Keramika qumining kimyoviy tarkibi asosan Al2O3 va SiO2 bo'lib, keramik qumning mineral fazasi asosan korund fazasi va mullit fazasi, shuningdek, oz miqdorda amorf fazadir. Seramika qumining refrakterligi odatda 1800 ° C dan yuqori va u yuqori qattiqlikdagi alyuminiy-kremniyli refrakter materialdir.
Keramika qumining xususiyatlari
● Yuqori refrakterlik;
● Issiqlik kengayishining kichik koeffitsienti;
● Yuqori issiqlik o'tkazuvchanligi;
● Taxminan sharsimon shakl, kichik burchak faktori, yaxshi suyuqlik va ixcham qobiliyat;
● Silliq sirt, yoriqlar, zarbalar yo'q;
● Neytral material, turli xil to'qimalar metall materiallari uchun mos;
● Zarrachalar yuqori quvvatga ega va osonlikcha buzilmaydi;
● Zarrachalar hajmi oralig'i keng va aralashtirish jarayon talablariga muvofiq sozlanishi mumkin.
Dvigatel quymalarida seramika qumini qo'llash
1. Quyma temir silindr boshining tomirlar, qum yopishishi, singan yadrosi va qum yadrosi deformatsiyasini hal qilish uchun keramik qumdan foydalaning.
● Silindr bloki va silindr boshi dvigatelning eng muhim quyma qismidir
● Ichki bo'shliqning shakli murakkab va o'lchov aniqligi va ichki bo'shliq tozaligi uchun talablar yuqori.
● Katta partiya
Ishlab chiqarish samaradorligi va mahsulot sifatini ta'minlash uchun,
● Yashil qum (asosan Gidrostatik uslublar liniyasi) yig'ish liniyasi ishlab chiqarish odatda qo'llaniladi.
● Qum yadrolari odatda sovuq quti va qatron bilan qoplangan qum (qobiq yadrosi) jarayonidan foydalanadi va ba'zi qum yadrolari issiq quti jarayonidan foydalanadi.
● Silindr blokining qum yadrosi va bosh to'qimalarining murakkab shakli tufayli, ba'zi qum yadrolari kichik tasavvurlar maydoniga ega, ba'zi silindr bloklari va silindrli boshli suv ko'ylagi yadrolarining eng nozik qismi faqat 3-3,5 mm, va qum chiqishi tor, quyishdan keyin qum yadrosi uzoq vaqt davomida yuqori haroratli eritilgan temir bilan o'ralgan, qumni tozalash qiyin va maxsus tozalash uskunalari kerak va hokazo. Ilgari barcha silika qumlari quyishda ishlatilgan. ishlab chiqarish, bu silindr bloklari va silindr boshining suv ko'ylagi quymalarida tomirlar va qum yopishish muammolarini keltirib chiqardi. Yadro deformatsiyasi va singan yadro muammolari juda keng tarqalgan va hal qilish qiyin.
Bunday muammolarni hal qilish uchun, taxminan 2010 yildan boshlab, FAW, Weichai, Shangchai, Shanxi Xinke va boshqalar kabi taniqli mahalliy dvigatel quyish kompaniyalari silindr bloklarini ishlab chiqarish uchun keramik qumni qo'llashni tadqiq qilish va sinovdan o'tkazishni boshladilar. silindrli boshli suv ko'ylagi va yog 'o'tish joylari. Teng qum yadrolari ichki bo'shliqni sinterlash, qum yopish, qum yadrosi deformatsiyasi va singan yadrolar kabi kamchiliklarni samarali ravishda yo'q qiladi yoki kamaytiradi.
Quyidagi rasmlar sovuq quti jarayoni bilan keramik qumdan qilingan.
