Keramika qumunun kimyəvi tərkibi əsasən Al2O3 və SiO2, keramika qumunun mineral fazası isə əsasən korund fazası və mullit fazası, həmçinin az miqdarda amorf fazadır. Keramika qumunun odadavamlılığı ümumiyyətlə 1800 ° C-dən çoxdur və yüksək sərtliyə malik alüminium-silikon odadavamlı materialdır.
Keramika qumunun xüsusiyyətləri
● Yüksək odadavamlılıq;
● Kiçik istilik genişlənməsi əmsalı;
● Yüksək istilik keçiriciliyi;
● Təxmini sferik forma, kiçik bucaq faktoru, yaxşı axıcılıq və yığcam qabiliyyət;
● Hamar səth, çatlar, qabar yoxdur;
● Neytral material, müxtəlif tökmə metal materialları üçün uyğundur;
● hissəciklər yüksək möhkəmliyə malikdir və asanlıqla qırılmır;
● Hissəcik ölçüsü diapazonu genişdir və qarışdırma prosesin tələblərinə uyğun olaraq fərdiləşdirilə bilər.
Mühərrik tökmələrində keramika qumunun tətbiqi
1. Çuqun silindr başlığının damarlanma, qum yapışması, qırıq nüvə və qum nüvəsi deformasiyasını həll etmək üçün keramika qumundan istifadə edin
● Silindr bloku və silindr başlığı mühərrikin ən vacib tökmə hissələridir
● Daxili boşluğun forması mürəkkəbdir və ölçülərin dəqiqliyi və daxili boşluğun təmizliyi üçün tələblər yüksəkdir.
● Böyük partiya
İstehsalın səmərəliliyini və məhsul keyfiyyətini təmin etmək üçün,
● Yaşıl qum (əsasən Hidrostatik üslub xətti) montaj xətti istehsalı ümumiyyətlə istifadə olunur.
● Qum özəyi ümumiyyətlə soyuq qutu və qatranla örtülmüş qum (qabıq nüvəsi) prosesindən, bəzi qum nüvələri isə isti qutu prosesindən istifadə edir.
● Silindr blokunun və baş tökmənin qum nüvəsinin mürəkkəb formasına görə bəzi qum özəyi kiçik kəsik sahəsinə malikdir, bəzi silindr bloklarının və silindr başlığının su gödəkçəsi özəklərinin ən nazik hissəsi cəmi 3-3,5 mm-dir və qum çıxışı dardır, tökmədən sonra qum özəyi uzun müddət yüksək temperaturda ərimiş dəmirlə əhatə olunmuşdur, qumu təmizləmək çətindir və xüsusi təmizləyici avadanlıq lazımdır və s.. Keçmişdə tökmədə bütün silisium qumundan istifadə olunurdu. Silindr blokunun və silindr başlığının su gödəkçəsi tökmələrində damarların və qumun yapışmasında problemlər yaradan istehsal. Əsas deformasiya və qırılan nüvə problemləri çox yaygındır və həlli çətindir.
Bu cür problemləri həll etmək üçün, təxminən 2010-cu ildən başlayaraq, FAW, Weichai, Shangchai, Shanxi Xinke və s. kimi bəzi tanınmış yerli mühərrik tökmə şirkətləri silindr blokları istehsal etmək üçün keramika qumunun tətbiqini araşdırmağa və sınaqdan keçirməyə başladılar. silindr başlığı su gödəkçələri və yağ keçidləri. Bərabər qum nüvələri daxili boşluğun sinterlənməsi, qumun yapışması, qum nüvəsinin deformasiyası və qırıq nüvələr kimi qüsurları effektiv şəkildə aradan qaldırır və ya azaldır.
Aşağıdakı şəkillər soyuq qutu prosesi ilə keramika qumundan hazırlanır.
