Comment concevoir des aiguilles d’échappement pour produire des pièces en fonte grâce à la technologie du sable vert ?

Nous discuterons en détail de la conception des aiguilles d'échappement en fonction des caractéristiques de la technologie du sable vert et des pièces en fonte. La fonte au sable vert a ses caractéristiques de processus uniques, de sorte que la conception des aiguilles d'échappement nécessite également une attention particulière. 

L'influence des caractéristiques des pièces en fonte sable vert sur la conception des aiguilles d'échappement : 

1 Génération de gaz importante et concentrée : le sable humide contient environ 3,5 % à 5 % d'humidité, qui se vaporise rapidement sous l'impact du fer fondu à haute température. Dans le même temps, la poudre de charbon, la matière organique et d'autres substances présentes dans le sable brûlent également et produisent du gaz, ce qui entraîne la production instantanée d'une grande quantité de gaz lors de la phase de coulée initiale. 

2. Effet de pression négative : lors du remplissage du fer fondu, une pression négative instantanée se formera dans certaines parties de la cavité du moule (en particulier dans la zone où le fer fondu est finalement rempli), qui agira comme un « tube d'aspiration », aspirant fortement le gaz dans les pores du sable et l'aiguille d'échappement. Si l'aiguille d'échappement n'est pas conçue correctement, le liquide métallique peut facilement être « aspiré ». 

3. Bonne fluidité du métal en fusion : la fonte (en particulier la fonte grise) a une bonne fluidité et une tension superficielle relativement faible par rapport à la fonte d'aluminium, ce qui facilite la pénétration des petits espaces. 

4. Pression modérée : par rapport à l'acier moulé, la fonte a une température de coulée et une pression statique légèrement inférieures, ce qui offre un certain espace de sécurité pour la conception des aiguilles d'échappement.

Points clés pour une conception ciblée de l'aiguille d'échappement pour les pièces en fonte au sable vert : sur la base des caractéristiques ci-dessus, l'essentiel de la conception est de fournir une zone d'échappement suffisante au début de la coulée, tout en résistant efficacement au reflux de liquide métallique provoqué par une pression négative instantanée. 

1. Forme de la rainure d'échappement : une conception « à expansion progressive » ou « à étranglement » est préférée, et une rainure inclinée (expansion progressive) est fortement recommandée. Description : La rainure d’échappement est étroite à l’intérieur de la cavité et large à l’extérieur de l’atmosphère, formant un petit cône. Avantages : Anti-reflux : lorsque le liquide métallique est poussé vers la rainure d'échappement sous pression négative, il s'écoulera d'une zone plus large vers une zone plus étroite, réduisant ainsi la section transversale du canal d'écoulement et augmentant fortement la résistance, empêchant efficacement le liquide métallique de pénétrer en profondeur. Échappement fluide : le gaz s'écoule en douceur des zones étroites aux zones larges, avec une résistance minimale. Traitement : Bien que le traitement soit légèrement plus difficile que celui des rainures droites, il peut être réalisé grâce à un fil coupant ou à des outils de meulage spécialisés. Évitez d'utiliser de simples rainures droites : les rainures droites ont une faible résistance à l'écoulement sous pression négative et comportent des risques plus élevés. 

2. Taille de la rainure d'échappement (paramètre clé), largeur de la rainure (clé parmi les clés) : Plage recommandée : 0,15 mm ~ 0,25 mm. Principe de limite supérieure : Pour la fonte au sable vert, la largeur de rainure ne doit jamais dépasser 0,25 mm. 0,20 mm est une taille très couramment utilisée et sûre. Cette largeur utilise la tension superficielle du fer en fusion, ce qui rend difficile son invasion automatique, tout en offrant une résistance suffisante sous pression négative. Si la pièce moulée est épaisse, la pression statique est élevée ou la position est critique (comme le point le plus élevé de la cavité du moule), une taille plus étroite doit être sélectionnée, telle que 0,15 mm ou 0,18 mm. Profondeur de rainure : Plage recommandée : 0,4 mm ~ 0,8 mm. Pour garantir une section transversale d'échappement suffisante, la profondeur de la rainure est généralement de 2 à 4 fois la largeur de la rainure. Par exemple, une largeur de fente de 0,20 mm correspond à une profondeur de fente de 0,5 mm à 0,8 mm. Longueur de la fente (épaisseur de la paroi de l'aiguille d'échappement) : Plage recommandée : 20 mm ~ 30 mm. Une longueur suffisante peut former une « section de résistance à l'écoulement » stable, augmentant la résistance au frottement du flux de métal en fusion et lui permettant de se solidifier avant d'atteindre le côté atmosphérique. 

