Κύριος τεχνικός έλεγχος της διαδικασίας χύτευσης με λίπανση λαδιού-αέρα

1. Έλεγχος θερμοκρασίας χύτευσης
Η θερμοκρασία χύτευσης είναι η κύρια παράμετρος που επηρεάζει την ποιότητα των πλινθωμάτων και την ασφάλεια της διαδικασίας χύτευσης. Η θερμοκρασία χύσης των στρογγυλών πλινθωμάτων από κράμα αλουμινίου κυμαίνεται συνήθως μεταξύ 680 °C και 760 °C, και η συγκεκριμένη τιμή πρέπει να προσαρμόζεται ανάλογα με παράγοντες όπως ο τύπος του κράματος, οι προδιαγραφές του πλινθώματος και η ταχύτητα χύτευσης. Η αύξηση της θερμοκρασίας χύσης μπορεί να ενισχύσει τη ρευστότητα του υγρού αλουμινίου, να μειώσει τα ελαττώματα ατελούς χύσης και ψυχρής συγκόλλησης. Ωστόσο, υπερβολικά υψηλές θερμοκρασίες μπορούν να αυξήσουν τη διαλυτότητα των αερίων και τις αντιδράσεις οξείδωσης, οδηγώντας σε ελαττώματα όπως πόροι και εγκλείσματα σκουριάς, ενώ επιδεινώνουν τη συρρίκνωση στερεοποίησης και αυξάνουν τον κίνδυνο ρωγμών και παραμόρφωσης. Υπό συνθήκες χύτευσης με ολίσθηση λαδιού-αερίου, λόγω του μονωτικού φαινομένου της αεροκουβέρτας, η κατανομή της θερμοκρασίας του τήγματος στην υγρή κοιλότητα είναι πιο ομοιόμορφη, επιτρέποντας καλή ροή και ικανότητα πλήρωσης σε σχετικά χαμηλές θερμοκρασίες χύσης.

2. Έλεγχος ταχύτητας χύτευσης
Η ταχύτητα χύτευσης είναι η πιο ευαίσθητη παράμετρος της διαδικασίας που επηρεάζει την ποιότητα στη χύτευση με ολίσθηση λαδιού-αερίου. Όπως αναφέρθηκε προηγουμένως, η ταχύτητα χύτευσης έχει σημαντικό αντίκτυπο στη δομή στερεοποίησης του πλινθώματος - καθώς η ταχύτητα χύτευσης αυξάνεται, αυξάνεται το ποσοστό των επιπλεόντων κόκκων στο κέντρο του πλινθώματος, οδηγώντας σε λεπτομερή κόκκους. Ωστόσο, υπερβολική ταχύτητα μπορεί να οδηγήσει σε βάθυνση των υγρών κενών, αυξημένη διαχωρισμό, ακόμη και σχηματισμό κεντρικών ρωγμών [90]. Η χύτευση με ολίσθηση λαδιού-αερίου επιτρέπει υψηλότερες ταχύτητες από την παραδοσιακή χύτευση DC λόγω του φαινομένου της αεροκουβέρτας, αλλά ουσιαστικά απαιτεί βελτιστοποίηση και αντιστοίχιση με βάση ολοκληρωμένους παράγοντες όπως η ποιότητα του κράματος, η διάμετρος του πλινθώματος, οι συνθήκες ψύξης κ.λπ., προκειμένου να επιτευχθεί η καλύτερη ισορροπία μεταξύ ποιότητας επιφάνειας, εσωτερικής δομής και αποδοτικότητας παραγωγής.

3. Βελτιστοποίηση παραμέτρων νερού ψύξης
Ο ρυθμός ροής νερού ψύξης, η θερμοκρασία νερού, η πίεση νερού και η ποιότητα νερού επηρεάζουν άμεσα τον ρυθμό στερεοποίησης και την κατανομή του πεδίου θερμοκρασίας του πλινθώματος. Η ακρίβεια ελέγχου της ροής νερού ψύξης των σύγχρονων μηχανών χύτευσης μπορεί να φτάσει το ± 2%, με ρυθμιζόμενο εύρος 200-10000 L/min. Η θερμοκρασία του νερού ψύξης ελέγχεται συνήθως μεταξύ 20 °C και 35 °C. Στη χύτευση με ολίσθηση λαδιού-αερίου, ο ακριβής έλεγχος των παραμέτρων του νερού ψύξης είναι πιο κρίσιμος από την παραδοσιακή χύτευση λόγω της ελαχιστοποίησης της πρωτογενούς ψύξης και της κυριαρχίας της δευτερογενούς ψύξης. Η υπερβολική ψύξη με νερό μπορεί να προκαλέσει υπερβολική θερμική τάση στην επιφάνεια του πλινθώματος, οδηγώντας σε ρωγμές. Η ανεπαρκής ψύξη με νερό μπορεί να κάνει το κέλυφος στερεοποίησης πολύ λεπτό, γεγονός που μπορεί εύκολα να οδηγήσει σε ατυχήματα διαρροής αλουμινίου. Η τεχνολογία ψύξης DualJet της Wagstaff επιτυγχάνει ομοιόμορφη και αποτελεσματική δευτερογενή ψύξη βελτιστοποιώντας τη γωνία ψεκασμού και τη διάταξη του νερού ψύξης.

