Le moulage du corps de vanne est une partie importante du processus de fabrication de la vanne, et la qualité du moulage de la vanne détermine la qualité de la vanne.Ce qui suit présente plusieurs méthodes de processus de coulée couramment utilisées dans l'industrie des vannes :
Moulage en sable:
Le moulage au sable couramment utilisé dans l'industrie des vannes peut être divisé en sable vert, sable sec, sable de verre soluble et sable auto-durcissant de résine furannique selon différents liants.
(1) Le sable vert est un procédé de moulage utilisant la bentonite comme liant.
Ses caractéristiques sont :le moule en sable fini n'a pas besoin d'être séché ou durci, le moule en sable a une certaine résistance à l'humidité et le noyau de sable et la coque du moule ont un bon rendement, ce qui facilite le nettoyage et le secouement des pièces moulées.L'efficacité de la production de moulage est élevée, le cycle de production est court, le coût des matériaux est faible et il est pratique d'organiser la production sur chaîne de montage.
Ses inconvénients sont :les pièces moulées sont sujettes à des défauts tels que les pores, les inclusions de sable et l'adhérence du sable, et la qualité des pièces moulées, en particulier la qualité intrinsèque, n'est pas idéale.
Tableau des proportions et performances du sable vert pour les pièces moulées en acier :
(2) Le sable sec est un procédé de moulage utilisant de l'argile comme liant.L'ajout d'un peu de bentonite peut améliorer sa résistance à l'humidité.
Ses caractéristiques sont :le moule en sable doit être séché, a une bonne perméabilité à l'air, n'est pas sujet à des défauts tels que le lavage du sable, le collage du sable et les pores, et la qualité inhérente du moulage est bonne.
Ses inconvénients sont :cela nécessite un équipement de séchage du sable et le cycle de production est long.
(3) Le sable de verre soluble est un procédé de modelage utilisant du verre soluble comme liant.Ses caractéristiques sont les suivantes : le verre soluble a pour fonction de durcir automatiquement lorsqu'il est exposé au CO2 et peut présenter divers avantages de la méthode de durcissement au gaz pour la modélisation et la fabrication de noyaux, mais il existe des inconvénients tels qu'une mauvaise pliabilité de la coque du moule, une difficulté de nettoyage du sable. coulées et un faible taux de régénération et de recyclage du vieux sable.
Tableau des proportions et des performances du sable durcissant au CO2 pour verre soluble :
(4) Le moulage au sable auto-durcissant de résine furannique est un processus de moulage utilisant de la résine furannique comme liant.Le sable de moulage se solidifie grâce à la réaction chimique du liant sous l'action du durcisseur à température ambiante.Sa caractéristique est que le moule en sable n'a pas besoin d'être séché, ce qui raccourcit le cycle de production et permet d'économiser de l'énergie.Le sable de moulage en résine est facile à compacter et possède de bonnes propriétés de désintégration.Le sable de moulage des pièces moulées est facile à nettoyer.Les pièces moulées ont une précision dimensionnelle élevée et une bonne finition de surface, ce qui peut grandement améliorer la qualité des pièces moulées.Ses inconvénients sont : des exigences de qualité élevées pour le sable brut, une légère odeur âcre sur le site de production et un coût élevé de la résine.
Proportion et processus de mélange du mélange de sable sans cuisson de résine furannique :
Le processus de mélange du sable auto-durcissant de résine furannique : Il est préférable d’utiliser un mélangeur de sable continu pour fabriquer du sable auto-durcissant de résine.Le sable brut, la résine, l'agent de durcissement, etc. sont ajoutés en séquence et mélangés rapidement.Il peut être mélangé et utilisé à tout moment.
L'ordre d'ajout de diverses matières premières lors du mélange du sable résineux est le suivant :
Sable brut + agent de durcissement (solution aqueuse d'acide p-toluènesulfonique) – (120 ~ 180S) – résine + silane – (60 ~ 90S) – production de sable
(5) Processus de production typique de moulage au sable :
Moulage de précision :
Ces dernières années, les fabricants de vannes ont accordé de plus en plus d’attention à la qualité esthétique et à la précision dimensionnelle des pièces moulées.Parce que l’esthétique est l’exigence fondamentale du marché, elle constitue également la référence de positionnement pour la première étape de l’usinage.
Le moulage de précision couramment utilisé dans l'industrie des vannes est le moulage de précision, qui est brièvement présenté comme suit :
(1) Deux méthodes de traitement de coulée en solution :
①Utilisation d'un matériau de moule à base de cire à basse température (acide stéarique + paraffine), injection de cire à basse pression, coque en verre soluble, déparaffinage à l'eau chaude, processus de fusion et de coulée atmosphérique, principalement utilisé pour les pièces moulées en acier au carbone et en acier faiblement allié avec des exigences de qualité générales , La précision dimensionnelle des pièces moulées peut atteindre la norme nationale CT7~9.
