بدنه پمپ ریخته گری سرمایه گذاری – ریخته گری ریخته گری سرمایه گذاری

1. مقدمه

بدنه پمپ ها محفظه های ساختاری و هیدرولیکی هستند که انرژی راننده را به حرکت سیال تبدیل می کنند. آنها معمولا حاوی گلوله هستند, صندلی های پروانه, رئیس های بلبرینگ, فلنج ها و معابر داخلی.

مسیر تولید انتخاب شده برای بدنه پمپ، هندسه قابل دستیابی را تنظیم می کند, متالورژی, هزینه و زمان انجام.

ریخته گری سرمایه گذاری در جایی که هندسه پیچیده است برجسته می شود (پره های راهنمای داخلی, تارهای نازک, رئیسان یکپارچه), تحمل ها تنگ است, و آلیاژهای با یکپارچگی بالا (فولادهای ضد زنگ, آلیاژهای نیکل, برنز) لازم هستند.

2. بدنه پمپ ریخته گری سرمایه گذاری چیست؟?

تعریف و عملکرد اصلی

در سرمایه گذاری سرمایه گذاری بدنه پمپ محفظه پمپ تولید شده توسط موم گم شده است (سرمایه گذاری) روش ریخته گری.

یک موم (یا پلیمر) الگوی بدنه پمپ ایجاد می شود, پوشش داده شده در سرامیک نسوز برای ساخت یک پوسته, موم با حرارت برداشته می شود, و فلز مذاب داخل قالب سرامیکی ریخته می شود.

پوسته شلیک شده پس از انجماد شکسته می شود تا بدنه پمپ ریخته گری نزدیک به شبکه ظاهر شود که متعاقباً تکمیل و بازرسی می شود..

مشخصات و ابعاد معمولی

• جرم قسمت: بدنه پمپ های ریخته گری سرمایه گذاری معمولاً از چند صد گرم تا ده ها کیلوگرم در هر قطعه متغیر است; بسیاری از ریخته‌گری‌ها به طور معمول بدنه‌های پمپ را از 0.5 کیلوگرم تا 50 تا 100 کیلوگرم بسته به توانایی کارخانه ریخته‌گری می‌کنند..
• ضخامت دیواری: دیوارهای اسمی معمولی برای آلیاژهای ضد زنگ یا نیکل: 3-12 میلی متر; حداقل مقاطع نازک تا 1- 2 میلی متر در آلیاژهای انتخابی و کنترل فرآیند قابل دستیابی هستند.
• تحمل ابعادی (دارای بازار بی نظیر): تلورانس های سرمایه گذاری عمومی معمولاً کاهش می یابد 0.1-0.5 میلی متر برای ویژگی های کوچک; تحمل مبتنی بر درصد 0.25-0.5٪ ± خطی یک قانون عملی است.
  ویژگی های ماشین کاری بحرانی معمولاً با کمک هزینه ماشینکاری باقی می مانند (0.2-2.0 میلی متر بسته به دقت ریخته گری).
• پایان سطح (دارای بازار بی نظیر): Ra معمولی 1.6-3.2 میکرومتر (50–125 دقیقه) برای پوسته های سرامیکی استاندارد; پوسته ریز و ریختن دقیق می تواند Ra ≈ تولید کند 0.8-1.6 میکرومتر.
  وجهه های آب بندی یا ژورنال های یاتاقان به Ra بسیار ظریف تر ماشینکاری/لپ می شوند (رده 0.2 μM) همانطور که لازم است.

3. ملاحظات طراحی

ریخته گری سرمایه گذاری هندسه پیچیده را امکان پذیر می کند, اما تمرین خوب طراحی کیفیت را به حداکثر می رساند و هزینه را به حداقل می رساند.

الزامات عملکرد هیدرولیک

• معابر جریان & طومارها: فیله صاف و همگرایی کنترل شده از جدا شدن و کاویتاسیون جلوگیری می کند.
  شعاع فیله داخلی باید سخاوتمندانه باشد (≥ 1-2× ضخامت دیواره) برای کاهش تلاطم.
• تراز صندلی پروانه: هم مرکز بودن و هم عمود بودن بسیار مهم هستند - طرح برای حفره های ماشینکاری شده و ویژگی های مبنا.
• پاکسازی ها: فاصله پمپ در برآمدگی های پروانه و سطوح آب بندی باید با ماشینکاری پس از ریختگی قابل نگهداری باشد.

