Sandbewässerung mit schmalem Innenhohlraum-Laufrad

FEIGE. 2-40 ist ein Laufradguss mit unkomplizierter Optik, verfügt aber innen über vier gebogene Rippen und einen schmalen Strömungsweg.

Im ursprünglichen Verfahren wurde nach dem Beschichten von zwei Schichten 120-Mesh-Zirkoniumsand in den Strömungskanal gegossen, damit der Zirkoniumsand den gesamten inneren Hohlraum des Strömungskanals ausfüllte. Anschließend wurde die äußere runde Mündung mit feuerfestem Schlamm verschlossen und dann fortgefahren verkrusten.

Im aktuellen Verfahren wird brauner Spezialgusssand mit einer Maschenweite von 90 bis 120 Mesh als Ersatz für Zirkoniumsand verwendet. Außerdem wird Sand in den Strömungskanal gegossen, damit der Spezialsand den gesamten inneren Hohlraum des Strömungskanals ausfüllt. Die folgenden Vorgänge sind die gleichen wie oben. Während des Gießens traten keine Risse in der Formschale, keine Quellung der Schale und kein Stahlaustritt auf, und die Qualität des inneren Hohlraums des Gussstücks blieb normal.

Abbildung 2-40 Schematische Darstellung des Laufrads

Prozesskontrolle der Turbinen-Feingussproduktion

Die strukturellen Merkmale von Turbinengussteilen bestehen darin, dass zwischen der Gehäusewanddicke und der Schaufelwanddicke ein großer Unterschied besteht. Die Klingen sind nicht nur zahlreich und dünnwandig, sondern auch durch halbe Nationalringe verbunden. Daher ist der Turbinenguss sehr schwierig. Im Prozess der Turbinenversuchsproduktion entspricht die Qualität der Produktionsgussteile durch die Stärkung der Kontrolle der Prozessdetails unter den Bedingungen des Nicht-Vakuum-Schmelzens und Nicht-Vakuum-Gießens den Anforderungen der Kunden.

Das Turbinengehäuse verfügt über 21 gebogene Schaufeln mit einer Dicke von 1 mm. Mit der Klinge ist insbesondere ein halbkreisförmiger Ring verbunden. Die Wandstärke des halbkreisförmigen Rings beträgt 1.6 mm, der Außendurchmesser der Schale beträgt 270 mm, der Innendurchmesser des Rings beträgt 230 mm und die Höhe beträgt 62 mm. Das Einzelgewicht des Gussteils beträgt 2.3 kg.

Abbildung 2-41 Gestanzte und geschweißte Turbine

Abbildung 2-42 Lokaler Status von gestanzten und geschweißten Schaufeln

Abbildung 2-41 zeigt die gestanzte und geschweißte Turbine und Abbildung 2-42 zeigt den Teilzustand der gestanzten und geschweißten Schaufeln. Das Gehäuse der Turbine besteht aus 4 mm dickem Stahlblech, das gestanzt und geschweißt ist. Die Turbinenschaufeln bestehen aus dünnen 1-mm-Stahlplatten, die in den inneren Hohlraum des Gehäuses gestanzt und verschweißt werden. Der halbrunde Ring ist gleichzeitig ein Stanzteil, an dem 21 Schaufeln angeschweißt sind. Offensichtlich ist das Schweißverfahren für die Stanzkomponentenmontage nicht nur mit einem hohen Arbeitsaufwand, einem langen Produktionszyklus und einem geringen Wirkungsgrad verbunden, sondern kann auch die Anforderungen an die Leistung und die Arbeitsparameter des Turbinendesigns nicht erfüllen. Daher ist es erforderlich, die Turbinenherstellungsmethode auf Feinguss umzustellen.

Kontrolle der Prozessdetails

Druckausführung.

Aus Sicht der Turbinenmodellierung konzentrieren sich die Schwierigkeiten beim Feinguss auf den inneren Hohlraum, und die gebogene Schaufel ist mit einem Halbkreisring verbunden. Es ist problematisch, die Wachsform gleichzeitig zu pressen, daher müssen zwei Druckformen separat aufgebaut und zwei Wachsformen gepresst und dann kombiniert werden. Siehe Abbildung 2-43 bis Abbildung 2-45.

