Sistemul de porți și elementele sale. Spark-Don, ltd – Topire și turnare în vid

Metode de alimentare cu metal

Tipuri de sisteme de porți

Un sistem de alimentare cu porți este un sistem de canale și elemente de matriță prin care metalul topit este adus în cavitatea matriței, umplut și alimentat turnării în timpul solidificării. Primele două sarcini sunt efectuate de sistemul de porți, iar a treia de porți, care furnizează putere turnării și previn formarea cavităților de contracție în piese turnate.

Sistemul de blocare trebuie să îndeplinească următoarele cerințe: umple matrița cu metal într-un anumit timp, asigură o cantitate minimă de incluziuni nemetalice și gazoase în metal, creează un mod rațional de solidificare și răcire a turnărilor, are o masă mică și asigura ușurința turnării.

Cel mai simplu sistem de deschidere este prezentat în Fig. 10.

Orez. 10. Sistem de porți

Elementele principale ale sistemului de deschidere (Fig. 10) sunt: ​​1 – bol de deschidere; 2 – ridicător; 3 – colector (captorul de zgură); 4 – sprue; 5 – împingere.

Bol de beton- conceput pentru a primi metalul topit și a reține zgura (Fig. 11). Înainte de a turna forme mari și medii, se recomandă să închideți orificiul din vas cu un dop, astfel încât la începutul turnării vasul să fie umplut cu topitură. În același timp, zgura și gazele mai ușoare au timp să plutească. dopul este îndepărtat și metalul intră în cavitatea matriței. Pe tot timpul de turnare, vasul trebuie umplut cu topitură. Umplerea nu poate fi întreruptă.

Orez. 11. Vas de beton cu dop

Riser 2 este un canal vertical care leagă vasul de blocare 1 cu colectorul de zgură 3 și servește la transferul topiturii la un alt nivel și la alte elemente ale sistemului de blocare.

Captorul de zgură 3 este un canal orizontal care conectează coloana verticală la alimentatoare. De obicei este situat în jumătatea superioară a matriței și are o secțiune transversală trapezoidală.

Hrănitori 4 – topitura este alimentată direct în cavitatea matriței, iar secțiunea lor transversală poate fi diferită (dreptunghiulară, rotundă, trapezoidală), dar aria secțiunii transversale trebuie să fie mai mică decât grosimea peretelui la care sunt alimentate alimentatoarele. Orificiile de ventilație 5 sunt proiectate pentru a elimina aerul și gazele din cavitatea matriței în timpul turnării și pentru a semnala finalizarea acesteia.

Vypor 5 este un canal vertical care servește la îndepărtarea gazelor din matriță și la controlul umplerii formei cu metal topit.

Tipuri de sisteme de porți. Atunci când alegeți designul unui sistem de porți, este important să alegeți locația pentru alimentarea cu alimentatoare pentru turnare. Cu solidificarea simultană a tuturor părților turnării, metalul tinde să fie adus în secțiunile sale subțiri, iar cu solidificarea direcțională - în secțiuni groase. Deci, de exemplu, atunci când se produc cea mai mare parte a piesei turnate din fontă gri, metalul este adus în locurile subțiri ale pieselor turnate, iar atunci când se produc piese turnate din oțel - în cele groase. Acest lucru se datorează contracției volumetrice diferite a acestor aliaje.

Sistemele de porți sunt împărțite în funcție de caracteristicile hidrodinamice în conicitate și extindere și în funcție de direcția fluxului de material în cavitatea matriței - în partea superioară, laterală și inferioară (sifon).

În sistemele de închidere conică, există o reducere consistentă a zonelor secțiunii transversale ale coloanei, capcanei de zgură și alimentatoarelor: F riser > ∑F zgură. > ∑F alimentare. Astfel de rapoarte ale secțiunilor transversale ale elementelor sistemelor de blocare sunt utilizate pe scară largă în producția de piese turnate din fontă. F riser< ∑F шлакоул. < ∑F пит. . Sistemele de deschidere expandată sunt utilizate în producția de piese turnate din oțel, aliaje de aluminiu și magneziu care se oxidează ușor.

Există multe modele de sisteme de porți și fiecare turnare are propriul său design. Pentru studiul inițial, majoritatea pot fi clasificate în patru grupe, Fig. 12:

– sisteme de blocare superioare, cu alimentare cu metal în partea superioară a turnării cu vârf (Fig. 12, a), lateral (Fig. 12, b) și sistem de alimentare cu apă (Fig. 12, c); d – sistem de trecere de-a lungul conectorului matriței cu alimentare laterală din metal; astfel de sisteme de blocare sunt adesea folosite, inclusiv în producția de mașini a matrițelor;

– sisteme de porți inferioare cu alimentare laterală (Fig. 12, e) și sifon (Fig. 12, f) cu metal a matriței;

N.A. Shvyrgun.
Proiectant-șef al proiectului Spark-Don LLC, Ltd.

Cei care se ocupă zilnic de construcția unui sistem de închidere pentru turnarea de precizie a aliajelor dentare vor fi probabil de acord că avem de-a face cu o căsătorie între știință și artă. Doar luând în considerare toate nuanțele unei anumite lucrări, mulți ani de experiență, analiza științifică a proceselor în desfășurare și o abordare creativă a afacerii fac rezultatul previzibil și de înaltă calitate.

În recomandările noastre nu vom încerca să „acoperim vastul”, ci vom oferi doar informații inițiale despre cerințele pentru un sistem de porți proiectat corespunzător. Cel mai bun profesor al tău va fi munca ta, căutarea creativă și experiența dobândită.