الزامات ساختاری

• استرس & خستگی: بارهای چرخه ای را در نظر بگیرید; از تجزیه و تحلیل اجزای محدود برای شناسایی عوامل تنش محلی استفاده کنید.
  متالورژی ریخته گری (اندازه دانه, تفکیک) بر زندگی خستگی تأثیر می گذارد - طراحی برای جلوگیری از لاغری, کارفرمایان پر استرس بدون فیله کردن مناسب.
• لرزش: تارها و دنده های سفت به افزایش فرکانس های طبیعی کمک می کنند; ریخته گری سرمایه گذاری اجازه می دهد تا دنده ها در بدن ادغام شوند.

خوردگی & پوشیدن

• انتخاب مواد: آلیاژ را بر اساس شیمی سیال انتخاب کنید (PH, کلرید, ذرات فرساکی, درجه حرارت).
  برای آب دریا, ممکن است دوبلکس یا کوپرونیکل مورد نیاز باشد; برای اسیدها, هاستلو یا آلیاژهای نیکل مناسب.
• مقاومت در برابر فرسایش: سطوح داخلی صاف و پوشش های قربانی (حیا, اسپری حرارتی) گزینه هایی هستند که در آنها دوغاب ذرات وجود دارد.

تحمل های بعدی & پایان سطح

• ویژگی های بحرانی: مشخص کنید که کدام وجه ها/ سوراخ ها ماشینکاری شده اند و امکانات ماشینکاری را مشخص کنید (به عنوان مثال, 0.5-1.5 میلی متر برای پوسته های شنی تر, 0.2-0.6 میلی متر برای پوسته های دقیق).
• سطوح آب بندی: Ra و مسطح بودن را مشخص کنید; غالباً به Ra ≤ می‌چرخانند/جلا می‌شوند 0.2 میکرومتر و صافی درون 0.01-0.05 میلی متر بسته به کلاس فشار.

4. مواد برای بدنه پمپ ریخته گری سرمایه گذاری

انتخاب مواد یک عامل حیاتی در طراحی و تولید بدنه پمپ های ریخته گری سرمایه گذاری است, زیرا مستقیماً بر عملکرد مکانیکی تأثیر می گذارد, مقاومت در برابر خوردگی, تولید, و زندگی خدمت.

5. فرآیند ریخته گری سرمایه گذاری برای بدنه پمپ

سرمایه گذاری سرمایه گذاری, همچنین به عنوان شناخته می شود ریخته گری موم گمشده, تولید بدنه پمپ با هندسه پیچیده را امکان پذیر می کند, دیوارهای نازک, و دقت ابعادی بالا.

این فرآیند شامل چندین مرحله حیاتی است:

6. عملیات پس از ریخته گری

پس از جدا شدن بدنه پمپ از پوسته سرامیکی, چندین عملیات پس از ریخته گری انجام می شود تا اطمینان حاصل شود که جزء عملکردی دارد, ابعادی, و الزامات کیفیت سطح.

این عملیات برای کاربردهای با کارایی بالا در مواد شیمیایی حیاتی است, دریایی, و بخش های صنعتی.

عملیات حرارتی

عملیات حرارتی برای کاهش تنش های پسماند اعمال می شود, انعطاف پذیری را بهبود بخشید, و خواص مکانیکی را بهینه کنید:

• بازپرداخت تسکین استرس: حرارت دادن به 550 تا 650 درجه سانتیگراد برای فولادهای زنگ نزن، تنش پسماند ناشی از ریخته گری را کاهش می دهد و از اعوجاج در حین ماشینکاری جلوگیری می کند..
• بازپخت راه حل: برای فولادهای ضد زنگ و آلیاژهای نیکل برای همگن کردن ریزساختار و حل کردن رسوبات ناخواسته استفاده می شود., تضمین مقاومت در برابر خوردگی و سختی ثابت.
• پیری یا سخت شدن بارش (برای آلیاژهای خاص): استحکام و مقاومت در برابر سایش را در مواد با کارایی بالا افزایش می دهد.

ماشینکاری

ابعاد بحرانی مانند فلنج ها, سوراخ, سطوح جفت گیری, و پورت های رزوه ای برای برآورده کردن تلورانس های تنگ ماشین کاری می شوند.

عملیات ماشینکاری معمولی شامل تراشکاری است, آسیاب کردن, حفاری, و خسته کننده. ماشینکاری تضمین می کند:

• تحمل ابعاد ± 0.05-0.1 میلی متر برای مونتاژ دقیق.
• سطوح آب بندی صاف برای جلوگیری از نشتی در کاربردهای فشار بالا.

