Là một thành phần quan trọng trong ngành kiểm soát chất lỏng, van tựa góc được sử dụng rộng rãi trong các dây chuyền sản xuất thực phẩm, dược phẩm, hóa chất và tự động. Chức năng cốt lõi của chúng là kiểm soát chính xác luồng phương tiện thông qua chuyển động đóng và mở. Hiệu suất của van ghế góc không chỉ phụ thuộc vào việc lựa chọn vật liệu và thiết kế kết cấu mà còn phụ thuộc vào quá trình đúc. Quy trình đúc phù hợp không chỉ đảm bảo độ chính xác về kích thước và chất lượng bề mặt của thân van và lõi van mà còn cải thiện đáng kể khả năng chịu áp lực, khả năng chống ăn mòn và độ tin cậy lâu dài của sản phẩm. Bài viết này sẽ cung cấp phân tích chi tiết về các bước quy trình đúc chính cho van tựa góc, khám phá các điểm kỹ thuật chính từ tiền xử lý nguyên liệu thô đến hình thành sản phẩm cuối cùng.
Tác động cơ bản của việc xử lý trước và lựa chọn nguyên liệu thô đối với quá trình đúc
Quá trình đúc van ghế góc bắt đầu bằng việc lựa chọn và xử lý trước nguyên liệu thô. Vật liệu thân van phổ biến thường là thép không gỉ 304 hoặc 316L (đáp ứng yêu cầu vệ sinh cấp thực phẩm/y tế), đồng thau (thích hợp cho các phương tiện công nghiệp nói chung) hoặc nhựa kỹ thuật (như PP và PVDF, để sử dụng trong môi trường ăn mòn). Lấy thép không gỉ làm ví dụ, nguyên liệu thô trước tiên phải trải qua quá trình xử lý oxy hóa bề mặt (chẳng hạn như tẩy rửa và thụ động) để ngăn ngừa lỗ chân lông hoặc vết nứt do tạp chất gây ra trong quá trình đúc. Nếu sử dụng phôi đúc, cần phải phân tích quang phổ để xác nhận rằng thành phần hợp kim đáp ứng các tiêu chuẩn thiết kế và kích thước của phôi phải được xác minh để đảm bảo dung sai gia công phù hợp. Đối với van tựa góc làm bằng nhựa (chẳng hạn như PVDF), nguyên liệu thô phải được- sấy khô trước (độ ẩm phải nhỏ hơn 0,02%) để ngăn chặn bong bóng và khuyết tật do bay hơi ẩm trong quá trình ép phun.
Đúc cấu trúc chính: Đúc, rèn và gia công hợp tác
Cấu trúc chính (thân van và mặt tựa) của van tựa góc có thể được hình thành bằng cách đúc, rèn và gia công trực tiếp, tùy thuộc vào yêu cầu vận hành. Đúc và rèn là những quá trình phổ biến nhất.
(I) Truyền: Triển khai các cấu trúc phức tạp với chi phí-thấp
Đối với thân van tựa góc có cấu trúc phức tạp (chẳng hạn như nhiều đường dẫn dòng chảy và các khoang có hình dạng đặc biệt), đúc bằng cát hoặc đúc chính xác (chẳng hạn như đúc bằng sáp bị mất) là những lựa chọn ưu tiên. Đúc cát phù hợp cho-sản xuất quy mô lớn. Khuôn cát được tạo ra bằng cách làm khuôn bằng gỗ hoặc kim loại. Kim loại nóng chảy (như thép không gỉ 316L) được đổ vào khoang khuôn và làm nguội để tạo thành khuôn. Chìa khóa của quá trình này nằm ở việc kiểm soát nhiệt độ rót (thường là 1520-1580 độ ) và tốc độ rót để tránh các khuyết tật như co ngót và lỗ kim do làm nguội không đều. Quá trình đúc chính xác, thông qua quá trình đúc-vỏ gốm-nung{13}}khuôn sáp, có thể đạt được độ chính xác về kích thước là ±0,3mm, khiến quy trình này phù hợp để sản xuất các lô nhỏ thân van có độ chính xác cao (chẳng hạn như van tựa góc y tế vô trùng).
(II) Rèn: Phương pháp ưu tiên cho các yêu cầu về độ bền-cao
Khi van tựa góc chịu áp suất cao (ví dụ: Lớn hơn hoặc bằng 1,6 MPa) hoặc điều kiện đóng mở thường xuyên, quá trình rèn có thể cải thiện đáng kể độ bền của thân van bằng cách liên tục phân phối các sợi kim loại. Rèn khuôn mở hoặc rèn khuôn thường được sử dụng. Thanh thép không gỉ được nung nóng đến 1100-1200 độ và sau đó được tạo thành phôi thân van thô bằng cách sử dụng máy ép. Cốt lõi của quá trình rèn nằm ở việc thiết kế khuôn và kiểm soát tỷ lệ rèn (thường Lớn hơn hoặc bằng 3) để đảm bảo cấu trúc bên trong dày đặc. Sau đó, cần phải xử lý chuẩn hóa và ủ để loại bỏ ứng suất bên trong và gia công CNC được sử dụng để hoàn thành việc hình thành các cấu trúc mịn như kênh dòng chảy và lỗ lắp.
