Керамикалық құмның химиялық құрамы негізінен Al2O3 және SiO2, ал керамикалық құмның минералды фазасы негізінен корунд фазасы мен мулит фазасы, сонымен қатар аз мөлшерде аморфты фаза. Керамикалық құмның отқа төзімділігі әдетте 1800 ° C-тан жоғары және бұл қаттылығы жоғары алюминий-кремний отқа төзімді материал.
Керамикалық құмның сипаттамасы
● жоғары отқа төзімділік;
● Термиялық кеңеюдің шағын коэффициенті;
● жоғары жылу өткізгіштік;
● Шамамен сфералық пішіні, кіші бұрыштық коэффициенті, жақсы өтімділігі және жинақы қабілеті;
● Тегіс беті, сызаттары, бұдырлары жоқ;
● Бейтарап материал, әртүрлі құю металл материалдары үшін жарамды;
● Бөлшектердің беріктігі жоғары және оңай сынбайды;
● Бөлшек өлшемдерінің ауқымы кең және араластыруды процесс талаптарына сәйкес реттеуге болады.
Қозғалтқыш құймаларында керамикалық құмды қолдану
1. Шойын цилиндр басының тамырлануын, құм жабысуын, сынған өзек пен құм өзегінің деформациясын шешу үшін керамикалық құмды пайдаланыңыз.
● Цилиндр блогы мен цилиндр басы қозғалтқыштың ең маңызды құймасы болып табылады
● Ішкі қуыстың пішіні күрделі, өлшемдік дәлдік пен ішкі қуыстың тазалығына қойылатын талаптар жоғары.
● Үлкен топтама
Өндіріс тиімділігі мен өнім сапасын қамтамасыз ету мақсатында,
● Жасыл құм (негізінен Гидростатикалық сәндеу желісі) құрастыру желісі өндірісі әдетте қолданылады.
● Құм өзектері әдетте суық қорап пен шайырмен қапталған құм (қабық өзегі) процесін пайдаланады, ал кейбір құм өзектері ыстық жәшік процесін пайдаланады.
● Цилиндр блогының құм өзегі мен бас құймасының күрделі пішініне байланысты кейбір құм өзектерінің көлденең қимасының ауданы аз, кейбір цилиндр блоктары мен цилиндр басының су кеудеше өзектерінің ең жіңішке бөлігі небәрі 3-3,5 мм, ал құм шығатын жері тар, құйылғаннан кейінгі құм өзегі ұзақ уақыт бойы жоғары температурада балқытылған темірмен қоршалған, құмды тазалау қиын, ал арнайы тазартқыш құралдар қажет және т.б. Бұрындары құюға барлық кремний құмдары пайдаланылған. Цилиндрлер блогы мен цилиндр қақпағының су қаптамасының құймаларында тамырлар мен құмның жабысуында ақаулар тудырған өндіріс. Өзек деформациясы және сынған өзек мәселелері өте кең таралған және оларды шешу қиын.
Осындай мәселелерді шешу үшін шамамен 2010 жылдан бастап белгілі отандық қозғалтқыш құю компаниялары, мысалы, FAW, Weichai, Shangchai, Shanxi Xinke және т. цилиндр қақпақтарының су қаптамалары, және май өткелдері. Бірдей құм өзектері ішкі қуыстың агломерациясы, құмның жабысуы, құмның өзегі деформациясы және сынған өзектер сияқты ақауларды тиімді жояды немесе азайтады.
Келесі суреттер салқын қораппен керамикалық құмнан жасалған.