تکمیل سطح

پایان سطحی مقاومت در برابر خوردگی را تقویت می کند, مقاومت در برابر پوشیدن, و زیبایی شناسی:

• جلا دادن: صافی را برای آب بندی چهره ها و کانال های داخلی بهبود می بخشد.
• انفجار شات: ذرات باقیمانده سرامیک را از بین می برد و سطحی یکنواخت برای پوشش یا رنگ آمیزی ایجاد می کند.
• پوشش: پوشش های شیمیایی یا آبکاری شده اختیاری (به عنوان مثال, نیکل, PTFE) افزایش مقاومت در برابر خوردگی و کاهش اصطکاک.

آزمایش غیر مخرب (NDT)

برای تشخیص عیوب مانند تخلخل, ترک, یا اجزاء, NDT انجام می شود:

• رادیوگرافی (اشعه ایکس): حفره ها و انضمام های داخلی را شناسایی می کند.
• تست اولتراسونیک (در): عیوب زیرسطحی را در مقاطع ضخیم تشخیص می دهد.
• آزمایش نفوذ رنگ (PT): ترک های سطحی و تخلخل را آشکار می کند.

نظافت و بازرسی

بالاخره, بدنه پمپ تمیز می شود تا روغن های ماشینکاری باقیمانده حذف شوند, بقایای, یا نمک ها. بازرسی های بعدی و بصری مطابقت با مشخصات را قبل از مونتاژ یا حمل و نقل تأیید می کند.

7. تضمین کیفیت و تست

تضمین کیفیت (QA) برای اطمینان از اینکه بدنه های پمپ ریخته گری سرمایه گذاری با مشخصات طراحی مطابقت دارند بسیار مهم است, استانداردهای عملکرد, و الزامات صنعت.

یک رویکرد سیستماتیک QA چک های بعدی را ترکیب می کند, تست مکانیکی, و ارزیابی غیر مخرب برای تشخیص عیوب و تایید یکپارچگی عملکردی.

بازرسی بعدی

بررسی ابعادی تضمین می کند که بدنه پمپ با نقشه ها و تلورانس های طراحی مطابقت دارد:

• دستگاه های اندازه گیری مختصات (CMM): اندازه گیری هندسه های پیچیده, سوراخ, فلنج, و سطوح نصب با دقت 0.01-0.05 میلی متر.
• ابزار اندازه گیری: رزوه سنج, دوشاخه سنج ها, و ارتفاع سنج ها ویژگی های حیاتی را به سرعت در تولید بررسی می کنند.
• اندازه گیری زبری سطح: الزامات تکمیلی برای آب بندی وجه ها و کانال های داخلی را تایید می کند (به عنوان مثال, Ra ≤0.8 میکرومتر برای اجزای هیدرولیک).

تایید خواص مکانیکی

تست مکانیکی تایید می کند که ماده دارای مقاومت مورد نیاز است, انعطاف پذیری, و سختی:

• تست کششی: قدرت تسلیم را اندازه گیری می کند, استحکام کششی نهایی, و کشیدگی, اطمینان از اینکه مواد می توانند بارهای عملیاتی را تحمل کنند.
• تست سختی: آزمایش راکول یا ویکرز تأیید می کند که عملیات حرارتی و پردازش مواد به سختی مطلوب دست یافته است.
• تست ضربه (در صورت لزوم): چقرمگی را برای کاربردهایی که در معرض بارهای نوسان یا شوک قرار دارند ارزیابی می کند.

آزمایش غیر مخرب (NDT)

تکنیک های NDT عیوب پنهان را بدون آسیب رساندن به قطعه شناسایی می کنند:

• رادیوگرافی (اسکن اشعه ایکس/CT): تخلخل داخلی را شناسایی می کند, اجزاء, و فضاهای خالی, به خصوص در مقاطع ضخیم.
• تست اولتراسونیک (در): ترک های داخلی را تشخیص می دهد, حواس, یا لایه برداری در مواد متراکم مانند فولاد ضد زنگ و آلیاژهای نیکل.
• آزمایش نفوذ رنگ (PT): ترک های سطحی را آشکار می کند, سوراخ, یا تخلخل ریز که با چشم غیر مسلح قابل مشاهده نیست.
• آزمایش ذرات مغناطیسی (مگس): برای آلیاژهای فرومغناطیسی برای تشخیص ناپیوستگی های سطحی و نزدیک به سطح استفاده می شود.