Probleme ale sistemului de porți.

Sistemul de deschidere este un sistem de canale prin care metalul topit curge din creuzet în cavitatea de lucru a matriței de turnare.

Sarcina sistemului de blocare nu este doar de a transporta metalul lichid la turnare, ci și de a controla viteza de mișcare a topiturii, de a crea condiții pentru schimbul normal de aer între cavitatea obiectului de turnare și mediul extern, de a preveni cavitățile de contracție. în turnarea obiectelor prin formarea unui gradient de temperatură adecvat în cavitatea de turnare și alimentarea turnării atunci când aliajul se întărește.

Posibil diverse opțiuni executarea sistemului de gating in functie de tipul de aliaj, caracteristicile obiectului de turnare, experienta personala a specialistului etc. De asemenea, este necesar să se țină cont de faptul că sistemul de închidere pentru instalații cu topire și turnare în vid cu presare ulterioară are unele caracteristici față de turnarea centrifugă.

Sistemul de gating este creat prin aplicarea de știfturi de ceară pe reproducerea în ceară (modelul) obiectului de turnare (incrustații, coroane individuale, rame de punte), care, după îndepărtarea cerii din balon, devin canale de turnare.

Adesea, aceleași elemente ale sistemului de porți sunt numite diferit nu numai de specialiștii practicanți, ci și de autorii unor lucrări solide pe teme relevante. Pentru certitudine, vom da mai întâi definiții cu care vom opera în viitor, având în vedere caracteristicile construcției unui sistem de porți.

- element al sistemului de poartă destinat formarea initiala curgere de topire. Forma pâlniei de colectare ar trebui să asigure o curgere lină și rapidă a topiturii în canalele de colectare.

Canal de intrare- un element al sistemului de gating care leaga pâlnia (conul) la colector sau direct la obiectele turnate.
Canalele de colectare trebuie să fie amplasate în zona de temperaturi maxime a balonului pentru a preveni răcirea prematură a metalului din ele și a încetini curgerea topiturii. Numărul canalelor de canalizare (1, 2, 3...) depinde de caracteristicile lucrării turnate. Cu cât turnarea este mai masivă, cu atât pot fi necesare mai multe canale pentru a asigura o turnare de înaltă precizie.

O- O pâlnie de această formă nu contribuie la formarea unui flux laminar de topitură (înălțime crescută de picătură a topiturii din creuzet, „fundul” plat al pâlniei). Nu se recomandă utilizarea din cauza riscului crescut de apariție a porozității de contracție în obiectul turnat.
B- O pâlnie de această formă contribuie cel mai pe deplin la curgerea lină și rapidă a topiturii în canalele de deschidere. Recomandat pentru utilizare.

Colector— un rezervor de turnare utilizat la proiectarea unui sistem de închidere pentru turnarea pieselor turnate masive (în special, cadre de pod solide).
Colectorul este o sursă de metal suplimentar care pătrunde în cavitatea obiectului turnat pentru a compensa contracția volumetrică care are loc în timpul solidificării acestuia (obiectul de turnare). Colectorul este de obicei situat în acea parte a sistemului de deschidere care se răcește ultima. Dimensiunile colectorului sunt, de asemenea, determinate de cerința pentru schimbul normal de gaz pentru a elimina aerul rezidual din cavitatea de turnare a obiectului de turnare.

Modelele de ceară ale canalelor de colectare și colectorului sunt realizate din ceară specială de turnare cu diametrul de 3,5...5 mm.
Atunci când lucrați la instalații cu vid, nu este recomandat să folosiți ceară de turnare cu un diametru mai mic de 3,5 mm pentru a construi canalele de deschidere și colectorul.

O- Sârmă de ceară;
B- Dacă este turnat un pod extins sau un număr mare de obiecte individuale, atunci colectorul este realizat sub formă de arc. Acest lucru vă permite să creați condiții de temperatură egale pentru toate obiectele turnate.
ÎN- La turnarea unui pod, partea sa intermediară necesită mai mult metal. Prin urmare, este necesar să proiectați colectorul în așa fel încât volumul său în punctul în care este conectată partea intermediară să corespundă volumului său.

Hrănitori— canale care leagă colectorul de obiectul turnat. Uniformitatea turnării depinde în mare măsură de dimensiunea alimentatoarelor. Atunci când alegeți dimensiunea alimentatorului, este necesar să rețineți că prin acesta nu numai topitura intră în cavitatea de turnare, ci și aerul rezidual iese din aceasta. Este necesar ca alimentatorul dintre colector și cavitatea de turnare să fie dimensionat pentru a facilita schimbul normal de aer. În plus, pentru a asigura un schimb eficient de gaz, se recomandă conectarea alimentatoarelor la obiectul turnat la un unghi de 45°.

Hrănitoarele ar trebui să fie întotdeauna atașate la cea mai groasă parte a turnării pentru a ajuta la combaterea contracției. Piesele turnate deosebit de mari pot necesita alimentatoare multiple pentru a introduce metal în cavitățile obiectului de turnare.

Dimensiunile geometrice ale alimentatoarelor depind de tipul și dimensiunea obiectului turnat.
1 - Coroana cu o grosime usoara a peretelui. Diametrul canalului este de 2,5 mm.
2 - Coroana cu grosime semnificativa a peretelui. Diametrul canalului este de 3 mm.
3 - Element intermediar. Diametrul canalului este de 3,5 mm.
4 - Coroană mare cu grosime semnificativă a peretelui. Două coloane cu diametrul de 2,5...3mm.
Lungimea alimentatoarelor este aleasă să fie de 2...5 mm.