O vaxtdan bəri, keramika qumu qarışıq ovucu qum tədricən soyuq qutu və isti qutu proseslərində təşviq edildi və silindr başlığı su gödəkçəsinin nüvələrinə tətbiq edildi. 6 ildən artıqdır ki, sabit istehsaldadır. Soyuq qutu qum nüvəsinin hazırkı istifadəsi belədir: qum nüvəsinin formasına və ölçüsünə görə əlavə edilən keramika qumunun miqdarı 30%-50%, qatranın ümumi miqdarı 1,2%-1,8% və dartılma gücü 2,2-2,7 MPa-dır. (Laboratoriya nümunə test məlumatları)
Xülasə
Silindr bloku və baş çuqun hissələri çoxlu dar daxili boşluq strukturlarını ehtiva edir və tökmə temperaturu ümumiyyətlə 1440-1500 ° C arasındadır. Qum nüvəsinin nazik divarlı hissəsi yüksək temperaturda ərimiş dəmirin təsiri altında asanlıqla sinterlənir, məsələn, qum nüvəsinə sızan ərimiş dəmir və ya yapışqan qum yaratmaq üçün interfeys reaksiyası yaradır. Keramika qumunun odadavamlılığı 1800 ° C-dən çoxdur, bu arada keramika qumunun həqiqi sıxlığı nisbətən yüksəkdir, eyni diametrli və sürəti olan qum hissəciklərinin kinetik enerjisi qumu vurarkən silisium qumu hissəciklərindən 1,28 dəfə çoxdur. qum nüvələrinin sıxlığını artırmaq.
Bu üstünlüklər keramika qumunun istifadəsinin silindr başlığı tökmələrinin daxili boşluğunda qumun yapışması problemini həll edə bilməsinin səbəbləridir.
Silindr blokunun su gödəkçəsi, suqəbuledici və egzoz hissələrində və silindr başlığında tez-tez damar qüsurları olur. Çox sayda tədqiqat və tökmə təcrübəsi göstərdi ki, tökmə səthindəki damar qüsurlarının kök səbəbi silisium qumunun faza dəyişikliyi genişlənməsidir, bu da istilik gərginliyinə səbəb olan qum nüvəsinin səthində çatlara səbəb olur və bu da ərimiş dəmirə səbəb olur. çatlara nüfuz etmək, damarların meyli xüsusilə soyuq qutu prosesində daha böyükdür. Əslində, silisium qumunun termal genişlənmə sürəti 1,5% -ə qədər yüksəkdir, keramika qumunun istilik genişlənmə dərəcəsi isə yalnız 0,13% (1000 ° C-də 10 dəqiqə qızdırılır). İstilik genişlənməsi stresi səbəbindən qum nüvəsinin səthində krekinq ehtimalı çox azdır. Silindr blokunun və silindr başının qum nüvəsində keramika qumunun istifadəsi hal-hazırda damarlanma probleminin sadə və effektiv həllidir.
Mürəkkəb, nazik divarlı, uzun və dar silindr başlı su gödəkçəsi qum özəyi və silindrli neft kanalının qum nüvələri yüksək möhkəmlik (o cümlədən yüksək temperatur gücü) və möhkəmlik tələb edir və eyni zamanda əsas qumun qaz əmələ gəlməsinə nəzarət etmək lazımdır. Ənənəvi olaraq, örtülmüş qum prosesi ən çox istifadə olunur. Keramika qumunun istifadəsi qatran miqdarını azaldır və yüksək möhkəmlik və aşağı qaz əmələ gəlməsi effektinə nail olur. Qatran və xam qumun fəaliyyətinin davamlı olaraq yaxşılaşdırılması səbəbindən soyuq qutu prosesi son illərdə örtülmüş qum prosesinin bir hissəsini getdikcə əvəz etdi, istehsal səmərəliliyini əhəmiyyətli dərəcədə yaxşılaşdırdı və istehsal mühitini yaxşılaşdırdı.
2. Egzoz borusunun qum nüvəsinin deformasiyası problemini həll etmək üçün keramika qumunun tətbiqi
Egzoz manifoldları uzun müddət yüksək temperaturda dəyişən şəraitdə işləyir və yüksək temperaturda materialların oksidləşmə müqaviməti egzoz manifoldlarının xidmət müddətinə birbaşa təsir göstərir. Son illərdə ölkədə avtomobil egzozlarının emissiya standartları davamlı olaraq təkmilləşdirilmiş və katalitik texnologiya və turbo doldurma texnologiyasının tətbiqi işlənmiş manifoldun iş temperaturunu əhəmiyyətli dərəcədə artıraraq 750 °C-dən yuxarı qalxmışdır. Mühərrikin işinin daha da yaxşılaşdırılması ilə egzoz manifoldunun iş temperaturu da artacaq. Hazırda 950°C-1100°C istiliyədavamlı temperaturu olan ZG 40Cr22Ni10Si2 (JB/T 13044) və s. kimi istiliyədavamlı tökmə poladdan ümumiyyətlə istifadə olunur.
