Klapan gövdəsinin tökmə prosesi klapan istehsal prosesinin vacib hissəsidir və klapan tökməsinin keyfiyyəti klapanın keyfiyyətini müəyyən edir. Aşağıda klapan sənayesində geniş istifadə olunan bir neçə tökmə prosesi üsulu təqdim olunur:
Qum tökmə:
Vana sənayesində geniş istifadə olunan qum tökmə üsulu, müxtəlif bağlayıcılara görə yaşıl qum, quru qum, su şüşəsi qumu və furan qatranı özünü sərtləşdirən qum kimi bölünə bilər.
(1) Yaşıl qum, bentonit bağlayıcı kimi istifadə edilən qəlibləmə prosesidir.
Onun xüsusiyyətləri bunlardır:Hazır qum qəlibinin qurudulmasına və ya bərkidilməsinə ehtiyac yoxdur, qum qəlibinin müəyyən bir nəm möhkəmliyinə malikdir və qum nüvəsi və qəlib qabığı yaxşı məhsuldarlığa malikdir, bu da tökmələri təmizləməyi və silkələməyi asanlaşdırır. Qəlibləmə istehsal səmərəliliyi yüksəkdir, istehsal dövrü qısadır, material dəyəri aşağıdır və montaj xətti istehsalının təşkili rahatdır.
Onun mənfi cəhətləri bunlardır:Tökmə məsamələri, qum qatqıları və qum yapışması kimi qüsurlara meyllidir və tökmələrin keyfiyyəti, xüsusən də daxili keyfiyyəti ideal deyil.
Polad tökmə üçün yaşıl qumun nisbəti və performans cədvəli:
(2) Quru qum, bağlayıcı kimi gildən istifadə edərək qəlibləmə prosesidir. Bir az bentonit əlavə etmək onun nəm möhkəmliyini artıra bilər.
Onun xüsusiyyətləri bunlardır:qum qəlibinin qurudulması lazımdır, yaxşı hava keçiriciliyinə malikdir, qum yuyulması, qum yapışması və məsamələri kimi qüsurlara meylli deyil və tökmənin özünəməxsus keyfiyyəti yaxşıdır.
Onun mənfi cəhətləri bunlardır:qum qurutma avadanlığı tələb edir və istehsal dövrü uzundur.
(3) Su şüşəsi qumu, su şüşəsini bağlayıcı kimi istifadə edən modelləşdirmə prosesidir. Xüsusiyyətləri bunlardır: su şüşəsi CO2-yə məruz qaldıqda avtomatik olaraq sərtləşmə funksiyasına malikdir və modelləşdirmə və nüvənin hazırlanması üçün qazla sərtləşmə metodunun müxtəlif üstünlüklərinə malik ola bilər, lakin qəlib qabığının zəif çökməsi, tökmələrin qumla təmizlənməsinin çətinliyi və köhnə qumun aşağı bərpası və təkrar emalı sürəti kimi çatışmazlıqlar mövcuddur.
Su şüşəsi CO2 sərtləşdirici qumunun nisbəti və göstərici cədvəli:
(4) Furan qətranı öz-özünə sərtləşən qum qəlibləmə, furan qətranını bağlayıcı maddə kimi istifadə edərək tökmə prosesidir. Qəlibləmə qumu, otaq temperaturunda bərkitmə agentinin təsiri altında bağlayıcının kimyəvi reaksiyası nəticəsində bərkiyir. Xüsusiyyəti, qum qəlibinin qurudulmasına ehtiyac olmamasıdır ki, bu da istehsal dövrünü qısaldır və enerjiyə qənaət edir. Qətran qəlibləmə qumunun sıxılması asandır və yaxşı parçalanma xüsusiyyətlərinə malikdir. Tökmələrin qəlibləmə qumunu təmizləmək asandır. Tökmələr yüksək ölçülü dəqiqliyə və yaxşı səth örtüyünə malikdir ki, bu da tökmələrin keyfiyyətini xeyli yaxşılaşdıra bilər. Onun mənfi cəhətləri bunlardır: xam qum üçün yüksək keyfiyyət tələbləri, istehsal yerində yüngül kəskin qoxu və qətranın yüksək qiyməti.
Furan qatranı bişirilməyən qum qarışığının nisbəti və qarışdırma prosesi:
Furan qatranının öz-özünə sərtləşən qumunun qarışdırma prosesi: Qatran öz-özünə sərtləşən qum hazırlamaq üçün davamlı qum qarışdırıcısından istifadə etmək ən yaxşısıdır. Xam qum, qatran, bərkidici maddə və s. ardıcıllıqla əlavə olunur və tez qarışdırılır. İstənilən vaxt qarışdırıla və istifadə edilə bilər.
