Keramisko smilšu ķīmiskais sastāvs galvenokārt ir Al2O3 un SiO2, un keramikas smilšu minerālfāze galvenokārt ir korunda fāze un mullīta fāze, kā arī neliels daudzums amorfās fāzes. Keramikas smilšu ugunsizturība parasti ir lielāka par 1800 ° C, un tas ir augstas cietības alumīnija-silīcija ugunsizturīgs materiāls.
Keramikas smilšu īpašības
● Augsta ugunsizturība;
● Mazs termiskās izplešanās koeficients;
● Augsta siltumvadītspēja;
● Aptuvenā sfēriskā forma, mazs leņķa faktors, laba plūstamība un kompakta spēja;
● Gluda virsma, bez plaisām, bez izciļņiem;
● Neitrāls materiāls, piemērots dažādu metālu materiālu liešanai;
● Daļiņām ir augsta izturība un tās nav viegli saplīst;
● Daļiņu izmēru diapazons ir plašs, un sajaukšanu var pielāgot atbilstoši procesa prasībām.
Keramikas smilšu pielietojums dzinēju lējumos
1. Izmantojiet keramikas smiltis, lai atrisinātu čuguna cilindra galvas dzīslojumu, smilšu pielipšanu, salauztu serdi un smilšu serdes deformāciju.
● Cilindru bloks un cilindra galva ir vissvarīgākie dzinēja lējumi
● Iekšējā dobuma forma ir sarežģīta, un prasības attiecībā uz izmēru precizitāti un iekšējās dobuma tīrību ir augstas.
● Liela partija
Lai nodrošinātu ražošanas efektivitāti un produktu kvalitāti,
● Parasti tiek izmantota zaļo smilšu (galvenokārt hidrostatiskās veidošanas līnijas) montāžas līnijas ražošana.
● Smilšu serdeņos parasti tiek izmantots aukstās kastes un sveķu pārklājuma smilšu (čaulas kodols) process, un daži smilšu serdeņi izmanto karstās kastes procesu.
● Tā kā cilindru bloka un galvas liešanas smilšu serdeņa ir sarežģīta forma, dažiem smilšu serdeņiem ir mazs šķērsgriezuma laukums, dažu cilindru bloku un cilindru galvas ūdens apvalka serdeņu plānākā daļa ir tikai 3–3,5 mm, un smilšu izvads ir šaurs, smilšu serdi pēc liešanas ilgu laiku ieskauj augstas temperatūras kausētais dzelzs, ir grūti notīrīt smiltis, ir nepieciešamas speciālas tīrīšanas iekārtas utt. Agrāk liešanai tika izmantotas visas silīcija smiltis. ražošana, kas izraisīja vēnu un smilšu salipšanas problēmas cilindru bloka un cilindra galvas ūdens apvalka lējumos. Serdes deformācijas un bojātas kodola problēmas ir ļoti izplatītas un grūti atrisināmas.
Lai atrisinātu šādas problēmas, sākot ar aptuveni 2010. gadu, daži labi pazīstami vietējie dzinēju liešanas uzņēmumi, piemēram, FAW, Weichai, Shangchai, Shanxi Xinke u.c., sāka pētīt un pārbaudīt keramikas smilšu pielietojumu cilindru bloku ražošanā, cilindru galvas ūdens apvalki un eļļas ejas. Vienādas smilšu serdes efektīvi novērš vai samazina defektus, piemēram, iekšējā dobuma saķepināšanu, smilšu pielipšanu, smilšu serdes deformāciju un saplīsušas serdes.
Sekojošie attēli ir izgatavoti ar keramikas smiltīm ar aukstumkastes procesu.
