Ống dẫn chất lỏng nâng titanat nhôm

Thành phần chính của vật đúc “chống trọng lực” - ống nâng chất lỏng bằng gốm

 Vào thời cổ đại, chúng ta đã nắm vững công nghệ xử lý nhiệt kim loại của quá trình đúc - nấu chảy kim loại thành chất lỏng đáp ứng các yêu cầu nhất định và đúc thành vật đúc, sau khi làm nguội đông đặc, xử lý làm sạch để có được hình dạng, kích thước và hiệu suất được xác định trước của quá trình đúc, chẳng hạn như đồng sớm nhất được thêm vào hình ảnh. Thành mỏng của khuôn là hướng phát triển của công nghệ đúc hiện đại và là tiền đề cho sự phát triển của các sản phẩm nhẹ. Việc hiện thực hóa thành mỏng của vật đúc có ý nghĩa rất lớn trong các lĩnh vực hàng không vũ trụ, ô tô, điện tử và các lĩnh vực khác. Loại điền là chìa khóa cho công nghệ sản xuất vật đúc thành mỏng. Vật đúc thành mỏng phức tạp lớn có khả năng tản nhiệt nhanh, thời gian đông đặc ngắn và khả năng điền đầy cao. Do đó, việc tạo hình đúc của nó luôn là một trong những khó khăn trong ngành sản xuất và đặc biệt khó đúc khi tạo hình các vật đúc thành mỏng phức tạp lớn của siêu hợp kim.

 Đúc chống trọng lực, nhờ phân bố nhiệt độ hợp lý, đặc tính điền đầy trơn tru và khả năng co ngót chất lỏng tốt, đã được sử dụng rộng rãi trong sản xuất đúc hợp kim nhôm magiê chất lượng cao, trở thành công nghệ tạo hình chủ đạo, đặc biệt là trong sản xuất các linh kiện chất lượng cao có thành mỏng phức tạp, kích thước lớn, gần như trở thành phương tiện sản xuất không thể thay thế. Đúc có thể được chia thành đúc áp suất thấp, đúc áp suất chênh lệch, đúc điều chỉnh áp suất và đúc hút chân không.

1. Đúc chống trọng lực là gì?

 Phản trọng lực bên trong trọng lực được cảm nhận trong cuộc sống bình thường. Trước khi tìm hiểu về đúc phản trọng lực, trước tiên hãy xem xét khái niệm đúc trọng lực. Đúc trọng lực là đúc kim loại lỏng dưới tác động của trọng lực Trái Đất, còn được gọi là đúc trọng lực. Đúc trọng lực tổng quát bao gồm đúc cát, đúc kim loại, đúc nóng chảy, đúc khuôn biến dạng, đúc bùn, v.v. Đúc trọng lực nghĩa hẹp chủ yếu đề cập đến đúc kim loại.

Đúc phản trọng lực (CGC) là một phương pháp đúc tạo hình được phát triển vào những năm 1950, ứng dụng nguyên lý Pascal trong sản xuất đúc. Đây là phương pháp chế tạo kim loại trong nồi nấu kim loại để vượt qua trọng lực và các lực cản khác dọc theo ống dẫn lên dưới tác động của áp suất, và thu được sản phẩm đúc dưới áp suất. Đặc điểm của phương pháp này là lực đẩy của hợp kim lỏng đổ vào vật đúc ngược chiều với trọng lực, và hợp kim lỏng chảy ngược chiều với trọng lực.

Nguyên lý Pascal

Truyền áp suất chất lỏng

Áp suất được thêm vào một chất lỏng kín,

S2 15

Có thể thay đổi kích thước không đổi ở mỗi bên

ECT FS

Để thông qua, luật này được gọi là

Một điều kỳ lạ

Nguyên lý Pascal.( P1=P2)

 Nguyên lý Pascal: sự truyền áp suất của chất lỏng.