2-43 Dreidimensionales Profil der Blatt- und Halbringanastomose
Abbildung 2-44 Dreidimensionales Diagramm des Schaufelzustands im inneren Hohlraum des Gehäuses
Abbildung 2-45 Dreidimensionales Diagramm der Position des eingebetteten Rings im Rotorblatt

Formvorbereitung

Stellen Sie drei Stufen der Wachsfiltration ein. Die Niedertemperaturformen werden mit heißem Wasser entparaffiniert und die Wachsflüssigkeit wird zum ersten Mal gefiltert, bevor sie vom Entparaffinierungstank in den Behandlungstank fließt. Nach der Säurebehandlung wird die Wachslösung ein zweites Mal filtriert, bevor sie in den stationären Fällbehälter fließt. Die Wachslösung ein drittes Mal abseihen, bevor sie in die Form gegossen wird.
Wachshobelverfahren hinzufügen. Unter Verwendung eines Gussformbarrens, eines Zylinders mit einem Durchmesser von 450 mm und einer Länge von 800 mm, wird er auf den Wachshobel gelegt und zu dünnen Wachsstücken verarbeitet. Das Rühren der Wachspaste erfolgt schnell, gleichmäßig und sanft, und die Wachspaste enthält keine Partikel.
Abkühlung der Wachsform. Die Temperatur im Formraum muss streng kontrolliert werden und unter 25 °C liegen. Nachdem die Wachsform von Klinge und Ring aus der Pressform entfernt wurde, darf sie zum Abkühlen nicht in Wasser gelegt werden. Die Wachsform muss paarweise auf der Platte gelagert werden und die Wachsform darf nicht gestapelt werden.
Nähen einer Wachsform. Der traditionelle Schweißprozess mit Ferrochrom wird aufgegeben und gebundenes Wachs übernommen, wie in Abbildung 2-46 und Abbildung 2-47 dargestellt. Die Erhitzungstemperatur des Klebewachses beträgt im Allgemeinen 60 °C. Unter dieser Temperatur ist die Klebewachsflüssigkeit dichter und beim Kleben der Wachsform bildet sich häufig ein Kreis aus „Wachsansammlungen“ auf der Klebefläche. Daher wurde die Heiztemperatur auf 70 °C erhöht und die halbkreisförmige Ringwachsform weniger als 2 Sekunden lang in die Klebewachslösung eingetaucht. Nachdem das Wachs geklebt wurde, wurde die Wachslösung nicht sofort geklebt. Die Wachslösung wurde mit einer Bürstenreihe gleichmäßig verteilt und die Wachslösung wurde 5–7 Sekunden lang gestoppt. Setzen Sie dann die halbkreisförmige Ringwachsform sanft in die Klingenwachsform ein, wie in Abbildung 2-48 gezeigt.

Abbildung 2-46 Klingenwachsform
Abbildung 2-47 Halbkreisring-Wachsform
Abbildung 2-48 Form aus geklebtem Wachs

Design von Angusssystemen.

Das Konstruktionsschema des ersten Gießzuführsystems besteht darin, ein kugelförmiges Steigrohr und ein Zentrifugalgießen zu verwenden und dabei dem Radius des Steigrohrs zu folgen, wie in Abb. 2 dargestellt. 49-2 und ABB. 50-XNUMX. Der Zweck der Anbringung von drei dicken Zuführkanälen auf dem kugelförmigen Steigrohr besteht darin, den Wachsaustrag, die Absaugung und die Schalenzuführung zu erleichtern und die Schalensteifigkeit des Moduls zu verbessern.

Abbildung 2-49 Kugelförmiger Düsenkopf
Abbildung 2-50 Drei Abluftstangen am kugelförmigen Formkopf

Das Konstruktionsschema des zweiten Gießzuführsystems, kugelförmiges Steigrohr mit vier Innenkanälen und Zentrifugalgießen, ist in Abbildung 2-51 dargestellt.

Abbildung 2-51 Verbindung des Läufers mit dem Halbring
Abbildung 2-52 Integrierter Innenläufer

Das dritte Designschema des Gießzuführsystems verwendet einen integrierten Innenkanal. Der gesamte innere Läuferkörper ist an der Oberseite des Turbinengehäuses angebracht und der obere Teil ist mit 5 Flüssigstahlkanälen ausgestattet. Der obere Teil ähnelt dem horizontalen Waschkanal, der unter Berücksichtigung der Eigenschaften des Schleudergießens zu einem Gesamtkreis geformt ist.

Um die vollständige Füllung des halbkreisförmigen Rings im Turbineninnenhohlraum sicherzustellen, wird ein Füllmodus gebildet, der Innen und Außen kombiniert. Aus der Mitte des unteren Endes des kreisförmigen Querkanals wird ein direkter Waschkanal gezogen, und ein vierzackiger Innenanschnitt wird zur Verbindung mit der Innenwand des Durchgangslochs mit einem Durchmesser von 74 mm verwendet, wie in Abbildung 2 dargestellt -53.

Abbildung 2-53 vierzinkiger Innenläufer

Shell-Herstellungsprozess

Testprozess.