عیوب معمول ریخته گری و استراتژی های کاهش

• تخلخل: از طریق دروازه مناسب به حداقل برسد, دریچه, و نرخ انجماد کنترل شده.
• حفره های کوچک شدن: از طریق طراحی رایزر و مدیریت حرارتی مورد توجه قرار گرفته است.
• خاموش و اشتباهات سرد: با حفظ دمای ریختن بهینه و جریان صاف در هندسه های پیچیده اجتناب می شود.
• اجزاء سطح: با استفاده از آلیاژهای با خلوص بالا و تکنیک های گاز زدایی مناسب کنترل می شود.

8. مزایای ریخته گری سرمایه گذاری برای بدنه پمپ

• هندسه پیچیده: معابر داخلی, دیوارهای نازک و باس های یکپارچه با حداقل مونتاژ ثانویه.
• شکل نزدیک شبکه: حذف مواد را در مقابل. ماشینکاری خشن از میله یا شمش - اغلب 30-70% ماشینکاری کمتر برای قطعات پیچیده.
• دقت ابعادی بالا & پایان سطح: پرداخت ثانویه کمتر برای بسیاری از ویژگی ها در مقایسه با ریخته گری شن و ماسه.
• انعطاف پذیری آلیاژی: بسیاری از آلیاژهای ضد زنگ و نیکل با یکپارچگی متالورژیکی خوب ریخته می شوند.
• انعطاف پذیری تولید کوچک تا متوسط: ابزارسازی برای الگوهای مومی نسبتاً ارزان است. ابزار قالب بزرگ, امکان اجراهای اقتصادی از نمونه های اولیه تا هزاران قطعه را فراهم می کند.

9. محدودیت ها و چالش ها

• هزینه قطعات بسیار بزرگ: بالاتر از اندازه های خاص (بارها >100 کلوت) ریخته گری سرمایه گذاری در مقایسه با ریخته گری شن و ماسه یا ساخت/جوشکاری غیراقتصادی می شود.
• زمان پیشرو: ابزار سازی الگو, ساخت پوسته و شلیک زمان سرب را اضافه می کند - جدول زمانی نمونه اولیه معمولاً در هفته اندازه گیری می شود.
• خطر تخلخل در مقاطع ضخیم: باس های ضخیم یا مقاطع بزرگ نیاز به دروازه بندی دقیق دارند, لرز یا تقسیم بندی برای جلوگیری از انقباض.
• سطح و تلرانس ها به سیستم پوسته بستگی دارد: دستیابی به پرداخت های بسیار ظریف یا تحمل های بسیار محکم به عنوان ریخته گری نیازمند سیستم های سرامیکی درجه یک و کنترل فرآیند است..

10. کاربردهای صنعتی

بدنه پمپ های ریخته گری سرمایه گذاری به دلیل وجود آنها در طیف گسترده ای از صنایع استفاده می شود قابلیت های هندسه پیچیده, تطبیق پذیری مواد, و دقت ابعادی بالا.

این فرآیند به مهندسان اجازه می دهد تا گذرگاه های هیدرولیک بهینه را طراحی کنند, دیوارهای نازک, و ویژگی های نصب یکپارچه که کارایی و طول عمر پمپ را بهبود می بخشد.

پمپ های پردازش شیمیایی

• محیط: مایعات خورنده مانند اسیدها, سوزاننده, و حلالها.
• مواد مورد استفاده: فولادهای ضد زنگ (316سعادت, دوتایی) و آلیاژهای نیکل (هستلووی, ناله).
• عقاید: ریخته گری سرمایه گذاری کانال های داخلی پیچیده را امکان پذیر می کند, به حداقل رساندن تلاطم و اطمینان از جریان یکنواخت, برای قابلیت اطمینان فرآیند شیمیایی حیاتی است.

پمپ های آب و فاضلاب

• محیط: پمپاژ با حجم بالا, مواد جامد معلق ساینده, و سطوح pH متغیر.
• مواد مورد استفاده: برنز, فولاد ضد زنگ دوبلکس, و چدن های مقاوم در برابر خوردگی.
• عقاید: دیوار نازک, مسیرهای داخلی صاف گرفتگی و تلفات انرژی را کاهش می دهد, بهبود بهره وری در سیستم های آب شهری و صنعتی.

پمپ های دریایی و دریایی

• محیط: قرار گرفتن در معرض آب شور, عملکرد فشار بالا, و تنش مکانیکی چرخه ای.
• مواد مورد استفاده: آلیاژهای مس (برنج دریایی, برنز), فولادهای ضد زنگ دوبلکس.
• عقاید: مقاومت در برابر خوردگی و رسوب زیستی بسیار مهم است; ریخته گری سرمایه گذاری اجازه می دهد تا بدون درز, هندسه های پیچیده برای کاهش تعمیر و نگهداری و بهبود عمر مفید.