 Trong quá trình đúc chống trọng lực, kim loại lỏng được đổ đầy dưới tác dụng chung của trọng lực và lực đẩy. Lực đẩy bên ngoài là lực chủ đạo trong quá trình đổ đầy kim loại lỏng, giúp kim loại lỏng vượt qua trọng lực của chính nó, sức cản của khoang và các lực bên ngoài khác để hoàn thành quá trình đổ đầy và đúc. Do có lực đẩy bên ngoài, đúc chống trọng lực trở thành một quá trình có thể kiểm soát được. Trong quá trình đổ đầy kim loại lỏng, có thể thực hiện việc đổ đầy với các tốc độ khác nhau bằng cách kiểm soát lực tác dụng; vật đúc được đông đặc dưới tác động mạnh, khả năng đổ đầy và co ngót của kim loại lỏng được cải thiện, đồng thời các khuyết tật đúc như lỗ co ngót, lỗ khí và lỗ kim được giảm thiểu.

Công nghệ đúc chống trọng lực có thể được tham số hóa trong suốt quá trình đúc để hiện thực hóa quy trình đúc có thể tái tạo, được sử dụng rộng rãi trong sản xuất vật đúc chất lượng cao. Đúc chống trọng lực phù hợp với phạm vi sản xuất rộng, có thể sử dụng cho hợp kim nhôm, hợp kim magie, hợp kim đồng, hợp kim titan, hợp kim titan, hợp kim chịu nhiệt và các vật liệu khác, trọng lượng đúc từ vài chục gram đến vài tấn.

2. Một trong những thành phần chính của đúc chống trọng lực: ống nâng

Ống nâng là một trong những thành phần chính của đúc chống trọng lực. Khi rót, dưới tác động của áp suất không khí, kim loại lỏng từ nồi nấu chảy đi vào vật đúc thông qua ống dẫn lên. Trong quá trình giảm áp, kim loại lỏng chưa đông đặc cũng được đưa trở lại nồi nấu chảy thông qua ống dẫn lên. Là một thành phần quan trọng trong hệ thống rót, ống nâng có chức năng dẫn hướng và co lại. Nó cần có độ kín khí, quán tính hóa học và độ tin cậy ổn định của quá trình rót, đóng vai trò thiết yếu trong quá trình đúc chống trọng lực. Ống dẫn lên có thể được chế tạo từ nhiều vật liệu khác nhau, từ vật liệu, ống dẫn lên chủ yếu được chia thành ống dẫn lên kim loại và ống dẫn lên gốm. Trong quá trình đúc khuôn, nhôm nóng chảy (nhiệt độ 700-900℃) được ép vào khoang khuôn từ ống dẫn chất lỏng cứ sau 3-5 phút. Ống nâng chất lỏng phải có hệ số giãn nở nhiệt thấp và khả năng chịu sốc nhiệt tốt để nâng cao tuổi thọ của ống nâng chất lỏng.

1. Ống nâng chất lỏng bằng kim loại

Ống thủy lực kim loại chủ yếu được làm bằng ống thép hàn liền mạch hoặc đúc gang xám, bên trong và bên ngoài được phủ lớp chống cháy. Ống kim loại có ưu điểm là tính chất cơ học tốt, độ kín khí tốt, dễ gia công, giá thành thấp. Nhược điểm là hệ số giãn nở nhiệt của kim loại và lớp phủ chênh lệch, lớp phủ dễ bong tróc, ống kim loại dễ bị ăn mòn, ô nhiễm hợp kim và biến dạng ống kim loại trong quá trình sử dụng, sẽ ảnh hưởng đến lưu lượng và hướng dòng chảy của chất lỏng hợp kim. Ngoài ra, tuổi thọ của ống gang ngắn, thời gian thay thế phụ tùng ảnh hưởng đến hiệu quả sản xuất.

2, ống nâng gốm titanat nhôm

 Gốm titanat nhôm không chỉ có điểm nóng chảy cao (1860℃), hệ số giãn nở nhiệt thấp (α 2.010-6 / K), nhưng cũng có đặc tính của nhiều kim loại màu như nhôm, vì vậy nó là vật liệu tuyệt vời để sản xuất ống nâng chất lỏng cho nhôm đúc. Tuy nhiên, nhôm titanat dễ bị phân hủy thành α -Al2O3 và rutil TiO2 ở 750~1300℃, dẫn đến giảm tính chất cơ học và khả năng chống sốc nhiệt của vật liệu. Nghiên cứu trong nước về ống dẫn chất lỏng đi lên bằng nhôm titanat chủ yếu tập trung vào việc cải thiện khả năng chống sốc nhiệt. So với ống dẫn gang truyền thống (tương tự như silicon nitride và gốm Ceron được đề cập bên dưới), nhiệt độ có thể được duy trì trong quá trình đúc áp suất thấp.

