1. 구조 분석
(1) 이버터플라이 밸브원형 케이크 모양의 구조를 가지고 있으며, 내부 공동은 8개의 보강 리브로 연결 및 지지되고, 상단의 Φ620 구멍은 내부 공동과 연결되며, 나머지 부분은판막밀폐된 구조에서는 모래 코어를 고정하기 어렵고 변형이 쉽게 발생합니다. 그림 1에서 볼 수 있듯이 배기 및 내부 공동 청소 모두에 큰 어려움이 따릅니다.
주조물의 벽 두께는 매우 다양하며, 최대 벽 두께는 380mm에 달하고 최소 벽 두께는 36mm에 불과합니다. 주조물이 응고될 때 온도 차이가 크고, 불균일한 수축으로 인해 수축 공동 및 수축 기공 결함이 쉽게 발생하여 수압 시험 시 누수를 유발할 수 있습니다.
2. 프로세스 설계:
(1) 분할면은 그림 1에 나타낸 바와 같다. 구멍이 있는 끝부분을 위쪽 상자에 놓고, 가운데 공동에 전체 모래 코어를 만들고, 모래 코어의 고정과 상자를 뒤집었을 때 모래 코어의 이동을 용이하게 하기 위해 코어 헤드의 길이를 적절히 늘린다. 측면의 두 개의 막힌 구멍의 캔틸레버 코어 헤드의 길이는 구멍의 길이보다 길어서 전체 모래 코어의 무게 중심이 코어 헤드 측면으로 치우치도록 하여 모래 코어가 고정되고 안정되도록 한다.
반폐쇄식 주입 시스템을 채택하였으며, ∑F 내부: ∑F 수평: ∑F 직선 = 1:1.5:1.3의 비율을 갖습니다. 스프루에는 내경 Φ120의 세라믹 튜브를 사용하고, 용융 철이 직접 닿지 않도록 바닥에 200×100×40mm 내화벽돌 두 장을 배치했습니다. 임팩트 샌드 몰드의 경우, 러너 바닥에 150×150×40mm의 발포 세라믹 필터를 설치하고, 내경 Φ30의 세라믹 튜브 12개를 사용하여 필터 하단의 물받이 탱크를 통해 주조물 바닥까지 고르게 연결하여 하부 주입 방식을 구현했습니다(그림 2 참조).
(3) 상부 금형에 14∮20 캐비티 공기 구멍을 배치하고 코어 헤드 중앙에 Φ200 모래 코어 벤트 홀을 배치하고, 주조물의 균형 응고를 보장하기 위해 두껍고 큰 부분에 냉간 철을 배치하고 흑연화 팽창 원리를 이용하여 공급 라이저를 제거하여 공정 수율을 향상시킵니다. 모래 상자의 크기는 3600×3600×1000/600mm이고, 충분한 강도와 강성을 확보하기 위해 25mm 두께의 강판으로 용접되어 있으며, 그림 3에 나와 있습니다.
3. 공정 제어
(1) 모델링: 모델링 전에 Φ50×50mm 표준 샘플을 사용하여 수지 모래의 압축 강도가 ≥ 3.5MPa인지 테스트하고 냉간 철과 러너를 조여 용융 철이 응고될 때 생성되는 흑연의 화학적 팽창을 상쇄할 수 있는 충분한 강도를 모래 주형에 확보하고 용융 철이 러너 부분에 장시간 충격을 가하여 모래 세척이 발생하는 것을 방지합니다.
코어 제작: 모래 코어는 8개의 보강 리브에 의해 8개의 동일한 부분으로 나뉘며, 이 리브들은 중앙 공동을 통해 연결됩니다. 중앙 코어 헤드를 제외하고는 다른 지지 및 배기 부품이 없습니다. 모래 코어가 고정되고 배기가스가 제대로 이루어지지 않으면 주조 후 모래 코어의 변위와 기포가 발생할 수 있습니다. 모래 코어의 전체 면적이 크기 때문에 8개 부분으로 나누는 것입니다. 따라서 주형에서 분리한 후 손상되지 않고, 주조 후 변형이 발생하지 않도록 충분한 강도와 강성을 확보하여 주조물의 벽 두께가 균일해야 합니다. 이를 위해 특수 코어 본을 제작하고, 코어 본에 배기 로프를 연결하여 코어 헤드에서 배기가스를 배출함으로써 코어 제작 시 모래 주형의 밀착성을 확보했습니다. 그림 4를 참조하십시오.