Turnarea obiectelor— incrustații, coroane complete și parțiale, elemente intermediare, proteze de punte.

Principii generale de proiectare a sistemului de porți.

Un sistem de închidere proiectat corespunzător ar trebui să asigure umplerea rapidă și laminară (curgere lină, uniformă) a matriței de turnare la viteza necesară, alimentarea continuă cu metal topit la turnarea de solidificare și eliberarea gazelor din cavitatea matriței. Debitul materialului este important deoarece dacă topitura se mișcă prea încet, se poate răci înainte de a umple complet cavitatea de turnare.

Pentru a preveni natura turbulentă a curgerii topiturii, trebuie prevăzute tranziții moi între porți în direcția fluxului de metal lichid și dimensiuni adecvate ale elementelor sistemului de porți. Natura turbulentă (cu turbulență, furtunoasă) a mișcării topiturii de-a lungul canalelor de trecere nu contribuie la mișcarea optimă a jetului de topitură. Din acest motiv, nu se poate forma și umple imediat cavitatea. În acest caz, probabilitatea formării cavităților de contracție în turnare și eterogenitatea structurii cadrului protezei crește semnificativ.

Amplasarea elementelor sistemului de trecere în balon este cel mai important criteriu pentru asigurarea turnării de înaltă calitate.

Obiectele turnate trebuie mai întâi răciteși de aceea trebuie plasat în afara centrului termic al balonului. Se consideră corectă plasarea lor la o distanță minimă de suprafața laterală a balonului și fundul acestuia. În practică, de obicei este necesar să se mențină următoarele distanțe: 4...5 mm față de suprafața laterală a balonului și, respectiv, 4...5 mm față de fundul acestuia. Valorile mai mici ale acestor dimensiuni sunt limitate de rezistența mecanică a materialului balonului.

Canalele de deschidere și colectorul trebuie răcite ultimele.și, prin urmare, ar trebui să fie situat cât mai aproape de centrul termic al balonului. În mod ideal, colectorul ar trebui să fie situat la mijlocul înălțimii balonului, adică. în zona de temperatură maximă (centrul termic). În același timp, colectorul asigură că obiectele de turnare sunt alimentate cu topitură lichidă în stadiul de cristalizare a acestora, prevenind contracția necontrolată.

Pe baza condițiilor de mai sus pentru amplasarea colectorului, se determină lungimea canalelor de deschidere. Trebuie amintit că canalele prea lungi măresc traseul de topire, îi afectează fluxul și cresc cantitatea de aer rezidual din matriță. Luat împreună, acest lucru duce la un risc crescut de turnare de proastă calitate (de exemplu, scurgeri în părțile cele mai subțiri ale modelului de ceară).

Când se alimentează direct o turnare, este necesar să se asigure că în centrul termic al balonului există o secțiune de divergență a canalelor de colectare la obiectele de turnare.
Pentru a obține o turnare previzibilă, de înaltă calitate, a obiectelor cu parametri similari, este necesar să se țină cont de densitatea aliajului utilizat. Cu cât greutatea specifică este mai mică, cu atât diametrul canalelor de acces ar trebui să fie mai mare.

Pentru a obține turnări previzibile, de înaltă calitate, trebuie acordată o atenție deosebită selecției dimensiuni geometrice elemente ale sistemului de deschidere: canale de acces, distribuitor, alimentatoare. Această alegere este determinată de mulți factori: tipul sistemului de închidere (cu alimentare directă a turnării sau folosind un rezervor de turnare (colector)), dimensiunea obiectelor de turnare, tipul și cantitatea acestora.

V-am prezentat conceptele de bază care determină modul de construire a unui sistem de închidere care să îndeplinească cerințele turnării dentare de înaltă precizie. Tehnicile de implementare sunt discutate mai detaliat.
Pentru ca succesul tău în muncă să fie stabil și previzibil, desigur, materialul prezentat poate să nu fie suficient. Extrage cunoștințe din literatura de specialitate, analizează-ți realizările și greșelile. Acumulat experiență personală iar o înțelegere profundă a proceselor implicate în turnarea aliajelor dentare este baza abilității dumneavoastră.

Tipuri de sisteme de porți

LA categorie:

Turnătorie

Tipuri de sisteme de porți

Un sistem de blocare este un set de canale și rezervoare prin care metalul lichid dintr-o oală pătrunde în cavitatea matriței de turnare. Sistemul de gating are un impact semnificativ asupra calitatii turnaturilor; Dacă este proiectat incorect sau calculat incorect, poate cauza piese turnate defecte.

Elementele principale ale sistemului de porți sunt următoarele.

O pâlnie sau un vas este un rezervor conceput pentru a primi metalul lichid dintr-o oală, a reține parțial zgura (în vas) și a transfera metalul în coloană.

Un riser este un canal vertical (uneori înclinat) cu o secțiune rotundă, ovală sau altă secțiune transversală, conceput pentru a transfera metalul dintr-un vas (pâlnie) la alte elemente ale sistemului de închidere (captorul de zgură, alimentatoare).

Orez. 1. Elementele sistemului de porți

Pasajul de poartă, numit „capturator de zgură” pentru piese turnate din fier și un colector pentru piese turnate neferoase, este un canal orizontal conceput pentru a reține zgura și a transfera metalul de ridicare la alimentatoare.

Alimentatoarele (canale) sunt canale concepute pentru a transfera metalul direct în cavitatea matriței.

