Pag-urong ng Metal sa Castings

Pagkamit ng masikip na dimensional mga tolerance Nananatiling isang pangunahing pag-aalala sa paggawa ng casting.

Habang ang tinunaw na metal ay lumalamig at nagpapatibay, hindi maiiwasang magkontrata—kung minsan ay mahuhulaan, iba pang mga oras na hindi mahuhulaan—depende sa kimika ng haluang metal, geometry, at mga parameter ng proseso.

Nang walang wastong kontrol, Ang pag-urong ay maaaring magpakilala ng mga panloob na voids, Mga pagbaluktot, at mga tampok na out-of-tolerance na nakompromiso ang parehong pagganap at gastos.

Sa komprehensibong artikulong ito, Sinusuri namin ang mekanika ng pag-urong ng metal, ang mga praktikal na implikasyon nito para sa ferrous at non-ferrous alloys, at ang mga estratehiya na ginagamit ng mga foundry at designer upang mabawasan ang mga depekto.

1. Panimula

Ang katumpakan ng dimensional ay pinagbabatayan ng pag-andar ng bawat bahagi ng cast, mula sa mga bloke ng makina ng sasakyan hanggang sa katumpakan na mga pabahay ng aerospace.

Pag-urong ng metal ay tumutukoy sa pagbawas sa dami at linear na sukat na nangyayari bilang isang haluang metal transitions mula sa likido sa ambient temperatura.

Kahit na isang disenteng 2–3% linear contraction sa bakal o 5–8% Maaari kang mawalan ng timbang sa pamamagitan ng aluminyo, pag-baluktot, o tinanggihan ang mga bahagi kung hindi natugunan.

Sa pamamagitan ng paggalugad ng pag-urong sa simpleng kumpara sa kumplikadong geometries at contrasting ferrous at non-ferrous alloys, Inilatag namin ang pundasyon para sa naka-target na disenyo at mga kontrol sa proseso.

2. Mga uri ng pag-urong

Ang pag-unawa sa mga natatanging uri ng pag-urong na nangyayari sa panahon ng proseso ng paghahagis ay kritikal para sa pagkamit ng katumpakan ng dimensional at integridad ng istruktura.

Shrinkage in metal castings typically progresses through three main stages—likido pag-urong, pag-urong ng solidification, at matibay (Mga Larawan ng Patternmaker) pag urong—bawat isa ay may iba't ibang implikasyon para sa disenyo, paghahanda ng amag, at kontrol ng depekto.

Dagdag pa, Ang pag-urong ay maaaring maiuri sa pamamagitan ng pisikal na pagpapakita nito bilang macro-pag-urong, micro-pag-urong, o Email Address *, Depende sa laki at lokasyon sa loob ng casting.

Likido Pag-urong

Ang pag-urong ng likido ay tumutukoy sa pagbawas ng lakas ng tunog habang ang tinunaw na metal ay lumamig mula sa pagbubuhos ng temperatura hanggang sa solidification point nito, Habang nananatili sa isang ganap na likidong estado.

Ang pag-urong na ito ay maaaring saklaw mula sa 1% sa 3% ayon sa dami, Depende sa uri ng haluang metal.

Bagama't sa pangkalahatan ay hindi isang pag-aalala para sa dimensional control, Mahalaga na mapanatili ang bukas na mga landas ng pagpapakain mula sa mga riser sa yugtong ito.

Kung ang riser ay hindi nagbibigay ng sapat na tinunaw na metal, Maaaring umunlad ang paghahagis Mga depresyon sa ibabaw o hindi kumpletong punan.

Halimbawa: Ang mga haluang metal ng aluminyo ay maaaring makaranas ng likido na pag-urong ng 2.5%, nangangailangan ng maingat na disenyo ng riser upang mapanatili ang pare-pareho na pagpuno ng amag sa maagang paglamig.

Pagpapatibay (Solid-Liquid) Pag-urong

Ito ang pinaka-kritikal na anyo ng pag-urong mula sa isang pananaw sa pag-iwas sa depekto.

Habang ang metal ay lumilipat mula sa likido patungo sa solidong, Ito ay sumasailalim sa isang makabuluhang volumetric contraction, Karaniwan 3% sa 7%.

Ang pag-urong na ito ay nangyayari sa loob ng tinatawag na "mushy zone", Kung saan ang parehong solid at likido na yugto ay magkakasama.

