밸브 본체의 주조는 밸브 제조 공정의 중요한 부분이며 밸브 주조의 품질이 밸브의 품질을 결정합니다. 다음은 밸브 산업에서 일반적으로 사용되는 몇 가지 주조 공정 방법을 소개합니다.
모래 주조:
밸브 산업에서 일반적으로 사용되는 모래 주조는 다양한 바인더에 따라 생사, 건조 모래, 물유리 모래 및 푸란 수지 자체 경화 모래로 나눌 수 있습니다.
(1) 그린샌드는 벤토나이트를 바인더로 사용하는 성형공정이다.
그 특성은 다음과 같습니다:완성된 모래 주형은 건조하거나 경화할 필요가 없으며, 모래 주형은 일정한 습윤 강도를 가지며, 모래 코어와 주형 껍질의 수율이 좋아 주물을 쉽게 청소하고 흔들 수 있습니다. 성형 생산 효율이 높고 생산주기가 짧으며 재료비가 낮고 조립 라인 생산을 구성하는 것이 편리합니다.
단점은 다음과 같습니다.주조품은 기공, 모래 혼입물, 모래 부착 등의 결함이 발생하기 쉽고 주조품의 품질, 특히 본질적인 품질이 이상적이지 않습니다.
주강용 생사 비율 및 성능표:
(2) 건사(Dry sand)는 점토를 바인더로 사용하여 성형하는 공정이다. 약간의 벤토나이트를 추가하면 습윤 강도가 향상될 수 있습니다.
그 특성은 다음과 같습니다:모래 주형은 건조가 필요하고 공기 투과성이 좋으며 모래 세척, 모래 고착 및 기공과 같은 결함이 발생하기 쉽지 않으며 주조의 고유 품질이 좋습니다.
단점은 다음과 같습니다.모래 건조 장비가 필요하고 생산주기가 길다.
(3) 물유리모래는 물유리를 바인더로 사용하는 모델링 공정이다. 그 특징은 다음과 같습니다. 물유리는 CO2에 노출되면 자동으로 경화되는 기능이 있으며 모델링 및 코어 제작을 위한 가스 경화 방법의 다양한 장점을 가질 수 있지만 금형 쉘의 붕괴성 저하, 모래 청소의 어려움 등의 단점이 있습니다. 주물이 적고 오래된 모래의 재생률과 재활용률이 낮습니다.
물유리 CO2 경화 모래의 비율 및 성능표:
(4) 푸란수지 자기경화형 사형성형은 푸란수지를 바인더로 사용하는 주조공정이다. 주물사는 실온에서 경화제의 작용으로 결합제의 화학 반응으로 인해 응고됩니다. 모래주형을 건조할 필요가 없어 생산주기가 단축되고 에너지가 절약되는 것이 특징입니다. 수지 주물사는 성형하기 쉽고 붕괴성이 좋습니다. 주물의 주물사는 청소가 쉽습니다. 주물은 치수 정확도가 높고 표면 마감이 우수하여 주물의 품질을 크게 향상시킬 수 있습니다. 단점은 원사에 대한 높은 품질 요구 사항, 생산 현장에서 약간의 매운 냄새, 높은 수지 비용입니다.
푸란 수지 노베이크 샌드 혼합물의 비율 및 혼합 과정:
푸란 수지 자경사 혼합 공정: 수지 자경사를 만들려면 연속 모래 혼합기를 사용하는 것이 가장 좋습니다. 원사, 수지, 경화제 등을 순차적으로 첨가하고 빠르게 혼합합니다. 언제든지 혼합하여 사용할 수 있습니다.
수지사 혼합시 각종 원료를 첨가하는 순서는 다음과 같습니다.
원사+경화제(p-톨루엔술폰산 수용액) – (120~180S) – 수지+실란 – (60~90S) – 모래제조
(5) 전형적인 모래 주조 생산 공정:
정밀 주조:
최근 몇 년 동안 밸브 제조업체는 주물의 외관 품질과 치수 정확도에 점점 더 많은 관심을 기울이고 있습니다. 좋은 외관은 시장의 기본 요구 사항이기 때문에 가공의 첫 번째 단계에 대한 포지셔닝 벤치마크이기도 합니다.
밸브산업에서 일반적으로 사용되는 정밀주조는 인베스트먼트 주조(Investment Casting)이며, 이를 간단히 소개하면 다음과 같습니다.
(1) 용액 주조의 두 가지 공정 방법:
①저온 왁스 기반 성형재료(스테아르산+파라핀), 저압 왁스 주입, 물유리 쉘, 열수 탈랍, 대기 용융 및 주입 공정을 사용하며 주로 일반 품질 요구 사항을 충족하는 탄소강 및 저합금강 주물에 사용됩니다. , 주조품의 치수 정확도는 국가 표준 CT7~9에 도달할 수 있습니다.