Orez. 2. Tipuri de sisteme de închidere: 1 - bol (pâlnie); 2 - ridicător; 3 - cursa poarta; 4 - alimentator; 5 - împingere; 6 - turnare

Sistemele de porți sunt împărțite în cinci tipuri principale:
1. Sistem de deschidere superior (Fig. 2, a). Hrănitoarele sunt furnizate fie în partea superioară a turnării, fie în profit sau sub profit.
2. Sistem de deschidere inferior sau sifon (Fig. 2, b). Hrănitoarele sunt aduse în partea inferioară a turnării.
3. Sistem de deschidere laterală (Fig. 2, c). Alimentatoarele sunt furnizate prin conectorul matriței.
4. Sistem de deschidere cu etaje (story) (Fig. 2, d). Alimentatoarele sunt conectate la turnare la mai multe niveluri. O variantă a sistemului de deschidere în etaje este sistemul de slot vertical (Fig. 2, e).
5. Sistem de protecție împotriva ploaielor.

Sistemul de turnare este selectat în funcție de tipul de metal, de designul turnării, de poziția acestuia în timpul turnării etc.

Ne străduim întotdeauna să ne asigurăm că, asigurând în același timp calitatea cerută a turnării, consumul de metal pentru sistemul de închidere este minim. Dacă această condiție este îndeplinită, randamentul turnării adecvate crește (raportul dintre consumul de metal pentru turnare și consumul total de metal, ținând cont de sistemul de trecere și de profituri).

Sistemul de deschidere superior este cel mai simplu ca design, ușor de implementat și necesită un consum redus de metal. Creează cele mai favorabile condiții pentru alimentarea turnării, adică. creează distribuția de temperatură necesară cristalizării direcționale - o creștere a temperaturii de la partea de jos a turnării până la vârf.

Cu toate acestea, sistemul de închidere superior are un dezavantaj semnificativ, și anume, atunci când un jet de metal cade de la o înălțime mare, forma este spălată și se formează blocaje; metalul se oxidează, stropește, iar numărul de incluziuni nemetalice din el crește. În plus, sistemul de închidere superior nu asigură reținerea zgurii. Prin urmare, este utilizat pentru piese turnate mici de masă mică, configurație simplă, cu grosime mică și medie a peretelui.

Sistemul de deschidere inferior (sifon) asigură umplerea lină a matriței, eliminând riscul de spălare a pereților și de a provoca blocaje. Cu toate acestea, aportul mai mic de metal creează o distribuție nefavorabilă a temperaturii pe întregul volum al metalului turnat (deoarece metalul fierbinte vine de jos) și contribuie la dezvoltarea încălzirii locale și a tensiunilor interne.

Sistemul de blocare cu sifon este dificil de fabricat și necesită un consum crescut de metal este de obicei utilizat pentru turnări medii și grele de înălțime considerabilă și grosime mare a peretelui.

Alimentarea cu metal printr-o îmbinare este una dintre cele mai comune metode de umplere a matrițelor pentru diverse piese turnate, în special piese turnate al căror plan de simetrie coincide cu planul de despărțire a matriței.

Sistemul de închidere laterală, în timp ce reduce (comparativ cu partea de sus) înălțimea căderii metalului și posibilitatea distrugerii mucegaiului, înrăutățește în același timp condițiile de cristalizare și crește consumul de metal. Se foloseste la turnari de inaltime mica, greutate medie, dimensiuni mari; utilizat pe scară largă în fabricarea matrițelor de mașini.

Sistemul de blocare în etaje este utilizat pentru turnări mari și grele. Oferă o alimentare mai bună pentru turnare decât un sistem de blocare cu sifon. Nivelurile sistemului trebuie să introducă metal în cavitatea matriței succesiv, de jos în sus. Sistemul de deschidere pe niveluri este cel mai dificil de implementat și necesită cel mai mare consum de metal. Sistemul de deschidere cu fantă verticală, care asigură umplerea lină a matriței, menținând în același timp direcția de solidificare, este utilizat pentru turnarea aliajelor neferoase.

Sistemul de protecție împotriva ploaielor este utilizat în principal pentru turnările cilindrice. Metalul din coloană intră în colectorul inel, din care, prin alimentatoare situate în jurul circumferinței la o distanță egală unul de celălalt, umple uniform cavitatea matriței situată dedesubt în fluxuri subțiri. Metalul nu trebuie să stropească, deoarece picăturile de metal se întăresc rapid, se oxidează și nu se sudează cu metalul de bază, formând defecte în piese turnate numite matci,

Pe lângă alegerea tipului de sistem de porți, mare valoare are o locație de alegere pentru alimentarea cu alimentatoare pentru turnare. În funcție de proprietățile aliajului, de proiectarea turnării (dimensiunile de gabarit, grosimea peretelui), atunci când furnizează metal, aceștia se străduiesc să asigure fie solidificarea direcțională, fie răcirea uniformă simultană a diferitelor părți ale turnării.

Pentru piese turnate cu pereți groși, unități masive, predispuse la formarea de cavități de contracție, este necesar să se creeze condiții pentru cristalizarea direcționată. Acest lucru se realizează nu numai prin amplasarea corespunzătoare a turnării în matriță, când părțile mai masive sunt situate deasupra celor subțiri, ci și prin furnizarea adecvată de metal a părților cele mai masive ale turnării. Acest aport de metal sporește efectul solidificării direcționale. Prin urmare, oțelul, care are o contracție mare și fluiditate redusă, este adus în secțiunea groasă de sub profit pentru a încălzi matrița în apropierea profitului și pentru a îmbunătăți nutriția turnării de solidificare. Folosit și la fabricarea pieselor turnate din bronzuri speciale, alamă și unele aliaje de aluminiu. Uneori, oțelul este turnat direct prin profit.

