Wie gestaltet man Abgasnadeln für die Herstellung von Gusseisenteilen mithilfe der Grünsandtechnologie?

Wir werden das Design von Abgasnadeln basierend auf den Eigenschaften der Grünsandtechnologie und Gusseisenteilen ausführlich besprechen. Gusseisen mit grünem Sand weist einzigartige Prozesseigenschaften auf, sodass auch die Gestaltung von Abgasnadeln besondere Beachtung erfordert. 

Der Einfluss der Eigenschaften von Grünsandgussteilen auf die Gestaltung von Abgasnadeln: 

1 Große und konzentrierte Gaserzeugung: Nasser Sand enthält etwa 3,5 bis 5 % Feuchtigkeit, die unter dem Einfluss von geschmolzenem Eisen mit hoher Temperatur schnell verdampft. Gleichzeitig verbrennen auch Kohlepulver, organische Stoffe und andere Substanzen im Sand und erzeugen Gas, was dazu führt, dass während der ersten Gießphase sofort eine große Menge Gas entsteht. 

2. Unterdruckeffekt: Während des Einfüllens von geschmolzenem Eisen entsteht in bestimmten Teilen des Formhohlraums (insbesondere in dem Bereich, in dem das geschmolzene Eisen schließlich eingefüllt wird) augenblicklich ein Unterdruck, der wie ein „Saugrohr“ wirkt und das Gas in den Sandporen und der Auslassnadel stark ansaugt. Wenn die Auslassnadel nicht richtig konstruiert ist, kann die Metallflüssigkeit leicht „angesaugt“ werden. 

3. Gute Fließfähigkeit des geschmolzenen Metalls: Gusseisen (insbesondere Grauguss) weist im Vergleich zu Aluminiumguss eine gute Fließfähigkeit und eine relativ geringere Oberflächenspannung auf, wodurch es leichter in kleine Lücken eindringen kann. 

4. Mäßiger Druck: Im Vergleich zu Gussstahl weist Gusseisen eine etwas niedrigere Gießtemperatur und einen etwas niedrigeren statischen Druck auf, was einen gewissen Sicherheitsraum für die Konstruktion von Abgasnadeln bietet.

Kernpunkte für die gezielte Gestaltung der Auslassnadel für Grünsandgussteile: Basierend auf den oben genannten Eigenschaften besteht der Kern der Konstruktion darin, in der frühen Phase des Gusses eine ausreichende Auslassfläche bereitzustellen und gleichzeitig dem durch sofortigen Unterdruck verursachten Rückfluss von Metallflüssigkeit wirksam zu widerstehen. 

1. Auslassrillenform: Das Design mit „allmählicher Ausdehnung“ oder „Drosselung“ wird bevorzugt, eine geneigte Rille (allmähliche Ausdehnung) wird dringend empfohlen. Beschreibung: Die Auslassnut ist auf der Innenseite des Hohlraums schmal und auf der Außenseite der Atmosphäre breit und bildet eine kleine Verjüngung. Vorteile: Anti-Rückfluss: Wenn die Metallflüssigkeit unter Unterdruck in Richtung der Auslassnut gedrückt wird, fließt sie von einem breiteren Bereich in einen engeren Bereich, wodurch die Querschnittsfläche des Strömungskanals verringert und der Widerstand stark erhöht wird, wodurch effektiv verhindert wird, dass die Metallflüssigkeit tief eindringt. Reibungsloser Auslass: Das Gas strömt sanft von engen zu weiten Bereichen, mit minimalem Widerstand. Bearbeitung: Obwohl die Bearbeitung etwas schwieriger ist als gerade Nuten, kann sie durch Drahtschneiden oder spezielle Schleifwerkzeuge erreicht werden. Vermeiden Sie die Verwendung einfacher gerader Rillen: Gerade Rillen haben einen geringen Strömungswiderstand bei Unterdruck und bergen höhere Risiken. 

2. Auslassnutgröße (Schlüsselparameter), Nutbreite (Schlüssel unter den Schlüsseln): Empfohlener Bereich: 0,15 mm ~ 0,25 mm. Obergrenzenprinzip: Bei Gusseisen mit grünem Sand sollte die Nutbreite niemals 0,25 mm überschreiten. 0,20 mm ist eine sehr häufig verwendete und sichere Größe. Diese Breite nutzt die Oberflächenspannung des geschmolzenen Eisens aus, wodurch dessen automatisches Eindringen erschwert wird, und bietet gleichzeitig ausreichenden Widerstand bei Unterdruck. Wenn das Gussstück dick ist, der statische Druck hoch ist oder die Position kritisch ist (z. B. der höchste Punkt des Formhohlraums), sollte eine schmalere Größe gewählt werden, z. B. 0,15 mm oder 0,18 mm. Rillentiefe: Empfohlener Bereich: 0,4 mm ~ 0,8 mm. Um eine ausreichende Abgasquerschnittsfläche zu gewährleisten, beträgt die Nuttiefe normalerweise das 2- bis 4-fache der Nutbreite. Beispielsweise entspricht eine Schlitzbreite von 0,20 mm einer Schlitztiefe von 0,5 mm bis 0,8 mm. Schlitzlänge (Wandstärke der Auslassnadel): Empfohlener Bereich: 20 mm ~ 30 mm. Eine ausreichende Länge kann einen stabilen „Strömungswiderstandsabschnitt“ bilden, der den Reibungswiderstand des geschmolzenen Metallflusses erhöht und ihm ermöglicht, sich zu verfestigen, bevor er die atmosphärische Seite erreicht. 