Содан бері керамикалық құм аралас скрабтық құмды суық қорапта және ыстық жәшік процестерінде біртіндеп алға жылжытылды және цилиндр басының су курткасының өзектеріне қолданылды. Ол 6 жылдан астам тұрақты өндірісте. Суық қораптың құм ядросының ағымдағы қолданылуы: құм өзегінің пішіні мен өлшеміне сәйкес қосылған керамикалық құмның мөлшері 30%-50%, қосылған шайырдың жалпы мөлшері 1,2%-1,8%, ал созылу күші 2,2-2,7 МПа. (Зертханалық үлгілерді тексеру деректері)
Түйіндеме
Цилиндрлер блогы мен басты шойын бөліктерінде көптеген тар ішкі қуыс құрылымдары бар және құю температурасы әдетте 1440-1500 ° C аралығында болады. Құм өзегінің жұқа қабырғалы бөлігі жоғары температурада балқытылған темірдің әсерінен оңай агломерацияланады, мысалы, құмның өзегіне сіңген балқытылған темір немесе жабысқақ құм қалыптастыру үшін интерфейс реакциясын береді. Керамикалық құмның отқа төзімділігі 1800°С-тан жоғары, бұл ретте керамикалық құмның шынайы тығыздығы салыстырмалы түрде жоғары, диаметрі мен жылдамдығы бірдей құм бөлшектерінің кинетикалық энергиясы құм түсіру кезінде кремний құмының бөлшектерінен 1,28 есе жоғары. құм өзектерінің тығыздығын арттыру.
Бұл артықшылықтар керамикалық құмды пайдалану цилиндр басының құймаларының ішкі қуысында құмның жабысу мәселесін шешуге болатын себептер болып табылады.
Су кеудешесінде, цилиндрлер блогының және цилиндр басының қабылдау және шығару бөліктерінде жиі тамыр ақаулары болады. Көптеген зерттеулер мен құю тәжірибелері құйма бетіндегі тамыр ақауларының негізгі себебі кремнеземді құмның фазалық ауыспалы кеңеюі болып табылатынын көрсетті, бұл термиялық кернеуді тудыратын құмның өзегі бетіндегі жарықтарға әкеледі, бұл балқытылған темірді тудырады. сызаттарға ену, әсіресе суық қорап процесінде тамырлардың бейімділігі жоғары. Шындығында, кремний құмының термиялық кеңею жылдамдығы 1,5% -ға дейін жетеді, ал керамикалық құмның термиялық кеңею жылдамдығы тек 0,13% (1000 ° C температурада 10 минут қыздырылады). Термиялық кеңею кернеуіне байланысты құм ядросының бетінде крекинг ықтималдығы өте аз. Цилиндрлер блогы мен цилиндр басының құм өзегінде керамикалық құмды қолдану қазіргі уақытта тамырларды тарту мәселесінің қарапайым және тиімді шешімі болып табылады.
Күрделі, жұқа қабырғалы, ұзын және тар цилиндр басының су күртешелерінің құм өзектері мен цилиндр май арнасының құм өзектері жоғары беріктікті (оның ішінде жоғары температуралық беріктікке) және қаттылықты талап етеді және сонымен бірге өзек құмының газдың пайда болуын бақылауды қажет етеді. Дәстүрлі түрде қапталған құм процесі көбінесе қолданылады. Керамикалық құмды пайдалану шайырдың мөлшерін азайтады және жоғары беріктік пен газдың аз генерациясының әсеріне жетеді. Шайыр мен шикі құмның өнімділігін үздіксіз жақсартуға байланысты, суық қорап процесі соңғы жылдары қапталған құм процесінің бір бөлігін көбірек ауыстырды, өндіріс тиімділігін айтарлықтай арттырады және өндірістік ортаны жақсартады.
2. Шығару құбырының құмды өзек деформациясы мәселесін шешу үшін керамикалық құмды қолдану
Шығару коллекторлары жоғары температураның ауыспалы жағдайында ұзақ уақыт жұмыс істейді, ал жоғары температурадағы материалдардың тотығуға төзімділігі сору коллекторларының қызмет ету мерзіміне тікелей әсер етеді. Соңғы жылдары елде автомобиль пайдаланылған газдардың шығарындыларының стандарттары үнемі жетілдірілуде, ал каталитикалық технология мен турбо зарядтау технологиясын қолдану пайдаланылған шығару коллекторының жұмыс температурасын айтарлықтай арттырып, 750 ° C-тан жоғары болды. Қозғалтқыштың өнімділігін одан әрі жақсартумен бірге шығатын коллектордың жұмыс температурасы да жоғарылайды. Қазіргі уақытта әдетте ыстыққа төзімді құйма болат қолданылады, мысалы, ZG 40Cr22Ni10Si2 (JB/T 13044) және т.б., ыстыққа төзімді температурасы 950 ° C-1100 ° C.