Egzoz manifoldunun daxili boşluğunda, ümumiyyətlə, performansa təsir edən çatlar, soyuq qapaqlar, büzülmə boşluqları, şlak daxilolmaları və s., daxili boşluğun kobudluğunun Ra25-dən çox olmaması tələb olunur. Eyni zamanda, boru divarının qalınlığının sapması ilə bağlı ciddi və aydın qaydalar mövcuddur. Uzun müddətdir ki, qeyri-bərabər divar qalınlığı və egzoz manifoldu boru divarının həddindən artıq sapması problemi bir çox egzoz manifoldu tökmə zavodlarını narahat edir.
Bir tökmə zavodu istiliyədavamlı polad egzoz manifoldları istehsal etmək üçün ilk olaraq silisium qumu ilə örtülmüş qum nüvələrindən istifadə etdi. Yüksək tökülmə temperaturu (1470-1550°C) səbəbindən qum özəkləri asanlıqla deformasiyaya uğramış, nəticədə boru divarının qalınlığında dözümlülükdən kənar fenomenlər yaranmışdır. Silisium qumu yüksək temperaturda faza dəyişikliyi ilə müalicə olunsa da, müxtəlif amillərin təsiri ilə hələ də yüksək temperaturda qum nüvəsinin deformasiyasına qalib gələ bilmir və nəticədə boru divarının qalınlığında geniş dalğalanmalar baş verir. , və ağır hallarda, hurdaya salınacaq. Qum nüvəsinin möhkəmliyini artırmaq və qum nüvəsinin qaz əmələ gəlməsinə nəzarət etmək üçün keramik qumla örtülmüş qumdan istifadə etmək qərara alındı. Əlavə edilmiş qatranın miqdarı silisium qumu ilə örtülmüş qumdan 36% az olduqda, onun otaq temperaturunda əyilmə gücü və termal əyilmə gücü 51%, 67% artdı və qaz əmələ gəlməsinin miqdarı 20% azaldı, bu da tələblərə cavab verir. yüksək möhkəmlik və aşağı qaz istehsalı üçün proses tələbləri.
Zavodda eyni vaxtda tökmə üçün silisiumlu qumla örtülmüş qum özlərindən və keramik qumla örtülmüş qum özlərindən istifadə olunur, tökmələr təmizləndikdən sonra anatomik müayinələr aparılır.
Nüvə silisium qumu ilə örtülmüş qumdan hazırlanırsa, dökümlər qeyri-bərabər divar qalınlığına və nazik divara malikdir və divar qalınlığı 3,0-6,2 mm-dir; özəyi keramik qumla örtülmüş qumdan hazırladıqda, tökmənin divar qalınlığı vahid, divar qalınlığı isə 4,4-4,6 mm-dir. aşağıdakı şəkil kimi
Silisium qumu ilə örtülmüş qum
Seramik qumla örtülmüş qum
Seramik qumla örtülmüş qum nüvələrin istehsalı üçün istifadə olunur, bu da qum nüvəsinin qırılmasını aradan qaldırır, qum nüvəsinin deformasiyasını azaldır, egzoz manifoldunun daxili boşluq axını kanalının ölçü dəqiqliyini əhəmiyyətli dərəcədə yaxşılaşdırır və daxili boşluğa qum yapışmasını azaldır, keyfiyyətini yaxşılaşdırır. tökmə və hazır məhsullar nisbətində və əhəmiyyətli iqtisadi fayda əldə etdi.
3. Turbokompressor korpusunda keramika qumunun tətbiqi
Turbomühərrikin qabığının turbin ucunda işləmə temperaturu ümumiyyətlə 600°C-dən çox olur və bəziləri hətta 950-1050°C-ə çatır. Qabıq materialı yüksək temperaturlara davamlı olmalıdır və yaxşı tökmə performansına malikdir. Qabıq quruluşu daha yığcamdır, divar qalınlığı nazik və vahiddir və daxili boşluq təmizdir və s. , son dərəcə tələbkardır. Hal-hazırda, turbomühərrik korpusu ümumiyyətlə istiliyədavamlı polad tökmədən hazırlanır (məsələn, DIN EN 10295 Alman standartının 1.4837 və 1.4849) və istiliyədavamlı çevik dəmir də istifadə olunur (məsələn, Alman standartı GGG SiMo, Amerika standart yüksək nikel austenit nodüler dəmir D5S və s.).