Kopš tā laika keramikas smilšu jauktās tīrīšanas smiltis ir pakāpeniski popularizētas aukstās un karstās kastes procesos un tiek uzklātas uz cilindra galvas ūdens apvalka serdeņiem. Tas ir bijis stabilā ražošanā vairāk nekā 6 gadus. Pašreizējais aukstumkastes smilšu serdes lietojums ir šāds: atbilstoši smilšu serdes formai un izmēram pievienoto keramikas smilšu daudzums ir 30–50%, kopējais pievienoto sveķu daudzums ir 1,2–1,8%, un stiepes izturība ir 2,2-2,7 MPa. (Laboratorijas paraugu testēšanas dati)
Kopsavilkums
Cilindru bloka un galvas čuguna daļas satur daudzas šauras iekšējās dobuma struktūras, un ieliešanas temperatūra parasti ir no 1440 līdz 1500°C. Smilšu kodola plānsienu daļa ir viegli saķepināma augstas temperatūras kausēta dzelzs iedarbībā, piemēram, kausēta dzelzs ieplūst smilšu kodolā, vai rada saskarnes reakciju, veidojot lipīgas smiltis. Keramisko smilšu ugunsizturība ir lielāka par 1800°C, tikmēr keramikas smilšu patiesais blīvums ir salīdzinoši augsts, vienāda diametra un ātruma smilšu daļiņu kinētiskā enerģija ir 1,28 reizes lielāka nekā silīcija smilšu daļiņām, šaujot smiltis, kas var palielināt smilšu serdeņu blīvumu.
Šīs priekšrocības ir iemesls, kāpēc keramikas smilšu izmantošana var atrisināt smilšu salipšanas problēmu cilindra galvas lējumu iekšējā dobumā.
Ūdens apvalkam, cilindru bloka un cilindra galvas ieplūdes un izplūdes daļām bieži ir vēnu defekti. Liels skaits pētījumu un liešanas prakses ir parādījuši, ka liešanas virsmas dzīslu defektu galvenais cēlonis ir kvarca smilšu fāzes izmaiņu izplešanās, kas izraisa termisko spriegumu, kas izraisa plaisas uz smilšu serdes virsmas, kas izraisa izkausētu dzelzi. iekļūt plaisās, vēnu tendence ir lielāka, īpaši aukstumkastes procesā. Faktiski silīcija smilšu termiskās izplešanās ātrums ir pat 1,5%, bet keramikas smilšu termiskās izplešanās ātrums ir tikai 0,13% (10 minūtes karsējot 1000 ° C temperatūrā). Plaisāšanas iespēja ir ļoti maza smilšu serdes virsmā termiskās izplešanās sprieguma dēļ. Keramisko smilšu izmantošana cilindru bloka un cilindra galvas smilšu kodolā šobrīd ir vienkāršs un efektīvs risinājums vēnu veidošanās problēmai.
Sarežģītiem, plānsienu, gariem un šauriem cilindra galvas ūdens apvalka smilšu serdeņiem un cilindru eļļas kanālu smilšu serdeņiem ir nepieciešama augsta izturība (tostarp izturība augstā temperatūrā) un stingrība, un tajā pašā laikā jākontrolē kodola smilšu gāzes veidošanās. Tradicionāli pārsvarā tiek izmantots pārklājuma smilšu process. Keramikas smilšu izmantošana samazina sveķu daudzumu un nodrošina augstas stiprības un zemas gāzes veidošanās efektu. Pateicoties nepārtrauktai sveķu un neapstrādātu smilšu veiktspējas uzlabošanai, pēdējos gados aukstās kastes process arvien vairāk ir aizstājis daļu no pārklāto smilšu procesa, ievērojami uzlabojot ražošanas efektivitāti un uzlabojot ražošanas vidi.
2. Keramisko smilšu pielietošana izplūdes caurules smilšu serdes deformācijas problēmas risināšanai
Izplūdes kolektori ilgstoši strādā mainīgos augstas temperatūras apstākļos, un materiālu oksidācijas izturība augstā temperatūrā tieši ietekmē izplūdes kolektoru kalpošanas laiku. Pēdējos gados valsts ir nepārtraukti uzlabojusi automobiļu izplūdes gāzu emisijas standartus, un katalītiskās tehnoloģijas un turbokompresoru tehnoloģijas pielietošana ir būtiski paaugstinājusi izplūdes kolektora darba temperatūru, sasniedzot virs 750 °C. Turpinot uzlabot dzinēja veiktspēju, paaugstināsies arī izplūdes kolektora darba temperatūra. Pašlaik parasti tiek izmantots karstumizturīgs liešanas tērauds, piemēram, ZG 40Cr22Ni10Si2 (JB/T 13044) utt., kura karstumizturīgā temperatūra ir 950–1100 °C.