Ống dẫn chất lỏng bằng titanat nhôm, tuổi thọ sản phẩm tốt từ 3 tháng trở lên, tuổi thọ sản phẩm thông thường khoảng mười ngày. Ống dẫn chất lỏng bằng titanat nhôm đã được sử dụng lâu dài, hiệu suất chi phí tốt hơn, được sử dụng rộng rãi.

3. Ống gốm silicon nitride nâng chất lỏng

 Là vật liệu chịu lửa tiên tiến, silicon nitride có ưu điểm là hệ số giãn nở nhiệt thấp, khả năng chịu va đập nhiệt tốt, tính chất cơ học ở nhiệt độ cao và khả năng chống ăn mòn kim loại mạnh. Nhiệt độ nóng chảy của silicon nitride là 1900°C.℃Hệ số giãn nở nhiệt là 2,510-6/K, không làm ẩm nhiều kim loại. Ống nâng silicon nitride nguyên chất có khả năng chịu sốc nhiệt và chịu nhiệt tốt hơn ống nâng nhôm titanat, tuổi thọ cao nhưng giá thành cao.

Ống nâng silicon nitride tuy đắt tiền nhưng rất bền, được cho là có tuổi thọ cao trên 14 tháng; sử dụng ống nâng silicon nitride kết hợp với silicon carbide, tuổi thọ hoạt động liên tục bình thường có thể lên đến hơn 30 ngày, hiệu suất sử dụng cũng tốt. So với các vật liệu khác, độ bền của nó tốt hơn, nhưng chi phí lại tương đối cao. Cần cân nhắc giữa hiệu suất và tuổi thọ để lựa chọn vật liệu phù hợp.

4. Ống nâng chất lỏng gốm Selon

 Gốm Theron là vật liệu thiêu kết nhiệt độ cao dòng Si3N4-Al2O3, được chuyển đổi một phần bởi các nguyên tử Al2O3 và O thành các nguyên tử Si và N trong Si3N4, tạo thành hệ Si-Al-ON. Gốm Ceron có ưu điểm là độ bền nhiệt độ cao tốt, hiệu suất hóa học ổn định tuyệt vời ở nhiệt độ phòng và nhiệt độ cao, khả năng chống mài mòn tốt, hệ số giãn nở nhiệt thấp (2,4~3,210-6 / K) và khả năng chịu nhiệt va đập tốt.

Gốm sứ Theron kết hợp hiệu suất toàn diện của silicon nitride (độ bền cao, độ cứng, độ dẻo dai chống gãy và độ giãn nở nhiệt thấp) và alumina (khả năng chống ăn mòn, quán tính hóa học, khả năng chịu nhiệt độ cao và khả năng chống oxy hóa), với các đặc tính nhiệt và cơ học tuyệt vời. Theo dữ liệu, ống nâng chất lỏng gốm Selon do một công ty chuyên nghiệp sản xuất có khả năng chịu nhiệt và va đập tuyệt vời và tuổi thọ lên đến 12 tháng.

5. Ống nâng chất lỏng bằng vật liệu composite

Ống thủy lực vật liệu composite chủ yếu được làm từ thép đúc và thép chịu nhiệt làm khung, bề mặt bên trong và bên ngoài được phủ hoặc nhúng bằng gốm chịu nhiệt độ cao và các vật liệu phi kim loại khác có độ dày nhất định. Ống có ưu điểm là độ kín khí tốt và tính chất cơ học cao của ống thủy lực kim loại, cũng như khả năng chịu nhiệt độ cao và độ ổn định hóa học ở nhiệt độ cao của vật liệu phi kim loại. Quy trình sản xuất loại ống nâng này khá phức tạp và chi phí cao.