Cu toate acestea, dacă, din cauza unei diferențe excesiv de mari în ratele de răcire ale părților individuale ale turnării, există pericolul de tensiuni și fisuri, atunci pentru a reduce diferența de viteze de răcire, metalul este adus în părți mai puțin masive ale turnării. .

Solidificarea și răcirea simultană și uniformă a turnării se realizează prin alimentarea cu metal a părților subțiri ale turnării și aranjarea adecvată a alimentatoarelor, asigurând umplerea simetrică și uniformă a matriței. Acest lucru reduce riscul de tensiuni interne, deformare și fisuri. O sursă similară de metal este utilizată la fabricarea pieselor turnate lungi cu pereți de grosimi diferite.

Sistemele de blocare conice captează mai bine zgura, reduc injecția de aer și măresc viteza liniară de trecere a metalului prin canalele sistemului de blocare. Sunt utilizate la turnarea aliajelor care nu sunt predispuse la oxidare și formează pelicule slabe de oxid.

Sistemele de deschidere extinse reduc viteza de mișcare a metalului și asigură umplerea lină a cavității matriței fără oxidarea metalului. Sunt utilizate la turnarea aliajelor care sunt predispuse la oxidare și formează pelicule puternice de oxid.

Sistemul de gating este un sistem de canale și elemente de matriță pentru alimentarea cu metal topit în cavitatea matriței, asigurând umplerea acestuia și alimentarea turnării în timpul solidificării. În turnarea oțelului, se folosește un sistem de închidere, constând în cea mai simplă versiune a următoarelor elemente (Fig. 7.7): pâlnie de deschidere 1, colț 2, sump 3, pasaj de deschidere 4, alimentator 5 și profit 7. În versiunile mai complexe, acesta poate include, de asemenea, un suport de retur 8, un alimentator cu fantă 9 și un flux de evacuare 10.

Pâlnie de beton conceput pentru a primi metalul topit dintr-o oală de turnare și a-l direcționa către coloană. Are forma unui trunchi de con cu o „bază” mare în vârf.

Riser este un canal vertical sau înclinat pentru alimentarea cu metal topit din pâlnia de deschidere către alte elemente ale sistemului de închidere sau direct în cavitatea matriței.

Lovitură de poartă- acesta este un canal de distribuție orizontal conceput pentru a furniza metal topit de la coloană la alimentatoare. La turnarea topiturii în matrițe din oalele rotative, pasajul de trecere, pe lângă funcția de distribuție, trebuie să servească și ca un colector de zgură.

Sump- aceasta este o locașă sub coloană, concepută pentru a slăbi efectul eroziv asupra formei fluxului de metal lichid în cădere la începutul umplerii coloanei.

Hrănitor este un canal pentru alimentarea metalului topit de la trecerea porții către cavitatea matriței de turnare.

Vypor- acesta este un canal pentru îndepărtarea gazelor din matriță și controlul umplerii acesteia cu metal topit. Se efectuează deasupra punctului superior al cavității de turnare atunci când nu există niciun profit deasupra acesteia, precum și peste profituri închise.

Profit ca element al sistemului de porți este discutat în secțiunea 7.1.

Sistemul de blocare poate conține în plus un filtru pentru curățarea topiturii de zgură și particule de nisip, precum și incluziuni nemetalice. Filtrul este o inserție din material refractar sub formă de plasă, strat de granule, tijă cu canale subțiri sau ceramică cu macropori. Oferă aspră sau curatare fina se topesc în funcție de dimensiunea canalelor de filtrare. În plus, filtrele oferă rezistență hidraulică suplimentară și fac posibilă reducerea debitului de metal topit prin canalele sistemului de deschidere.

Cerințe pentru sistemele de porți

Sistemului de porți sunt impuse o serie de cerințe, datorită necesității de a obține piese turnate de înaltă calitate la cel mai mic cost al resurselor de energie, materiale și forță de muncă.

Sistemul de porți trebuie să:

1) asigurați completarea rapidă, dar calmă a formularului. Completarea rapidă este necesară pentru a vă asigura că formularul este completat complet. Umplerea lentă poate provoca formarea unor astfel de defecte în piese turnate, cum ar fi umplerea insuficientă, non-ardezia și lipirea (datorită începerii solidificării topiturii înainte de umplerea completă a matriței), precum și ciupirea (ca urmare a expunerii prelungite la căldură). radiaţia oţelului lichid pe pereţii superiori ai matriţei). Umplerea defectuoasă a matriței este, de asemenea, nedorită, deoarece provoacă o deficiență crescută a pieselor turnate din cauza peliculelor și găurilor de gaz (datorită captării aerului de către fluxul de oțel lichid) și blocajelor (datorită eroziunii pereților matriței și a miezului de către un jet de metal lichid);

2) să fie economic în ceea ce privește consumul de metal. In turnarea otelului, sistemul de gating consuma pana la 40-60% din metalul lichid turnat in matrita. Prin urmare, reducerea consumului de metal pentru sistemul de gating este un factor important în reducerea costului de fabricație a pieselor turnate;

3) să fie avansat tehnologic, adică simplu în design, convenabil pentru turnare, compact (ocupă puțin spațiu în matriță) și ușor de separat de turnare;

4) asigură curățarea metalului lichid de particulele de zgură și nisip, precum și de incluziuni nemetalice. Dacă este necesar să se prevină pătrunderea particulelor de nisip și zgură în turnare, trecerea de trecere este folosită ca un colector de zgură. Și dacă este necesar, oferiți mai mult grad înalt pentru curățarea oțelului lichid se folosesc filtre, care se instalează la joncțiunea colțului cu pasajul porții sau la joncțiunile pasajului porții cu alimentatoarele;

5) promovează solidificarea consecventă a diferitelor părți ale turnării spre profit. Pentru a face acest lucru, alimentarea cu metal a turnării este efectuată în partea sa masivă și departe de locația frigiderelor;

6) favorizează dispersia tensiunilor termice și nu împiedică contracția liniară a turnării. În caz contrar, concentrarea tensiunilor interne poate duce la formarea de fisuri în piese turnate;

7) asigura eliminarea gazelor din tije. Pentru a face acest lucru, în primul rând, nu ar trebui să blocheze conducta de ventilație în partea de semn a tijei. În caz contrar, piesele turnate vor fi afectate de defecte sub formă de găuri de gaz.