Qatran qumunu qarışdırarkən müxtəlif xammalın əlavə edilməsi qaydası belədir:
Xam qum + bərkidici maddə (p-toluenesulfon turşusunun sulu məhlulu) – (120 ~ 180S) – qətran + silan – (60 ~ 90S) – qum istehsalı
(5) Tipik qum tökmə istehsal prosesi:
Dəqiq tökmə:
Son illərdə klapan istehsalçıları tökmələrin görünüş keyfiyyətinə və ölçülü dəqiqliyinə getdikcə daha çox diqqət yetirirlər. Yaxşı görünüş bazarın əsas tələbi olduğundan, həm də emalın ilk mərhələsi üçün mövqeləndirmə meyarıdır.
Klapan sənayesində tez-tez istifadə olunan dəqiq tökmə növü investisiya tökməsidir və qısaca aşağıdakı kimi təqdim olunur:
(1) Məhlulun tökülməsinin iki proses üsulu:
①Aşağı temperaturlu mum əsaslı qəlib materialından (stearin turşusu + parafin), aşağı təzyiqli mum inyeksiyasından, su şüşəsi qabığından, isti su ilə parafinsizləşdirmədən, atmosfer əriməsi və tökmə prosesindən istifadə edərək, əsasən ümumi keyfiyyət tələblərinə cavab verən karbon polad və aşağı ərintili polad tökmələrində istifadə olunur. Tökmələrin ölçü dəqiqliyi milli CT7 ~ 9 standartına çata bilər.
② Orta temperaturlu qatran əsaslı qəlib materialı, yüksək təzyiqli mum enjeksiyonu, silisium sol qəlib qabığı, buxarla parafinsizləşdirmə, sürətli atmosfer və ya vakuum əritmə tökmə prosesindən istifadə edərək tökmələrin ölçülü dəqiqliyi CT4-6 dəqiq tökmələrinə çata bilər.
(2) İnvestisiya tökməsinin tipik proses axını:
(3) İnvestisiya tökməsinin xüsusiyyətləri:
①Tökmə yüksək ölçülü dəqiqliyə, hamar səthə və yaxşı görünüş keyfiyyətinə malikdir.
② Digər proseslərlə emal edilməsi çətin olan mürəkkəb struktur və formalı hissələri tökmək mümkündür.
③ Tökmə materialları məhdud deyil, karbon polad, paslanmayan polad, alüminium ərinti, yüksək temperaturlu ərinti və qiymətli metallar, xüsusən də döymək, qaynaq etmək və kəsmək çətin olan alaşımlı materiallar kimi müxtəlif ərinti materialları.
④ Yaxşı istehsal elastikliyi və güclü uyğunlaşma qabiliyyəti. Böyük miqdarda istehsal oluna bilər və tək parça və ya kiçik partiyalı istehsal üçün də uyğundur.
⑤ İnvestisiya tökməsinin də müəyyən məhdudiyyətləri var, məsələn: çətin proses axını və uzun istehsal dövrü. İstifadə edilə bilən məhdud tökmə üsullarına görə, təzyiq daşıyan nazik qabıqlı klapanlı tökmələrdə istifadə edildikdə, təzyiq daşıma qabiliyyəti çox yüksək ola bilməz.
Tökmə Qüsurlarının Təhlili
İstənilən tökmənin daxili qüsurları olacaq, bu qüsurların mövcudluğu tökmənin daxili keyfiyyətinə böyük gizli təhlükələr yaradacaq və istehsal prosesində bu qüsurları aradan qaldırmaq üçün qaynaq təmiri də istehsal prosesinə böyük yük gətirəcək. Xüsusilə, klapanlar təzyiqə və temperatura davam gətirən nazik qabıqlı tökmələrdir və onların daxili strukturlarının kompaktlığı çox vacibdir. Buna görə də, tökmələrin daxili qüsurları tökmələrin keyfiyyətinə təsir edən həlledici amilə çevrilir.
Klapan tökmələrinin daxili qüsurlarına əsasən məsamələr, şlak daxilolmaları, büzülmə məsaməsi və çatlar daxildir.
(1) Məsamələr:Məsamələr qazla əmələ gəlir, məsamələrin səthi hamar olur, tökmə səthinin içərisində və ya yaxınlığında əmələ gəlir və formaları əsasən dəyirmi və ya uzunsov olur.
Məsamələri yaradan əsas qaz mənbələri bunlardır:
① Metalda həll olan azot və hidrogen tökmənin bərkiməsi zamanı metalda olur və metal parıltılı qapalı dairəvi və ya oval daxili divarlar əmələ gətirir.