3. Anzahl und Anordnung der Abluftschlitze: in der Regel 4 bis 8, gleichmäßig über den Umfang verteilt. Anordnung: Es ist darauf zu achten, dass der Abluftkanal angeschlossen ist. Für das Design mit schrittweiser Erweiterung muss klar angegeben werden, welches Ende die Hohlraumseite (schmales Ende) und welches Ende die atmosphärische Seite (breites Ende) ist, und in der Zeichnung angeben, dass „das schmale Ende während der Installation zum Hohlraum zeigt“. 

4. Einbaulage und Anzahl der Abgasnadeln: Die „tote Zone“ und der höchste Punkt des Formhohlraums sind die Orte, an denen sich am wahrscheinlichsten Gas ansammelt. Der Bereich gegenüber dem Gießsystem oder wo die Eisenschmelze zuletzt eingefüllt wird: Hier wird das Gas am stärksten komprimiert und der Unterdruckeffekt ist am stärksten ausgeprägt. Obere Form großer, flacher Gussteile: Hilft, Gas zu entfernen, das sich oben im Formhohlraum angesammelt hat. In der Nähe des Kerns: insbesondere dort, wo das vom Sandkern erzeugte Gas durch den Formhohlraum abgeführt werden muss. Menge: Mehr ist besser als weniger. Abgasnadeln können in Bereichen installiert werden, in denen der Verdacht besteht, dass die Luft angehalten wird. Seine Kosten sind viel geringer als der durch Poren verursachte Abfallverlust.

 Entwurfszusammenfassung und empfohlene Spezifikationen Für eine typische Komponente aus Gusseisen mit grünem Sand lauten die empfohlenen Spezifikationen für die Abgasnadel wie folgt: Material: 45 #-Stahl, vergütet, wobei die Oberfläche des Arbeitsteils (genuteter Teil) auf HRC 40–45 vergütet ist, um die Verschleißfestigkeit und den Widerstand gegen Erosion durch geschmolzenes Eisen zu verbessern. Aussehen: Zylindrisch mit Schulter, üblicherweise verwendeter Durchmesser von Φ 8 mm oder Φ 10 mm. Auslassrille: Form: Allmählich abfallende Rille (schmale Hohlraumseite, breite atmosphärische Seite). Schlitzbreite: 0,20 mm (Hohlraumseite). Rillentiefe: 0,6 mm. Menge: 6, gleichmäßig verteilt. Schlitzlänge: 25 mm. 

Besondere Hinweise zur Nutzung und Pflege: 

1 Verstopfungen unbedingt vermeiden: Die Sandpartikel und Grünsandbeläge verstopfen eher enge Abluftkanäle. Nach jedem Gebrauch muss die Druckluft von der Atmosphärenseite zurückgeblasen und mit extrem feinem Stahldraht oder einer Nadel gereinigt werden. Überprüfen Sie regelmäßig, ob es frei ist. 

2. Korrekte Installation: Stellen Sie sicher, dass die Auslassnadel und das Formbefestigungsloch eine Presspassung oder einen festen Sitz ohne Lockerheit haben. Das schmale Ende muss zum Hohlraum zeigen! Nach der Installation ist es am besten, wenn die Endfläche bündig mit der Hohlraumwand abschließt oder leicht vertieft (<0,5 mm) ist und ein Überstand vermieden wird. 

3. Rechtzeitiger Austausch: Sobald Anzeichen von Erosion, Abrundung oder Vergrößerung der Auslassrillenkante durch geschmolzenes Eisen auftreten, sollte diese sofort verschrottet und ersetzt werden. Fazit: Für Gusseisenteile mit grünem Sand besteht ein erfolgreiches Auslassnadeldesign darin, eine sich allmählich erweiternde Nut zu verwenden und die Nutbreite streng auf unter 0,25 mm zu kontrollieren. 

Diese Konstruktion kann nicht nur der enormen Gasentwicklung und dem sofortigen Unterdruck in der frühen Phase des Gießens standhalten, sondern verhindert auch zuverlässig das Eindringen von geschmolzenem Eisen, einem wichtigen kleinen Bauteil zur Gewährleistung der Qualität von Gussteilen und zur Reduzierung der Ausschussrate.