14 апреля 2026 г.
В настоящее время литье в песчаные формы является наиболее широко используемым и адаптируемым процессом литья в промышленных условиях, особенно подходящим для изготовления корпусов насосов больших, тяжелых и конструктивно сложных размеров.
изготовлено из плексигласа или из специальных сплавов (таких как нержавеющая сталь или дуплексная сталь).
По сравнению с литьем под давлением, литье в песчаные формы не ограничено размером или весом детали; по сравнению с прецизионным литьем, оно имеет более низкие затраты на пресс-формы и больше подходит для производства единичных изделий или мелкосерийного производства.
Здесь представлен подробный анализ процесса литья в песчаные формы корпусов насосов, охватывающий все аспекты, от технологий формования и основных проблем до отраслевых стандартов.
Технология формирования сердечника
В производстве корпусов насосов литье в песчаные формы подразделяется на две основные технологии, которые определяют точность и качество поверхности отливок:
Литье из смоляных песчаных форм
Принцип: Используя смолу в качестве связующего, исходный песок смешивается и заполняется вокруг модели, образуя после затвердевания твердую песчаную форму.
Особенности: Песчаная форма отличается высокой прочностью, превосходной точностью размеров отливок и лучшей чистотой поверхности по сравнению с традиционным глиняным песком.
Применение: Широко используется в производстве корпусов насосов среднего и большого размера, двухвсасывающих насосов и корпусов многоступенчатых насосов. Например, крупные литейные предприятия, такие как Jiangsu Wanhang, используют технологию литья из смоляного песка для производства отливок насосов и клапанов весом в несколько тонн.
3D-печать песком
Принцип: Использование технологии 3D-печати для непосредственного распыления и связывания слоев песка, что исключает необходимость использования деревянных или металлических форм.
Преимущества: значительно сокращает цикл исследований и разработок, позволяет создавать сложные внутренние каналы для потока (например, спиралевидные камеры высокого давления), недостижимые при использовании традиционных процессов, и исключает ошибки, возникающие при стыковке поверхностей.
Ключевые технические проблемы и решения
Корпус насоса (особенно корпуса центробежных насосов) обычно имеет сложные спиральные каналы для потока жидкости и неравномерную толщину стенок, что делает его очень подверженным дефектам при литье в песчаные формы.
Дефект растрескивания
Причина:
Характеристики материала: Например, мартенситная нержавеющая сталь CA15 обладает низкой теплопроводностью и подвергается объемному расширению в процессе фазового превращения, что делает ее очень склонной к холодному растрескиванию.
Конструкция: Толщина стенок таких компонентов, как фланец корпуса насоса и опорные ножки (≥70 мм), значительно превышает толщину стенок корпуса насоса (приблизительно 15 мм), что приводит к существенным термическим напряжениям из-за неравномерного охлаждения.
Устойчивость к песку: чрезмерная прочность смоляного песка и его плохие пластические свойства препятствуют усадке отливок.
Решение:
Оптимизация процесса: Контролируйте время извлечения изделия из формы (например, 4-6 часов после заливки), чтобы предотвратить преждевременное образование трещин, вызванных закалкой при извлечении из формы.
Термическая обработка: После извлечения из формы отливки немедленно помещают в печь для поддержания высокой температуры (1100-1150 °C), после чего проводят быстрое или поэтапное охлаждение для устранения напряжений и предотвращения образования хрупких структур.
Контроль состава: Строгое регулирование содержания углерода (например, ниже 0,1%) для снижения напряжений, возникающих при мартенситном фазовом превращении.
2. Сердечники и поры
Проблема: Входные и выходные каналы корпуса насоса обычно формируются песчаными кернами. Традиционный метод горизонтальной заливки требует большого количества опор для стабилизации песчаных кернов, что часто приводит к пористости или плохому сплавлению в местах опор, вызывая утечки во время гидростатических испытаний.
Решение:
Вертикальный песчаный стержень: Измените метод формования, расположив входной и выходной песчаные стержни вертикально и используя силу тяжести для самоблокировки, чтобы уменьшить или исключить необходимость в опорах для стержня.
Интегральная печать: использование технологии 3D-печати для производства полых песчаных сердечников с внутренними ребрами жесткости не только обеспечивает высокую прочность, но и исключает необходимость сборки, устраняя риски ошибок подгонки и газовой пористости в швах.