(4) 밀폐 상자: 버터플라이 밸브 내부 공동의 모래를 청소하기 어렵다는 점을 고려하여 전체 모래 코어에 2겹의 페인트를 칠한다. 첫 번째 층은 알코올계 지르코늄 페인트(보메도 45-55)를 붓으로 칠하고 건조시킨 후, 두 번째 층은 알코올계 마그네슘 페인트(보메도 35-45)를 칠하여 주조물이 모래에 달라붙어 소결되어 청소가 불가능해지는 것을 방지한다. 코어 헤드 부분은 코어 본의 주 구조의 Φ200 강관에 M25 나사 3개로 걸고, 상부 금형 모래 상자에 나사 캡으로 고정 및 잠그고, 각 부분의 벽 두께가 균일한지 확인한다.
4. 용융 및 주입 공정
(1) Benxi 저인, 황, 티타늄 고품질 Q14/16# 선철을 사용하고 40%~60%의 비율로 첨가합니다. P, S, Ti, Cr, Pb 등의 미량 원소는 고철에서 엄격하게 관리되며 녹과 기름은 허용되지 않으며 첨가 비율은 25%~40%입니다. 반환 장입물은 사용 전에 쇼트 블라스팅으로 세척하여 장입물의 청결을 보장해야 합니다.
(2) 용광로 후 주성분 제어: C: 3.5-3.65%, Si: 2.2%-2.45%, Mn: 0.25%-0.35%, P≤0.05%, S: ≤0.01%, Mg(잔류물): 0.035%~0.05%, 구상화를 보장하는 전제 하에 Mg(잔류물)의 하한값을 최대한 많이 취해야 합니다.
(3) 구상화 접종 처리: 저마그네슘 및 저희토류 구상화제를 사용하고 첨가 비율은 1.0%~1.2%이다. 일반적인 세척법 구상화 처리에서 0.15%의 1회 접종액을 포장 하단의 구상화제에 덮어 구상화를 완료한다. 그런 다음 슬래그에 0.35%의 2차 접종을 하고, 타설 시 0.15%의 유동 접종을 실시한다.
(5) 저온 고속 주입 공정을 채택하고 주입 온도는 1320°C~1340°C이고 주입 시간은 70~80초입니다. 주입 중 용융 철이 중단되지 않도록 하고, 가스와 개재물이 러너 캐비티를 통해 금형에 들어가는 것을 방지하기 위해 스프루 컵이 항상 가득 차 있습니다.
5. 주조 시험 결과
(1) 주조 시험 블록의 인장 강도를 시험함: 485MPa, 연신율: 15%, 브리넬 경도 HB187.
(2) 구상화율은 95%이고 흑연의 크기는 6등급이며 펄라이트는 35%이다. 금속조직은 그림 5에 나타나 있다.
(3) 중요 부품의 UT 및 MT 2차 결함 탐지에서 기록 가능한 결함이 발견되지 않았습니다.
(4) 외관은 평평하고 매끄러우며(그림 6 참조), 모래 혼입물, 슬래그 혼입물, 냉간 폐쇄 등의 주조 결함이 없고 벽 두께가 균일하며 치수가 도면의 요구 사항을 충족합니다.
(6) 가공 후 20kg/cm2 수압 시험에서 누출이 나타나지 않았습니다.
6. 결론
이 버터플라이 밸브의 구조적 특성에 따라, 공정 계획 설계, 모래 코어의 생산 및 고정, 그리고 지르코늄계 코팅 사용에 중점을 두어 중간 부분의 대형 모래 코어의 불안정성 및 변형 용이성, 그리고 모래 제거의 어려움 문제를 해결했습니다. 벤트 홀 설정을 통해 주조품의 기공 발생 가능성을 방지했습니다. 용광로 장입 제어 및 러너 시스템부터 발포 세라믹 필터 스크린과 세라믹 게이트 기술을 적용하여 용융 철의 순도를 확보했습니다. 여러 차례 접종 처리를 거쳐 주조품의 금속 조직 및 다양한 종합 성능이 고객의 요구 기준을 충족했습니다.
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게시 시간: 2023년 4월 29일
