Փականների ձուլման գործընթացի ներածություն

Փականի մարմնի ձուլումը փականի արտադրության գործընթացի կարևոր մասն է, և փականի ձուլման որակը որոշում է փականի որակը: Ստորև ներկայացված են փականների արդյունաբերության մեջ լայնորեն օգտագործվող մի քանի ձուլման գործընթացի մեթոդներ.

Ավազի ձուլում.

Փականների արդյունաբերության մեջ լայնորեն օգտագործվող ավազի ձուլումը կարելի է բաժանել կանաչ ավազի, չոր ավազի, ջրային ապակու ավազի և ֆուրանային խեժի ինքնամրացվող ավազի՝ ըստ տարբեր կապակցանյութերի։

(1) Կանաչ ավազը ձուլման գործընթաց է, որն օգտագործում է բենտոնիտը որպես կապակցանյութ։

Դրա բնութագրերն են՝Ավարտված ավազե կաղապարը չորացնելու կամ կարծրացնելու կարիք չունի, ավազե կաղապարն ունի որոշակի խոնավության դիմադրություն, իսկ ավազե միջուկը և կաղապարի պատյանը լավ բերքատվություն ունեն, ինչը հեշտացնում է ձուլվածքների մաքրումը և թափահարումը: Ձուլվածքների արտադրության արդյունավետությունը բարձր է, արտադրական ցիկլը՝ կարճ, նյութական արժեքը՝ ցածր, և հարմար է կազմակերպել հավաքման գծի արտադրությունը:

Դրա թերություններն են՝Ձուլվածքները հակված են այնպիսի թերությունների, ինչպիսիք են ծակոտիները, ավազի ներառումները և ավազի կպչունությունը, և ձուլվածքների որակը, հատկապես ներքին որակը, իդեալական չէ։

Պողպատե ձուլվածքների համար կանաչ ավազի համամասնության և կատարողականի աղյուսակ.

(2) Չոր ավազը կավը որպես կապակցանյութ օգտագործող ձուլման գործընթաց է: Փոքր քանակությամբ բենտոնիտի ավելացումը կարող է բարելավել դրա խոնավության դիմադրությունը:

Դրա բնութագրերն են՝Ավազի կաղապարը պետք է չորացվի, ունի լավ օդաթափանցելիություն, հակված չէ այնպիսի թերությունների, ինչպիսիք են ավազի լվացումը, ավազի կպչունությունը և ծակոտիները, և ձուլման բնորոշ որակը լավն է։

Դրա թերություններն են՝այն պահանջում է ավազի չորացման սարքավորումներ, և արտադրական ցիկլը երկար է։

(3) Ջրային ապակու ավազը մոդելավորման գործընթաց է, որն օգտագործում է ջրային ապակին որպես կապակցանյութ: Դրա բնութագրերն են՝ ջրային ապակին ունի CO2-ի ազդեցության տակ ավտոմատ կարծրացման գործառույթ և կարող է ունենալ գազային կարծրացման մեթոդի տարբեր առավելություններ մոդելավորման և միջուկի պատրաստման համար, սակայն կան թերություններ, ինչպիսիք են կաղապարի թաղանթի վատ ծալվողությունը, ձուլվածքների ավազով մաքրման դժվարությունը և հին ավազի ցածր վերականգնման և վերամշակման մակարդակը:

Ջրային ապակու CO2 կարծրացման ավազի համամասնությունների և կատարողականի աղյուսակ.

(4) Ֆուրանային խեժով ինքնամրացվող ավազի ձուլումը ձուլման գործընթաց է, որն օգտագործում է ֆուրանային խեժը որպես կապակցանյութ: Ձուլման ավազը պնդանում է կապակցանյութի քիմիական ռեակցիայի շնորհիվ սենյակային ջերմաստիճանում ամրացնող նյութի ազդեցության տակ: Դրա առանձնահատկությունն այն է, որ ավազե կաղապարը չորացնելու կարիք չունի, ինչը կրճատում է արտադրական ցիկլը և խնայում է էներգիա: Խեժային ձուլման ավազը հեշտ է խտացնել և ունի լավ քայքայման հատկություններ: Ձուլվածքների ձուլման ավազը հեշտ է մաքրել: Ձուլվածքներն ունեն բարձր չափսերի ճշգրտություն և լավ մակերեսային մշակում, ինչը կարող է զգալիորեն բարելավել ձուլվածքների որակը: Դրա թերություններն են՝ հում ավազի բարձր որակի պահանջները, արտադրական վայրում թեթևակի սուր հոտը և խեժի բարձր գինը:

Ֆուրանային խեժի չթխվող ավազի խառնուրդի համամասնությունը և խառնման գործընթացը.