Kung ang tinunaw na metal ay hindi maayos na pinakain sa yugtong ito, macro-pag-urong Mga depekto tulad ng mga voids, centerline porosity, o cavities Maaaring bumuo.

Ang pag-urong ng solidification ay lubos na sensitibo sa:

• Paglamig rate at thermal gradients
• Mode ng Solidification (Eutectic, Direksyon, o equiaxed)
• Saklaw ng pagyeyelo ng haluang metal

Direksyon solidification, Na nagtataguyod ng unidirectional na daloy ng init patungo sa mga riser, Ito ay isang malawak na diskarte upang labanan ang mga epektong ito.

Solid (Mga Pattern ng Patternmaker) Pag-urong

Sa sandaling ganap na solidified, Patuloy na lumiliit ang paghahagis habang lumalamig ito sa ambient temperature. Ito ang linear na pag-urong Karaniwan ay mula sa 1% sa 2.5%, Depende sa Alloy. Halimbawa na lang:

• Carbon bakal: ~ 2.0%
• Kulay-abo na bakal: ~ 1.0%
• Mga haluang metal ng aluminyo: ~1.3% sa 1.6%

Pinapaunlakan ng mga patternmaker ang pag-urong na ito sa pamamagitan ng pag-scale ng mga sukat ng pattern gamit ang standardized Mga allowance sa pag-urong.

Ang pag-urong na ito ay itinuturing na medyo mahuhulaan at pare-pareho, bagaman maaari itong maging hindi pare-pareho sa mga castings na may kumplikadong geometries o variable na kapal ng seksyon.

Micro-Pag-urong kumpara. Macro-pag-urong kumpara sa. Email Address *

Uri ng	Paglalarawan	Tipikal na Lokasyon	Mga sanhi
Micro-pag-urong	Fine, Nakakalat na mga voids o porosity sa loob ng solidong istraktura	Random o nakahiwalay na mga rehiyon	Dendritic solidification, mahinang pagpapakain
Macro-pag-urong	Malaki ang, Madalas na matatagpuan sa gitna o tuktok ng mga castings	Gitnang o riser leeg na lugar	Hindi sapat na riser feed
Email Address *	Hugis-funnel lukab na umaabot mula sa riser patungo sa paghahagis	Malapit sa riser-casting junction	Hindi sapat na dami ng riser o pagkaantala sa pagpapakain

3. Mga Mode ng Solidification at ang Kanilang Mga Epekto

Paano Nagpapatibay ang Isang Metal - Ang Kanyang Mode ng Solidification—ay may malalim na epekto sa pag-uugali ng pag-urong, Mga Kinakailangan sa Pagpapakain, at pangwakas na kalidad ng paghahagis.

Ang pagpapatibay ay hindi isang unipormeng proseso; Nag-iiba ito nang malaki sa komposisyon ng haluang metal, mga rate ng paglamig, at disenyo ng amag.

Pag-unawa sa tatlong pangunahing mga mode ng solidification—Eutectic, Direksyon, at Equiaxed- ay mahalaga para sa pagkontrol ng pag-urong at pag-minimize ng mga panloob na depekto tulad ng porosity at voids.

Eutectic Solidification

Ang eutectic solidification ay nangyayari kapag ang isang metal o haluang metal ay lumilipat mula sa likido patungo sa solid sa isang nakapirming temperatura, Bumubuo ng dalawa o higit pang mga solidong yugto nang sabay-sabay sa isang napaka-pinong timpla.

Ang pagbabagong-anyo na ito ay nangyayari nang mabilis, Madalas sa buong paghahagis ng cross-section nang sabay-sabay, Nag-iiwan ng kaunting pagkakataon para sa pag-urong ng pagpapakain.

• Mga karaniwang haluang metal: Kulay-abo na bakal, aluminyo-silikon haluang metal (hal., A356), at ilang tanso
• Mga katangian ng pag-urong: Mababang macro-pag-urong, ngunit madaling kapitan ng micro-porosity kung hindi maayos na kinokontrol
• Pag-uugali ng pagpapakain: Nangangailangan ng minimal na dami ng riser, Ngunit mahalaga ang tumpak na pamamahala ng thermal

Halimbawa: Gray bakal castings solidify sa pamamagitan ng isang eutectic reaksyon na gumagawa ng grapayt natuklap.

Ang volumetric expansion na sanhi ng grapayt precipitation ay maaaring minsan i-offset ang pag-urong, Paggawa ng kulay-abo na bakal na medyo mapagpatawad sa mga tuntunin ng pagpapakain.