O'shandan beri seramika qumi aralashtirilgan tozalovchi qum asta-sekin sovuq quti va issiq quti jarayonlarida targ'ib qilinib, silindr boshi suv ko'ylagi yadrolariga qo'llaniladi. 6 yildan ortiq barqaror ishlab chiqarishda. Sovuq quti qum yadrosining hozirgi ishlatilishi: qum yadrosining shakli va o'lchamiga ko'ra, qo'shilgan keramik qum miqdori 30% -50%, qo'shilgan qatronning umumiy miqdori 1,2% -1,8% va kuchlanish kuchi 2,2-2,7 MPa. (Laboratoriya namunasi sinovi ma'lumotlari)
Xulosa
Silindr bloki va bosh quyma temir qismlari ko'plab tor ichki bo'shliq tuzilmalarini o'z ichiga oladi va quyish harorati odatda 1440-1500 ° S gacha. Qum yadrosining yupqa devorli qismi yuqori haroratli eritilgan temir ta'sirida osongina sinterlanadi, masalan, eritilgan temir qum yadrosiga infiltratsiyalanadi yoki yopishqoq qum hosil qilish uchun interfeys reaktsiyasini hosil qiladi. Keramika qumining refrakterligi 1800 ° C dan yuqori, shu bilan birga, keramik qumning haqiqiy zichligi nisbatan yuqori, bir xil diametrli va tezlikli qum zarralarining kinetik energiyasi qumni otishda silika qumi zarralaridan 1,28 baravar ko'pdir. qum yadrolarining zichligini oshirish.
Bu afzalliklar keramik qumdan foydalanish silindrli bosh to'qimalarining ichki bo'shlig'ida qum yopishish muammosini hal qilishi mumkin bo'lgan sabablardir.
Suv ko'ylagi, silindr blokining qabul qilish va chiqarish qismlari va silindr boshi ko'pincha tomirlarda nuqsonlarga ega. Ko'plab tadqiqotlar va quyma amaliyotlari shuni ko'rsatdiki, quyma yuzasida tomir nuqsonlarining asosiy sababi silika qumining faza o'zgarishi kengayishi bo'lib, bu termal stressni keltirib chiqaradigan qum yadrosi yuzasida yoriqlar paydo bo'lishiga olib keladi, bu esa eritilgan temirning paydo bo'lishiga olib keladi. yoriqlarga kirib borish uchun, tomirlarning moyilligi, ayniqsa, sovuq quti jarayonida kattaroqdir. Aslida, silika qumining termal kengayish darajasi 1,5% ni tashkil qiladi, seramika qumining termal kengayish darajasi esa atigi 0,13% (1000 ° C da 10 daqiqa davomida isitiladi). Issiqlik kengayish stressi tufayli qum yadrosi yuzasida yorilish ehtimoli juda kichik. Silindr bloki va silindr boshining qum yadrosida keramik qumdan foydalanish hozirgi vaqtda tomirlar muammosining oddiy va samarali echimidir.
Murakkab, yupqa devorli, uzun va tor silindrli boshli suv ko'ylagi qum yadrolari va silindrli yog 'kanallari qum yadrolari yuqori quvvatni (shu jumladan yuqori haroratli quvvatni) va qattiqlikni talab qiladi va ayni paytda yadro qumining gaz hosil bo'lishini nazorat qilish kerak. An'anaga ko'ra, qoplangan qum jarayoni ko'pincha ishlatiladi. Seramika qumidan foydalanish qatronlar miqdorini kamaytiradi va yuqori quvvat va past gaz hosil bo'lishining ta'siriga erishadi. Qatronlar va xom qumning ish faoliyatini doimiy ravishda yaxshilash tufayli sovuq quti jarayoni so'nggi yillarda qoplangan qum jarayonining bir qismini tobora ko'proq almashtirib, ishlab chiqarish samaradorligini sezilarli darajada yaxshilaydi va ishlab chiqarish muhitini yaxshilaydi.
2. Egzoz trubasining qum yadrosi deformatsiyasi muammosini hal qilish uchun keramik qumni qo'llash
Egzoz manifoldlari uzoq vaqt davomida yuqori haroratli o'zgaruvchan sharoitlarda ishlaydi va yuqori haroratlarda materiallarning oksidlanish qarshiligi egzoz manifoldlarining xizmat qilish muddatiga bevosita ta'sir qiladi. So'nggi yillarda mamlakatda avtomobil egzozlarining emissiya standartlari doimiy ravishda takomillashdi va katalitik texnologiya va turbo zaryadlash texnologiyasini qo'llash egzoz manifoldining ish haroratini sezilarli darajada oshirib, 750 ° C dan yuqoriga etdi. Dvigatelning ishlashini yanada yaxshilash bilan egzoz manifoldining ish harorati ham ortadi. Hozirgi vaqtda issiqlikka chidamli quyma po'latdan odatda ZG 40Cr22Ni10Si2 (JB / T 13044) va boshqalar, 950 ° C-1100 ° S gacha bo'lgan issiqlikka chidamli haroratga ega.
