің жылжуы мен жүзуіне жол бермейді.

Көтергіш пен салқындатылған үтіктің орналасуы

Жол аяқ киімнің негізгі ыстық нүктелері - орталық тісті доңғалақ басы және түйреуіш құлақтарын денеге қосу нүктелері, жалпы саны 7. Тоңазытқыштарды орналастыру арқылы тісті доңғалақ басындағы және оның бүйірлеріндегі ыстық нүктелер бір ыстық нүктеге біріктіріледі. Екі сыртқы ыстық нүктенің бір көтергішті бөлісуіне мүмкіндік беру үшін итергіш құлақтардың төменгі бөлігі мен бүйірлеріне орналастырылады. Сондықтан, 3-суретте көрсетілгендей құюға тек 6 стояк қажет.

Гейтинг жүйесін жобалау

Құйма ысырма жүйесі - балқытылған болат құйма қалып қуысын толтыратын өту жолы. Жақсы жобаланған ысырма жүйесі балқытылған болаттың қалып қуысына түсу жылдамдығын азайтады, турбуленттілігін төмендетеді, болат тотығуын азайтады, құю процесінің тегістігін жақсартады, кеуектілік ықтималдығын азайтады және балқытылған болаттың құмды қалыпқа әсерін азайтады. , осылайша құю ақауларының қаупін азайтады. Жолдық аяқ киімді құюға арналған ысырма жүйесі 7-суретте көрсетілген, әрбір құрамдас бөліктің қима ауданы арақатынастары келесідей есептеулер арқылы анықталады: A Түзу : А көлденең : A Ішкі = 1 : 1.12 : 1.43, ашық құю жүйесін құрайды.

Хромит құмының дизайны

Кремний құмымен салыстырғанда хромит құмының отқа төзімділігі жоғары, бұл құйма құмының орналастыру орындарына жабысу үрдісін азайтуы мүмкін. Сонымен қатар, хромит құмы орналастыру аймақтарының қатаю жылдамдығын жылдамдатады, бұл жерлерде құйма бетінің беріктігін тезірек орнатуға мүмкіндік береді, осылайша крекинг үрдісін азайтады. Жолдық аяқтың құрылымынан, түйреуіш құлақтарды корпуспен байланыстыратын доға бөлігі құйманың қатаюы кезінде құм қалыптарымен кедергі келтіретіні, нәтижесінде айтарлықтай кернеуге әкелетіні анық. Бұл аймақтағы үлкен қабырға қалыңдығымен бірге беріктік орнату салыстырмалы түрде баяу жүреді, бұл оны крекингке бейім етеді. Сондықтан 6-суретте көрсетілгендей жарықшақтардың пайда болуын азайту үшін осы аймаққа хромит құмын қою керек.

Металл сұйықтығының қатаюы кезінде құйма бетіне салқын тиетін аймақтар және оған жақын аумақтар шөгу кернеуіне әкелетін айтарлықтай температура градиенттеріне ұшырайды. Атап айтқанда, құйманың қалың бөліктерінің айналасына салқындату қою маңызды кернеуді тудырады, ол металл сұйық пленкасының беріктігінен оңай асып түсіп, жарықшақтардың ақауларын тудыруы мүмкін. Құйма мен тоңазытқыш арасына жақсы жылу сақтау қасиеттері бар хромит құмын қою жарықшақтардың пайда болуын болдырмайды. Сондықтан жол аяқ киімін құюдың технологиялық жобасында 10~20 мм қалыңдығы бар хромит құм құйманың қалың бөліктерінде шиеленістердің айналасына орналастырылады.

Құю процесінің техникалық-экономикалық болжамы

Қаттыдану процесінің имитациялық талдауы

9-суретте жол аяқ киімін құюдың қатаю процесі кезінде сұйық фазаның таралуы көрсетілген. Суретте құйманың салқындату орнатылған төменгі және бүйір аймақтарынан қатая бастайтыны, бірте-бірте төменнен жоғарыға қарай қатып, үш көтергіштің соңғысы қатып қалатыны көрсетілген. Құю төменнен жоғарыға қарай жалпы дәйекті қатаюға қол жеткізеді, қату процесі кезінде құймада оқшауланған сұйық фаза аймақтары түзілмейді. 10-суретте құймадағы шөгу және шөгу бос жерлерінің таралуы көрсетілген. Суреттен шөгу және шөгу бос жерлерінің ысырма жүйесінде және көтергіштерде таралатынын көруге болады, құйманың өзінде шөгу немесе шөгу бос жерлері анықталмайды. Сондықтан процесті жобалау күтілген нәтижелерге қол жеткізді.