Direksyon ng Solidification

Sa direksyon solidification, Ang metal ay unti-unting tumitigas mula sa isang dulo ng paghahagis (Karaniwan ang mga pader ng amag) Patungo sa isang itinalagang reservoir ng init o riser.

Ang kinokontrol na thermal gradient na ito ay nagbibigay-daan sa tinunaw na metal na magpakain ng mga solidifying rehiyon nang epektibo, Pagbabawas ng mga depekto sa pag-urong.

• Mga karaniwang haluang metal: Mga carbon steels, mga bakal na mababa ang haluang metal, mga superalloys na nakabase sa nickel
• Mga katangian ng pag-urong: Mahuhulaan na mga landas ng macro-pag-urong na maaaring pamahalaan gamit ang mahusay na inilagay na mga riser
• Pag-uugali ng pagpapakain: Napakahusay, Kung ang mga thermal gradient ay pinapanatili at ang mga hot spot ay iniiwasan

Halimbawa: Sa mga casting ng bakal, Ang Directional Solidification ay sadyang ininhinyero sa pamamagitan ng paggamit ng mga chills (na nagpapabilis sa pagpapatibay) at insulated risers (na pagkaantala nito).

Ito ay gumagabay sa solidification front mula sa mas payat na mga seksyon hanggang sa mas makapal, Pagtulong sa Paghahagis na Walang Depekto.

Equiaxed Solidification

Ang equiaxed solidification ay nagsasangkot ng sabay-sabay na nucleation ng mga butil sa buong likidong metal.

Ang solidification ay nangyayari nang random sa halip na sundin ang isang mahuhulaan na thermal gradient. Ginagawa nitong mas mahirap ang pagkontrol sa pagpapakain at pag-urong.

• Mga karaniwang haluang metal: Aluminyo 356 (sa ilang mga pamamaraan ng paghahagis), aluminyo tanso
• Mga katangian ng pag-urong: Mataas na panganib ng panloob na pag-urong at micro-porosity
• Pag-uugali ng pagpapakain: Mahirap pamahalaan; madaling kapitan ng napaaga pagbara ng mga landas ng pagpapakain

Halimbawa: Sa equiaxed aluminyo castings, Ang mga butil ay maaaring tumigas nang hindi mahuhulaan sa mga liblib na lugar, Paglikha ng panloob na voids kung ang metal feed ay naharang sa pamamagitan ng mas maaga solidification. Ang simulation software ay kadalasang ginagamit upang asahan ang gayong mga panganib at ayusin ang disenyo ng gating nang naaayon.

Mga Implikasyon para sa Porosity at Disenyo ng Pagpapakain

Ang bawat mode ng solidification ay nakakaimpluwensya sa kung paano bumubuo ang porosity at kung paano dapat idisenyo ang mga sistema ng pagpapakain:

Solidification Mode	Panganib ng porosity	Pagiging kumplikado ng pagpapakain	Kahusayan ng Riser
Eutectic	Mababang macro, posibleng micro	Katamtaman	Mataas na
Direksyon	Mababa kung pinamamahalaan nang maayos	Mababa hanggang katamtaman	Mataas na
Equiaxed	Mataas na (micro at macro)	Mataas na	Mababa ang

4. Mga Pangunahing Kadahilanan ng Pag-impluwensya

Ang pag-urong ng metal sa mga casting ay hindi pinamamahalaan ng isang solong variable ngunit sa halip ay isang kumplikadong pakikipag-ugnayan ng metalurhiko, heometriko, at mga kadahilanan na hinihimok ng proseso.

Ang pag-unawa sa mga salik na ito ay nagbibigay-daan sa mga inhinyero ng pandayan na magdisenyo ng mga casting at proseso na nagpapagaan ng mga depekto sa pag-urong, Pagbutihin ang katumpakan ng dimensional, at pagbutihin ang pangkalahatang pagganap ng paghahagis.

Nasa ibaba ang mga pangunahing nag-aambag na nakakaimpluwensya sa pag-uugali ng pag-urong:

Uri at Komposisyon ng haluang metal

Ang sistema ng haluang metal na itinapon ay gumaganap ng isang pundasyon na papel sa pagtukoy ng mga katangian ng pag-urong.

Ang iba't ibang mga metal at ang kani-kanilang mga haluang metal ay lumiliit sa iba't ibang mga rate dahil sa mga pagkakaiba sa pagbabago ng density sa panahon ng solidification at thermal contraction coefficients.