Izplūdes kolektora iekšējam dobumam parasti nav jābūt plaisām, aukstiem aizvērumiem, saraušanās dobumiem, izdedžu ieslēgumiem utt., kas ietekmē veiktspēju, un iekšējā dobuma nelīdzenumam ir jābūt ne lielākam par Ra25. Tajā pašā laikā ir stingri un skaidri noteikumi par caurules sienu biezuma novirzi. Ilgu laiku nevienmērīga sienu biezuma un izplūdes kolektora caurules sienas pārmērīgas novirzes problēma ir nomocījusi daudzas izplūdes kolektoru lietuves.
Lietuve pirmo reizi izmantoja silīcija dioksīda smilšu pārklājumu smilšu serdes, lai ražotu karstumizturīgu tērauda izplūdes kolektorus. Augstās liešanas temperatūras (1470-1550°C) dēļ smilšu serdeņi viegli deformējās, kā rezultātā radās cauruļu sieniņu biezuma pielaides ārpuses. Lai gan silīcija smiltis ir apstrādātas ar augstas temperatūras fāzes maiņu, dažādu faktoru ietekmē tās joprojām nevar pārvarēt smilšu serdes deformāciju augstā temperatūrā, kā rezultātā rodas dažādas caurules sienas biezuma svārstības. , un smagos gadījumos tas tiks nodots metāllūžņos. Lai uzlabotu smilšu serdes stiprību un kontrolētu smilšu serdes gāzes veidošanos, tika nolemts izmantot keramikas smilšu pārklājumu smiltis. Kad pievienoto sveķu daudzums bija par 36% mazāks nekā ar silīcija dioksīda smiltīm pārklātām smiltīm, to lieces izturība istabas temperatūrā un termiskā lieces izturība palielinājās par 51%, 67%, un gāzes veidošanās apjoms ir samazināts par 20%, kas atbilst procesa prasības pēc augstas stiprības un zemas gāzes ražošanas.
Rūpnīcā vienlaicīgai liešanai tiek izmantotas ar kvarca smiltīm pārklātas smilšu serdes un keramikas ar smilšu pārklājumu smilšu serdes, pēc lējumu tīrīšanas veic anatomiskās pārbaudes.
Ja serde ir izgatavota no smiltīm, kas pārklātas ar silīcija dioksīda smiltīm, lējumiem ir nevienmērīgs sienas biezums un plāna siena, un sienas biezums ir 3,0–6,2 mm; ja kodols ir izgatavots no keramikas smiltīm pārklātas smiltis, lējuma sienu biezums ir vienāds un sienas biezums ir 4,4–4,6 mm. kā redzams attēlā
Smiltis ar silīcija smilšu pārklājumu
Smiltis ar keramikas pārklājumu
Serdeņu izgatavošanai tiek izmantotas ar keramikas smiltīm pārklātas smiltis, kas novērš smilšu serdes lūzumu, samazina smilšu serdes deformāciju, ievērojami uzlabo izplūdes kolektora iekšējā dobuma plūsmas kanāla izmēru precizitāti un samazina smilšu pielipšanu iekšējā dobumā, uzlabojot lējumu un gatavās produkcijas likmi un panāca ievērojamus ekonomiskos ieguvumus.
3. Keramisko smilšu uzklāšana turbokompresora korpusā
Darba temperatūra turbokompresora korpusa turbīnas galā parasti pārsniedz 600°C, un daži sasniedz pat 950-1050°C. Korpusa materiālam jābūt izturīgam pret augstām temperatūrām un ar labu liešanas veiktspēju. Korpusa struktūra ir kompaktāka, sienas biezums ir plāns un vienmērīgs, un iekšējais dobums ir tīrs utt., ir ārkārtīgi prasīgs. Pašlaik turbokompresora korpuss parasti ir izgatavots no karstumizturīga tērauda lējuma (piemēram, Vācijas standarta DIN EN 10295 1.4837 un 1.4849), un tiek izmantots arī karstumizturīgs kaļamais čuguns (piemēram, Vācijas standarts GGG SiMo, amerikāņu standarts standarta augstas niķeļa austenīta mezglveida dzelzs D5S utt.).
