延性鉄鋳造サービス – 延性鉄鋳造所

導入

延性鉄鋳造 鋳鉄技術の大幅な進歩を表しています, 伝統的な灰色の鉄の費用対効果とキャスティブを組み合わせたものといくつかの鋼に匹敵する機械的特性.

その結節性または球状のグラファイト構造で知られています, 延性鉄は延性を高めます, タフネス, と疲労抵抗, 現代のエンジニアリングに不可欠な素材になります.

それは広く使用されています 自動車, ウォーターワークス, 重機, エネルギーセクター, 多くの場合、その優れた性能と経済的利点のために灰色の鉄と鋼を交換します.

ここ数十年で, 灰色の鉄から延性鉄への移行は、の需要によって推進されています ライター, 強い, より信頼性の高いコンポーネント, 特に、安全性と耐久性が最も重要な業界で.

この記事はaを提供します 延性鉄鋳造の包括的かつ専門的な分析, その構成をカバーします, プロパティ, 製造プロセス, アプリケーション, そして将来の傾向.

1. 延性鉄とは何ですか?

延性鉄, とも呼ばれます 結節鋳鉄 または スフェロイドグラファイト鉄 (SG鉄), 展示する鋳鉄の一種です 優れた延性と靭性 伝統的な灰色の鋳鉄と比較して.

重要な違いはにあります グラファイトの形態: 灰色の鉄にはフレーク型のグラファイトが含まれています, 延性鉄の特徴 グラファイト結節 (球状または球状の粒子) それはその機械的特性を大幅に改善します.

歴史的背景

延性鉄が最初に発見されました 1943 キース・ミリスによって, 少量のマグネシウムを追加することを実証した (またはセリウム) 溶融鉄に、グラファイトがフレークの代わりに球状結節に形成されました.

この微細構造変換により、材料が生じました 高い引張強度と伸長, 要求の厳しいアプリケーションのためにグレーアイロンに代わる優れた代替品にする.

重要な特性と利点

• より高い延性と靭性: 延性鉄の結節性グラファイト構造は、ストレス集中を最小限に抑えます, 耐性と伸長の改善につながります (まで 18% 特定のグレードの場合).
• 優れた疲労抵抗: グラファイトフレークがないと、亀裂の開始が減少します, 疲労強度の増加.
• 多用途性: マトリックス微細構造を変更することにより (フェライト, 真珠科, またはAustempered), 延性鉄の特性は、特定のアプリケーションに合わせて調整できます.

2. 延性鉄の化学組成

延性鉄の化学組成は、そのユニークな組み合わせを実現するために慎重に制御されます 強さ, 延性, および加工性.

少量の追加 マグネシウム (mg) または他の結節化要素 (セリウムなど) 融解プロセス中にグラファイト構造をフレークから変換します (灰色の鉄のように) に 球状結節, これにより、機械的性能が大幅に向上します.

延性鉄の成績の標準的な化学組成 (ASTM A536)

3. 延性鉄鋳造方法

延性鉄は、さまざまな方法を使用して鋳造できます, それぞれが特定の独自の利点を提供します パーツジオメトリ, 表面の品質要件, 生産量, および機械的特性の期待.

適切な方法を選択することは、バランスをとるために重要です 料金, パフォーマンス, および生産効率.

砂鋳造乳酸鉄

• 概要:
  砂鋳造はです 最も広く採用されている方法 その汎用性と、小規模と非常に大きなコンポーネントの両方を処理する能力のために延性鉄の場合 (数トンまでの重さ).
  プロセスはaを使用します 砂にカビの空洞を形成するための再利用可能なパターン, どの溶融鉄が注がれているか.
  カビ材料はしばしば緑の砂です (粘土と結合したシリカ砂), 化学的に結合した砂は、より良い表面仕上げと強度にも使用されますが.
• 利点:

• • 複雑な幾何学と大きなコンポーネントに最適です.
  • 永続的な金型プロセスと比較したツールコストが低い.
  • プロトタイピングと中程度の生産の両方に適しています.

• 制限:

• • 精度の方法よりも低い表面仕上げと寸法精度.
  • より厳しい許容範囲のためにマシン後に必要です.

