鋳鋼バルブの注湯装置の設計には、注湯装置の種類の決定、各部の寸法の計算、形状や配置の設計などが含まれます。具体的な内容は以下のとおりです。
注湯システムのタイプを決定する
底注注型システムの適用範囲
複雑な形状のバルブ: 複雑な構造、多くの薄肉部品、または深いキャビティを備えた鋳鋼バルブの場合、底部注入注入システムにより、溶融金属が金型にスムーズに充填され、キャビティの洗掘が軽減され、砂の洗掘や砂の混入などの欠陥が回避され、鋳物の完全性と表面品質の確保に役立ちます。
酸化しやすい材質のバルブ：鋳鋼材は高温になると酸化しやすくなります。下注はキャビティ内で溶湯を下から上へ確実に上昇させることができ、空気との接触面積が小さいため、溶湯の酸化を効果的に抑制できます。酸化に敏感な鋳鋼製バルブに適しています。
大型バルブ：大型鋳鋼バルブは重く、サイズも大きくなります。下注注湯方式により、高所からの溶湯落下による飛散や衝撃を回避でき、鋳物本来の品質の向上に役立ちます。
予防
インゲートを合理的に設定する: インゲートの数、位置、サイズは、溶融金属がキャビティに均一かつスムーズに流れ込み、局所的な過熱や引け巣や収縮などの欠陥を回避できるように、鋳物の構造と熱ノードの分布に従って合理的に決定する必要があります。
注湯速度の制御: 底部注入システムの充填速度は比較的遅いです。注湯速度は、溶融金属がキャビティをスムーズに満たすことができるように、また注入速度が遅すぎるために注入チャネル内で溶融金属が早期に凝固するのを避けるために、鋳造品のサイズと複雑さに応じて合理的に制御する必要があります。
排気対策の強化：下注はガスの排出が容易ではありますが、溶湯を下から充填するため、キャビティ内のガスは合理的に設定された排気経路から排出する必要があり、そうしないとポアやガスマークなどの欠陥が発生する可能性があります。鋳物の高所やガス溜まり部分に排気穴や排気溝を設けることができます。
ライザーの設計に注意してください: 底部注入システムは、鋳物の連続的な凝固とライザーの収縮補償には役立たないため、ライザーが鋳物の収縮を効果的に補償できるようにライザーを慎重に設計する必要があります。ライザーのサイズを大きくする、ライザーの位置を最適化する、または補助金を利用するなどの措置を採用して、凝固プロセス中に鋳物を補うのに十分な溶融金属を確保することができます。
トップインジェクション注入システムの適用範囲-
シンプルな構造のバルブ: 一部のストレートスルー ボール バルブやゲート バルブなど、形状が単純で高さが低い鋳鋼製バルブの場合、トップ-射出注入システムは金型を素早く充填し、溶融金属の重力を効果的に利用して金型キャビティを迅速に満たすことができ、生産効率を向上させることができます。
厚くて大きな鋳物: 鋳鋼バルブの壁厚が大きい場合、または厚くて大きな鋳物に属する場合、上部射出タイプは鋳物を下から上に順次凝固させるのに役立ちます。そのため、ライザーの収縮補償効果がより良くなり、引け巣や収縮などの欠陥を効果的に低減し、鋳物の密度を確保できます。
表面品質要件が低い鋳物: 鋳鋼製バルブの表面品質要件が比較的低く、主に内部品質と機械的特性に重点を置いている場合、上部射出注入システムは充填速度が速いため、金型キャビティ内の溶融金属の酸化時間をある程度短縮でき、より良い内部品質を得るのに役立ちます。{0}}
予防
サンドブラストの防止：溶融金属を上から流し込むため、キャビティ上面やキャビティ壁面への影響が大きく、サンドブラスト欠陥が発生しやすくなります。したがって、成形時にはキャビティの上面および衝撃部分の緻密性を強化する必要があります。必要に応じて、高強度の表面砂の使用や補強リブの設置など、特別な成形材料や補強手段を使用できます。-
注湯高さの制御：注湯高さが高すぎると、溶融金属の衝撃力が大きすぎて、キャビティの洗掘と酸化が悪化します。注出高さが低すぎると充填ムラが生じる場合があります。一般に、注入高さは鋳物のサイズと形状に応じて合理的に制御する必要があり、1mを超えてはなりません。
インゲートの設計を最適化する: 局所的な過熱や溶融金属の過剰な集中を避けるために、溶融金属がキャビティ内に均一に分布できるように、インゲートの形状、サイズ、数を合理的に設計する必要があります。分散型注入口を使用すると、注入口の数を増やし、各注入口の断面積を小さくして、溶融金属の流量と衝撃力を低減できます。-
排気に注意：上注ぎでは、溶融金属が鋳型内を上から下まで満たすため、鋳物内部の鋳型キャビティ内のガスが包み込まれやすく、気孔などの欠陥が形成されます。したがって、金型キャビティ内のガスをスムーズに排出できるように、排気経路を合理的に設定する必要があります。鋳物の上部と側面に排気穴または排気溝を設けることができ、排気穴の直径は通常 3 ～ 5 mm です。
サイドインジェクション注湯システムの適用範囲