Die erste Schicht: 35 Sekunden lang Meeräschenpulver auftragen, 80–100 Mesh Meeräschensand darüber streuen, 10 Stunden lang trocknen, Trockenkammertemperatur 23 °C, relative Luftfeuchtigkeit 65 %.

Die zweite Schicht: Mullet-Pulver 22s auftragen, 60–80 Mesh Meeräschensand darüber streuen, 12 Stunden trocknen lassen, Trockenkammertemperatur 23 °C, relative Luftfeuchtigkeit 65 %.

Die dritte Schicht: 15 Sekunden lang Meeräschenpulver auftragen, 60–80 Mesh Meeräschensand darüber streuen, 12 Stunden lang trocknen, Raumtemperatur 23 °C, relative Luftfeuchtigkeit 50 %, Luft blasen, Draht binden.

Die vierte Schicht: 14 Sekunden lang Meeräschenpulver auftragen, 30–60 Mesh Meeräschensand darüber streuen, 12 Stunden trocknen lassen, Raumtemperatur 23 °C trocknen, relative Luftfeuchtigkeit 50 %, ausblasen.

Die fünfte und sechste Schicht: Meeräsche-Pulver für 14 Sekunden auftragen, 16–30 Mesh Meeräsche-Sand darüber streuen, 12 Stunden trocknen, Trocknungsraumtemperatur 23 °C, Phase: Luftfeuchtigkeit 50 %, blasen.

Versiegelungsschicht: Mo Shui-Schlämme 14 Sekunden auftragen, 16 Stunden trocknen, Trocknungsraumtemperatur 23 °C, relative Luftfeuchtigkeit 50 %, ausblasen.

Aktueller Produktionsprozess

Um die Sandreinigung zu erleichtern, bleiben die erste und zweite Schicht unverändert. Vor dem Beschichten der dritten Schicht wird der innere Hohlraum der Klinge mit Sand (60–80 Mesh Mullit) und geschlossenem Sand (Mullitschlamm und Mullitpulver werden zu Schlamm gemischt und blockiert) gefüllt und dann mit der dritten, vierten und fünften Schicht beschichtet Schichten und Versiegelungsschicht. Nach dem Ausgießen wird die Reinigungsschwierigkeit deutlich verbessert.

Modulentparaffinierung

Nehmen Sie nach dem Entparaffinieren die Schale heraus, spülen Sie sie sofort zweimal mit kochendem Wasser ab und entfernen Sie gründlich das restliche Wachs und die Rückstände in der Schale.

Zweimaliges Rösten der Formschale

Vorrösten: Die Kreuzschale wird im Backofen bei 950℃ vorgeröstet. Nach dem Abkühlen der vorkalzinierten Formschale wird der Innenhohlraum der Formschale mit Wasser gereinigt.
Verpackungsrösten: Beim Verpackungsrösten wird die vorgeröstete Formschale in einen runden Eisenkasten gegeben, der mit grobem Sand gefüllt ist, und die Oberfläche des Sandes wird mit einer dünnen Schicht Kieselsol bestrichen. Der Zweck besteht darin, die Formschale gleichmäßig zu erhitzen und sicherzustellen, dass die Gießtemperatur der Formschale erhöht wird, um das Schleudergießen zu erleichtern.
Rösttemperatur und Haltezeit. Die Rösttemperatur der Formschale ist auf 1100 bis 1150 °C eingestellt, die Isolationstemperatur der Formschale beträgt 1100 bis 1150 °C und die Isolationszeit der Formschale beträgt ≥30 Minuten.

Schmelzen und gießen

Selbstgebaute Zentrifuge

Die Testproduktionspraxis hat gezeigt, dass die Turbine zentrifugal gegossen werden muss, um die Anforderung einer vollständigen Füllung zu erfüllen. Siehe Abbildung 2-55 für die selbstgebaute Zentrifuge mit einstellbarer Geschwindigkeit.

Abbildung 2-54 Kurz vor dem Gießen nach dem Verpacken und Rösten
Abbildung 2-55 Selbstgebaute verstellbare Zentrifuge

Schmelztemperatur und Gießtemperatur

Verwenden Sie einen Hochleistungsofen, um die Charge zu schmelzen, warten Sie, bis die gesamte Charge geschmolzen ist, steigen Sie die Temperatur auf 1560–1570 °C an, fügen Sie den vorgewärmten Massenanteil von 0.20 % Ferromangmangan und den Massenanteil von 0.10 % Ferrosilicium als Vordesoxidationsmittel hinzu und entfernen Sie das Schlacke, Schlacke abdecken, Schlacke entfernen, Massenanteil von 0.03 % reinem Aluminium desoxidieren, flüssiges Stahlsedat hinzufügen, Schlacke entfernen. Die Turbine besteht aus ZG310-570 und die Stahlausgangstemperatur beträgt im Allgemeinen 1570–1590 °C. Unter Berücksichtigung der vollständigen Befüllung der Turbine erhöht sich die Stahlausgangstemperatur auf 1610–1620 °C.