• Mga haluang metal na bakal Karaniwang nagpapakita ng volumetric solidification pag-urong sa hanay ng 3-4%.
• Mga haluang metal ng aluminyo Maaaring lumiit 6-7%, bagaman mga karagdagan tulad ng silikon (hal., Mga haluang metal ng Al-Si) Bawasan ang pag-urong sa pamamagitan ng pagbuo ng mga istraktura ng eutectic.
• Mga haluang metal na nakabatay sa tanso ay maaaring magpakita ng mas malaking pag-urong (hanggang sa 8%), Depende sa presensya ng tin, sink, o kaya ay aluminum.

Ang pagsasama ng mga elemento ng haluang metal ay maaari ring baguhin ang landas ng solidification (Eutectic vs. Equiaxed), Sa gayon ay binabago ang pag-uugali ng pagpapakain at mga hilig sa porosity.

Kapal ng Seksyon at Thermal Gradients

Ang mga geometric na tampok ay may malaking epekto sa mga rate ng paglamig at lokal na pag-uugali ng pag-urong. Ang mas makapal na mga seksyon ay nagpapanatili ng init nang mas mahaba at mas mabagal na nagpapatibay, habang ang mas manipis na mga seksyon ay mabilis na lumamig.

Lumilikha ito ng panloob na Thermal gradients, na nagdidikta kung paano umuusad ang solidification sa pamamagitan ng paghahagis.

• Makapal na mga seksyon ay madaling kapitan ng sakit sa hot spots at panloob na pag-urong voids.
• Biglaang pagbabago sa seksyon (hal., mula sa makapal hanggang sa manipis) lumikha ng mga naisalokal na stress zone at maaaring harangan ang mga landas ng pagpapakain, na humahantong sa pag-urong ng porosity.

Ang mga pinakamahusay na kasanayan sa disenyo ay naghihikayat ng makinis na paglipat at pare-parehong kapal ng seksyon upang pamahalaan ang pagwawaldas ng init nang pantay-pantay.

Materyal ng Amag at Rigidity

Ang mga pisikal na katangian ng amag - lalo na ang kanyang thermal kondaktibiti at katigasan—impluwensya kung paano nakuha ang init mula sa tinunaw na metal, Nakakaapekto sa parehong rate at direksyon ng solidification.

• Berdeng buhangin molds Nag-aalok ng kakayahang umangkop at maaaring mapaunlakan ang menor de edad na pag-urong ngunit maaaring magpakilala ng pagbaluktot dahil sa kanilang mas mababang lakas.
• Air-set o chemically bonded buhangin molds Nagbibigay ng mas malaking dimensional control ngunit hindi gaanong mapagpatawad sa thermal contraction, Pagtaas ng natitirang stress.
• Permanenteng mga hulma (hal., mamatay sa paghahagis) ipatupad ang mahigpit na mga rate ng paglamig dahil sa kanilang mataas na thermal kondaktibiti ngunit nangangailangan ng mas tumpak na mga allowance sa pag-urong.

Dagdag pa, Ang mga coatings ng amag at chills ay maaaring ilapat upang lokal na kontrolin ang mga oras ng solidification at pagiging epektibo ng pagpapakain.

Pagbuhos ng Temperatura at Rate

Ang Temperatura kung saan ang metal ay ibinuhos Nakakaapekto sa parehong likido at laki ng window ng solidification.

Ang mas mataas na superheats ay maaaring maantala ang nucleation at itaguyod ang equiaxed solidification, Na maaaring dagdagan ang micro-porosity.

• Ang labis na mataas na temperatura ng pagbuhos ay maaaring maging sanhi ng magulong daloy, Pagkabitag ng gas, at pag-urong ng mga walang bisa.
• Sa kabilang banda, Ang mababang temperatura ng pagbuhos ay maaaring magresulta sa napaaga na solidification at malamig na pagsasara, pagharang sa mga landas ng pagpapakain bago mangyari ang kabayaran sa pag-urong.

Ang rate ng pagbuhos Dapat ding i-optimize upang matiyak na ang lahat ng mga bahagi ng amag ay napuno bago magsimula ang solidification, habang iniiwasan ang pagguho ng amag o kaguluhan.

Disenyo ng Riser at Gating System

Ang tamang disenyo ng riser at gating ay isa sa mga pinaka direktang paraan upang labanan ang pag-urong. Ang mga riser ay nagsisilbing Mga reservoir ng tinunaw na metal na nagpapakain sa paghahagis habang nagkontrata ito sa panahon ng solidification.