延性鉄のシェル型鋳造

• 概要:
  シェル型鋳造 aです 砂鋳造の精密バリアント の薄いシェルを使用します 樹脂でコーティングされた砂 型を形成する, 結果として、より良い表面仕上げと寸法制御が密集します.
  しばしば好まれます 中サイズの延性鉄部品 複雑なジオメトリ付き, エンジンコンポーネントやギアハウジングなど.
• 利点:

• • 優れた表面仕上げ (RA〜3.2 µm).
  • 緑の砂と比較して、より良い再現性と精度.
  • 中から高生産量に適しています.

• 制限:

• • より高い金型の準備コスト.
  • 非常に大きな鋳物に限定されています.

延性鉄投資鋳造 (紛失したワックスキャスティング)

• 概要:
  インベストメント鋳造, 呼ばれます 紛失したワックスキャスティング, 難治性材料でコーティングされたワックスパターンの作成を伴い、セラミックシェルを形成する.
  ワックスが溶けたら, 溶融延性鉄が型に注がれます. この方法は非常に評価されています ネットシェイプジオメトリと最小限の機械加工を必要とする精密部品.

  

• 利点:

• • 優れた表面仕上げ (RA〜1.6-3.2 µm).
  • 薄い壁と複雑な機能を備えた複雑なデザインを生産できる.
  • 材料の廃棄物と後処理を減らします.

• 制限:

• • 高い生産コストと労働集約型プロセス.
  • 小さいコンポーネントに最適です (通常 <50 kg).

遠心鋳造延性鉄

• 概要:
  遠心鋳造は広く使用されています 円筒形または管状の延性鉄部品, パイプやブッシングなど.
  このプロセスには、溶融鉄をaに注ぐことが含まれます 回転型, 遠心力が金型の壁に沿って金属を分配する場所, 密集した欠陥のない鋳物を生成します.
• 利点:

• • 気孔率が最小限の高密度成分を生成します.
  • 細粒の微細構造は機械的強度を改善します.
  • 中空のセクションと圧力定格コンポーネントに最適です.

• 制限:

• • 回転的に対称的な形状に限定されます.
  • 高価な必要があります, 特殊な機械.

延性鉄の失われたフォーム鋳造 (LFC)

• 概要:
  フォームキャストの紛失はaです 現代のイノベーション それはaを使用します フォーム (ポリスチレン) パターン 溶融金属がカビに注がれると蒸発する.
  それはに適しています ドラフト角が必要ない複雑な部品 機械加工を最小限に抑えることができます.
• 利点:

• • 非常に複雑になります, ネットシェイプデザインに近い.
  • コアと分割線の必要性を排除します.
  • アセンブリの要件の低下.

• 制限:

• • 発泡パターンの高コスト.
  • 欠陥を避けるために、慎重なカビの充填が必要です.

延性鉄の連続鋳造 (延性鉄バー用)

• 概要:
  連続鋳造は生成に使用されます ソリッドバー, ビレット, およびプロファイル 一貫した機械的特性と多孔性の低下.
  溶融鉄は、連続的に動く冷却型に注がれます, 長い長さの材料を形成します.
• 利点:

• • 高い生産性と均一な品質.
  • 機械加工と材料の廃棄物を減らします.
  • 生の在庫生産に費用対効果が高い.

• 制限:

• • 複雑な形や複雑な部品には適していません.

4. 延性鉄鋳造プロセス

延性鉄鋳造プロセスは、慎重に制御されたシーケンスです 溶融, 結節化, 接種, 成形, および治療後 目的を確保するため 結節グラファイト微細構造 および機械的特性.

灰色の鉄とは異なり, 延性鉄の球状のグラファイト構造を実現するには、必要です 正確なマグネシウムまたはセリウム治療 の綿密な監視 化学組成, 冷却速度, そして注ぐ条件.

4.1 融解と合金

• 溶融: 誘導炉 (1400–1500°C) 豚の鉄を溶かします + 60–80％リサイクル延性鉄スクラップ (保持します 95% バージンプロパティの).
• 合金制御: 分光分析により、ASTM範囲内の構成が保持されます (例えば。, c = 3.4 ±0.1％, および= 2.5 ±0.1％).

4.2 結節化

• プロセス: マグネシウム (Fe-Mg合金として, 6–8％mg) 1400°Cで溶融鉄に追加されます. この「治療」は、フレークグラファイトを球体に分割します, 完全な効果に必要な0.03〜0.05％の残留mg.
• クリティカルコントロール: 硫黄はそうでなければなりません <0.03% (mg:S比≥1.5:1) 結節変性を避けるため.