Шығару коллекторының ішкі қуысында әдетте өнімділікке әсер ететін жарықтар, суық тығындар, шөгу қуыстары, шлак қосындылары және т.б. болмауы керек, ал ішкі қуыстың кедір-бұдырлығы Ra25-тен аспауы керек. Бұл ретте құбыр қабырғасының қалыңдығының ауытқуы бойынша қатаң және анық ережелер бар. Ұзақ уақыт бойы қабырғалардың біркелкі емес қалыңдығы және сору коллекторы құбырының қабырғасының шамадан тыс ауытқуы көптеген сору коллекторларының құю зауыттарын мазалап келді.
Құю зауыты ыстыққа төзімді болат шығару коллекторларын өндіру үшін алдымен кремний құмымен қапталған құм өзектерін пайдаланды. Жоғары құю температурасының (1470-1550°С) әсерінен құм өзектері оңай деформацияланып, нәтижесінде құбыр қабырғасының қалыңдығында төзімділіктен тыс құбылыстар пайда болды. Кремний құмының жоғары температуралық фазалық өзгерісімен өңделгеніне қарамастан, әртүрлі факторлардың әсерінен ол әлі де жоғары температурада құм өзегінің деформациясын жеңе алмайды, нәтижесінде құбыр қабырғасының қалыңдығының кең ауқымды ауытқуы болады. , ал ауыр жағдайларда ол жойылады. Құм кернінің беріктігін арттыру және құмның өзегінде газдың пайда болуын бақылау үшін керамикалық құммен қапталған құмды пайдалану туралы шешім қабылданды. Қосылған шайырдың мөлшері кремний құмымен қапталған құмға қарағанда 36%-ға төмен болғанда, оның бөлме температурасындағы иілу беріктігі мен термиялық иілу күші 51%-ға, 67%-ға жоғарылады, ал газ түзілу мөлшері 20%-ға азаяды, бұл жоғары беріктік пен газдың аз генерациясының технологиялық талаптары.
Зауытта бір мезгілде құю үшін кремнеземдік құммен қапталған құм өзектері мен керамикалық құммен қапталған құм өзектері қолданылады, құймаларды тазалағаннан кейін олар анатомиялық тексеру жүргізеді.
Егер өзек кремнеземді құммен қапталған құмнан жасалған болса, құймалар қабырғасының қалыңдығы біркелкі емес және жұқа қабырғаға ие, ал қабырғасының қалыңдығы 3,0-6,2 мм; керамикалық құммен қапталған құмнан жасалған кезде, құйма қабырғасының қалыңдығы біркелкі, ал қабырғасының қалыңдығы 4,4-4,6 мм. келесі сурет сияқты
Кремний құмымен қапталған құм
Керамикалық құммен қапталған құм
Керамикалық құммен қапталған құм өзектерді жасау үшін қолданылады, бұл құмның өзегіндегі сынуды болдырмайды, құмның өзегі деформациясын азайтады, сору коллекторының ішкі қуыс ағынының арнасының өлшемдік дәлдігін айтарлықтай жақсартады және ішкі қуыста құмның жабысуын азайтады, оның сапасын жақсартады. құймалар мен дайын өнімдерді бағалап, айтарлықтай экономикалық пайдаға қол жеткізді.