② 중온 수지 기반 금형 재료, 고압 왁스 주입, 실리카 졸 금형 쉘, 증기 탈랍, 급속 대기 또는 진공 용융 주조 공정을 사용하여 주조물의 치수 정확도가 CT4-6 정밀 주조에 도달할 수 있습니다.
(2) 매몰 주조의 일반적인 공정 흐름:
(3) 매몰주조의 특징:
①주물은 치수 정확도가 높고 표면이 매끄럽고 외관 품질이 좋습니다.
② 다른 공정으로는 가공하기 어려운 복잡한 구조와 형상의 부품도 주조 가능합니다.
③ 주조재료는 제한되지 않고, 탄소강, 스테인레스강, 합금강, 알루미늄합금, 내열합금, 귀금속 등 다양한 합금재료, 특히 단조, 용접, 절단이 어려운 합금재료.
④ 생산 유연성이 좋고 적응성이 뛰어납니다. 대량생산이 가능하며, 단품이나 소량생산에도 적합합니다.
⑤ 매몰 주조에는 번거로운 공정 흐름과 긴 생산 주기 등 특정 제한 사항도 있습니다. 사용할 수 있는 주조 기술이 제한되어 있기 때문에 압력을 견디는 얇은 쉘 밸브 주물을 주조하는 데 사용할 때 압력을 견디는 용량이 매우 높을 수 없습니다.
주조 결함 분석
모든 주조품에는 내부 결함이 있으며, 이러한 결함의 존재는 주조품의 내부 품질에 큰 숨겨진 위험을 가져오며, 생산 공정에서 이러한 결함을 제거하기 위한 용접 수리도 생산 공정에 큰 부담을 가져옵니다. 특히 밸브는 압력과 온도에 견딜 수 있는 얇은 껍질의 주물이므로 내부 구조의 콤팩트함이 매우 중요합니다. 따라서 주조품의 내부결함은 주조품의 품질에 영향을 미치는 결정적인 요인이 된다.
밸브 주물의 내부 결함에는 주로 기공, 슬래그 함유물, 수축 기공 및 균열이 포함됩니다.
(1) 모공:기공은 기체에 의해 생성되며, 기공의 표면은 매끄러우며, 주물의 내부 또는 표면 부근에 생성되며, 그 모양은 대부분 원형 또는 장방형이다.
기공을 생성하는 주요 가스 공급원은 다음과 같습니다.
① 주물이 응고되는 과정에서 금속에 용해되어 있는 질소와 수소가 금속에 함유되어 금속광택을 갖는 폐쇄된 원형 또는 타원형의 내벽을 형성한다.
②성형재료 중의 수분이나 휘발물질이 가열되면 가스로 변하여 내벽이 짙은 갈색의 기공을 형성하게 됩니다.
③ 금속을 붓는 과정에서 불안정한 흐름으로 인해 공기가 개입되어 기공이 형성된다.
기공 결함 예방 방법:
① 제련시에는 녹슨 금속원료를 가능한 한 적게 사용하거나, 도구, 국자 등을 구워서 건조시켜야 한다.
②용강의 주입은 고온에서 주입하고 저온에서 주입하여야 하며, 가스의 부상이 용이하도록 용강을 적절히 진정시켜야 한다.
③ 주입 라이저의 공정 설계는 가스 포집을 방지하기 위해 용강의 압력 수두를 증가시키고 합리적인 배기를 위한 인공 가스 경로를 설정해야 합니다.
④성형재료는 수분함량과 가스량을 조절하고 공기투과성을 높여야 하며, 모래주형과 모래코어는 최대한 구워 건조시켜야 한다.
(2) 수축 구멍(느슨함):주물 내부(특히 핫스팟)에 발생하는 응집성 또는 비일관성 원형 또는 불규칙한 공동(공동)으로, 내부 표면이 거칠고 색상이 더 짙습니다. 주로 수상돌기 형태의 거친 결정립이 한 군데 이상 모여 있으며 수압 시험 중에 누출되기 쉽습니다.
수축 구멍(느슨함)의 원인:금속이 액체에서 고체 상태로 응고될 때 부피 수축이 발생합니다. 이때 용강의 보충이 충분하지 않으면 필연적으로 수축공이 발생하게 됩니다. 강철 주물의 수축 공동은 기본적으로 순차적 응고 공정의 부적절한 제어로 인해 발생합니다. 그 이유에는 잘못된 라이저 설정, 용강의 너무 높은 주입 온도, 큰 금속 수축 등이 포함될 수 있습니다.