4. Ακριβής έλεγχος παραμέτρων παροχής λαδιού και αερίου
Η παροχή λαδιού και αερίου είναι ένα μοναδικό στοιχείο ελέγχου που διακρίνει τη χύτευση με ολίσθηση λαδιού-αερίου από τις παραδοσιακές διαδικασίες. Το σύστημα παροχής λαδιού χρειάζεται να ρυθμίζει τη συχνότητα παλμού και τον κύκλο λειτουργίας σύμφωνα με τις προδιαγραφές του πλινθώματος και την ποιότητα του κράματος, παρέχοντας μια κατάλληλη και σταθερή ροή παλμικού λιπαντικού λαδιού για κάθε κρυσταλλωτή. Η υπερβολική κατανάλωση λαδιού μπορεί να προκαλέσει καπνό και ρύπανση της επιφάνειας κατά την καύση του λαδιού. Εάν ο όγκος λαδιού είναι πολύ χαμηλός, το φιλμ λαδιού και αερίου θα είναι ατελές, οδηγώντας σε ελαττώματα επιφάνειας. Ο πεπιεσμένος αέρας πρέπει να διατηρεί στεγνή και σταθερή πίεση και ρυθμό ροής. Η υγρασία που περιέχεται στο αέριο θα διασπαστεί και θα παράγει αέριο υδρογόνο σε υψηλές θερμοκρασίες, προκαλώντας άμεσα ελαττώματα πορωδών στο πλίνθωμα.
Η δυσκολία της τεχνικής είναι ο έλεγχος της αναλογίας λαδιού και αερίου. Το λάδι και το αέριο πρέπει να μετρώνται με ακρίβεια ξεχωριστά πριν εισέλθουν στην πορώδη δομή του δακτυλίου γραφίτη. Μετά την επίτευξη ομοιόμορφης ανάμιξης στους μικροπόρους του δακτυλίου γραφίτη, σχηματίζεται ένα σταθερό στρώμα φιλμ δύο φάσεων αερίου-λαδιού στην εσωτερική επιφάνεια του κρυσταλλωτή. Η σταθερότητα αυτής της διαδικασίας καθορίζει άμεσα την ομοιομορφία και τη συνέπεια της ποιότητας σε όλο το μήκος του πλινθώματος.

5. Αυτοματισμός και έξυπνος έλεγχος
Οι σύγχρονες μηχανές χύτευσης υψηλής τεχνολογίας έχουν επιτύχει πλήρη αυτοματοποιημένο έλεγχο της διαδικασίας. Πραγματοποιείται προσαρμογή σε πραγματικό χρόνο με κλειστό βρόχο της ταχύτητας χύτευσης, του ρυθμού ροής νερού ψύξης, της θερμοκρασίας νερού, των παραμέτρων παροχής λαδιού και αερίου μέσω PLC. Όλες οι βασικές παράμετροι μπορούν να ρυθμιστούν με φόρμουλες διαδικασίας και να εκτελεστούν αυτόματα. Για παράδειγμα, η καμπύλη αργής κλιμακωτής ταχύτητας στο αρχικό στάδιο της χύτευσης μπορεί να προκαθοριστεί, και η ταχύτητα ή οι παράμετροι παροχής λαδιού μπορούν να προσαρμοστούν αυτόματα όταν ανιχνεύονται διακυμάνσεις της στάθμης κατά τη διάρκεια της διαδικασίας χύτευσης. Μετά την εισαγωγή ελέγχου κλειστού βρόχου, η διακύμανση της ταχύτητας χύτευσης μπορεί να μειωθεί από ± 20% στον έλεγχο ανοιχτού βρόχου σε κάτω από ± 0,2%, και η ποιότητα της επιφάνειας και η απόδοση βελτιώνονται σημαντικά.