3. Nombre et disposition des fentes d'échappement : généralement 4 à 8, uniformément réparties sur la circonférence. Disposition : Il faut s'assurer que le conduit d'évacuation est raccordé. Pour la conception à expansion progressive, il est nécessaire d'indiquer clairement quelle extrémité est le côté de la cavité (extrémité étroite) et quelle extrémité est le côté atmosphérique (extrémité large), et d'indiquer sur le dessin que « l'extrémité étroite fait face à la cavité lors de l'installation ». 

4. Position d'installation et quantité d'aiguilles d'échappement : La « zone morte » et le point le plus élevé de la cavité du moule sont les endroits où le gaz est le plus susceptible de s'accumuler. La zone opposée au système de coulée ou là où le fer en fusion est rempli pour la dernière fois : c'est là que le gaz est le plus comprimé et que l'effet de dépression est le plus prononcé. Moule supérieur de grandes pièces moulées plates : aide à éliminer les gaz accumulés au sommet de la cavité du moule. Près du noyau : en particulier là où le gaz généré par le noyau de sable doit être évacué à travers la cavité du moule. Quantité : Plus vaut mieux que moins. Des aiguilles d'échappement peuvent être installées dans les zones où l'on soupçonne une retenue respiratoire. Son coût est bien inférieur aux pertes de déchets causées par les pores.

 Résumé de la conception et spécifications recommandées Pour un composant typique en fonte à sable vert, les spécifications recommandées pour l'aiguille d'échappement sont les suivantes : Matériau : acier 45 #, trempé et revenu, avec la surface de la partie travaillante (partie rainurée) trempée à HRC 40-45 pour améliorer la résistance à l'usure et à l'érosion du fer fondu. Aspect : Cylindrique avec épaulement, diamètre couramment utilisé de Φ 8 mm ou Φ 10 mm. Rainure d'échappement : Forme : Rainure en pente progressive (côté cavité étroite, côté atmosphère large). Largeur de fente : 0,20 mm (côté cavité). Profondeur de rainure : 0,6 mm. Quantité : 6, répartis uniformément. Longueur de la fente : 25 mm. 

Conseils particuliers d'utilisation et d'entretien : 

1 Empêchez strictement le blocage : Les particules de sable et les revêtements de sable vert sont plus susceptibles de bloquer les conduits d'échappement étroits. Après chaque utilisation, l'air comprimé doit être renvoyé du côté atmosphérique et nettoyé avec un fil d'acier extrêmement fin ou une aiguille. Vérifiez régulièrement s'il n'est pas obstrué. 

2. Installation correcte : assurez-vous que l'aiguille d'échappement et le trou de montage du moule ont un ajustement serré ou un ajustement serré, sans aucun jeu. L'extrémité la plus étroite doit faire face à la cavité ! Après l'installation, il est préférable que sa face d'extrémité affleure la paroi creuse ou soit légèrement en retrait (<0,5 mm) et évite toute saillie. 

3. Remplacement rapide : dès qu'il y a des signes d'érosion, d'arrondi ou d'élargissement du bord de la rainure d'échappement par le fer fondu, il doit être mis au rebut et remplacé immédiatement. Conclusion : Pour les pièces en fonte au sable vert, une conception réussie d'aiguille d'échappement consiste à utiliser une rainure à expansion progressive et à contrôler strictement la largeur de la rainure en dessous de 0,25 mm. 

Cette conception peut non seulement faire face à l'énorme production de gaz et à la pression négative instantanée au début du coulage, mais également empêcher de manière fiable l'intrusion de fer en fusion, qui est un petit composant clé pour garantir la qualité des pièces moulées et réduire le taux de rebut.