1,8 T mühərrik turbomühərrikinin korpusu, material: 1,4837, yəni GX40CrNiSi 25-12, əsas kimyəvi tərkibi (%): C: 0,3-0,5, Si: 1-2,5, Cr: 24-27, Mo: Maks 0,5, Ni: 11 -14, tökmə temperaturu 1560 ℃. Alaşım yüksək ərimə nöqtəsinə, böyük büzülmə dərəcəsinə, güclü isti krekinq meylinə və yüksək tökmə çətinliyinə malikdir. Tökmənin metalloqrafik strukturunda qalıq karbidlərə və qeyri-metal daxilolmalara ciddi tələblər qoyulur və tökmə qüsurları ilə bağlı xüsusi qaydalar da mövcuddur. Dökümlərin keyfiyyətini və istehsal səmərəliliyini təmin etmək üçün qəlibləmə prosesi filmlə örtülmüş qum qabığı nüvələri (və bəzi soyuq qutu və isti qutu nüvələri) ilə əsas tökmə qəbul edir. Əvvəlcə AFS50 təmizləyici qumdan, sonra isə qovrulmuş silisium qumundan istifadə edildi, lakin daxili boşluqda qum yapışması, buruqlar, termal çatlar və məsamələr kimi problemlər müxtəlif dərəcədə ortaya çıxdı.
Tədqiqatlar və sınaqlar əsasında fabrik keramika qumundan istifadə etmək qərarına gəldi. Əvvəlcə satın alınmış bitmiş örtülmüş qum (100% keramika qumu), sonra regenerasiya və örtük avadanlığı alınmış və istehsal prosesi zamanı prosesi davamlı olaraq optimallaşdırılmışdır, xam qumu qarışdırmaq üçün keramika qumu və ovucu qumdan istifadə edin. Hazırda örtülmüş qum təxminən aşağıdakı cədvələ uyğun olaraq həyata keçirilir:
| Turbomühərrikin korpusu üçün keramik qumla örtülmüş qum prosesi | ||||
| Qum Ölçüsü | Keramika qumunun nisbəti % | qatran əlavə % | Əyilmə gücü MPa | Qaz çıxışı ml/q |
| AFS50 | 30-50 | 1.6-1.9 | 6.5-8 | ≤12 |
Son bir neçə ildə bu zavodun istehsal prosesi stabil işləyir, tökmələrin keyfiyyəti yaxşıdır, iqtisadi və ekoloji faydaları diqqətəlayiqdir. Xülasə aşağıdakı kimidir:
a. Keramika qumundan istifadə etməklə və ya keramika qumu və silisium qumu qarışığından özək hazırlamaq üçün tökmələrin qum yapışması, sinterlənməsi, damarlanması və termal krekinq kimi qüsurları aradan qaldırır və sabit və səmərəli istehsal həyata keçirir;
b. Əsas tökmə, yüksək istehsal səmərəliliyi, aşağı qum-dəmir nisbəti (ümumiyyətlə 2:1-dən çox deyil), daha az xam qum istehlakı və aşağı xərclər;
c. Əsas tökmə tullantı qumun ümumi təkrar emalı və bərpası üçün əlverişlidir və istilik meliorasiyası regenerasiya üçün vahid şəkildə qəbul edilir. Yenilənmiş qumun performansı, xam qumun alış dəyərini azaltmaq və bərk tullantıların atılmasını azaltmaq effektinə nail olan qumun yuyulması üçün yeni qum səviyyəsinə çatmışdır;
d. Əlavə edilmiş yeni keramika qumunun miqdarını müəyyən etmək üçün regenerasiya edilmiş qumda keramika qumunun tərkibini tez-tez yoxlamaq lazımdır;
e. Seramik qum yuvarlaq formaya, yaxşı axıcılığa və böyük spesifikliyə malikdir. Silisium qumu ilə qarışdırıldıqda, seqreqasiyaya səbəb olmaq asandır. Lazım gələrsə, qum atış prosesini tənzimləmək lazımdır;
f. Filmi örtərkən, yüksək keyfiyyətli fenolik qatrandan istifadə etməyə çalışın və müxtəlif əlavələrdən ehtiyatla istifadə edin.