Setul de cerințe care trebuie îndeplinite este determinat de proiectarea pieselor turnate, precum și de nivelul și lista de cerințe impuse acestora. Piesele turnate care nu au cerințe ridicate se obțin cu o cantitate minimă. În consecință, piesele turnate, care sunt supuse unor cerințe crescute, sunt produse cu numărul maxim de acestea. Astfel, îndeplinirea primelor trei cerințe este importantă în fabricarea oricăror piese turnate din oțel. Dacă turnarea este supusă unor cerințe crescute pentru contaminarea cu incluziuni nemetalice, atunci la primele trei trebuie adăugată o a patra cerință. Cea de-a cincea cerință trebuie îndeplinită în toate cazurile de fabricare a pieselor turnate, atunci când în ele este posibilă formarea de cavități de contracție și nu sunt permise porozitatea și slăbirea de contracție. Dacă turnarea este predispusă la fisurare, atunci îndeplinirea celei de-a șasea cerințe devine relevantă.

Producția de piese turnate poate reduce semnificativ costurile cu forța de muncă pentru prelucrarea pieselor și îndepărtarea excesului de material. Sistemul de gating este folosit pentru a transporta topitura de la oala la matrita. Umple uniform golurile și garantează cristalizarea metalului fără formarea de stres. Sistemul de deschidere este un design complex de canale care reglează viteza și presiunea topiturii. Configurația sa promovează plutirea zgurii în profit.

Când turnarea este îndepărtată de pe nisip, LS pare dur. Dă impresia de exces de metal în jurul piesei. De fapt, aerul este îndepărtat prin părțile sistemului de alimentare cu porți în timpul procesului de turnare și zgura este separată, iar contracția în timpul răcirii este alimentată de metal. LPS reglează presiunea pentru a umple toate elementele piesei de prelucrat. Ca rezultat al calculului corect, structura turnării rezultată este densă și uniformă pe întreaga secțiune transversală.

Scopul sistemului

Transportul topiturii lichide fără distrugerea pereților, umplerea uniformă a cavității matriței la o viteză constantă este considerată scopul sistemului de închidere. În același timp, un labirint de pasaje de la ascensoare, alimentatoare și profituri:

• separă zgura de metal;
• nu permite trecerea aerului și îl separă;
• elimină gazele acumulate;
• reglează cristalizarea;
• hrănește mucegaiul pe măsură ce se răcește.

Forma pieselor sistemului de blocare previne contactul suprafeței turnării de răcire cu aerul, asigurând o răcire uniformă fără zone de tranziție și locuri de cristalizare rapidă.

Producția de turnătorie include crearea contururilor pieselor fabricate cu pante tehnologice și toleranțe de prelucrare necesare. După aceasta, sistemul de alimentare – LPS – este realizat în matrițe. Se calculează ținând cont de umplerea uniformă a întregului gol pe baza formei părții viitoare și a grosimii pereților acesteia.

Locația și tipul sistemului de deschidere sunt selectate în funcție de configurația piesei de prelucrat și de dimensiunile acesteia. Metalul trebuie sa umple intregul spatiu uniform, cu aceeasi viteza, fara a distruge peretii interiori ai matritei.

Elemente de bază

Sistemul de porți este o structură complexă cu mai multe elemente. Fiecare detaliu își joacă rolul și este imposibil de îndepărtat.

Elementele sistemului de porți includ:

• con exterior;
• ridicător conic vertical;
• alimentator;
• Poartă.

Metalul lichid cade din oală într-un bol - o pâlnie inversată în formă de con. Este mai ușor să introduceți un jet de metal lichid în partea exterioară largă a conului decât într-un canal îngust. În același timp, aerul care însoțește pârâul este strâns în sus și nu pătrunde înăuntru. Vasul de colectare este utilizat în toate modelele de sisteme de turnare. Mărimea conului este selectată în funcție de dimensiunea turnării și greutatea acestuia. Conul exterior reglează viteza de mișcare a topiturii de-a lungul sistemului de închidere și timpul de turnare.

Lichidul greu se precipită pe coloana îngustă, reducând viteza de mișcare. Indiferent de direcția conului, secțiunea transversală a ridicătorului este semnificativ mai mică decât cea a pâlniei.

Sub montant există o mică expansiune conică și o adâncitură - un bazin care previne stropirea. Metalul lichid se adună în el și stinge energia curentului, similar unui rezervor sub o cascadă. Dacă jetul cade pe o suprafață tare a matriței, îl va rupe. Micile stropi se vor întări rapid, formând cavități și discontinuități în masa totală a materialului.

Din bazin, lichidul curge de jos în sus, curgând în pasajul porții și împingând zgura la suprafață. Acest lucru vă permite să reduceți lungimea curselor și să utilizați rațional metalul.