Ֆուրանային խեժի ինքնակարծրացող ավազի խառնման գործընթացը. Ինքնկարծրացող խեժի ավազ պատրաստելու համար լավագույնն է օգտագործել անընդհատ խառնիչ: Հում ավազը, խեժը, կարծրացնող նյութը և այլն ավելացվում են հաջորդականությամբ և արագ խառնվում: Այն կարող է խառնվել և օգտագործվել ցանկացած պահի:

Խեժային ավազը խառնելիս տարբեր հումք ավելացնելու կարգը հետևյալն է.

Հում ավազ + ամրացնող նյութ (p-տոլուոլսուլֆոնաթթվի ջրային լուծույթ) – (120 ~ 180S) – խեժ + սիլան – (60 ~ 90S) – ավազի արտադրություն

(5) Ավազի ձուլման արտադրության բնորոշ գործընթացը.

Ճշգրիտ ձուլում.

Վերջին տարիներին փականների արտադրողները ավելի ու ավելի մեծ ուշադրություն են դարձնում ձուլածոների տեսքի որակին և չափսերի ճշգրտությանը: Քանի որ լավ տեսքը շուկայի հիմնական պահանջն է, այն նաև դիրքավորման չափանիշ է մեքենայացման առաջին քայլի համար:

Փականների արդյունաբերության մեջ լայնորեն օգտագործվող ճշգրիտ ձուլումը ներդրումային ձուլումն է, որը համառոտ ներկայացված է հետևյալ կերպ.

(1) Լուծույթի ձուլման երկու գործընթացային մեթոդներ՝

① Ցածր ջերմաստիճանի մոմի վրա հիմնված կաղապարային նյութի (ստեարինաթթու + պարաֆին) օգտագործումը, ցածր ճնշման մոմի ներարկումը, ջրային ապակու պատյանը, տաք ջրով մոմազերծումը, մթնոլորտային հալեցման և լցման գործընթացը, հիմնականում օգտագործվում են ածխածնային պողպատի և ցածր համաձուլվածքի պողպատե ձուլվածքների համար՝ ընդհանուր որակի պահանջներով, ձուլվածքների չափերի ճշգրտությունը կարող է հասնել CT7~9 ազգային ստանդարտին:

② Միջին ջերմաստիճանի խեժի վրա հիմնված կաղապարի նյութի, բարձր ճնշման մոմի ներարկման, սիլիցիումի սոլի կաղապարի պատյանի, գոլորշու մոմազերծման, արագ մթնոլորտային կամ վակուումային հալեցման ձուլման գործընթացի միջոցով ձուլվածքների չափային ճշգրտությունը կարող է հասնել CT4-6 ճշգրիտ ձուլվածքների:

(2) Ներդրումային ձուլման բնորոշ գործընթացի հոսքը.

(3) Ներդրումային ձուլման բնութագրերը.

① Ձուլվածքն ունի բարձր չափողական ճշգրտություն, հարթ մակերես և լավ տեսք։

② Հնարավոր է ձուլել բարդ կառուցվածքներով և ձևերով մասեր, որոնք դժվար է մշակել այլ գործընթացներով:

③ Ձուլման նյութերը սահմանափակ չեն, տարբեր համաձուլվածքների նյութեր, ինչպիսիք են՝ ածխածնային պողպատը, չժանգոտվող պողպատը, համաձուլվածքային պողպատը, ալյումինե համաձուլվածքը, բարձր ջերմաստիճանի համաձուլվածքը և թանկարժեք մետաղները, հատկապես դժվար է կեղծել, եռակցել և կտրել համաձուլվածքների նյութերը:

④ Լավ արտադրական ճկունություն և ուժեղ հարմարվողականություն։ Այն կարող է արտադրվել մեծ քանակությամբ, և հարմար է նաև մեկ կտորի կամ փոքր խմբաքանակի արտադրության համար։