②Qəlibləmə materialındakı nəm və ya uçucu maddələr qızdırma səbəbindən qaza çevriləcək və tünd qəhvəyi daxili divarları olan məsamələr əmələ gətirəcək.
③ Metalın tökülməsi zamanı qeyri-sabit axın səbəbindən hava məsamələrin əmələ gəlməsində iştirak edir.
Stomatal qüsurun qarşısının alınması üsulları:
① Əritmədə paslı metal xammalından mümkün qədər az istifadə edilməli və ya istifadə edilməməli, alətlər və çömçələr bişirilməli və qurudulmalıdır.
② Əridilmiş poladın tökülməsi yüksək temperaturda və aşağı temperaturda aparılmalı və qazın üzməsini asanlaşdırmaq üçün əridilmiş polad düzgün şəkildə sakitləşdirilməlidir.
③ Tökmə qaldırıcısının proses dizaynı, qazın tutulmasının qarşısını almaq üçün əridilmiş poladın təzyiq başlığını artırmalı və ağlabatan egzoz üçün süni qaz yolu yaratmalıdır.
④Qəlibləmə materialları suyun tərkibini və qaz həcmini idarə etməli, hava keçiriciliyini artırmalı və qum qəlibi və qum nüvəsi mümkün qədər bişirilməli və qurudulmalıdır.
(2) Büzülmə boşluğu (boş):Bu, tökmənin içərisində (xüsusən də isti nöqtədə) əmələ gələn, kobud daxili səthə və daha tünd rəngə malik, əlaqəli və ya qeyri-rəsmi dairəvi və ya nizamsız boşluqdur. Hidravlik sınaq zamanı sızmaya meylli, əsasən dendritlər şəklində olan qaba kristal dənəcikləri bir və ya daha çox yerdə toplanır.
Boşluğun büzülməsinin (boşalmasının) səbəbi:Həcm büzülməsi metal maye halından bərk hala çevrildikdə baş verir. Bu zaman əridilmiş poladın kifayət qədər doldurulması olmazsa, büzülmə boşluğu qaçılmaz olaraq baş verəcək. Polad tökmələrin büzülmə boşluğu əsasən ardıcıl bərkimə prosesinin düzgün idarə olunmamasından qaynaqlanır. Səbəblərə səhv qaldırıcı parametrləri, əridilmiş poladın həddindən artıq yüksək tökmə temperaturu və böyük metal büzülməsi daxil ola bilər.
Çuxurların büzülməsinin (boşalmasının) qarşısını almaq üsulları:① Əridilmiş poladın ardıcıl bərkiməsinə nail olmaq üçün tökmələrin tökmə sistemini elmi şəkildə dizayn edin və əvvəlcə bərkimiş hissələr əridilmiş poladla doldurulmalıdır. ② Ardıcıl bərkiməni təmin etmək üçün qaldırıcı, subsidiya, daxili və xarici soyuq dəmiri düzgün və ağlabatan şəkildə təyin edin. ③ Əridilmiş polad töküldükdə, qaldırıcıdan yuxarıdan vurulma əridilmiş poladın və qidalanmanın temperaturunu təmin etmək və büzülmə boşluqlarının yaranmasını azaltmaq üçün faydalıdır. ④ Tökmə sürəti baxımından, aşağı sürətli tökmə yüksək sürətli tökmədən daha çox ardıcıl bərkiməyə kömək edir. ⑸ Tökmə temperaturu çox yüksək olmamalıdır. Əridilmiş polad sobadan yüksək temperaturda çıxarılır və sakitləşdirildikdən sonra tökülür ki, bu da büzülmə boşluqlarını azaltmaq üçün faydalıdır.
(3) Qum qatqıları (şlak):Qum qatqıları (şlak), adətən blisterlər kimi tanınan, tökmələrin içərisində görünən kəsikli dairəvi və ya nizamsız dəliklərdir. Dəliklər, nizamsız ölçülərdə qəlib qumu və ya polad şlakla qarışdırılır və onlarda birləşdirilir. Bir və ya daha çox yerdə, çox vaxt yuxarı hissədə olur.
Qum (şlak) daxilolmasının səbəbləri:Şlak daxil olması, əritmə və ya tökmə prosesi zamanı əridilmiş poladla birlikdə tökməyə daxil olan ayrı-ayrı polad şlakından qaynaqlanır. Qum daxil olması, qəlibləmə zamanı qəlib boşluğunun kifayət qədər sıx olmamasından qaynaqlanır. Əridilmiş polad qəlib boşluğuna töküldükdə, qəlib qumu əridilmiş polad tərəfindən yuyulur və tökmənin içinə daxil olur. Bundan əlavə, kəsmə və qutunun bağlanması zamanı düzgün işləməmə və qumun çölə tökülməsi fenomeni də qum daxil olmasının səbəblərindəndir.