3. Турбокомпрессор корпусында керамикалық құмды қолдану
Турбокомпрессордың корпусының турбиналық ұшында жұмыс температурасы әдетте 600°C-тан асады, ал кейбіреулері тіпті 950-1050°C-қа дейін жетеді. Қабық материалы жоғары температураға төзімді және жақсы құю өнімділігі болуы керек. Қабық құрылымы ықшам, қабырғасының қалыңдығы жұқа және біркелкі, ал ішкі қуысы таза және т.б. өте талап етеді. Қазіргі уақытта турбокомпрессор корпусы әдетте ыстыққа төзімді болаттан жасалған құймадан жасалған (мысалы, DIN EN 10295 неміс стандартының 1,4837 және 1,4849), сонымен қатар ыстыққа төзімді иілгіш шойын да қолданылады (мысалы, неміс стандарты GGG SiMo, американдық стандартты жоғары никельді аустенитті түйінді темір D5S және т.б.).
1,8 Т қозғалтқыштың турбокомпрессорының корпусы, материал: 1,4837, атап айтқанда GX40CrNiSi 25-12, негізгі химиялық құрамы (%): C: 0,3-0,5, Si: 1-2,5, Cr: 24-27, Mo: Max 0,5, Ni: 11 -14, құю температурасы 1560 ℃. Қорытпа жоғары балқу температурасына, үлкен шөгу жылдамдығына, күшті ыстық крекингке бейімділікке және жоғары құю қиындығына ие. Құйманың металлографиялық құрылымы қалдық карбидтерге және металл емес қосындыларға қатаң талаптар қояды, сонымен қатар құйма ақаулары туралы нақты ережелер бар. Құймалардың сапасы мен өндіріс тиімділігін қамтамасыз ету үшін қалыптау процесі пленкамен қапталған құм қабықшасының өзегі бар (және кейбір суық қорап пен ыстық қораптың өзектері) өзекше құюды қабылдайды. Бастапқыда AFS50 скрабтық құмы, содан кейін қуырылған кремний құмы пайдаланылды, бірақ құмның жабысуы, бүріккіштер, термиялық жарықтар және ішкі қуыста тесіктер сияқты мәселелер әртүрлі дәрежеде пайда болды.
Зерттеулер мен сынақтардың негізінде зауыт керамикалық құмды пайдалануды шешті. Бастапқыда сатып алынған дайын қапталған құм (100% керамикалық құм), содан кейін регенерациялау және жабу жабдығы сатып алынды және өндіріс процесінде процесті үздіксіз оңтайландырады, шикі құмды араластыру үшін керамикалық құмды және тазартқыш құмды пайдаланыңыз. Қазіргі уақытта қапталған құм шамамен келесі кестеге сәйкес жүзеге асырылады:
| Турбокомпрессор корпусына арналған керамикалық құммен қапталған құм процесі | ||||
| Құм мөлшері | Керамикалық құмның мөлшері % | Шайыр қосу % | Иілу күші МПа | Газ шығару мл/г |
| AFS50 | 30-50 | 1,6-1,9 | 6,5-8 | ≤12 |
Соңғы бірнеше жылда бұл зауыттың өндірістік үрдісі тұрақты жұмыс істеп, құйма сапасы жақсы, экономикалық және экологиялық пайдасы ерекше. Түйіндеме келесідей:
а. Керамикалық құмды пайдалану немесе керамикалық құм мен кремний құмының қоспасын өзектерді жасау үшін пайдалану құймалардың құм жабысуы, агломерация, веналау және термиялық крекинг сияқты ақауларды жояды және тұрақты және тиімді өндірісті жүзеге асырады;
б. Кернді құю, жоғары өндіріс тиімділігі, төмен құм-темір қатынасы (әдетте 2:1 артық емес), шикі құмды аз тұтыну және төмен шығындар;
в. Кернді құю қалдық құмды жалпы қайта өңдеуге және қалпына келтіруге қолайлы, ал термиялық мелиорация регенерация үшін біркелкі қабылданады. Регенерацияланған құмның өнімділігі құм тазалауға арналған жаңа құм деңгейіне жетті, бұл шикі құмды сатып алу құнын төмендету және қатты қалдықтарды шығаруды азайту әсеріне қол жеткізді;
г. Жаңадан қосылған керамикалық құмның мөлшерін анықтау үшін регенерацияланған құмдағы керамикалық құмның құрамын жиі тексеріп отыру қажет;
e. Керамикалық құмның дөңгелек пішіні, жақсы өтімділігі және үлкен ерекшелігі бар. Кремний құмымен араласқанда сегрегацияны тудыруы оңай. Қажет болса, құмды түсіру процесін реттеу қажет;
f. Пленканы жабу кезінде жоғары сапалы фенолды шайырды қолдануға тырысыңыз, әртүрлі қоспаларды абайлап қолданыңыз.