Kabilang sa mga pangunahing prinsipyo ng disenyo ang:

• Dami ng riser Dapat ay sapat na upang mabayaran ang pag-urong ng solidification.
• Lokasyon ng Riser Dapat ay malapit sa mga hot spot upang matiyak na ang tinunaw na metal ay magagamit kung kinakailangan.
• Direksyon solidification Dapat itong itaguyod sa pamamagitan ng paglalagay at paglaki ng mga riser, Mga Gate, at panginginig.

Mga advanced na disenyo ng gating (Bottom Gating, Mga Tampok na Mga Tampok. Mga Sistemang Hindi Prensyon) Impluwensya kung paano pinupuno ng metal ang lukab at lumalamig, direktang nakakaapekto sa pagbuo ng pag-urong.

5. Mga Diskarte sa Kompensasyon para sa Pag-urong ng Metal sa Castings

Ang epektibong pagpapagaan ng pag-urong ng metal sa mga castings ay nangangailangan ng kumbinasyon ng tumpak na disenyo, Mahuhulaan na Pagmomodelo, Mahusay na Mga Kontrol sa Proseso.

Dahil ang pag-urong ay isang hindi maiiwasang pisikal na kababalaghan na nauugnay sa paglamig at pagpapatibay, Ang mga pandayan ay nakatuon sa mga diskarte sa kompensasyon upang matiyak ang katumpakan ng dimensional at maiwasan ang mga panloob na depekto tulad ng mga voids at porosity.

Binabalangkas ng seksyon na ito ang mga pangunahing pamamaraan sa engineering at mga makabagong teknolohiya na ginagamit upang pamahalaan ang pag-urong sa parehong mga proseso ng ferrous at non-ferrous casting.

Mga Panuntunan sa Pag-scale ng Pattern at CAD Shrink Factors

Ang isa sa mga pinaka-pangunahing diskarte upang mabayaran ang pag-urong ay ang pag-aayos ng laki ng pattern ng paghahagis.

Dahil ang lahat ng mga metal ay nagkontrata sa iba't ibang antas sa paglamig, nalalapat ang mga patternmaker Mga allowance sa pag-urong Batay sa inaasahang mga rate ng pag-urong ng mga partikular na haluang metal.

• Halimbawang, carbon bakal Ang mga pattern ay karaniwang may kasamang 2.0% - 2.5% linear shrinkage allowance.
• Mga haluang metal ng aluminyo, Dahil sa kanilang mas mataas na pag-urong, Kadalasan ay nangangailangan ng 3.5% -4.0% na allowance.
• Ang mga halagang ito ay ipinatutupad gamit ang "mga panuntunan sa pag-urong" sa mga manu-manong proseso o Mga kadahilanan ng pag-scale sa CAD Mga modelo sa panahon ng digital na disenyo.

Gayunpaman, Ang pag-urong ay hindi pantay na ipinamamahagi - ang mga lugar na may kumplikadong geometry o hindi pantay na masa ay maaaring mangailangan ng naisalokal na pagsasaayos.

Pinapayagan ng modernong CAD software ang pag-scale na tukoy sa rehiyon, Pagpapabuti ng katumpakan para sa mga kumplikadong castings.

Paglalagay ng Riser at Hot-Spot Control

Ang mga riser ay nagsisilbing Mga reservoir ng tinunaw na metal na nagpapakain sa paghahagis sa panahon ng solidification, Pagbabayad para sa volumetric pag-urong.

Ang epektibong disenyo ng riser ay mahalaga upang itaguyod ang itinuro na solidification, Tiyakin ang buong pagpapakain ng makapal na mga seksyon, at alisin ang pag-urong ng mga lukab.

Kabilang sa mga pangunahing pagsasaalang-alang sa disenyo ng riser ang:

• Laki: Ang riser ay dapat mapanatili ang init nang mas mahaba kaysa sa paghahagis upang manatiling tinunaw habang ang paghahagis ay nagpapatibay.
• Lokasyon: Ang mga riser ay dapat ilagay sa itaas o katabi ng mga hot spot - mga lugar na nagpapatibay sa huling dahil sa konsentrasyon ng masa.
• Hugis: Ang mga cylindrical o conical risers ay nagbibigay ng mahusay na mga ratio ng dami sa ibabaw na lugar, Pagbagal ng pagkawala ng init.
• Pagkakabukod ng Riser: Paggamit ng Insulating manggas o exothermic materyales Maaaring pahabain ang oras ng paglamig ng riser, Pagpapahusay ng pagiging epektibo ng pagpapakain.