⑤ Ներդրումային ձուլումը նույնպես ունի որոշակի սահմանափակումներ, ինչպիսիք են՝ բարդ գործընթացային հոսքը և երկար արտադրական ցիկլը: Սահմանափակ ձուլման տեխնիկայի պատճառով, դրա ճնշմանը դիմակայելու ունակությունը չի կարող շատ բարձր լինել, երբ այն օգտագործվում է ճնշում կրող բարակ թաղանթով փականային ձուլվածքներ ձուլելու համար:

Ձուլման թերությունների վերլուծություն

Ցանկացած ձուլվածք կունենա ներքին թերություններ, այդ թերությունների առկայությունը մեծ թաքնված վտանգներ կբերի ձուլվածքի ներքին որակին, և արտադրական գործընթացում այդ թերությունները վերացնելու համար եռակցման վերանորոգումը նույնպես մեծ բեռ կբերի արտադրական գործընթացի վրա: Մասնավորապես, փականները բարակ թաղանթով ձուլվածքներ են, որոնք դիմանում են ճնշմանը և ջերմաստիճանին, և դրանց ներքին կառուցվածքների կոմպակտությունը շատ կարևոր է: Հետևաբար, ձուլվածքների ներքին թերությունները դառնում են ձուլվածքների որակի վրա ազդող որոշիչ գործոն:

Փականային ձուլվածքների ներքին թերությունները հիմնականում ներառում են ծակոտիներ, խարամի ներառումներ, կծկման ծակոտկենություն և ճաքեր:

(1) Ծակոտիներ։Ծակոտիները առաջանում են գազի ազդեցությամբ, դրանց մակերեսը հարթ է, և դրանք առաջանում են ձուլվածքի մակերեսի ներսում կամ մոտ, իսկ դրանց ձևերը հիմնականում կլոր կամ երկարավուն են։

Գազի հիմնական աղբյուրները, որոնք առաջացնում են ծակոտիներ, հետևյալն են.

① Մետաղում լուծված ազոտը և ջրածինը պարունակվում են մետաղի մեջ ձուլվածքի պնդացման ընթացքում՝ ձևավորելով փակ շրջանաձև կամ օվալաձև ներքին պատեր՝ մետաղական փայլով։

② Ձուլման նյութի խոնավությունը կամ ցնդող նյութերը տաքացման պատճառով կվերածվեն գազի՝ առաջացնելով մուգ շագանակագույն ներքին պատերով ծակոտիներ։

③ Մետաղի թափման գործընթացում, անկայուն հոսքի պատճառով, օդը ներգրավվում է ծակոտիներ ձևավորելու համար։

Ստոմատոլոգիական արատների կանխարգելման մեթոդները.

① Հալման ժամանակ ժանգոտած մետաղական հումքը պետք է հնարավորինս քիչ օգտագործվի կամ ընդհանրապես չօգտագործվի, իսկ գործիքներն ու շերեփները պետք է թխվեն և չորացվեն։

② Հալված պողպատի լցումը պետք է կատարվի բարձր ջերմաստիճանում և լցվի ցածր ջերմաստիճանում, և հալված պողպատը պետք է պատշաճ կերպով հանգստացվի՝ գազի լողալը հեշտացնելու համար:

③ Հոսող բարձրացնողի գործընթացի նախագծումը պետք է մեծացնի հալված պողպատի ճնշման գլուխը՝ գազի խցանումից խուսափելու համար, և ստեղծի արհեստական գազի ուղի՝ ողջամիտ արտանետման համար:

④ Ձուլման նյութերը պետք է վերահսկեն ջրի պարունակությունը և գազի ծավալը, բարձրացնեն օդի թափանցելիությունը, իսկ ավազի ձուլվածքը և ավազի միջուկը պետք է հնարավորինս շատ թխվեն և չորացվեն։

(2) Կծկման խոռոչ (ազատ):Այն ձուլվածքի ներսում (հատկապես տաք կետում) առաջացող կոհերենտ կամ անհամատեղելի շրջանաձև կամ անկանոն խոռոչ է (խոռոչ), որն ունի կոպիտ ներքին մակերես և ավելի մուգ գույն։ Կոպիտ բյուրեղային հատիկներ, հիմնականում դենդրիտների տեսքով, հավաքված մեկ կամ մի քանի տեղերում, հակված են արտահոսքի հիդրավլիկ փորձարկման ժամանակ։