روغن & پمپ های تولید گاز و برق

• محیط: درجه حرارت بالا, سیالات فشار بالا, و رسانه های مبتنی بر هیدروکربن.
• مواد مورد استفاده: آلیاژهای نیکل بالا (ناله, هستلووی), فولاد ضد زنگ, و آلیاژهای مبتنی بر کبالت.
• عقاید: ریخته گری سرمایه گذاری از مواد با استحکام بالا و تحمل های دقیق لازم برای کاربردهای حیاتی مانند روغن کاری توربین پشتیبانی می کند., تزریق شیمیایی, و حفاری دریایی.

پمپ های تخصصی و سفارشی

• محیط: آزمایشگاه, دارویی, یا کاربردهای فرآوری مواد غذایی که نیاز به عملکرد بهداشتی و دقیق دارند.
• مواد مورد استفاده: فولاد ضد زنگ (304, 316سعادت), تیتانیوم, یا آلیاژهای نیکل.
• عقاید: سطوح صاف, تحمل های تنگ, و هندسه های پیچیده به دست آمده توسط ریخته گری سرمایه گذاری حداقل خطر آلودگی و انطباق با استانداردهای نظارتی را تضمین می کند..

11. تحلیل تطبیقی

12. پایان

بدنه پمپ ریخته گری سرمایه گذاری آزادی طراحی را با یکپارچگی متالورژیکی ترکیب می کند, آنها را به گزینه ای عالی برای بسیاری از کاربردهای جابجایی سیالات تبدیل می کند - به ویژه در مواردی که هندسه داخلی پیچیده است, آلیاژهای عجیب و غریب یا تلورانس های تنگ مورد نیاز است.

موفقیت به طراحی اولیه برای ریخته گری بستگی دارد, انتخاب مواد آگاهانه, کنترل دقیق فرآیند (ریختن, گلوله باران, عملیات حرارتی), و برنامه های قوی QA/NDT.

برای سیستم های پمپ بحرانی - دریایی, تولید مواد شیمیایی یا نیرو - ریخته گری سرمایه گذاری می تواند قابل اعتماد باشد, اجزای اقتصادی زمانی که به درستی مشخص و اجرا شوند.

 

متداول

حداکثر اندازه بدنه پمپ را می توان سرمایه گذاری کرد?

محدوده تمرین معمولی فروشگاه تا 50 تا 100 کیلوگرم در هر قطعه است, اما حداکثر عملی به توانایی ریخته گری و اقتصاد بستگی دارد.

بدنه پمپ های بسیار بزرگ اغلب با ریخته گری شن و ماسه یا ساخت/جوشکاری تولید می شوند.

چه مقدار کمک هزینه ماشینکاری باید برای ریخته گری سرمایه گذاری طراحی کنم?

اجازه دادن 0.2-2.0 میلی متر بسته به بحرانی بودن و دقت پوسته. فقط در مواردی که ریخته گری پوسته های دقیق را تضمین می کند، سهمیه های سخت تر را مشخص کنید.

کدام ماده برای بدنه پمپ آب دریا بهترین است?

فولادهای ضد زنگ دوبلکس و آلیاژهای مس نیکل انتخاب شده به دلیل مقاومت بالای حفره شدن کلرید و عملکرد رسوب زیستی، انتخاب های رایجی هستند.; انتخاب نهایی بستگی به دما دارد, سرعت و شرایط فرسایش.

زمان چرخش معمولی برای بدنه پمپ ریخته گری سرمایه گذاری چقدر است؟?

تولید کوچک معمولا طول می کشد 4-8 هفته از تایید الگو تا قطعات نهایی; نمونه‌های اولیه می‌توانند با الگوهای چاپ سه بعدی سریع‌تر باشند، اما همچنان به شلیک پوسته و زمان‌بندی ذوب نیاز دارند..

چگونه معیارهای پذیرش تخلخل را مشخص کنم?

از استانداردهای NDT صنعت استفاده کنید (رادیوگرافی, CT, در) و سطوح پذیرش را بر حسب درصد تخلخل بر حسب حجم یا از طریق تصاویر مرجع تعریف کنید.

بدنه های پمپ نگهدارنده فشار بحرانی اغلب به تخلخل نیاز دارند <0.5% بر اساس حجم و پذیرش رادیوگرافی برای هر مشتری استاندارد.