4. Қозғалтқыш алюминий қорытпасының цилиндр қақпағында керамикалық құмды қолдану
Автокөліктердің қуатын жақсарту, отын шығынын азайту, пайдаланылған газдардың ластануын азайту және қоршаған ортаны қорғау үшін жеңіл автомобильдер автомобиль өнеркәсібінің даму үрдісі болып табылады. Қазіргі уақытта цилиндр блоктары мен цилиндр бастиектері сияқты автомобиль қозғалтқышының (соның ішінде дизельді қозғалтқыштың) құймалары әдетте алюминий қорытпаларымен құйылады және цилиндр блоктары мен цилиндрлердің бастиектерін құю процесі құмды өзектерді, металды құюды және төмен қысымды пайдаланған кезде кастинг (LPDC) ең өкілді болып табылады.
Құм өзегі, қапталған құм және алюминий қорытпасынан жасалған цилиндрлер блогы мен бас құймаларының суық қорапты процесі жоғары дәлдіктегі және ауқымды өндірістік сипаттамаларға сәйкес келеді. Керамикалық құмды пайдалану әдісі шойын цилиндрінің басын өндіруге ұқсас. Алюминий қорытпасының құю температурасы төмен және салыстырмалы салмағы аз болғандықтан, әдетте зауытта суық қораптың құм өзегі сияқты беріктігі төмен өзек құмы пайдаланылады, қосылған шайырдың мөлшері 0,5-0,6%, ал созылу күші 0,8-1,2 МПа. Негізгі құмды қажет етеді Жақсы жиналу қабілеті бар. Керамикалық құмды пайдалану қосылған шайырдың мөлшерін азайтады және құм өзегінің құлауын айтарлықтай жақсартады.
Соңғы жылдары өндіріс жағдайын жақсарту және құймалардың сапасын жақсарту мақсатында бейорганикалық байланыстырғыштарды (соның ішінде модификацияланған су шынысын, фосфатты байланыстырғыштарды және т.б.) зерттеулер мен қолданулар көбейіп келеді. Төмендегі суретте керамикалық құмды бейорганикалық байланыстырғыш өзек құм алюминий қорытпасынан жасалған цилиндр басын пайдаланатын зауыттың құю алаңы.
Зауыт өзегін жасау үшін керамикалық құмды бейорганикалық байланыстырғышты пайдаланады, ал қосылған байланыстырғыштың мөлшері 1,8~2,2% құрайды. Керамикалық құмның жақсы өтімділігіне байланысты құмның өзегі тығыз, беті толық және тегіс, сонымен бірге газдың түзілу мөлшері аз, ол құймалардың шығымдылығын айтарлықтай жақсартады, өзек құмының шөгуін жақсартады. , өндірістік ортаны жақсартады және жасыл өндіріс үлгісіне айналады.
Қозғалтқыш құю өнеркәсібінде керамикалық құмды қолдану өндіріс тиімділігін арттырды, жұмыс ортасын жақсартты, құю ақауларын жойды және айтарлықтай экономикалық пайда мен жақсы экологиялық пайдаға қол жеткізді.
Қозғалтқыш құю өнеркәсібі өзек құмының регенерациясын арттыруды, керамикалық құмды пайдалану тиімділігін одан әрі арттыруды және қатты қалдықтарды шығаруды азайтуды жалғастыруы керек.
Қолдану әсері және қолдану көлемі тұрғысынан керамикалық құм қазіргі уақытта қозғалтқыш құю өнеркәсібінде ең жақсы кешенді өнімділігі және ең көп тұтынуы бар құюға арналған арнайы құм болып табылады.
Хабарлама уақыты: 27 наурыз 2023 ж