4. Mühərrikin alüminium ərintisi silindr başlığında keramika qumunun tətbiqi
Avtomobillərin gücünü artırmaq, yanacaq istehlakını azaltmaq, işlənmiş çirklənməni azaltmaq və ətraf mühiti qorumaq üçün yüngül avtomobillər avtomobil sənayesinin inkişaf tendensiyasıdır. Hal-hazırda, silindr blokları və silindr başlıqları kimi avtomobil mühərriki (dizel mühərriki də daxil olmaqla) tökmələri ümumiyyətlə alüminium ərintiləri ilə tökülür və silindr blokları və silindr başlarının tökmə prosesi, qum nüvələri, metal qəlib çəkisi tökmə və aşağı təzyiq istifadə edərkən tökmə (LPDC) ən çox təmsil olunur.
Alüminium ərintisi silindr blokunun və baş tökmələrinin qum nüvəsi, örtülmüş qum və soyuq qutu prosesi daha çox yayılmışdır, yüksək dəqiqlik və geniş miqyaslı istehsal xüsusiyyətlərinə uyğundur. Keramika qumundan istifadə üsulu çuqun silindr başının istehsalına bənzəyir. Alüminium ərintinin aşağı tökmə temperaturu və kiçik xüsusi çəkisi səbəbindən, ümumiyyətlə, bir fabrikdə soyuq qutu qum nüvəsi kimi aşağı güclü nüvəli qum istifadə olunur, əlavə olunan qatran miqdarı 0,5-0,6%, dartma gücü isə 0,8-1,2 MPa. Əsas qum tələb olunur Yaxşı çökmə qabiliyyətinə malikdir. Keramika qumunun istifadəsi əlavə edilən qatran miqdarını azaldır və qum nüvəsinin çökməsini xeyli yaxşılaşdırır.
Son illərdə istehsal mühitinin yaxşılaşdırılması və tökmələrin keyfiyyətinin yüksəldilməsi məqsədilə qeyri-üzvi bağlayıcıların (o cümlədən modifikasiya edilmiş su şüşəsi, fosfat bağlayıcıları və s.) tədqiqatları və tətbiqləri getdikcə artır. Aşağıdakı şəkil keramika qumu qeyri-üzvi bağlayıcı nüvəli qum alüminium ərintisi silindr başlığından istifadə edən zavodun tökmə sahəsidir.
Zavod nüvəni hazırlamaq üçün keramika qumu qeyri-üzvi bağlayıcıdan istifadə edir və əlavə edilən bağlayıcının miqdarı 1,8~2,2% təşkil edir. Keramika qumunun yaxşı axıcılığına görə, qum nüvəsi sıxdır, səthi tam və hamardır və eyni zamanda, qaz əmələ gəlməsinin miqdarı azdır, tökmə məhsulunu çox yaxşılaşdırır, nüvə qumunun çökmə qabiliyyətini yaxşılaşdırır. , istehsal mühitini yaxşılaşdırır və yaşıl istehsalın modelinə çevrilir.
Mühərrik tökmə sənayesində keramika qumunun tətbiqi istehsalın səmərəliliyini artırdı, iş mühitini yaxşılaşdırdı, tökmə qüsurlarını həll etdi və əhəmiyyətli iqtisadi faydalar və yaxşı ekoloji faydalar əldə etdi.
Mühərrik tökmə sənayesi əsas qumun regenerasiyasını artırmağa, keramika qumunun istifadə səmərəliliyini daha da artırmağa və bərk tullantı emissiyalarını azaltmağa davam etməlidir.
İstifadə effekti və istifadə dairəsi baxımından keramika qumu hal-hazırda mühərrik tökmə sənayesində ən yaxşı hərtərəfli performansa və ən böyük istehlaka malik döküm üçün xüsusi qumdur.
Göndərmə vaxtı: 27 mart 2023-cü il