Egzoz manifoldining ichki bo'shlig'i odatda ishlashga ta'sir qiladigan yoriqlar, sovuq yopilishlar, siqilish bo'shliqlari, cüruf qo'shimchalari va boshqalardan xoli bo'lishi kerak va ichki bo'shliqning pürüzlülüğü Ra25 dan oshmasligi kerak. Shu bilan birga, quvur devori qalinligining og'ishi bo'yicha qat'iy va aniq qoidalar mavjud. Uzoq vaqt davomida devor qalinligining notekisligi va egzoz manifoldu trubkasi devorining haddan tashqari og'ishi muammosi ko'plab egzoz manifoldu quyish zavodlarini qiynab kelmoqda.
Quyma zavodi birinchi marta issiqlikka bardoshli po'latdan egzoz manifoldlarini ishlab chiqarish uchun silika qum bilan qoplangan qum yadrolaridan foydalangan. Yuqori quyish harorati (1470-1550 ° S) tufayli qum yadrolari osongina deformatsiyalangan, buning natijasida quvur devori qalinligida bardoshli bo'lmagan hodisalar yuzaga kelgan. Silika qumi yuqori haroratli faza o'zgarishi bilan ishlov berilgan bo'lsa-da, turli omillar ta'sirida, u hali ham yuqori haroratda qum yadrosining deformatsiyasini bartaraf eta olmaydi, natijada quvur devorining qalinligida keng diapazondagi tebranishlar mavjud. , va og'ir holatlarda, u bekor qilinadi. Qum yadrosining mustahkamligini yaxshilash va qum yadrosining gaz hosil bo'lishini nazorat qilish uchun keramik qum bilan qoplangan qumdan foydalanishga qaror qilindi. Qo'shilgan qatronlar miqdori silika qum bilan qoplangan qumga qaraganda 36% past bo'lsa, uning xona haroratida egilish kuchi va termal egilish kuchi 51%, 67% ga oshdi va gaz hosil bo'lishi miqdori 20% ga kamayadi, bu esa talablarga javob beradi. yuqori quvvat va past gaz hosil bo'lishining texnologik talablari.
Zavod bir vaqtning o'zida quyish uchun silika qum bilan qoplangan qum yadrolari va keramik qum bilan qoplangan qum yadrolaridan foydalanadi, to'qimalarni tozalashdan so'ng ular anatomik tekshiruvlar o'tkazadilar.
Agar yadro kremniy qum bilan qoplangan qumdan yasalgan bo'lsa, to'qimalar notekis devor qalinligi va ingichka devorga ega, devor qalinligi esa 3,0-6,2 mm; yadro keramik qum bilan qoplangan qumdan yasalgan bo'lsa, quyma devor qalinligi bir xil, devor qalinligi esa 4,4-4,6 mm. quyidagi rasm kabi
Silika qum bilan qoplangan qum
Seramika qum bilan qoplangan qum
Seramika qumi bilan qoplangan qum yadrolarni ishlab chiqarish uchun ishlatiladi, bu qum yadrosining sinishini bartaraf qiladi, qum yadrosi deformatsiyasini kamaytiradi, egzoz manifoldining ichki bo'shlig'i oqim kanalining o'lchov aniqligini sezilarli darajada yaxshilaydi va ichki bo'shliqqa qum yopishishini kamaytiradi, sifatini yaxshilaydi. quyma va tayyor mahsulotlar darajasi va sezilarli iqtisodiy foyda oldi.