Կծկման խոռոչի (թուլության) պատճառը.Ծավալային կծկումը տեղի է ունենում, երբ մետաղը պնդանում է հեղուկ վիճակից պինդ վիճակի։ Եթե այս պահին բավարար քանակությամբ հալված պողպատ չի համալրվում, անխուսափելիորեն կառաջանա կծկման խոռոչ։ Պողպատե ձուլվածքների կծկման խոռոչը հիմնականում առաջանում է հաջորդական պնդացման գործընթացի ոչ պատշաճ վերահսկման պատճառով։ Պատճառները կարող են ներառել բարձրացնողի սխալ կարգավորումները, հալված պողպատի չափազանց բարձր թափման ջերմաստիճանը և մետաղի մեծ կծկումը։

Կծկման խոռոչների (թուլության) կանխարգելման մեթոդներ.① Գիտականորեն նախագծեք ձուլվածքների թափման համակարգը՝ հալված պողպատի հաջորդական պնդացմանը հասնելու համար, և առաջինը պնդացող մասերը պետք է լրացվեն հալված պողպատով։ ② Ճիշտ և ողջամիտ կերպով տեղադրեք բարձրացնողը, սուբսիդիան, ներքին և արտաքին սառը երկաթը՝ հաջորդական պնդացումն ապահովելու համար։ ③ Երբ հալված պողպատը լցվում է, բարձրացնողից վերին ներարկումը օգտակար է հալված պողպատի և սնուցման ջերմաստիճանը ապահովելու և կծկման խոռոչների առաջացումը նվազեցնելու համար։ ④ Լցման արագության առումով, ցածր արագությամբ լցնելն ավելի նպաստավոր է հաջորդական պնդացման համար, քան բարձր արագությամբ լցնելը։ ⑸ Լցման ջերմաստիճանը չպետք է չափազանց բարձր լինի։ Հալված պողպատը հանվում է վառարանից բարձր ջերմաստիճանում և լցվում է հանգստացումից հետո, ինչը օգտակար է կծկման խոռոչները նվազեցնելու համար։

(3) Ավազի ներառումներ (շլամ):Ավազի ներառումները (շլակը), որոնք հայտնի են որպես բշտիկներ, անընդհատ շրջանաձև կամ անկանոն անցքեր են, որոնք առաջանում են ձուլվածքի ներսում: Անցքերը խառնվում են ձուլման ավազի կամ պողպատե խարամի հետ՝ անկանոն չափսերով, և կուտակվում են դրանց մեջ: Մեկ կամ մի քանի տեղերում, հաճախ ավելի շատ՝ վերին մասում:

Ավազի (շլամի) ներառման պատճառները.Խարամի ներառումը պայմանավորված է ձուլման կամ լցման գործընթացում հալված պողպատի հետ միասին ձուլվածքի մեջ դիսկրետ պողպատե խարամի ներթափանցմամբ: Ավազի ներառումը պայմանավորված է ձուլվածքի խոռոչի անբավարար հերմետիկությամբ ձուլման ընթացքում: Երբ հալված պողպատը լցվում է ձուլվածքի խոռոչի մեջ, ձուլվածքի ավազը լվացվում է հալված պողպատի կողմից և մտնում ձուլվածքի ներսը: Բացի այդ, ավազի ներառման պատճառներն են նաև կտրման և տուփի փակման ընթացքում անպատշաճ աշխատանքը, ինչպես նաև ավազի դուրս թափվելու երևույթը:

Ավազի (շլամի) կուտակումը կանխելու մեթոդներ.① Երբ հալված պողպատը հալվում է, արտանետվող գազերը և խարամը պետք է հնարավորինս մանրակրկիտ հեռացվեն։ ② Փորձեք չշրջել հալված պողպատի լցման պարկը, այլ օգտագործեք թեյամանի կամ ներքևի լցման պարկ, որպեսզի կանխեք հալված պողպատի վերևում գտնվող խարամի մուտքը ձուլման խոռոչ՝ հալված պողպատի հետ միասին։ ③ Հալված պողպատ լցնելիս պետք է միջոցներ ձեռնարկել՝ խարամի մուտքը կաղապարի խոռոչ՝ հալված պողպատի հետ միասին։ ④ Ավազի կուտակման հավանականությունը նվազեցնելու համար մոդելավորման ժամանակ համոզվեք ավազե կաղապարի հերմետիկության մեջ, զգույշ եղեք, որ ավազը չկորչի կտրելիս, և տուփը փակելուց առաջ մաքրեք կաղապարի խոռոչը փչելով։

