コントロールバルブ鋳物の生産で亀裂を解く方法

鋳造製造プロセスでは、金属材料の化学組成は、亀裂の形成に重要な影響を及ぼします。過剰な炭素含有量、過剰な硫黄およびリンの不純物、および合金元素の不均一な分布により、凝固中に金属が低融合の共晶または高温の脆性構造を形成し、それにより亀裂の感度を高めます。この問題を解決するために、まず原材料の選択から始め、炭素、硫黄、リンなどの不純物要素の含有量を厳密に制御し、成分を最適化することにより合金成分のバランスの取れた比率を達成する必要があります。さらに、金属の純度を改善することも重要です。溶融金属の包含物とガスは、精製、脱酸化、脱酸化などのプロセスを通じて除去することができ、それにより金属の包括的な機械的特性と熱安定性が改善されます。

構造設計段階では、のジオメトリを合理的に制御することが特に重要です バルブキャスト 。断面が急激に変化し、鋭い角、不均一な厚さの領域、複雑な閉じた構造を避ける必要があります。これらの設計上の欠陥は、冷却プロセス中に熱応力濃度を引き起こす可能性が非常に高いため、熱い亀裂や冷たい亀裂を誘発します。鋳造構造を最適化する場合、局所的なストレス集中のリスクを減らすために、フィレットの移行と厚さの均質化設計を採用する必要があります。同時に、金型を設計するとき、鋳造の全体的な温度勾配が穏やかであることを確認するために、冷却チャネルとライザーシステムを合理的に配置する必要があります。凝固シーケンスは明確であり、非同期固化による引張応力の蓄積は回避されます。

成形技術に関しては、高強度、高空気透過性、良好な熱伝導率を持つ成形砂材料を選択することが重要です。これにより、カビの空洞は、溶融金属の注入と固化中に良好な剛性と熱伝導率を持ち、それにより、カビの崩壊または変形による鋳造の異常な構造応力を防ぐことができます。同時に、高温条件下でコアが激しく拡大し、鋳造に内部ストレスを引き起こすのを防ぐために、成形砂の膨張速度と回復力を制御する必要があります。コーティングの選択では、鋳造表面の耐火性性能と表面の品質を高めるために、低ガス放出、高接着、強い高温の安定性を備えた鋳造コーティングを優先する必要があります。

注ぎシステムの設計では、溶融金属が注ぎプロセス中にカビをスムーズに満たすことを保証することが鍵であり、暴力的な渦電流、砂の爆破、または過度の局所冷却によって引き起こされる熱応力の突然の変化を回避します。底部の注入、ステップタイプ、または閉じた注入システム設計を使用して、溶融金属が酸化包含物の衝撃と生成を減らすために、溶融金属が下部から上部に空洞を満たすようにすることができます。同時に、キャストの各部分の固化シーケンスが合理的であり、ホットセクションを完全に補償し、局所温度差が大きすぎて亀裂を引き起こすことを保証するために、ライザーとチラーを合理的に設定する必要があります。

冷却および固化段階では、鋳造の冷却速度と冷却方法を制御することが特に重要です。不均一または速すぎる冷却速度によって引き起こされる熱応力濃度は避ける必要があります。厚くて大規模または複雑な構造制御バルブ鋳物の場合、強制冷却と自然冷却の組み合わせを使用して、水冷却、空気冷却、ジャケットの温度制御などの技術的手段を介して温度フィールドの均一な分布を実現し、温度低下速度を低下させ、熱亀裂の可能性を低下させることができます。必要に応じて、断熱材を使用して、亀裂が発生しやすい部分の冷却を遅らせることができ、全体的な固化後に徐々に冷却して、内部応力を効果的に放出することができます。

熱処理プロセスでは、科学的なアニーリング、正規化または老化治療プロセスを策定して、鋳造内の残留応力を排除する必要があります。熱処理の温度と保持時間は、鋳造の材料特性と壁の厚さに従って慎重に制御する必要があります。デュプレックスステンレス鋼や熱耐性合金などの特別な材料で作られたコントロールバルブ鋳物の場合、鋳造の全体的な性能とサービス寿命を確保するために、その特性に基づいて対応する熱処理計画を策定することがさらに必要です。