3. Turbocharger korpusida keramik qumni qo'llash
Turbo zaryadlovchi qobig'ining turbina uchida ish harorati odatda 600 ° C dan oshadi va ba'zilari hatto 950-1050 ° C ga etadi. Qobiq materiali yuqori haroratga chidamli bo'lishi va yaxshi quyish ko'rsatkichlariga ega bo'lishi kerak. Qobiq tuzilishi yanada ixcham, devor qalinligi nozik va bir xil, ichki bo'shliq toza va hokazo. , juda talabchan. Hozirgi vaqtda turbo zaryadlovchi korpusi odatda issiqlikka bardoshli po'latdan yasalgan quyma (masalan, DIN EN 10295 nemis standartining 1,4837 va 1,4849) va issiqlikka bardoshli egiluvchan temir ham ishlatiladi (masalan, Germaniya standarti GGG SiMo, Amerika standarti). standart yuqori nikelli ostenitik nodulyar temir D5S va boshqalar).
1,8 T dvigatelli turbo zaryadlovchi korpusi, material: 1,4837, ya'ni GX40CrNiSi 25-12, asosiy kimyoviy tarkibi (%): C: 0,3-0,5, Si: 1-2,5, Cr: 24-27, Mo: Maks 0,5, Ni: 11 -14, quyish harorati 1560 ℃. Qotishma yuqori erish nuqtasiga, katta qisqarish tezligiga, kuchli issiq yorilish tendentsiyasiga va yuqori quyish qiyinligiga ega. Quymaning metallografik tuzilishi qoldiq karbidlar va metall bo'lmagan qo'shimchalarga qat'iy talablarga ega, shuningdek, quyma nuqsonlari bo'yicha maxsus qoidalar mavjud. To'qimalarining sifati va ishlab chiqarish samaradorligini ta'minlash uchun qoliplash jarayoni plyonka bilan qoplangan qum qobig'i yadrolari (va ba'zi sovuq quti va issiq quti yadrolari) bilan yadro quyishni qabul qiladi. Dastlab, AFS50 tozalash qumi ishlatilgan, keyin esa qovurilgan silika qumi ishlatilgan, ammo ichki bo'shliqda qum yopishishi, burmalar, termal yoriqlar va teshiklar kabi muammolar turli darajada paydo bo'ldi.
Tadqiqot va sinovlar asosida zavod keramik qumdan foydalanishga qaror qildi. Dastlab sotib olingan tayyor qoplangan qum (100% keramik qum), so'ngra regeneratsiya va qoplama uskunalari sotib olindi va ishlab chiqarish jarayonida jarayonni doimiy ravishda optimallashtiradi, xom qumni aralashtirish uchun keramik qum va tozalovchi qumdan foydalaning. Hozirgi vaqtda qoplangan qum taxminan quyidagi jadvalga muvofiq amalga oshiriladi:
| Turbocharger korpusi uchun seramika qum bilan qoplangan qum jarayoni | ||||
| Qum hajmi | Keramika qumining nisbati % | Qatronlar qo'shilishi % | Bükme kuchi MPa | Gaz chiqishi ml/g |
| AFS50 | 30-50 | 1,6-1,9 | 6,5-8 | ≤12 |
So'nggi bir necha yil ichida ushbu zavodning ishlab chiqarish jarayoni barqaror ishlamoqda, quymalarning sifati yaxshi, iqtisodiy va ekologik foydasi e'tiborga loyiqdir. Xulosa quyidagicha:
a. Keramika qumidan foydalanish yoki yadrolarni tayyorlash uchun keramik qum va silika qum aralashmasidan foydalanish, quymalarni qum yopish, sinterlash, tomirlar va termal yorilish kabi kamchiliklarni bartaraf qiladi va barqaror va samarali ishlab chiqarishni amalga oshiradi;
b. Yadro quyish, yuqori ishlab chiqarish samaradorligi, past qum-temir nisbati (odatda 2: 1 dan ortiq emas), kamroq xom qum iste'moli va arzonroq xarajatlar;
c. Yadro quyish chiqindi qumni umumiy qayta ishlash va qayta tiklashga yordam beradi va qayta tiklash uchun termal melioratsiya bir xilda qabul qilinadi. Qayta tiklangan qumning ishlashi qumni tozalash uchun yangi qum darajasiga yetdi, bu xom qumni sotib olish narxini pasaytirish va qattiq chiqindilarni chiqarishni kamaytirish samarasiga erishdi;
d. Yangi qo'shilgan keramik qum miqdorini aniqlash uchun qayta tiklangan qumdagi keramik qum tarkibini tez-tez tekshirish kerak;
e. Seramika qumi yumaloq shaklga, yaxshi suyuqlikka va katta o'ziga xoslikka ega. Silika qumi bilan aralashtirilganda, segregatsiyaga olib kelishi oson. Agar kerak bo'lsa, qum otishni o'rganish jarayonini sozlash kerak;
f. Filmni qoplashda yuqori sifatli fenolik qatronlardan foydalanishga harakat qiling va ehtiyotkorlik bilan turli qo'shimchalardan foydalaning.
