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    生产铸钢铸件采用水射法的工艺优化方案

    类别:行业动态   发布时间:2020-03-09 17:17:12   浏览:

       1铸件平面射流设备概述

      液体微滴由于外表张力的作用会缩短成球形。水射法出产工艺便是依据这一原理进行的。外部水流经高压水泵加压后喷射出来,将金属流破碎成颗粒状液滴,金属液滴在飞翔进程中,由于外表张力的作用而变成球形,最终落入水中冷却,凝结。水喷法操控的喷射压力为0.07~0.25MPa。

      实践出产中水射法所选用的平面射流设备,在水池一端放置一个浇包,浇包底部设备一个出液槽,出液槽向下倾斜约为15°,浇包底部距离水面的高度约为1500mm.射水设备经过焊接设备在圆形水管上,安顿倾角为15°,与出液槽的笔直距离约520mm.浇包中的金属液以自重经过出液槽流出,受水流冲击成丸散落水中。

      2铸件钢丸形成缺点机理

      SEM检测结果表明,钢丸内孔洞可分为气孔和缩孔。经过计算发现,钢丸的粒径尺度以小于2.5mm为主,随粒径的增大,空心率全体上呈上升走势;随浇注时刻的推移,所浇注的钢丸空心率也显着高于浇注初期钢丸的空心率。

      在浇注进程中,金属液滴在水流的冲击作用下,500浇包180 400 230金属液出口15°520 1500 10°~15°射水出口由外至内敏捷冷却,当液滴内部的金属液不足以弥补钢丸的液态缩短和凝结缩短时,就会发生或大或小的孔洞。液滴在水流的冲击下,会发生旋转,使液滴外表各部分都与水流充沛触摸,使得液滴外表温度均衡,则液滴由外至内的凝结速度均衡,这样液体缩短和凝结缩短就会使钢丸中心部位呈现一个或几个相对较大的孔洞,也便是缩孔。由于并不是每一滴金属液滴都能与水流充沛触摸,触摸不充沛的液滴内会形成温度梯度,液滴各部分由外至内的凝结速度不尽相同,就容易形成较多小的孔洞,或涣散散布,或连成一片,这便是缩松。

      3铸件工艺剖析

      粒径在2.0mm左右的钢丸实践应用范围最广且缺点率低,运用作用好。怎么对金属液流进行均匀高程度的涣散以及使得粒径在2.0mm左右的钢丸所占份额添加成为进步出产功率的关键。

      3.1金属液出口截面形状剖析

      截面形状为边长为100 mm的正方形开口设备。由于金属液为粘性流体,黏度大,因而,出液槽的形状与其流速的散布联系密切。

      金属液经方形喷嘴流出后,下落进程中受外表张力的作用,自由外表为一曲面,横截面逐步变成圆形(或椭圆)。金属液与水流的最佳作用联系应该是水流中心处的速度值最大,两侧略低,这样,二者之间的作用作用才是最佳,对金属液的中心区域才能进行充沛的破坏。

      水的物理特性与理想流体类似,其黏度值较小,圆管边缘的流体速度尽管会有一些下降,但是这种减小是非常弱小的,也仅仅限于很薄的流体层内,因而,整个截面上的速度散布基本上是均匀的。

      3.2金属液出口横截面形状的改善

      在现有工艺基础上,归纳考虑金属液与水流之间的相互作用,从减小工作量的基础上剖析。金属液出口的修改方案确认如下:坚持射水口形状以及出水视点不变,对金属液流出的视点和截面进行调整。改变后的出液槽截面尺度为长100mm,宽20mm,这样使流出的金属液具有较小的厚度,在流出的一段距离内坚持为矩形,与水射界面匹配,优化破坏作用。

      3.3水流与金属液流的取向联系剖析

      金属液流出浇包的水平速度约为2.8m/s,水流速度约为7m/s,轨道近似为直线,归纳考虑金属液的下落高度,与液流的实践交汇点应为M点。两者的作用视点约为50°,剖析液流的受力联系,当二者互相笔直时作用力最大,破坏作用最佳。在原有基础上,调整出水口视点,使二者的作用点为N,作用视点挨近90°,水流与金属液为笔直的作用状态。

      4出产试验

      4.1试验条件

      相关工艺参数如下:共浇注3炉次,钢水浇注温度为1550~1570℃,射水设备向上倾斜的视点约为10~15°,水流速度约为7m/s,金属液流出速度2.8m/s.

      4.2结果剖析

      在钢液浇注进程中,从水池同一方位(距出液口距离约2.0m)每距离约3min从水池内取样一次,经枯燥处理后,记载钢丸总数。用孔径分别为1.0,1.4,2.0,2.36和3.35mm的筛子对其进行筛分,随后将钢丸用铁锤在铁板上砸碎,记载空心钢丸数(孔洞直径大于0.2mm的钢丸视为空心丸)。将具有孔洞缺点的钢丸制成样品,在Sirion200型热场发射扫描电子显微镜(SEM)下进行描摹调查。

      时刻距离约为3min.由图可知,3次浇注所得到的散布规律是类似的,表现为粒径尺度小于2.5mm的钢丸数量占钢丸总数的份额超越80%,直径大于3.3mm的钢丸数量所占份额较小。实践产品以直径小于2.5mm的钢丸为主,阐明试验中所挑选的工艺参数能够满足产品尺度的要求,显着进步了金属液的利用率。

      此外,发现跟着浇注时刻的延长,直径小于2.5mm钢丸所占份额呈现减小的趋势,即出产初期高压水流对金属液的破碎作用显着优于后期,在浇注后期都呈现空心率添加的趋势,这是由于跟着浇注进程的进行,中心浇包内的金属液将发生一定的热量丢失。跟着金属液浇注温度的下降,其粘度逐步增大,在水流参数(水压,流速和流量等)不变的情况下,导致水流对金属液的破碎作用逐步下降。能够看出,尺度较大的钢丸主要发生于浇注进程的晚期,而较大粒径的钢丸发生空心的几率相对较高。

      5定论

      经工艺优化后,钢丸在浇注同期空心缺点有所下降,实践出产应用范围最广的粒径准2.0mm左右的钢丸所占份额更大,进步了出产功率,这表明工艺优化措施有效可行。

    生产铸钢铸件采用水射法的工艺优化方案(图1)

    生产铸钢铸件采用水射法的工艺优化方案(图2)

    生产铸钢铸件采用水射法的工艺优化方案(图3)


     

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