Là thành phần chính của các thiết bị cỡ lớn và vừa trong các ngành công nghiệp như máy bơm và van, dược phẩm, điện và giao thông vận tải, hiệu suất của các bộ phận bơm cánh quạt đúc bằng thép không gỉ liên quan trực tiếp đến hiệu quả vận hành và độ ổn định của toàn bộ hệ thống. Là một phương tiện quan trọng để sản xuất các bộ phận này, quá trình đúc có tác động sâu sắc đến hiệu suất của các bộ phận bơm cánh quạt.
Tổng quan về quá trình đúc
Đúc là phương pháp sản xuất trong đó kim loại nóng chảy được đổ vào khuôn, làm nguội và đông đặc để tạo thành một phần kim loại có hình dạng và kích thước mong muốn. Đối với các bộ phận bơm cánh quạt bằng thép không gỉ, việc lựa chọn và thực hiện các chi tiết của quá trình đúc có liên quan trực tiếp đến chất lượng, hiệu suất và chi phí của quá trình đúc. Các phương pháp đúc phổ biến bao gồm đúc trọng lực, đúc áp lực (như đúc khuôn, đúc ly tâm, đúc ép) và đúc liên tục.
Ảnh hưởng của quá trình đúc đến hiệu suất
1. Quá trình làm đầy và đông đặc
Hình dạng của cánh quạt bằng thép không gỉ rất phức tạp và thành mỏng, khiến quá trình làm đầy và hóa rắn trong quá trình đúc của nó trở thành yếu tố chính ảnh hưởng đến hiệu suất. Các nghiên cứu đã chỉ ra rằng phần mềm mô phỏng số (như ProCast) có thể được sử dụng để tối ưu hóa nhiệt độ rót và tốc độ rót, từ đó cải thiện hiệu quả đổ đầy của vật đúc và tránh các khuyết tật như đổ không đủ. Ví dụ, nhiệt độ rót thích hợp (chẳng hạn như 1550oC) và tốc độ rót (chẳng hạn như 0,75 m/s) có thể cải thiện đáng kể chất lượng làm đầy của vật đúc cánh quạt và giảm sự xuất hiện của các khuyết tật.
2. Các khuyết tật về co ngót và co ngót
Ngay cả trong điều kiện đổ tối ưu, đúc cánh quạt bằng thép không gỉ vẫn có thể phải đối mặt với các khuyết tật như co ngót và co ngót. Những khuyết tật này sẽ làm giảm đáng kể tính chất cơ học và khả năng chống ăn mòn của vật đúc. Để giải quyết vấn đề này, có thể áp dụng phương pháp làm nguội phần rỗng của vật đúc cánh quạt. Ớn lạnh có thể đẩy nhanh tốc độ làm mát cục bộ của vật đúc một cách hiệu quả và thúc đẩy sự co ngót của kim loại nóng chảy, từ đó loại bỏ hoặc giảm bớt các khuyết tật co ngót và co ngót. Thí nghiệm cho thấy khi chiều cao làm lạnh bằng 1/3 chiều cao bên trong của vật đúc cánh quạt thì hiệu quả loại bỏ độ co ngót và khuyết tật co ngót là đáng kể nhất.
3. Cấu trúc vi mô và tính chất cơ học
Quá trình đúc không chỉ ảnh hưởng đến các khuyết tật vĩ mô của vật đúc mà còn quyết định trực tiếp đến cấu trúc vi mô và tính chất cơ học của vật đúc. Trong quá trình đúc các bộ phận bơm cánh quạt bằng thép không gỉ, kim loại nóng chảy nguội đi và đông đặc lại trong khuôn để tạo thành một cấu trúc vi mô cụ thể. Những đặc điểm tổ chức này (chẳng hạn như kích thước hạt, hình thái và sự phân bố) có ảnh hưởng quan trọng đến độ bền, độ dẻo dai, khả năng chống ăn mòn và các đặc tính khác của vật đúc. Bằng cách điều chỉnh các thông số của quá trình đúc (chẳng hạn như nhiệt độ rót, tốc độ làm mát, v.v.), cấu trúc vi mô có thể được tối ưu hóa và hiệu suất toàn diện của quá trình đúc có thể được cải thiện.
4. Xử lý tiếp theo và cải thiện hiệu suất
Các bộ phận bơm cánh quạt bằng thép không gỉ sau khi đúc thường cần phải trải qua các xử lý tiếp theo như xử lý nhiệt và gia công cơ khí để cải thiện hơn nữa hiệu suất của chúng. Xử lý nhiệt có thể loại bỏ ứng suất dư bên trong vật đúc và cải thiện tổ chức cũng như hiệu suất; gia công cơ khí có thể đảm bảo rằng vật đúc đáp ứng các yêu cầu về kích thước và hình dạng chính xác. Ngoài ra, đối với một số bộ phận bơm cánh quạt có yêu cầu đặc biệt, cũng có thể cần phải xử lý bề mặt (như phun, mạ điện, v.v.) để cải thiện khả năng chống ăn mòn hoặc chống mài mòn của chúng.