Mișcările de poartă sunt făcute întotdeauna în planul de despărțire. Au o secțiune transversală trapezoidală și împart debitul total în mai multe, distribuându-l uniform pe alimentatoare pe toată lungimea.

În LPS, alimentatoarele sunt ultimul dintre elementele sale. Ele sunt distribuite pe întreaga zonă a conectorului și umple uniform golul viitoarei turnări.

Cu excepţia sistemul alimentarîn partea superioară a detaliilor sunt instalate: profit și impuls. Primul servește la acumularea de zgură și la contracția furajului. Când este răcită, piesa scade în dimensiune, se lasă, iar metalul completează nivelul din profit. Valoarea profitului depinde de configurația și zona turnării. De exemplu, volantul este inundat. Axa sa este poziționată vertical. Un profit este instalat deasupra butucului dacă piesa este de până la 0,5 tone. Pentru dimensiuni mai mari, de-a lungul marginii se realizează și conuri pentru zgură.

Prin orificiul de ventilație situat în partea superioară a matriței, gazele scapă în exterior, care totuși au intrat în interiorul matriței și s-au ridicat în sus. Este permisă combinarea impulsului cu profitul central.

După răcirea completă, piesa este scoasă din matriță și se efectuează tăierea - toate alimentatoarele și profiturile sunt tăiate cu un autogen sau un ciocan-pilot. Lungimea secțiunii rămase depinde de calitatea oțelului. Pentru oțelurile înalt aliate este de 80–150 mm și este îndepărtat în final prin prelucrare mecanică după recoacere. Otelurile inalt aliate si fonta sunt recoapte impreuna cu sistemul de gating sau doar marginile si numai dupa aceasta se face taierea. Tratamentul termic se face imediat după îndepărtarea turnării din amestec pentru a elibera stresul și pentru a reduce duritatea.

Metodele de calcul al sistemului de blocare se bazează pe viteza de umplere completă a matriței. Ele determină, în primul rând, secțiunea transversală a alimentatoarelor și numărul acestora. Calculele se bazează pe formule hidraulice și pe înălțimea ridicătorilor care creează presiune. Pentru fontă și oțel de diferite grade, raportul dintre suprafețele alimentatoarelor, ascensoarelor și ascensoarelor este diferit, în funcție de fluiditatea materialului și de grosimea peretelui. În plus, în formulă este introdus un factor de corecție, a cărui valoare depinde de greutatea turnării.

Tipuri de sisteme

Tipul LPS este definit ca opțiunea optimă între umplerea rapidă și uniformă a matriței și pierderea minimă de metal în canale. Utilizare diverse tipuri sisteme

Designul depinde în mare măsură de marca materialului. Pentru piese mici din metale neferoase și fontă de până la 20 kg se realizează turnare prin injecție. Principiul său este de a umple prima parte a matriței cu metal lichid, apoi rapid, sub presiune ridicată, presați topitura în a doua jumătate, care este forma directă a piesei. Cristalizare rapidă folosind un sistem de răcire și după câteva secunde turnarea este îndepărtată.

Costul ridicat al unei matrițe, de până la 100.000 USD și timpul de producție de 2-3 luni fac ca turnările individuale să fie incredibil de scumpe. Este rentabil să folosiți matrițe sub presiune cu o productivitate de 10-50 de piese turnate pe oră în producția de masă.

Metoda distructivă - turnarea aluminiului în nisip folosind modele de ceară pierdută, vă permite să topiți produse cu configurații complexe.

Particularitatea este de a crea o copie exactă a piesei din ceară sau alt material cu topire scăzută și de a o plasa în nisip cu un canal de alimentare. Turnarea se efectuează pe verticală, fără pierderi de metal în LPS. Diferit un număr mare orificii de aerisire prin care iese gaz din modelul ars.

Pentru produsele din oțel și fontă cu o greutate mai mare de 50 kg, se utilizează în principal un sistem de deschidere orizontală, un design mai convenabil pentru alinierea cu conectorii. Designul alimentatorului vertical este potrivit pentru aliaje neferoase și metale cu temperatură ridicată topituri care se toarnă. Tipurile de sisteme de blocare și calcule sunt influențate de caracteristicile piesei:

• greutate;
• raportul dintre lungime și lățime;
• grosimea peretelui;
• complexitatea configurației.

Tipurile de structuri de poartă se disting prin direcția de turnare: verticală pentru piese joase cu o suprafață mare și orizontală dacă înălțimea turnării este mai mare decât lățimea.

Prin metoda de aprovizionare

Topiturile pot fi furnizate LPS la diferite niveluri:

• mai sus;
• lateral;
• de mai jos;
• verticală în înălțime;
• combinate în mai multe rânduri.

Tipurile de LPS se disting în funcție de metoda de aranjare a alimentatoarelor.

Superior

Cu sistemul de sus, alimentatoarele sunt la nivel cu porțile. Această metodă este folosită cel mai adesea pentru a produce piese turnate din fontă cu pereți subțiri. Metalul este turnat de sus. Într-o configurație complexă, curge de-a lungul jumperiilor inferioare spre cealaltă parte a formei de la bol și ridicător. Pentru ca umplerea să se realizeze rapid, cu punți subțiri pe partea laterală a ridicătorului, se face o îngroșare în formă. Este îndepărtat atunci când este prelucrat pe o mașină.

Sistemul de închidere superior este cel mai simplu de implementat și se caracterizează prin umplerea directă rapidă a matriței cu metal. Conduce la cristalizarea uniformă și la un consum minim de material pentru umplerea canalelor de alimentare. La eliminări, turnarea se eliberează cu ușurință de nisipul de turnare.