Paggamit ng Chills at Insulating Sleeves

Mga panginginig Ito ay mga materyales na may mataas na thermal kondaktibiti (madalas na bakal o tanso) Ilagay sa hulma upang mapabilis ang solidification sa mga naka-target na lugar.

Ang paggamit nito ay tumutulong sa pagkontrol ng direksyon at rate ng solidification, epektibong pagguhit ng solidification fronts ang layo mula sa risers Upang maitaguyod ang direksyon ng pagpapakain.

• Panloob na panginginig Ay posible na mawalan ng timbang sa pamamagitan ng amag.
• Panlabas na panginginig Inilalagay sa labas ng ibabaw ng paghahagis.
• Ang mga insulating sleeves ay inilalapat sa mga riser o lugar ng amag upang pagkaantala ng pagpapatibay, Pagtulong sa pagpapakain sa mabibigat na seksyon.

Ang madiskarteng thermal management na ito ay tumutulong na mabawasan ang panloob na porosity at tinitiyak ang pare-pareho na integridad ng istruktura.

Advanced na Simulation at Predictive Software

Ang mga modernong kumpanya ay lubos na umaasa sa Paghahagis ng Simulation Software upang mailarawan at i-optimize ang kontrol sa pag-urong bago ang mga pisikal na hulma ay ginawa.

Software tulad ng MAGMASOFT, ProCAST, at SolidCast gayahin ang daloy ng likido, paglipat ng init, at pag-uugali ng solidification sa loob ng lukab ng amag.

Kabilang sa mga benepisyo ang:

• Hula ng pag-urong porosity at mga lokasyon ng hot spot
• Pagpapatunay ng disenyo ng riser at gating system
• Pag-optimize ng paglalagay ng lamig at pagkakabukod ng amag
• Pagsusuri ng mga alternatibong haluang metal o mga materyales ng amag

Halimbawa na lang, Ang mga simulation ay maaaring magbunyag na ang isang malaking aluminyo na pabahay ay may mataas na panganib na mainit na zone malapit sa isang mounting flange.

Pagkatapos ay maaaring magdagdag ang mga inhinyero ng isang lokal na riser at palamig upang mapabuti ang pagpapakain at mabawasan ang pagbaluktot.

Kontrol at Pagsubaybay sa Proseso ng Foundry

Kahit na may tunog na disenyo at simulation, Ang mga depekto sa pag-urong ay maaaring mangyari kung ang mga variable ng proseso ay hindi kinokontrol nang palagi. Kabilang sa mga kritikal na kontrol sa proseso:

• Pagbuhos ng temperatura: Ang masyadong mataas ay maaaring dagdagan ang kaguluhan at pag-urong ng porosity; Ang masyadong mababa ay maaaring maging sanhi ng hindi kumpletong pagpuno o malamig na pagsasara.
• Magkaroon ng amag preheat at patong: Nakakaapekto sa paunang paglipat ng init at pakikipag-ugnayan ng amag-metal.
• Mga rate ng paglamig: Maaari itong maimpluwensyahan ng materyal na amag, Mga kondisyon sa paligid, at paglalagay ng mga castings sa kahon ng hulma.

Real-time na pagkuha ng data sa pamamagitan ng mga thermocouple, pyrometry, at thermal imaging Sinusuportahan ang proactive na pagsubaybay at pagsasaayos sa panahon ng pagbuhos at paglamig phase.

6. Mga rate ng pag-urong ng haluang metal (Tinatayang)

Narito ang isang komprehensibong listahan ng mga tinatayang mga rate ng pag-urong ng haluang metal para sa karaniwang ginagamit Paghahagis ng mga haluang metal, sumasaklaw sa parehong ferrous at non-ferrous metal.

Ang mga linear na halaga ng pag-urong ay karaniwang ipinahayag bilang mga porsyento at mahalaga para sa disenyo ng pattern, kabayaran sa tooling, at tumpak na dimensional control sa mga operasyon ng pandayan.