② En utilisant un matériau de moule à base de résine à température moyenne, une injection de cire à haute pression, une coque de moule en sol de silice, un décirage à la vapeur, un processus de coulée rapide atmosphérique ou par fusion sous vide, la précision dimensionnelle des pièces moulées peut atteindre des pièces moulées de précision CT4-6.
(2) Déroulement typique du processus de fonderie de précision :
(3) Caractéristiques du moulage de précision :
①Le moulage a une précision dimensionnelle élevée, une surface lisse et une bonne qualité d'apparence.
② Il est possible de couler des pièces avec des structures et des formes complexes difficiles à traiter avec d'autres procédés.
③ Les matériaux de moulage ne sont pas limités, divers matériaux d'alliage tels que : l'acier au carbone, l'acier inoxydable, l'acier allié, l'alliage d'aluminium, l'alliage à haute température et les métaux précieux, en particulier les matériaux d'alliage difficiles à forger, à souder et à couper.
④ Bonne flexibilité de production et forte adaptabilité.Il peut être produit en grande quantité et convient également à la production de pièces uniques ou de petits lots.
⑤ Le moulage à modèle perdu présente également certaines limites, telles que : un flux de processus fastidieux et un cycle de production long.En raison des techniques de coulée limitées qui peuvent être utilisées, sa capacité de résistance à la pression ne peut pas être très élevée lorsqu'elle est utilisée pour couler des pièces moulées de vannes à coque mince sous pression.
Analyse des défauts de fonderie
Toute pièce moulée aura des défauts internes, l'existence de ces défauts entraînera de grands dangers cachés pour la qualité interne de la pièce moulée, et la réparation par soudage pour éliminer ces défauts dans le processus de production apportera également un lourd fardeau au processus de production.En particulier, les vannes sont des pièces moulées à coque mince qui résistent à la pression et à la température, et la compacité de leurs structures internes est très importante.Par conséquent, les défauts internes des pièces moulées deviennent le facteur décisif affectant la qualité des pièces moulées.
Les défauts internes des pièces moulées de vannes comprennent principalement les pores, les inclusions de scories, la porosité de retrait et les fissures.
(1) Pores :Les pores sont produits par le gaz, la surface des pores est lisse, ils sont générés à l'intérieur ou à proximité de la surface de la pièce moulée, et leurs formes sont principalement rondes ou oblongues.
Les principales sources de gaz générant des pores sont :
① L'azote et l'hydrogène dissous dans le métal sont contenus dans le métal lors de la solidification de la pièce moulée, formant des parois intérieures circulaires ou ovales fermées avec un éclat métallique.
②L'humidité ou les substances volatiles présentes dans le matériau de moulage se transformeront en gaz en raison du chauffage, formant des pores avec des parois intérieures brun foncé.
③ Pendant le processus de coulée du métal, en raison de l'écoulement instable, l'air participe à la formation des pores.
Méthode de prévention des défauts stomatiques :
① Lors de la fusion, les matières premières métalliques rouillées doivent être utilisées le moins possible ou non, et les outils et les louches doivent être cuits et séchés.
②Le versement de l'acier fondu doit être effectué à haute température et versé à basse température, et l'acier fondu doit être correctement sédatif pour faciliter le flottement du gaz.
③ La conception du processus de la colonne montante de coulée doit augmenter la hauteur de pression de l'acier fondu pour éviter le piégeage des gaz et établir un chemin de gaz artificiel pour un échappement raisonnable.
④Les matériaux de moulage doivent contrôler la teneur en eau et le volume de gaz, augmenter la perméabilité à l'air, et le moule en sable et le noyau de sable doivent être cuits et séchés autant que possible.
(2) Cavité de retrait (en vrac) :Il s'agit d'une cavité circulaire ou irrégulière (cavité) cohérente ou incohérente qui se produit à l'intérieur de la coulée (en particulier au niveau du point chaud), avec une surface intérieure rugueuse et une couleur plus foncée.Gros grains de cristaux, principalement sous forme de dendrites, rassemblés en un ou plusieurs endroits, sujets aux fuites lors des tests hydrauliques.
La raison de la cavité de retrait (relâchement) :le retrait volumique se produit lorsque le métal se solidifie de l’état liquide à l’état solide.S'il n'y a pas suffisamment de réapprovisionnement en acier fondu à ce moment-là, une cavité de retrait se produira inévitablement.La cavité de retrait des pièces moulées en acier est essentiellement causée par un contrôle inapproprié du processus de solidification séquentielle.Les raisons peuvent inclure des réglages incorrects de la colonne montante, une température de coulée trop élevée de l'acier en fusion et un retrait important du métal.
Méthodes pour éviter les cavités de retrait (relâchement) :① Concevez scientifiquement le système de coulée des pièces moulées pour obtenir une solidification séquentielle de l'acier fondu, et les pièces qui se solidifient en premier doivent être reconstituées avec de l'acier fondu.②Réglez correctement et raisonnablement la colonne montante, la subvention, le fer froid interne et externe pour assurer une solidification séquentielle.③Lorsque l'acier fondu est coulé, l'injection supérieure depuis la colonne montante est bénéfique pour garantir la température de l'acier fondu et de l'alimentation, et réduire l'apparition de cavités de retrait.④ En termes de vitesse de coulée, la coulée à basse vitesse est plus propice à la solidification séquentielle que la coulée à grande vitesse.⑸La température de coulée ne doit pas être trop élevée.L'acier en fusion est retiré du four à haute température et coulé après sédation, ce qui permet de réduire les cavités de retrait.
