Rolle von Gießrohren und Kühlkörpern bei Bauteilen aus duktilem Gusseisen und Vorsichtsmaßnahmen bei der Konstruktion

Es ist bekannt, dass die Qualität von Bauteilen aus duktilem Gusseisen nicht nur von den verwendeten Materialien und Verfahren abhängt, sondern auch maßgeblich von der Konstruktion der Steigleitungen und Kühlkörper beeinflusst wird. Eine gute Konstruktion kann nicht nur die Anzahl der Steigleitungen reduzieren und die Qualität der Bauteile verbessern, sondern auch die Produktionskosten senken und die Wirtschaftlichkeit steigern. Um diese Vorteile zu erzielen, ist es daher unerlässlich, die Funktion von Steigleitungen und Kühlkörpern sowie die im Konstruktionsprozess zu beachtenden Aspekte zu verstehen.

Die Rolle von Gießsteigleitungen und Kühlern

Beim Gießprozess muss flüssiges Metall zugeführt werden, um Volumenänderungen auszugleichen und so Schwindungsfehler im Gussteil zu vermeiden.

Die Rolle von Gießsteigleitungen und Kühlern

1) Die Abkühlgeschwindigkeit des heißen Bereichs des Gussteils wird beschleunigt, damit das Gussteil gleichzeitig erstarrt. Dies trägt dazu bei, Verformungen oder Risse im Gussteil zu vermeiden und kann die Seigerung verringern.

2) In Verbindung mit Speisern wird die lokale Abkühlung von Gussteilen beschleunigt, die Bedingungen für die sequentielle Erstarrung verbessert und der Ausgleich von Speiserschwindung sowie deren Kompensationsbereich begünstigt. Dies beugt nicht nur Schwindung und Schwindungsfehlern in Gussteilen vor, sondern kann auch die Anzahl oder das Volumen der Speiser und die Steigung der Schwindungskompensation reduzieren und die Prozessausbeute von duktilen Gusseisenteilen verbessern.

3) Beschleunigung der Abkühlgeschwindigkeit bestimmter Teile der Gussteile, um die Oberflächenhärte und Verschleißfestigkeit der Gussteile zu verbessern und die Matrixstruktur zu verfeinern.

4) Platzieren Sie Kühlaggregate an Stellen, an denen es schwierig ist, Erhöhungen aufzustellen oder an denen Erhöhungen nicht leicht zu realisieren sind, um den Schrumpf zu reduzieren oder zu verhindern.

5) Bei Gusseisen mit Kugelgraphit kann die Verwendung von Kühlkörpern zum Abkühlen den Temperaturgradienten an der Oberfläche oder im Zentrum des Gussteils erhöhen, was vorteilhaft ist, um die Nutzung der Graphitisierungsausdehnung zu verbessern und den Schwindungsausgleichseffekt der Speiser zu verbessern.

Die Erstarrungsart von Gusseisen mit Kugelgraphit ist die Pastenerstarrung. Bei der Auslegung berücksichtigen wir diese Erstarrungsart und führen Erstarrungssimulationen durch, um die Korrektheit des ausgelegten Prozesses zu überprüfen. Selbstverständlich sollten wir bei der Betrachtung des Gesamtprozesses Steigrohr und Kühlkörper so weit wie möglich einbeziehen und diese gemeinsam betrachten. Daher sind bei der Auslegung von Steigrohr und Kühlkörper folgende Punkte zu beachten:

Das Steigrohr muss genügend flüssiges Eisen liefern können, um die Schrumpfung auszugleichen.

Das Steigrohr muss funktionsfähig sein: Das Blindsteigrohr muss einen Williams-Kern und ein Luftauge haben, und das offene Steigrohr muss eine Heizhülse haben.

Der Steiger weist einen bestimmten Schrumpfungsabstand auf, der von der Wandstärke und der metallurgischen Qualität des flüssigen Eisens abhängt. Dieser kann wie folgt betragen: horizontaler Schrumpfungsabstand: 10- bis 2-fache Wandstärke; vertikaler Schrumpfungsabstand: 15- bis 4-fache Wandstärke.

Es ist wichtig zu wissen, dass duktiles Gusseisen beim Kontakt mit der Form eine feste Schicht bildet. Diese Schicht (2–3 mm) ist bei dünnwandigen Bauteilen wichtiger als bei dickwandigen.

Die Abkühlung kann die Schrumpfung des geschmolzenen Eisens niemals ausgleichen, sie wird diese Schrumpfung lediglich auf andere Bereiche verlagern.

Die maximale Wirkung der Kälte beträgt: die Hälfte ihrer Dicke oder die Hälfte der Wandstärke, je nachdem, welcher Wert kleiner ist.

Der gekühlte Bereich verringert die Schwindungsstrecke des Steigrohrs. Der umgebende Bereich des Steigrohrs kann nicht gekühlt werden. Je näher die Kühlung am Steigrohr erfolgt, desto geringer ist ihre Dicke.

Im gesamten Konstruktionsprozess muss ein Missverständnis ausgeräumt werden: Das Abkühlen reduziert lediglich den Elastizitätsmodul des Gussteils und gleicht nicht den Schwindungseffekt aus. Viele glauben fälschlicherweise, Abkühlen könne Schwindung beheben und beseitigen. Tatsächlich reduziert es jedoch den Elastizitätsmodul des duktilen Gusseisenteils an der entsprechenden Stelle, wodurch sich die Schwindung auf andere Bereiche ausbreitet.