Ferrous Alloys

Uri ng haluang metal	Humigit-kumulang. Linear na pag-urong (%)	Mga Tala
Kulay-abo na Cast Iron	0.6 – 1.0%	Mababang pag-urong dahil sa pagpapalawak ng grapayt sa panahon ng solidification.
Ductile Iron (SG Iron)	1.0 – 1.5%	Katamtamang pag-urong; Nakakaapekto ang nodularity sa pag-urong ng lakas ng tunog.
Puting Cast Iron	2.0 – 2.5%	Mas mataas na pag-urong; walang graphitic compensation.
Carbon Steel (Mababa ang & Katamtaman)	2.0 – 2.6%	Mataas na pag-urong; nangangailangan ng maingat na pagbangon at pagpapakain.
haluang metal na bakal (hal., 4140, 4340)	2.1 – 2.8%	Nag-iiba sa nilalaman ng haluang metal at rate ng paglamig.
Hindi kinakalawang na asero (304, 316)	2.0 – 2.5%	Mataas na pag-urong; Madaling kapitan ng panloob na mga voids kung hindi maayos na pinakain.
Tool Steel	1.8 – 2.4%	Sensitibo sa mga gradient ng temperatura at disenyo ng amag.
Malleable Iron	1.2 – 1.5%	Katulad ng ductile iron ngunit may post-solidification annealing.

Non-ferrous alloys - Aluminum-based

Uri ng haluang metal	Humigit-kumulang. Linear na pag-urong (%)	Mga Tala
Aluminyo 356 (Maaaring gamutin ang init)	1.3 – 1.6%	Katamtamang pag-urong; Naiimpluwensyahan ng T6 Heat Treatment.
Aluminyo 319 / A319 (Mataas na Si-Cu)	1.0 – 1.3%	Mas mababang pag-urong; mahusay na mga katangian ng paghahagis.
Aluminyo 535 (Mg-tindig)	1.5 – 1.8%	Mas madaling kapitan ng porosity; Mga benepisyo mula sa chills.
Aluminyo 6061 (Ginawa)	~ 1.6%	Ginagamit sa paghahagis kapag kailangan ang mga katangian ng T6.
Mga Alloys ng Aluminyo (Pangkalahatang)	1.0 – 1.8%	Nag-iiba ayon sa komposisyon at diskarte sa paglamig.

Batay sa tanso

Uri ng haluang metal	Humigit-kumulang. Linear na pag-urong (%)	Mga Tala
Dilaw tanso (hal., C85700)	1.5 – 2.0%	Mataas na pag-urong; nangangailangan ng malakas na sistema ng pagpapakain.
Pulang tanso (hal., C83450)	1.3 – 1.7%	Magandang daloy; katamtamang pag-urong.
Silikon tanso (C87300, C87600)	1.3 – 1.6%	Malawakang ginagamit sa paghahagis ng sining; katamtamang pag-urong.
Aluminyo Bronze (C95400)	2.0 – 2.5%	Mataas na pag-urong; Mahalaga ang direksyon ng solidification.
Tin tanso (C90300, C90500)	1.1 – 1.5%	Mas mababang pag-urong dahil sa nilalaman ng lata.

Non-ferrous alloys - Nickel-Based

Uri ng haluang metal	Humigit-kumulang. Linear na pag-urong (%)	Mga Tala
Inconel 718	2.0 – 2.5%	Mataas na temperatura haluang metal; nangangailangan ng katumpakan paghahagis control.
Bilisan mo na (Serye ng C)	1.9 – 2.4%	Ginagamit sa mga application na lumalaban sa kaagnasan.
Monel (Nickel-Copper)	1.8 – 2.3%	Magandang ductility; mataas na pag-urong.

Mga haluang metal ng magnesiyo

Uri ng haluang metal	Humigit-kumulang. Linear na pag-urong (%)	Mga Tala
AZ91D (mamatay paghahagis)	1.1 – 1.3%	Banayad na timbang; Mabilis na paglamig aids dimensional control.
ZE41 / ZE43 (buhangin paghahagis)	1.2 – 1.5%	Nangangailangan ng kontrol ng hydrogen porosity.

Mga haluang metal ng Titanium

Uri ng haluang metal	Humigit-kumulang. Linear na pag-urong (%)	Mga Tala
Ti-6Al-4V	1.3 – 1.8%	Mataas na pagganap ng haluang metal; Kinakailangan ang paghahagis ng pamumuhunan.