(3) Inclusions de sable (scories) :Les inclusions de sable (scories), communément appelées cloques, sont des trous circulaires ou irréguliers discontinus qui apparaissent à l'intérieur des pièces moulées.Les trous sont mélangés avec du sable de moulage ou des scories d'acier, de dimensions irrégulières, et agrégés dedans.Une ou plusieurs places, souvent davantage sur la partie haute.
Causes de l'inclusion de sable (scories) :L'inclusion de scories est causée par des scories d'acier discrètes entrant dans la pièce moulée avec l'acier en fusion pendant le processus de fusion ou de coulée.L'inclusion de sable est causée par une étanchéité insuffisante de la cavité du moule pendant le moulage.Lorsque l'acier fondu est versé dans la cavité du moule, le sable de moulage est emporté par l'acier fondu et pénètre à l'intérieur de la pièce moulée.De plus, un mauvais fonctionnement lors du détourage et de la fermeture des caisses, ainsi que le phénomène de chute de sable sont également à l'origine d'inclusions de sable.
Méthodes pour éviter les inclusions de sable (scories) :① Lorsque l'acier fondu est fondu, les gaz d'échappement et les scories doivent être évacués aussi complètement que possible.② Essayez de ne pas retourner le sac verseur d'acier fondu, mais utilisez un sac de théière ou un sac verseur inférieur pour empêcher les scories au-dessus de l'acier fondu de pénétrer dans la cavité de coulée avec l'acier fondu.③ Lors du coulage de l'acier en fusion, des mesures doivent être prises pour empêcher les scories de pénétrer dans la cavité du moule avec l'acier en fusion.④Afin de réduire le risque d'inclusion de sable, assurez-vous de l'étanchéité du moule en sable lors de la modélisation, veillez à ne pas perdre de sable lors de la coupe et nettoyez la cavité du moule avant de fermer la boîte.
(4) Fissures :La plupart des fissures dans les pièces moulées sont des fissures chaudes, de formes irrégulières, pénétrantes ou non, continues ou intermittentes, et le métal au niveau des fissures est sombre ou présente une oxydation superficielle.
raisons des fissures, à savoir les contraintes à haute température et la déformation du film liquide.
La contrainte à haute température est la contrainte formée par le retrait et la déformation de l'acier en fusion à haute température.Lorsque la contrainte dépasse la limite de résistance ou de déformation plastique du métal à cette température, des fissures se produisent.La déformation du film liquide est la formation d'un film liquide entre les grains de cristal pendant le processus de solidification et de cristallisation de l'acier en fusion.Au fur et à mesure de la solidification et de la cristallisation, le film liquide se déforme.Lorsque l'ampleur de la déformation et la vitesse de déformation dépassent une certaine limite, des fissures sont générées.La plage de température des fissures thermiques est d’environ 1 200 à 1 450 ℃.
Facteurs affectant les fissures :
① Les éléments S et P dans l'acier sont des facteurs nocifs pour les fissures, et leurs eutectiques avec le fer réduisent la résistance et la plasticité de l'acier moulé à haute température, entraînant des fissures.
② L'inclusion et la ségrégation des scories dans l'acier augmentent la concentration des contraintes, augmentant ainsi la tendance à la fissuration à chaud.
③ Plus le coefficient de retrait linéaire du type d'acier est élevé, plus la tendance à la fissuration à chaud est grande.
④ Plus la conductivité thermique du type d'acier est élevée, plus la tension superficielle est élevée, meilleures sont les propriétés mécaniques à haute température et plus la tendance à la fissuration à chaud est faible.
⑤ La conception structurelle des pièces moulées est médiocre en termes de fabricabilité, comme des coins arrondis trop petits, une grande disparité d'épaisseur de paroi et une forte concentration de contraintes, ce qui provoquera des fissures.
⑥La compacité du moule en sable est trop élevée et le faible rendement du noyau entrave le retrait de la pièce moulée et augmente la tendance aux fissures.
⑦D'autres, tels qu'une mauvaise disposition de la colonne montante, un refroidissement trop rapide de la pièce moulée, des contraintes excessives causées par la coupe de la colonne montante et le traitement thermique, etc. affecteront également la génération de fissures.
Selon les causes et les facteurs d'influence des fissures ci-dessus, des mesures correspondantes peuvent être prises pour réduire et éviter l'apparition de défauts de fissure.
Sur la base de l'analyse ci-dessus des causes des défauts de coulée, de la découverte des problèmes existants et de la prise des mesures d'amélioration correspondantes, nous pouvons trouver une solution aux défauts de coulée, propice à l'amélioration de la qualité de la coulée.
Heure de publication : 31 août 2023