Qum daxilolmalarının (şlakların) qarşısının alınması üsulları:① Əridilmiş polad əridildikdə, işlənmiş qaz və şlak mümkün qədər yaxşıca boşaldılmalıdır. ② Əridilmiş polad tökmə torbasını çevirməməyə çalışın, əksinə, əridilmiş poladın üstündəki şlakın əridilmiş poladla birlikdə tökmə boşluğuna daxil olmasının qarşısını almaq üçün çaydan torbası və ya dib tökmə torbasından istifadə edin. ③ Əridilmiş polad tökərkən, şlakın əridilmiş poladla birlikdə qəlib boşluğuna daxil olmasının qarşısını almaq üçün tədbirlər görülməlidir. ④ Qum daxil olma ehtimalını azaltmaq üçün modelləşdirmə zamanı qum qəlibinin möhkəmliyini təmin edin, kəsmə zamanı qumun itirilməməsinə diqqət yetirin və qutunu bağlamazdan əvvəl qəlib boşluğunu təmizləyin.
(4) Çatlar:Tökmələrdəki çatların əksəriyyəti qeyri-müntəzəm formalı, nüfuz edən və ya nüfuz etməyən, davamlı və ya aralıqlı isti çatlardır və çatlardakı metal tünd rəngdədir və ya səthi oksidləşməyə malikdir.
çatlaqların səbəbləri, yəni yüksək temperatur gərginliyi və maye film deformasiyası.
Yüksək temperatur gərginliyi, əridilmiş poladın yüksək temperaturda büzülməsi və deformasiyası nəticəsində əmələ gələn gərginlikdir. Gərginlik bu temperaturda metalın möhkəmlik və ya plastik deformasiya limitini aşdıqda çatlar əmələ gəlir. Maye təbəqə deformasiyası, əridilmiş poladın bərkiməsi və kristallaşma prosesi zamanı kristal dənəcikləri arasında maye təbəqənin əmələ gəlməsidir. Bərkiməsi və kristallaşması irəlilədikcə maye təbəqə deformasiyaya uğrayır. Deformasiya miqdarı və deformasiya sürəti müəyyən bir həddi aşdıqda çatlar əmələ gəlir. Termal çatların temperatur diapazonu təxminən 1200~1450℃-dir.
Çatlara təsir edən amillər:
① Poladdakı S və P elementləri çatlar üçün zərərli amillərdir və onların dəmirlə evtektikası yüksək temperaturda tökmə poladın möhkəmliyini və plastikliyini azaldır və nəticədə çatlar əmələ gəlir.
2 Poladda şlakın daxil edilməsi və ayrılması gərginlik konsentrasiyasını artırır və beləliklə, isti çatlama meylini artırır.
③ Polad növünün xətti büzülmə əmsalı nə qədər böyükdürsə, isti çatlama meyli də bir o qədər yüksəkdir.
④ Polad növünün istilik keçiriciliyi nə qədər yüksəkdirsə, səth gərginliyi bir o qədər yüksəkdir, yüksək temperaturlu mexaniki xüsusiyyətlər bir o qədər yaxşıdır və isti çatlama meyli bir o qədər azdır.
⑤ Tökmələrin struktur dizaynı istehsal baxımından zəifdir, məsələn, çox kiçik yuvarlaq künclər, böyük divar qalınlığı fərqi və çatlara səbəb olacaq ağır stress konsentrasiyası.
⑥Qum qəlibinin kompaktlığı çox yüksəkdir və nüvənin zəif məhsuldarlığı tökmənin büzülməsinə mane olur və çatların əmələ gəlmə meylini artırır.
⑦Digərləri, məsələn, qaldırıcının düzgün yerləşdirilməməsi, tökmənin çox sürətli soyuması, qaldırıcının kəsilməsi və istilik müalicəsi nəticəsində yaranan həddindən artıq stress və s. də çatların əmələ gəlməsinə təsir edəcək.
Yuxarıda göstərilən çatların səbəblərinə və təsir edən amillərə əsasən, çat qüsurlarının yaranmasının qarşısını almaq və azaltmaq üçün müvafiq tədbirlər görülə bilər.
Tökmə qüsurlarının səbəblərinin yuxarıda göstərilən təhlilinə, mövcud problemlərin aşkarlanmasına və müvafiq təkmilləşdirmə tədbirlərinin görülməsinə əsasən, tökmə qüsurlarına həll yolu tapa bilərik ki, bu da tökmə keyfiyyətinin yaxşılaşdırılmasına kömək edir.
Yazı vaxtı: 31 Avqust 2023