7. Dimensional Tolerances at Pamantayan

Ang mga internasyonal na pamantayan ay nakahanay sa mga inaasahan sa disenyo sa mga kakayahan ng proseso:

• ISO 8062: Tinutukoy ang mga marka ng pagpapaubaya sa paghahagis (CT5–CT15) na scale na may nominal size.
• ASME & ASTM: Magbigay ng mga allowance sa pag-urong na tukoy sa industriya (hal., ASTM A802 para sa mga casting ng bakal).
• Pag-trade off: Ang mahigpit na tolerance ay nagdaragdag ng gastos sa tooling at lead time; Binabalanse ng mga taga-disenyo ang abot-kayang kakayahang kumpara sa kinakailangang katumpakan.

8. Pangwakas na Salita

Metal shrinkage presents both predictable and complex challenges in paghahagis ng mga.

Sa pamamagitan ng pagsasama-sama ng metalurhiko pag-unawa - thermal contraction, Dinamika ng pagbabago ng yugto, at mga mode ng solidification-na may matatag na disenyo at mga tool sa simulation,

Ang mga inhinyero at pandayan ay maaaring mabawasan ang mga depekto sa pag-urong, I-optimize ang mga diskarte sa pagpapakain, at makamit ang mahigpit na tolerance modernong mga aplikasyon demand.

Sa huli, Ang tagumpay ay nakasalalay sa maagang pakikipagtulungan sa pagitan ng mga koponan ng disenyo at produksyon, Paggamit ng parehong karanasan at teknolohiya upang ibahin ang anyo ng tinunaw na metal sa mga bahagi ng katumpakan.

Sa LangHe, Masaya kaming talakayin ang iyong proyekto nang maaga sa proseso ng disenyo upang matiyak na ang anumang haluang metal ay napili o inilapat na paggamot sa post-casting, Ang resulta ay matugunan ang iyong mga pagtutukoy sa mekanikal at pagganap.

Talakayin ang iyong mga kinakailangan, Email [email protected].

Mga FAQ sa Metal Shrinkage sa Castings

Ano ang metal pag-urong sa castings?

Ang pag-urong ng metal ay tumutukoy sa pagbawas sa dami at linear na sukat na nangyayari habang ang tinunaw na metal ay lumamig mula sa temperatura ng pagbuhos nito hanggang sa temperatura ng paligid.

Bakit lumiliit ang metal sa panahon ng paghahagis?

Una, thermal contraction nagiging sanhi ng pag-urong ng likidong metal habang lumalamig ito patungo sa punto ng pagyeyelo nito.

Pangalawa, pag-urong ng solidification Nangyayari ito kapag ang metal ay lumipat mula sa likido patungo sa solidong, Na humahantong sa karagdagang volumetric contraction.

Sa wakas, solid-phase pag-urong Patuloy habang ang ganap na solidong metal ay lumamig sa temperatura ng kuwarto.

Ano ang pag-urong ng patternmaker?

Ang pag-urong ng Patternmaker ay ang linear contraction (karaniwang 1-2%) Nangyayari ito kapag ang metal ay ganap na solidified at cools sa temperatura ng kuwarto; Ang mga pandayan ay nagbabayad para dito sa pamamagitan ng pagpapalaki ng mga sukat ng pattern.

Anong mga salik ang nakakaimpluwensya sa pag-urong, magnitude, at direksyon?

Kabilang sa mga pangunahing kadahilanan ang komposisyon ng haluang metal (hal., Binabawasan ng silikon ang pag-urong sa aluminyo), kapal ng seksyon (mas makapal na lugar na lumamig nang mas mabagal),

materyal ng amag at katigasan (buhangin kumpara. permanenteng mga hulma), Pagbuhos ng temperatura / rate, at ang disenyo ng mga riser at gating system.

Ano ang papel na ginagampanan ng mga risers at chills sa pagkontrol ng pag-urong?

Mga Riser kumilos bilang tinunaw na metal reservoir upang pakainin ang paghahagis sa panahon ng pag-urong ng solidification,

habang ang Mga panginginig (Mataas na kondaktibiti inserts) Pabilisin ang paglamig sa mga naka-target na lugar, Pagtataguyod ng direksyon solidification at pag-iwas sa panloob na voids.

Paano kinakalkula ang shrinkage allowance para sa isang pattern?

Allowance sa pag-urong (%) = (Dimensyon ng pattern - Dimensyon ng paghahagis) / Paghahagis ng dimensyon × 100%.

Ang mga pandayan ay kumukuha ng mga allowance na ito nang empirically para sa bawat haluang metal at proseso, pagkatapos ay ipatupad ang mga ito bilang mga kadahilanan ng CAD scale o pagpapalawak ng pattern.