(4) Ճաքեր։Ձուլածոների ճաքերի մեծ մասը տաք ճաքեր են՝ անկանոն ձևերով, թափանցող կամ չթափանցող, անընդհատ կամ ընդհատվող, և ճաքերի մոտ մետաղը մուգ է կամ ունի մակերեսային օքսիդացում։

ճաքերի առաջացման պատճառները, մասնավորապես՝ բարձր ջերմաստիճանային լարումը և հեղուկ թաղանթի դեֆորմացիան։

Բարձր ջերմաստիճանային լարումը բարձր ջերմաստիճաններում հալված պողպատի կծկման և դեֆորմացիայի հետևանքով առաջացող լարումն է: Երբ լարումը գերազանցում է մետաղի ամրության կամ պլաստիկ դեֆորմացիայի սահմանը տվյալ ջերմաստիճանում, առաջանում են ճաքեր: Հեղուկ թաղանթի դեֆորմացիան բյուրեղային հատիկների միջև հեղուկ թաղանթի առաջացումն է հալված պողպատի պնդացման և բյուրեղացման գործընթացում: Պնդացման և բյուրեղացման ընթացքում հեղուկ թաղանթը դեֆորմացվում է: Երբ դեֆորմացիայի քանակը և դեֆորմացիայի արագությունը գերազանցում են որոշակի սահմանը, առաջանում են ճաքեր: Ջերմային ճաքերի ջերմաստիճանային միջակայքը մոտ 1200~1450℃ է:

Ճաքերի առաջացմանը նպաստող գործոնները.

① Պողպատի S և P տարրերը վնասակար գործոններ են ճաքերի առաջացման համար, և դրանց էվտեկտիկան երկաթի հետ նվազեցնում է ձուլածո պողպատի ամրությունն ու պլաստիկությունը բարձր ջերմաստիճաններում, ինչը հանգեցնում է ճաքերի առաջացմանը։

② Պողպատի մեջ խարամի ներառումը և տարանջատումը մեծացնում են լարվածության կոնցենտրացիան, այդպիսով մեծացնելով տաք ճաքերի առաջացման հակումը։

③ Որքան մեծ է պողպատի տեսակի գծային կծկման գործակիցը, այնքան մեծ է տաք ճաքերի առաջացման հակումը։

④ Որքան մեծ է պողպատի ջերմահաղորդականությունը, այնքան մեծ է մակերեսային լարվածությունը, այնքան լավ են բարձր ջերմաստիճանային մեխանիկական հատկությունները և այնքան փոքր է տաք ճաքերի առաջացման հակումը։

⑤ Ձուլվածքների կառուցվածքային դիզայնը վատ արտադրական է, ինչպիսիք են չափազանց փոքր կլորացված անկյունները, պատի հաստության մեծ անհամապատասխանությունը և ուժեղ սթրեսի կոնցենտրացիան, ինչը կարող է ճաքեր առաջացնել:

⑥ Ավազի կաղապարի կոմպակտությունը չափազանց բարձր է, և միջուկի վատ բերքատվությունը խոչընդոտում է ձուլվածքի կծկումը և մեծացնում ճաքերի առաջացման հակումը:

⑦ Այլ գործոններ, ինչպիսիք են բարձրացնողի անպատշաճ դասավորությունը, ձուլվածքի չափազանց արագ սառեցումը, բարձրացնողի կտրման և ջերմային մշակման հետևանքով առաջացած չափազանց լարվածությունը և այլն, նույնպես կազդեն ճաքերի առաջացման վրա:

Վերոնշյալ ճաքերի պատճառների և ազդող գործոնների համաձայն՝ կարելի է ձեռնարկել համապատասխան միջոցառումներ՝ ճաքերի արատների առաջացումը նվազեցնելու և կանխելու համար։

Ձուլման թերությունների պատճառների վերը նշված վերլուծության, առկա խնդիրները պարզելու և համապատասխան բարելավման միջոցառումներ ձեռնարկելու հիման վրա մենք կարող ենք գտնել ձուլման թերությունների լուծում, որը կնպաստի ձուլման որակի բարելավմանը։