수축 공동(느슨함)을 방지하는 방법:① 용강의 순차적 응고를 위해 주물의 주입 시스템을 과학적으로 설계하고, 먼저 응고되는 부분에는 용강을 보충해야 한다. ②라이저, 보조, 내부 및 외부 냉철을 정확하고 합리적으로 설정하여 순차적 응고를 보장합니다. ③ 용강주입시 Riser에서 상부주입을 함으로써 용강의 온도를 확보하고 공급하며 수축공의 발생을 줄이는데 유리하다. ④ 타설 속도 측면에서는 고속 타설보다 저속 타설이 순차적 응고에 더 유리하다. ⑸주입 온도는 너무 높지 않아야 합니다. 용강을 고온에서 용광로에서 꺼내 진정 후 부어 넣는 방식으로 수축공을 줄이는 데 유리합니다.
(3) 모래 함유물(슬래그):일반적으로 물집으로 알려진 모래 함유물(슬래그)은 주물 내부에 나타나는 불연속적인 원형 또는 불규칙한 구멍입니다. 구멍에는 주물사나 철강 슬래그가 섞여 있으며 크기가 불규칙하고 뭉쳐져 있습니다. 하나 이상의 장소, 종종 위쪽 부분에 더 많습니다.
모래(슬래그) 포함 원인:슬래그 함유물은 제련 또는 주입 과정에서 용강과 함께 주물에 유입되는 개별 강철 슬래그로 인해 발생합니다. 모래 혼입은 성형 중 금형 캐비티의 견고성이 부족하여 발생합니다. 용강을 금형 캐비티에 부으면 주물사는 용강에 의해 씻겨져 나와 주물 내부로 들어갑니다. 또한, 트리밍 및 박스 마감시 작동 불량, 모래가 떨어지는 현상 등도 모래 혼입의 원인이 됩니다.
모래 혼입물(슬래그)을 방지하는 방법:① 용강을 제련할 때에는 배기가스 및 슬래그를 최대한 철저하게 배출시켜야 한다. ② 용강주입주머니를 뒤집지 말고, 찻주전자주머니나 바닥주주주머니 등을 이용하여 용강 위의 슬래그가 용강과 함께 주물공동으로 유입되는 것을 방지한다. ③ 용강을 주입할 때에는 용강과 함께 슬래그가 금형공동으로 유입되지 않도록 조치하여야 한다. ④모래 혼입 가능성을 줄이기 위해 모형 제작 시 모래 주형의 견고성을 확보하고, 트리밍 시 모래가 유실되지 않도록 주의하며, 상자를 닫기 전에 주형 구멍을 깨끗하게 불어넣어 주십시오.
(4) 균열:주조품의 균열은 대부분 열균열로 모양이 불규칙하고 관통하거나 관통하지 않고 연속적이거나 간헐적이며 균열 부위의 금속은 어둡거나 표면 산화가 있습니다.
균열의 이유, 즉 고온 응력과 액막 변형입니다.
고온 응력은 고온에서 용강의 수축 및 변형에 의해 형성되는 응력입니다. 이 온도에서 응력이 금속의 강도 또는 소성 변형 한계를 초과하면 균열이 발생합니다. 액막 변형은 용강의 응고 및 결정화 과정에서 결정립 사이에 액막이 형성되는 현상입니다. 응고 및 결정화가 진행됨에 따라 액막이 변형됩니다. 변형량과 변형 속도가 일정 한도를 초과하면 균열이 발생합니다. 열균열의 온도범위는 약 1200~1450℃이다.
균열에 영향을 미치는 요인:
① 강의 S, P원소는 균열유해인자이며, 철과의 공융성분은 고온에서 주강의 강도와 소성을 저하시켜 균열을 발생시킨다.
② 강재 내 슬래그의 혼입 및 편석은 응력집중을 증가시켜 열간균열 경향을 증가시킨다.
③ 강종의 선형수축계수가 클수록 열간균열 경향이 커진다.
④ 강종의 열전도율이 클수록 표면장력이 크고 고온 기계적 성질이 좋아지며 열간균열 경향이 작아진다.
⑤ 주조품의 구조설계는 둥근 모서리가 너무 작고, 벽두께 차이가 크며, 응력 집중이 심하여 균열이 발생하는 등 제조성이 열악합니다.
⑥사형의 치밀도가 너무 높고 코어의 불량한 수율은 주조품의 수축을 방해하고 균열 경향을 증가시킵니다.
7 기타 라이저의 부적절한 배치, 주물의 너무 빠른 냉각, 라이저 절단 및 열처리로 인한 과도한 응력 등도 균열 발생에 영향을 미칩니다.
위의 균열의 원인과 영향 요인에 따라 균열 결함의 발생을 줄이고 피하기 위해 해당 조치를 취할 수 있습니다.
위와 같은 주조결함의 원인 분석을 바탕으로 기존 문제점을 찾아내고 그에 따른 개선조치를 취함으로써 주조품질 향상에 도움이 되는 주조결함의 해결방안을 찾을 수 있습니다.
게시 시간: 2023년 8월 31일