中程度の複雑さのバルブ: 特定のボスやリブを備えた一部のストップ バルブやチェック バルブなど、構造が特に単純でも複雑すぎるでもない鋳鋼バルブの場合、サイド射出注入システムは充填安定性と収縮補正の要件をより適切に考慮することができ、溶融金属をより均一に金型キャビティに流し込むことができ、充填プロセス中の乱流や衝撃を軽減できます。
多肉厚バルブ：鋳鋼製バルブに複数の肉厚があり、肉厚差がそれほど大きくない場合、サイドインジェクションタイプは溶湯の流れ方向や温度分布を制御するのに役立ち、肉厚の異なる部分がより均一に凝固することができ、肉厚移行部での引け巣や引けなどの欠陥の発生を防止できます。
表面品質に一定の要件があるバルブ: この注湯システムはキャビティの洗掘が比較的少ないため、鋳物の表面品質をある程度保証できます。高精度の加工が必要な一部のバルブなど、表面粗さと平坦度に一定の要件がある鋳鋼製バルブに適しています。-
注意が必要な事項
インゴードの位置の選択：側面のインゴードの位置は、鋳物の構造特性と熱節分布に従って正確に選択する必要があります。一般に、溶融金属の直接的な衝撃によって砂穴や浸食などの欠陥が発生するのを防ぐため、インゴードはコアまたは薄肉部分に面しないようにする必要があります。-同時に、収縮補正を容易にするために、インゴッドを鋳造品の厚く大きな部分にできるだけ近づける必要があります。
空気混入の防止: 側面射出充填は比較的安定していますが、溶融金属がキャビティに流入する過程でガスが依然として混入する可能性があります。したがって、溶融金属が適切な角度と速度でキャビティに流入し、ガス同伴の可能性を減らすために、インゴッドの角度と溶融金属の流量を制御する必要があります。必要に応じて、溶融金属の流れを安定させ、空気の巻き込みを避けるために、スラグ保持壁または流れ安定装置をキャビティ内に設置することができます。
パーティング面の影響を考慮する: サイドインジェクション注湯システムはパーティング面と密接に関係しているため、設計時にパーティング面の位置と形状を十分に考慮する必要があります。{0}インゲートは可能な限りパーティング面上に設置し、成形や洗浄を容易にすると同時に、インゲートがパーティング面で削られて溶湯の流れに影響を与えることを防ぐ必要があります。パーティング面が曲面または不規則な形状である場合、溶融金属がキャビティにスムーズに流入できるように、インゲートの形状とレイアウトを合理的に調整する必要があります。
充填と収縮のバランスを取る: インゲートのサイズ、数、分布を合理的に設計し、適切なライザーを適合させることにより、充填と収縮のニーズのバランスを取る必要があります。滑らかな充填を追求しすぎて収縮効果を無視したり、収縮効果を強調して充填が滑らかでなくなるようなことがあってはなりません。最良の充填および収縮効果を達成するには、通常、シミュレーション解析またはプロセス テストを通じて注湯システムの設計を最適化する必要があります。
ステップゲートシステム: 複数の層のインゲートが鋳造物の異なる高さで開かれ、溶融金属が層状かつスムーズに金型に充填されるようにします。これにより、溶融金属の過剰な酸化を効果的に回避し、連続的な凝固と収縮の補償を促進できます。高さが高く複雑な構造の鋳鋼製バルブによく使用されます。
ゲート システムのサイズを計算する
経験的データに基づいて決定する: 鋳鋼製バルブの一部の一般的なタイプとサイズでは、ゲート システムの各部分のサイズは、関連するマニュアルの経験的データを参照することで決定できます。たとえば、小型鋳鋼バルブのスプルー直径は 15-20mm で、注入口の幅は 5 ～ 10mm です。中型鋳鋼バルブのスプルー径は20～30mm、インゲート幅は10～15mmなどです。
ゲートシステムの形状とレイアウトを設計する
形状設計: ゲート システムの各部分は、溶融金属の流れ抵抗と乱流を減らすために、急な曲がりや断面の変化を避け、できるだけ滑らかで流線型になるように設計する必要があります。{0}}スプルーは通常、溶融金属のスムーズな流れを促進するために、大きな上部と小さな底部を備えた円錐として設計されています。ランナーとインゲートは、溶融金属の流れとスラグのブロックを促進するために、断面が台形または半円形であることがほとんどです。
レイアウトデザイン:注湯システムのレイアウトは、鋳物の構造形状、サイズ、および分割面に応じて決定する必要があります。インゲートの開口位置は、溶融金属がコアやキャビティ壁に直接衝突することを避け、溶融金属がキャビティに均一に流れるようにする必要があります。複雑な鋳鋼製バルブの場合、均一な充填を確保するために複数の注入口が必要になる場合があります。同時に、スプルーとインゲートの位置と方向を合理的に設定して、注湯システム全体のレイアウトをコンパクトかつ合理的にし、成形と注湯作業に便利にする必要があります。