So với các loại trên, dòng gốm sứ titanat nhôm được giới thiệu như sau:

1. Bối cảnh sản xuất sản phẩm:

Nhôm titanat (Al2TiO5) là một hợp chất chịu lửa được tạo thành từ một mol alumina (Al2O3) và một mol titan dioxit (TiO2). Vật liệu gốm đa tinh thể này thường được điều chế bằng cách thiêu kết phản ứng bột nhôm oxit và titan dioxit để tạo thành dung dịch rắn tỷ lệ thành phần hóa học. Do có khả năng chống hóa chất tốt, độ dẫn nhiệt thấp và khả năng chống sốc nhiệt cao (do hệ số giãn nở nhiệt thấp), nhôm titanat có thể trở thành vật liệu phù hợp cho nhiều ứng dụng công nghệ khác nhau, chẳng hạn như các bộ phận đúc (vòi phun, nồi nấu, cổng)), bộ chuyển đổi ô tô và khuôn mẫu công nghiệp thủy tinh. Gốm sứ nhôm titanat có độ bền nhiệt độ phòng cao và nhiệt độ cao, khả năng chống ăn mòn và khả năng chống giãn nở nhiệt thấp, không xỉ, không nứt, tuổi thọ cao và không thấm dung dịch nhôm, khiến nó trở thành vật liệu lý tưởng cho ngành công nghiệp đúc áp suất thấp luyện kim cho ống chất lỏng, nước, đầu ra. Hiện nay, ống nâng chất lỏng chất lượng cao vẫn chủ yếu phụ thuộc vào nhập khẩu, một là chi phí cao, hai là tính liên tục của sản xuất không thể đảm bảo. Sự ra đời của ống nâng chất lỏng gốm composite nhôm titanat có ý nghĩa sâu rộng đối với việc chuyển đổi và thúc đẩy công nghệ công nghiệp truyền thống của Trung Quốc và phục hồi ngành công nghiệp điện tử ô tô.

 Tính năng sản phẩm:

1. Khả năng chịu nhiệt và va đập tuyệt vời. Nhôm titanat (Al2TiO5) được đặc trưng bởi khả năng chịu nhiệt và va đập tuyệt vời. Mặc dù độ bền dao động thấp, các bộ phận làm từ vật liệu này thậm chí có thể chịu được.

2. Nhôm nóng chảy và các dung dịch kim loại màu khác không bị thấm. Nhôm titanat là vật liệu gốm không thể bị làm ẩm bởi nhôm lỏng và cũng được biết đến với khả năng chống sốc nhiệt tuyệt vời.

3, nhiệt độ phòng cao hơn và cường độ nhiệt độ cao. tối đa. Nhiệt độ hoạt động: độ giãn nở nhiệt cực thấp 900℃ (<1×10-6 K 0-1 giữa 20 và 600°C) cách nhiệt cao (1,5 W / mK).

4. Khả năng chống mài mòn và ăn mòn tuyệt vời. Mô đun Young thấp (17 đến 20 GPa) có khả năng chống hóa chất tốt và khả năng thấm ướt kim loại nóng chảy kém. Khả năng chống hóa chất và chống mài mòn tuyệt vời đảm bảo độ tinh khiết cao khi nóng chảy.

5 và hệ số giãn nở nhiệt thấp hơn. Nhôm titanat có thể dễ dàng thích ứng với những điều kiện khắc nghiệt trong ngành công nghiệp kim loại màu nóng chảy, vì các vật liệu truyền thống không thể chịu được nhiệt độ cao của ngành công nghiệp này.

6. Ống titanat nhôm có độ dẫn nhiệt thấp. Điều này làm cho ống titanat nhôm trở nên lý tưởng cho các xưởng đúc nhôm. Độ dẫn nhiệt thấp của nó có thể tiết kiệm năng lượng, khả năng chịu va đập sốc nhiệt vượt trội, thường được sử dụng để chịu được mức ứng suất nhiệt cao của các chi tiết, có thể giúp máy đúc áp suất thấp đạt được tính tự động hóa và tính liên tục trong quá trình sản xuất, từ đó nâng cao hiệu quả sản xuất và giảm chi phí sản xuất.

3. Chỉ số hiệu suất sản phẩm:

4. Kích thước sản phẩm:

Lưu ý: Có thể gia công nhiều loại ống nâng nhôm titan khác nhau tùy theo nhu cầu của khách hàng.