4. Dvigatel alyuminiy qotishma silindrli kallagida seramika qumini qo'llash
Avtomobillarning kuchini yaxshilash, yoqilg'i sarfini kamaytirish, chiqindi ifloslanishini kamaytirish va atrof-muhitni muhofaza qilish uchun engil avtomobillar avtomobil sanoatining rivojlanish tendentsiyasidir. Hozirgi vaqtda silindr bloklari va silindrli kallaklar kabi avtomobil dvigatellari (shu jumladan dizel dvigatellari) quymalari odatda alyuminiy qotishmalari bilan quyiladi va silindr bloklari va silindr boshlarini quyish jarayoni qum yadrolari, metall qoliplarni quyish va past bosimdan foydalanilganda. casting (LPDC) eng vakili hisoblanadi.
Alyuminiy qotishma silindr bloklari va bosh to'qimalarining qum yadrosi, qoplangan qum va sovuq quti jarayoni keng tarqalgan bo'lib, yuqori aniqlikdagi va keng ko'lamli ishlab chiqarish xususiyatlariga mos keladi. Seramika qumidan foydalanish usuli quyma temir silindr boshini ishlab chiqarishga o'xshaydi. Alyuminiy qotishmasining quyi quyilish harorati va kichik o'ziga xos og'irligi tufayli, odatda zavoddagi sovuq quti qum yadrosi kabi past quvvatli yadro qumi ishlatiladi, qo'shilgan qatronlar miqdori 0,5-0,6% ni tashkil qiladi va kuchlanish kuchi 0,8-1,2 MPa. Yadro qumi talab qilinadi Yaxshi siqilish qobiliyatiga ega. Keramika qumidan foydalanish qo'shilgan qatronlar miqdorini kamaytiradi va qum yadrosining qulashini sezilarli darajada yaxshilaydi.
So'nggi yillarda ishlab chiqarish muhitini yaxshilash va quyma sifatini yaxshilash maqsadida noorganik bog'lovchi moddalarni (jumladan, modifikatsiyalangan suv oynasi, fosfat bog'lovchilar va boshqalar) ko'proq tadqiqotlar va qo'llash ishlari olib borilmoqda. Quyidagi rasmda keramik qum noorganik biriktiruvchi yadroli qum alyuminiy qotishma silindrli kallakdan foydalanadigan zavodning quyish joyi.
Zavod yadro qilish uchun keramik qum noorganik bog'lovchidan foydalanadi va qo'shilgan bog'lovchi miqdori 1,8 ~ 2,2% ni tashkil qiladi. Keramika qumining yaxshi suyuqligi tufayli qum yadrosi zich, yuzasi to'liq va silliqdir va shu bilan birga, gaz hosil bo'lishining miqdori kichik bo'lib, quyma hosildorligini sezilarli darajada yaxshilaydi, yadro qumining qulashini yaxshilaydi. , ishlab chiqarish muhitini yaxshilaydi va yashil ishlab chiqarish modeliga aylanadi.
Dvigatel quyish sanoatida seramika qumini qo'llash ishlab chiqarish samaradorligini oshirdi, ish muhitini yaxshiladi, quyma nuqsonlarini bartaraf etdi va muhim iqtisodiy foyda va yaxshi ekologik manfaatlarga erishdi.
Dvigatel quyish sanoati yadro qumining regeneratsiyasini oshirishni davom ettirishi, keramik qumdan foydalanish samaradorligini yanada oshirishi va qattiq chiqindilar emissiyasini kamaytirishi kerak.
Foydalanish effekti va foydalanish doirasi nuqtai nazaridan, keramik qum hozirgi vaqtda eng yaxshi keng qamrovli ishlash va dvigatel quyish sanoatida eng katta iste'molga ega bo'lgan quyish uchun maxsus qumdir.
Xabar vaqti: 27-mart-2023-yil