Gießgeschwindigkeit und Zentrifugengeschwindigkeit

Gemäß der Formel der Zentrifugalkraft F'=0.112Rr (n/100)² und des Schwerkraftkoeffizienten G=0.112(n/100)²R wird durch Berechnung und Produktionspraxis die Zentrifugengeschwindigkeit auf 293 U/min und das Ausgießen eingestellt Die Zeit wird auf 5 bis 8 Sekunden gesteuert. Wenn die Stahlschmelze in die Nähe des Düsenhalses gegossen wird, stoppt die Rotation sofort.

Gießpfanne und Backen der Gießpfanne

Eine kleine Gießkelle für Teekannen mit einem Gewicht von 10 kg wird hergestellt und nach dem Bau der Gießkelle mehr als einen Tag lang auf natürliche Weise getrocknet. Die Gießpfanne muss gleichzeitig mit dem Vorrösten der Formschale vorgebacken werden. Um den Abfall der Gießtemperatur der Stahlschmelze zu minimieren, sollte die Stahlschmelze unmittelbar nach dem Eingießen in den Teeschalenbeutel in den Ofen zurückgeführt werden. Nachdem der geschmolzene Stahl zum zweiten Mal in den Teekannenbeutel gegossen wurde, sollte der geschmolzene Stahl sofort eingegossen werden. Siehe Abbildung 1-2 für den Teekannenbeutel.

Abbildung 2-56 Gebackener 10-kg-Teekannenbeutel

Strenge Kontrolle: Gießen Sie einen Satz Sortenschalen in einen Topf.

Strenge Kontrolle: Befindet sich flüssiger Reststahl in der Pfanne, muss dieser in den Ofen zurückgeschüttet werden.

Der Zweck besteht darin, den Wachsaustrag, die Entlüftung und die Schalenzuführung zu erleichtern und die Schalensteifigkeit des Moduls zu verbessern.

Klare Arbeitsteilung und Koordination

Rösten, Schmelzen und Gießen sind die Schlüsselprozesse für die Turbinenproduktion. Bei der Produktion vor Ort stehen neben der strikten Einhaltung der Prozessvorschriften auch eine einheitliche Führung, eine enge Zusammenarbeit und ein gemeinschaftlicher Betrieb im Vordergrund.

Wärmekonservierung und Kühlung zur Vermeidung von Rissen.

Begrenzen Sie die Auspackzeit strikt, damit das Gussstück gerade gut aus der Eisenkiste gegossen werden kann (wenn der Winter die Auspackzeit verzögert), kühlen Sie es auf natürliche Weise bei Raumtemperatur ab, bis die Hand die Formschale berührt, ohne dass sich heiß anfühlt , kann die Schale schütteln, um so den Riss während der gesamten Abkühlung wirksam zu verhindern

Kühlen Sie während des Vorgangs nicht mit Wasser ab.

Zivilisierte Reinigung und standardisierter Betrieb.

Beim Entfernen der Formschale vom Gussstück, beim Schneiden des Gießsteigrohrs und der Prozessstangen sowie beim Entfernen der Sand- und Oxidhaut im inneren Hohlraum des Gussstücks ist es notwendig, leicht zu handhaben, ordentlich zu stapeln, Blattschäden zu vermeiden und zu haften bis hin zu zivilisierter Reinigung und Standardbetrieb. Es wird eine Raupenstrahlmaschine eingesetzt. Die Partikelgröße der Schrotcharge darf nicht größer als 0.3 mm sein. Die restliche Beschichtung, die sich in der Nut des Innenhohlraums nicht leicht entfernen lässt, muss mit Ballastentfernungsflüssigkeit getränkt werden.

Gussergebnisse durch Verstärkung

Die Steuerung der Prozessdetails in jedem Prozess des Feingusses, Turbinen mit hohem Schwierigkeitsgrad und hoher Nachfrage können unter den Bedingungen von Nicht-Vakuum-Schmelzen und Nicht-Vakuum-Gießen hergestellt werden. Es wird berichtet, dass Japan bei der Herstellung des gleichen Turbinentyps immer noch Stanz- und Schweißverfahren verwendet.

Unter den gleichen Prozesskontrollbedingungen ist das integrierte Innenkanal-Gießsystem hinsichtlich der Füllintegrität dem kugelförmigen Steigrohr- und Querkanal-Gießsystem überlegen, wie in Abbildung 2-57 und Abbildung 2-58 dargestellt.