Un dezavantaj caracteristic este descărcarea în cascadă a metalului lichid. Acest lucru duce la captarea aerului și amestecarea metalului cu zgura. Ca rezultat al curgerii active, se formează spumă. Zgura este reținută în colector fără a părăsi poarta. Topitura cade în matriță de la o înălțime mare și bazinul nu împiedică distrugerea pereților, fundului formei și a tijelor de jetul fierbinte. Se vor forma stropi.

Dezavantajele sistemului de închidere superior sunt eliminate prin tăierea sau înclinarea matriței. Umplerea de sus este utilizată pentru piesele cu înălțimea mai mică de 100 mm.

Pentru piesele goale cu pereți subțiri, se utilizează un sistem de ploaie - un tip superior. Alimentatoarele sunt instalate de-a lungul perimetrului de sus și umplu uniform turnarea. Cristalizarea are loc de jos în sus, contracția materialului este compensată direct de la alimentatoare. La turnarea pieselor masive, sistemul de ploaie este combinat cu sprue.

Mai jos

Metalul topit este alimentat prin alimentatoare în partea inferioară a matriței. Presiunea este creată de un bol montat înalt și de niște coloane lungi cu un con inversat - îngustate spre partea de jos. Forma se umple de jos uniform, fără oxidare sau spumare. Incluziunile nemetalice sunt reținute fără a pătrunde în metalul de bază. Intrând de jos, prin canalele de deschidere, topitura deplasează aerul, gazele și zgura în flux.

Dezavantajul designului de deschidere este supraîncălzirea părții inferioare a matriței și contracția mare în timpul cristalizării. Acest lucru este vizibil în special pe metalele neferoase, aliajele acestora și fonta. Cavitățile de contracție pot fi coborâte în corpul principal al piesei. În oțelurile înalt aliate, zonele de tensiune de tranziție se formează atunci când partea inferioară este supraîncălzită și partea superioară este răcită rapid.

Calculul sistemului de blocare pentru aluminiu cu conductivitate termică ridicată include un sistem de răcire și metal suplimentar pentru a compensa contracția, înălțimea crescută a porților și alimentatoare.

Lateral

Sistem de deschidere ușor de utilizat. Părțile sale sunt în mare parte situate în planul conectorului. Topitura umple partea superioară a turnării de jos și curge în jos de sus. Pereții nu sunt distruși, nu se formează spumă. Umplerea are loc fără probleme, calm pe toată lățimea golului.

O variantă a turnării laterale este sistemul de deschidere verticală a fantelor, utilizat pentru producția de piese de înălțime mare. În ea, alimentatoarele sunt situate pe lateral, vertical de-a lungul axei piesei. Sistemul este potrivit pentru piese turnate cu secțiuni transversale variabile, pereți subțiri și tranziții ascuțite. Topitura se introduce calm si umple bine matrita. Zgura și particulele de amestec de nisip sunt separate în colector. Procesul de cristalizare se desfășoară uniform, de jos în sus.

Punctul slab al designului slotului vertical este spumarea lichidului fierbinte în momentul inițial al turnării. În zonele din apropierea alimentatoarelor, pot apărea supraîncălzirea și contracția metalului. Sistemul de deschidere verticală a fantelor este dificil de prelucrat, demulat și îndepărtat.

Paragate

Piesele mari sunt umplute simultan cu două sau mai multe linii de alimentare. Acestea sunt așezate orizontal sau vertical în planul de despărțire, crescând numărul de secțiuni ale matriței. Metalul curge în matriță de jos și de sus, umplând uniform un volum mare. Procesul de cristalizare are loc pe întregul volum.

Dacă sistemul pe niveluri este amplasat orizontal, calculul se face cu factori de corecție care țin cont de umplerea mai rapidă a golului prin alimentatoarele inferioare cu presiune ridicată. Viteza de mișcare a topiturii este egalizată prin reducerea secțiunii transversale a alimentatoarelor inferioare.

Cu un sistem de deschidere pe niveluri, metalul curge uniform în diferite planuri. Riscul de a crea zone de tranziție în timpul cristalizării este redus. Contracția are loc lent, golurile fiind umplute cu topitură.

Pentru părțile înalte, alimentatoarele sunt plasate vertical în 2 linii. Metalul este furnizat prin coloane de dedesubt. Umplerea este uniformă și silențioasă, fără captarea aerului. Gazele și zgura cresc în sus împreună cu metalul de bază, umplând profitul.

Combinate

Combinarea mai multor tipuri de structuri de poartă într-un singur design vă permite să compensați dezavantajele unora cu avantajele altora. Astfel de sisteme sunt create prin turnarea pieselor cu o masă mare și configurație complexă în matrițe de nisip. Dacă piesa are o secțiune transversală mai mare la margini decât la mijloc, liniile sunt furnizate alimentatoare dimensiunile cele mai mari. Ca urmare, elementele cu mase mai mari sunt umplute. Apoi mijlocul este umplut. Cristalizarea începe de-a lungul perimetrului simultan în toate părțile turnării.

Configurațiile complexe necesită fluxul simultan de topitură în toate elementele conectate prin partiții subțiri. Combinarea structurilor de poartă permite metalului să curgă simultan în toate locurile.

Cu cât greutatea piesei este mai mică, cu atât sistemul de deschidere este mai simplu. Pentru piese turnate mari, cu un număr mare de tranziții, sunt instalate sisteme de porți etate și combinate. Designul este simplificat prin combinarea elementelor sale. De exemplu, descărcarea și profitul, turnarea prin rezervoare de zgură.

Ați putea fi interesat și de următoarele articole:

Tipuri de turnare a metalelor și aliajelor