1,8 T dzinēja turbokompresora korpuss, materiāls: 1,4837, proti, GX40CrNiSi 25-12, galvenais ķīmiskais sastāvs (%): C: 0,3-0,5, Si: 1-2,5, Cr: 24-27, Mo: Max 0,5, Ni: 11 -14, liešanas temperatūra 1560 ℃. Sakausējumam ir augsta kušanas temperatūra, liels saraušanās ātrums, spēcīga karstās plaisāšanas tendence un augstas liešanas grūtības. Lējuma metalogrāfiskajai struktūrai ir stingras prasības attiecībā uz atlikušajiem karbīdiem un nemetāliskiem ieslēgumiem, un ir arī īpaši noteikumi par lējuma defektiem. Lai nodrošinātu lējumu kvalitāti un ražošanas efektivitāti, formēšanas procesā tiek izmantota serdeņu liešana ar plēvi pārklātiem smilšu apvalka serdeņiem (un dažiem aukstumkastes un karstās kastes serdeņiem). Sākotnēji tika izmantotas AFS50 beršanas smiltis, pēc tam tika izmantotas grauzdētas silīcija dioksīda smiltis, taču problēmas, piemēram, smilšu pielipšana, urbumi, termiskās plaisas un poras iekšējā dobumā, parādījās dažādās pakāpēs.
Pamatojoties uz pētījumiem un testiem, rūpnīca nolēma izmantot keramikas smiltis. Sākotnēji iegādātas gatavās pārklātas smiltis (100% keramikas smiltis), pēc tam iegādātas reģenerācijas un pārklāšanas iekārtas, kā arī nepārtraukti optimizēts process ražošanas procesā, izmantot keramikas smiltis un beršanas smiltis, lai sajauktu neapstrādātas smiltis. Pašlaik pārklātās smiltis tiek aptuveni ieviestas saskaņā ar šādu tabulu:
| Keramikas ar smilšu pārklājumu smilšu process turbokompresora korpusam | ||||
| Smilšu izmērs | Keramisko smilšu daudzums % | Sveķu pievienošana % | Liekšanas izturība MPa | Gāzes izvade ml/g |
| AFS50 | 30-50 | 1,6-1,9 | 6,5-8 | ≤12 |
Dažu pēdējo gadu laikā šīs rūpnīcas ražošanas process norit stabili, lējumu kvalitāte ir laba, kā arī ekonomiskie un vides ieguvumi ir ievērojami. Kopsavilkums ir šāds:
a. Izmantojot keramiskās smiltis vai izmantojot keramisko smilšu un silīcija dioksīda smilšu maisījumu serdeņu izgatavošanai, tiek novērsti tādi defekti kā smilšu salipšana, saķepināšana, dzīslojums un lējumu termiskā plaisāšana, kā arī tiek nodrošināta stabila un efektīva ražošana;
b. Serdes liešana, augsta ražošanas efektivitāte, zema smilšu un dzelzs attiecība (parasti ne vairāk kā 2:1), mazāks neapstrādātu smilšu patēriņš un zemākas izmaksas;
c. Serdes izliešana veicina kopējo atkritumu smilšu pārstrādi un reģenerāciju, un termiskā reģenerācija tiek pieņemta vienādi reģenerācijai. Reģenerēto smilšu veiktspēja ir sasniegusi jaunu smilšu līmeni beršanai paredzētām smiltīm, kas ir sasniegusi neapstrādātu smilšu iegādes izmaksu un cieto atkritumu novadīšanas samazināšanās efektu;
d. Nepieciešams bieži pārbaudīt keramisko smilšu saturu reģenerētajās smiltīs, lai noteiktu pievienoto jauno keramikas smilšu daudzumu;
e. Keramikas smiltīm ir apaļa forma, laba plūstamība un liela specifika. Sajaucot ar silīcija smiltīm, ir viegli izraisīt segregāciju. Ja nepieciešams, smilšu šaušanas process ir jāpielāgo;
f. Pārklājot plēvi, mēģiniet izmantot kvalitatīvus fenola sveķus, bet dažādas piedevas izmantojiet piesardzīgi.
