Procese de turnare a miezului pentru componentele supapelor de înaltă performanță
Producția de componente ale supapelor necesită o integritate structurală ridicată pentru a rezista la presiune, fluctuații de temperatură și medii corozive. Turnarea cu investiții, denumită adesea turnare cu ceară pierdută, este metoda preferată pentru corpurile de supape complexe și elementele interne. Acest proces permite geometrii complicate și secțiuni cu pereți subțiri care sunt dificil de realizat prin turnarea tradițională cu nisip. Prin utilizarea matrițelor ceramice, producătorii pot obține un finisaj superior al suprafeței, ceea ce reduce semnificativ nevoia de prelucrare secundară extensivă a suprafețelor de etanșare ale supapei.
Turnarea cu nisip rămâne un element de bază pentru componentele supapelor mai mari, cum ar fi corpurile supapelor de gunoi și discurile de supape fluture cu diametru mare. Deși oferă o precizie mai mică în comparație cu turnarea cu investiții, tehnicile moderne de nisip cu rășină au o precizie dimensională îmbunătățită. Pentru producția de volum mare a pieselor de supape mai mici, neferoase, cum ar fi scaunele din alamă sau aluminiu, turnarea sub presiune este frecvent utilizată datorită timpilor de ciclu rapid și repetabilității excelente. Alegerea metodei corecte de turnare reprezintă un echilibru între complexitatea designului supapei, proprietățile materialelor necesare și volumul total de producție.
Selectarea materialelor critice pentru piese turnate pentru supape industriale
Selectarea aliajului adecvat este pasul cel mai critic în asigurarea longevității unei supape. Mediile industriale diferite necesită proprietăți metalurgice specifice pentru a preveni defecțiunile premature. Următorul tabel rezumă materialele comune utilizate în turnarea componentelor supapelor și aplicațiile lor principale:
| Tip material | Grad comun | Caracteristica cheie |
| Oțel carbon | WCB, WCC | Rezistență ridicată; rentabil pentru utilizare non-corozivă. |
| Oțel inoxidabil | CF8, CF8M (316) | Rezistență excelentă la coroziune; utilizat în prelucrarea chimică. |
| Oțel duplex | 4A, 5A, 6A | Rezistență superioară la pitting pentru marin și offshore. |
| Oțel aliat | WC6, WC9 | Stabilitate la temperaturi ridicate pentru liniile de abur ale centralei electrice. |
Provocări tehnice și prevenirea defectelor în turnarea cu supape
Controlul porozității și contracției
Defectele interne, cum ar fi porozitatea gazului și cavitățile de contracție, sunt cauzele principale ale scurgerii supapei sub presiune. Pentru a atenua aceste riscuri, inginerii folosesc un software sofisticat de simulare a turnării pentru a proiecta sisteme optime de porți și de ridicare. Aerisirea corectă a matriței asigură că gazele pot scăpa pe măsură ce metalul topit intră în cavitate. În plus, controlul vitezei de răcire este esențială pentru a preveni solicitările interne care ar putea duce la ruperea la cald sau crăparea secțiunilor supapelor cu pereți groși.
Alocații de prelucrare de precizie
În timp ce turnarea produce forma aproape de net, zonele critice precum scaunul supapei, orificiul tijei și fețele flanșei necesită prelucrare de înaltă precizie. Turnarea cu succes a supapelor necesită o „alocație de prelucrare” strategică - material suplimentar rămas pe turnare pentru a fi îndepărtat ulterior. Dacă alocația este prea mică, este posibil ca suprafața turnată să nu se curețe; dacă este prea mare, crește uzura și risipa sculelor. Integrarea CNC modernă permite tranziția fără probleme de la componenta turnată la piesa finită, cu toleranță ridicată.
Asigurarea calității și testarea nedistructivă (NDT)
Deoarece supapele sunt echipamente care conțin presiune, controlul calității este guvernat de standarde internaționale stricte, cum ar fi ASME B16.34. Instalațiile de turnare trebuie să implementeze protocoale de testare riguroase pentru a asigura siguranța produsului final. Următoarele metode NDT sunt standard în industrie:
- Testare radiografică (RT): Utilizează raze X pentru a detecta incluziuni interne, fisuri sau goluri în corpul supapei.
- Inspecția particulelor magnetice (MPI): Eficientă pentru identificarea discontinuităților de suprafață și aproape de suprafață în materiale feromagnetice.
- Inspecția prin penetrare a vopselei (DPI): O modalitate eficientă din punct de vedere al costurilor de a dezvălui fisurile de suprafață pe piesele turnate din oțel inoxidabil nemagnetic.
- Testare hidrostatică: Deși din punct de vedere tehnic este un test de ansamblu de supapă, validează capacitatea turnării de a menține presiunea fără plâns sau ruptură.
- Testare cu ultrasunete (UT): Folosește unde sonore de înaltă frecvență pentru a măsura grosimea peretelui și a detecta defecte interne adânci.
Optimizarea lanțului de aprovizionare pentru componentele de turnare cu supape
Achiziționarea de înaltă calitate turnarea componentelor supapelor necesită un parteneriat profund între turnătorie și producătorul de supape. Este esențial să furnizezi turnătoriei modele 3D detaliate și specificații clare privind compoziția chimică și proprietățile mecanice. Multe turnătorii moderne oferă acum servicii „one-stop”, inclusiv tratament termic, prelucrare brută și acoperire a suprafețelor (cum ar fi ENP sau vopsire), care simplifică cronologia producției și asigură un control mai bun al calității pe întregul ciclu de viață al producției.