(III) Gia công trực tiếp: Đảm bảo hiệu quả cho các kết cấu đơn giản
Đối với các van ghế góc bằng nhựa đơn giản (như van ghế góc khí nén bằng nhựa nhỏ), có thể sử dụng phương pháp ép phun hoặc gia công CNC trực tiếp. Quá trình ép phun làm nóng các viên nhựa đã được xử lý trước{1}}đến trạng thái nóng chảy (ví dụ: PVDF yêu cầu gia nhiệt đến 250-280 độ), bơm chúng vào khoang khuôn, làm nguội và đông đặc lại. Quá trình này có hiệu quả cao (một-chu trình sản xuất một sản phẩm chỉ mất hàng chục giây) nhưng yêu cầu kiểm soát nhiệt độ khuôn nghiêm ngặt (thường là 80-120 độ ) để tránh cong vênh. Gia công CNC trực tiếp sử dụng thanh phôi (chẳng hạn như đồng thau hoặc thép không gỉ) và tạo hình các bộ phận thông qua các quy trình như tiện và phay. Nó phù hợp cho các sản phẩm tùy chỉnh lô nhỏ và có thể đạt được độ chính xác gia công trên mức IT7.
Niêm phong và đúc thành phần chức năng: Một bước quan trọng trong sản xuất chính xác
Hiệu suất bịt kín của van tựa góc ảnh hưởng trực tiếp đến độ tin cậy của chúng, vì vậy quá trình đúc các bộ phận như đế van và vòng đệm phải đáp ứng các yêu cầu về độ chính xác và nhất quán cao.
(I) Đúc đế van: Xử lý khác biệt cho phốt cứng và phốt mềm
Các đế van bịt kín cứng (chẳng hạn như các bệ van bằng thép không gỉ) thường được gia công, sử dụng máy mài để kiểm soát độ nhám của bề mặt bịt kín xuống dưới Ra 0,8μm, tạo ra một vòng đệm tiếp xúc tuyến tính với lõi van. Các đế van mềm-kín (chẳng hạn như PTFE và cao su) thường được đúc-Bột PTFE được thiêu kết ở 380-400 độ để tạo hình dạng-hoặc bằng cách ép phun cao su (chẳng hạn như EPDM) vào khuôn. Sau khi đúc, ủ là cần thiết để loại bỏ ứng suất bên trong và kiểm tra độ kín khí (chẳng hạn như phép đo phổ khối heli) được thực hiện để xác minh hiệu ứng bịt kín.
(II) Đúc vòng kín: Tính chất vật liệu phù hợp với khuôn
Vòng đệm cao su (chẳng hạn như vòng chữ O{0}}) thường được sản xuất bằng phương pháp ép phun hoặc ép đùn. Ép phun phù hợp với các vòng đệm có kích thước-nhỏ với mặt cắt-phức tạp (chẳng hạn như các vòng đệm hình ngôi sao-). Khuôn đòi hỏi một hệ thống đường dẫn được thiết kế chính xác để đảm bảo làm đầy vật liệu đồng đều. Đúc đùn được sử dụng cho các vòng đệm dài (chẳng hạn như vòng đệm thân van). Sau khi khuôn được hoàn thiện, nó sẽ trải qua quá trình xử lý lưu hóa để tăng cường độ đàn hồi và khả năng chống lão hóa. Đối với các vật liệu đặc biệt như fluororubber, nhiệt độ đúc phải được kiểm soát (thường dưới 200 độ) để ngăn chặn sự phân hủy vật liệu.
Xử lý bề mặt và lắp ráp cuối cùng: Tính toàn vẹn của quá trình đúc
Sau khi đúc, van ghế góc cần được xử lý bề mặt để tăng cường hơn nữa khả năng chống ăn mòn và tính thẩm mỹ. Thân van bằng thép không gỉ thường được đánh bóng (đánh bóng cơ học thành gương hoặc hoàn thiện mờ) hoặc được đánh bóng bằng điện (loại bỏ các phần nhô ra trên bề mặt cực nhỏ, giảm Ra xuống dưới 0,1μm). Thân van bằng nhựa được phun một lớp phủ chống trầy xước-để tăng cường khả năng chống mài mòn. Cuối cùng, thân van, lõi van, vòng đệm và các bộ phận khác được lắp ráp trên dây chuyền lắp ráp tự động. Kiểm tra cuối cùng bao gồm kiểm tra áp suất (ví dụ: duy trì áp suất ở mức 1,5 lần áp suất danh nghĩa trong 30 phút mà không bị rò rỉ) và kiểm tra tuổi thọ (ví dụ: 100.000 chu kỳ đóng và mở) để đảm bảo rằng chất lượng cuối cùng của quá trình đúc đáp ứng yêu cầu thiết kế.
Quá trình đúc van tựa góc là sự kết hợp toàn diện giữa khoa học vật liệu, công nghệ gia công và sản xuất chính xác. Từ tiền xử lý nguyên liệu thô đến đúc cấu trúc chính và sản xuất chính xác các bộ phận bịt kín, mỗi bước đều yêu cầu kiểm soát chặt chẽ các thông số quy trình và các nút kiểm soát chất lượng. Với sự tiến bộ của tự động hóa công nghiệp, sự phát triển của công nghệ đúc van góc trong tương lai sẽ tiếp tục phát triển theo hướng thông minh (ví dụ: tối ưu hóa khuôn dựa trên AI{4}}) và xanh (ví dụ: công nghệ đúc năng lượng thấp) để đáp ứng nhu cầu của các tình huống kiểm soát chất lỏng đòi hỏi khắt khe hơn.