4. Keramisko smilšu uzklāšana dzinēja alumīnija sakausējuma cilindra galvā
Lai uzlabotu automašīnu jaudu, samazinātu degvielas patēriņu, samazinātu izplūdes gāzu piesārņojumu un aizsargātu vidi, vieglās automašīnas ir automobiļu rūpniecības attīstības tendence. Pašlaik automobiļu dzinēju (tostarp dīzeļdzinēju) lējumi, piemēram, cilindru bloki un cilindru galvas, parasti tiek atlieti ar alumīnija sakausējumiem, un cilindru bloku un cilindru galvu liešanas procesā, izmantojot smilšu serdeņus, metāla veidņu gravitācijas liešanu un zemspiedienu. liešana (LPDC) ir reprezentatīvākā.
Alumīnija sakausējuma cilindru bloku un galvas lējumu smilšu kodols, pārklātas smiltis un aukstumkastes process ir biežāk sastopams, piemērots augstas precizitātes un liela mēroga ražošanas īpašībām. Keramisko smilšu izmantošanas metode ir līdzīga čuguna cilindra galvas ražošanai. Alumīnija sakausējuma zemās liešanas temperatūras un mazā īpatnējā svara dēļ parasti tiek izmantotas zemas stiprības smilts, piemēram, rūpnīcā aukstās kastes smilšu serdeņa, pievienoto sveķu daudzums ir 0,5–0,6%, un stiepes izturība ir 0,8-1,2 MPa. Nepieciešama smilšu pamatne. Ir laba saliekamība. Keramikas smilšu izmantošana samazina pievienoto sveķu daudzumu un ievērojami uzlabo smilšu serdes sabrukšanu.
Pēdējos gados, lai uzlabotu ražošanas vidi un uzlabotu lējumu kvalitāti, arvien vairāk tiek veikti neorganisko saistvielu (t.sk. modificēto ūdens stiklu, fosfātu saistvielu u.c.) pētījumi un pielietojumi. Zemāk redzamajā attēlā ir liešanas vieta rūpnīcā, kurā tiek izmantota keramikas smilšu neorganiskā saistviela smilšu alumīnija sakausējuma cilindra galva.
Rūpnīcā serdeņa izgatavošanai tiek izmantota keramikas smilšu neorganiskā saistviela, un pievienotās saistvielas daudzums ir 1,8–2,2%. Pateicoties labajai keramikas smilšu plūstamībai, smilšu kodols ir blīvs, virsma ir pilnīga un gluda, un tajā pašā laikā gāzes veidošanās apjoms ir mazs, tas ievērojami uzlabo lējumu ražību, uzlabo smilšu serdes saliekamību. , uzlabo ražošanas vidi un kļūst par zaļās ražošanas modeli.
Keramikas smilšu izmantošana dzinēju liešanas nozarē ir uzlabojusi ražošanas efektivitāti, uzlabojusi darba vidi, atrisinājusi liešanas defektus, kā arī sasniegusi ievērojamus ekonomiskus ieguvumus un labus ieguvumus videi.
Dzinēju lietuves nozarei būtu jāturpina palielināt smilšu serdes reģenerāciju, turpināt uzlabot keramikas smilšu izmantošanas efektivitāti un samazināt cieto atkritumu emisijas.
No izmantošanas efekta un izmantošanas jomas viedokļa keramiskās smiltis pašlaik ir speciālās liešanas smiltis ar vislabāko visaptverošo veiktspēju un lielāko patēriņu dzinēju liešanas nozarē.
Izlikšanas laiks: 27-2023. marts