Өнімді сынақтан өткізу және ақауларды талдау

Жол аяқтың құю процесінің дизайны негізінде өнімді сынақтан өткізу жүргізілді. Болат 2 тонналық орташа жиіліктегі пеште балқытылып, 3 тонналық төменгі құю шөмішімен құйылды. Балқытылған болаттың шығысындағы температурасы 1605°С, құю температурасы шамамен 1580°C, ал өлшенген құю уақыты 55-70 секунд болды. Қалыптан шығарылғаннан кейінгі құйма 11-суретте көрсетілген. Құмды тазартудан және атқылаудан кейін сыртқы тексеру жүргізілді, одан кейін ұнтақтау, атқылау, магниттік бөлшектерді тексеру, ультрадыбыстық бақылау, тығыздықты анықтау, аутопсияның пенетранттық тексеруі сияқты процестер жүргізілді. блоктар және аутопсия блоктарын ультрадыбыстық тексеру.

Сырттай тексеру кезінде құйманың түйреуіш саңылауларының ішінде құм жабысу ақаулары бар екені анықталды, 12-суретте көрсетілгендей белгілі бір жерлерде жабысқан құмның бір бөлігін өңдеу қиынға соғады.Бұл жерлерде құмның жабысу себебі балқытылған болатты толтыру және қатаю кезінде құм өзегін жоғары температураға дейін қыздыруға мүмкіндік беретін құм өзегінің шағын диаметрі.

Сараптамадан кейін құйманың ішкі бұрыштарында құм жабысу ақаулары бар екені анықталды, себебі түйреуіш тесіктеріне құм жабысып қалған. Аутопсия блоктарын магниттік бөлшектермен тексеру 12-суретте көрсетілгендей ішкі бұрыштарда көптеген жарықтар анықталды. Бұл жарықтар бұл аймақ жабық қуысты құрайтындықтан пайда болды және қатаю кезінде кедергіге байланысты қорытпаның беріктік шегінен асатын кернеуді бастан кешіреді. құм өзегінен термиялық крекингке әкеледі.

 

Процесті оңтайландыру және өндірісті тексеру

Түйіршікті саңылаулардағы құмның жабысу ақауларын жою үшін отқа төзімділігі жоғары хромит құмы қолданылды, түйреуіш саңылауларындағы барлық құм өзектері толығымен хромит құмынан жасалған. Құйманың ішкі бұрыштарындағы жарықшақ ақауларына келетін болсақ, бір жағынан ішкі қуыстың беткі бөлігінің қату жылдамдығын жеделдету үшін ішкі қуыстың беткі қабатының беріктігін орнатуға мүмкіндік беру үшін өзек құмы хромит құмымен ауыстырылды. тезірек. Екінші жағынан, құм өзегін өндіру процесінде құм ядросының жиналу мүмкіндігін жақсарту үшін желдеткіш арқандар мен сабан арқандары орналастырылды. Процесті оңтайландырудан кейін сынақ өндірісі жүргізіліп, құймадағы құмның жабысуы мен жарықшақтардың ақаулары жойылды. Құйма сыртқы тексеруден, магниттік бөлшектерді тексеруден, ультрадыбыстық тексеруден, тығыздықты ашудан, аутопсия блоктарын пенетранттық тексеруден және аутопсия блоктарын ультрадыбыстық тексеруден өтті, барлығы талаптарға сәйкес келеді. Кейіннен мәйіт блоктарына рентгенографиялық тексеру жүргізіліп, нәтижелері техникалық шарттар талаптарына сай болды. Дайын құймалар және олардың аутопсия блоктары 13-суретте көрсетілген.

 

жинақтау

1. Қатаң тығыздық талаптары бар құймалар үшін құйманы әртүрлі аймақтарға бөлуге болады. Көтергіштер мен тоңазытқыштарды орналастыруды үйлестіру арқылы жекелеген аймақтарда дәйекті қатаюға қол жеткізуге болады, осылайша бүкіл құйманың дәйекті қатаюына қол жеткізуге болады. Бұл құйманың ішкі тығыздығының талаптарға сай болуын қамтамасыз етеді.
2. Құймада жабық қуыстар мен кернеулердің шоғырлану аймақтары болса, сол жерлерге хромит құмын орналастыру құмның жабысу ақауларын азайтуы мүмкін. Сол жерлерде қатуды жеделдету үшін хромит құмын пайдалану арқылы құйманың жарылуын азайту немесе болдырмау үшін құм өзектерінің жиналу қабілетін арттырған жөн.