4.3 接種

• 目的: グラファイト結節を洗練します (5–20結節/mm²) そして「寒さ」を防ぎます (脆いマルテンサイト層).
• プロセス: フェロシリコン (75% そして) 体重1.2〜0.5％に節約後に加えました. カルシウムシリコンのような接種剤は、結節の均一性をさらに高めます.

4.4 カビのデザインと注ぎ

• 金型材料: 緑の砂 (低コスト, リサイクル可能) 一般的な部分; 樹脂結合砂 (より良い寛容) 精密成分用.
• ゲーティング/リサリング: 乱流を最小限に抑えるために設計されたゲーティング (速度 <1.5 MS) 酸化物の包含を避けるため. ライザー (10–パートボリュームの15％) フィード収縮, 厚いセクションにとって重要です (>25 mm).
• 注ぐ温度: 1300–1350°C (MGの燃え尽きを避けるために、灰色の鉄よりも低い).

4.5 冷却とシェイクアウト

• 冷却速度: 5–20°C/min (砂型) 均一な結節形成を促進します. より速い冷却 (20–30°C/min) 金属型では、パーライトの内容が増加します, 強度を高める.
• シェイクアウト: カビを振動させてキャスティングを放出します; コア (内部機能用) ウォータージェットティングを介して除去されます.

4.6 キャスティング後の操作

• クリーニング: ショットブラストは、残留砂を取り除きます, RA 12.5〜25μmの達成 (砂鋳造) またはRA 1.6〜6.3μm (投資キャスティング).
• 機械加工: CNCターニング/ミリングは、重要な特徴に対して許容範囲±0.01 mmを達成します (例えば。, ベアリングボア).
  延性鉄の機密性はです 80% 灰色の鉄のそれ (ツール摩耗率は10〜15％高くなります).
• 熱処理: 機械的特性を強化します (例えば。, 延性のためのアニーリング, 高強度のためのオーステンパー).
• コーティング: ペイントまたは亜鉛メッキ (屋外用途での耐食性).

5. 延性鉄鋳造の熱処理

熱処理は、延性鉄鋳物の機械的特性と性能を高める上で重要な役割を果たします.

熱サイクルを慎重に制御することにより, メーカーは微細構造を調整して、強度の望ましいバランスを達成することができます, 延性, タフネス, そして耐摩耗性.

アニーリング

• 目的:
  アニーリングは、鋳造と機械加工によって引き起こされる内部ストレスを緩和します, 延性を改善します, 機械性を高めます.
• プロセス:

• • 通常、温度で実行されます 850°Cおよび950°C.
  • 浸す時間は、キャストの厚さに依存します, いつもの 1 に 4 時間.
  • 熱ショックを避けるために、炉内または静止空気中のゆっくりした冷却.

正規化

• 目的:
  耐摩耗性を改善するために正規化が適用されます, 寸法安定性, と強さ.
• プロセス:

• • キャスティングを加熱します 900°C -950°C その後、空冷が続きます.
  • 冷却速度はアニーリングよりも速いが、消光よりも遅い.

東部の抑制 (オーステンパーした延性鉄 - adi)

• 目的:
  オーステンパーは延性鉄を変換します オーステンペンした延性鉄 (アディ), 高強度, 耐摩耗性, と疲労耐性材料.
• プロセス:

• • キャスティングを加熱します オーステナイト温度 (850°C -900°C).
  • 溶けた塩浴への急速な消光 250°C -400°C 指定された時間 (1–3時間).
  • 室温までの冷却.

6. 延性鉄鋳物の機械的特性

7. 延性鉄鋳造の利点

延性鉄鋳造は、機械的強度のユニークな組み合わせを提供します, タフネス, コスト効率, 設計の柔軟性, さまざまな産業で最も広く使用されている鋳鉄製の材料の1つにする.

優れた機械的強度と靭性

• 延性鉄が達成します 415〜690 MPaの間の引張強度 (60–100 ksi), 高降伏強度と優れた疲労抵抗を備えています.
• The 結節グラファイト微細構造 亀裂伝播を防ぎます, 灰色の鋳鉄と比較して、より高い衝撃靭性を提供します, これは脆弱になりやすいです.

延性と伸長の向上

• ASTM A536などの標準グレード 60-40-18 伸長値を展示します 18%, それをはるかに超えています <2% 灰色の鉄で見られる伸び.
• この延性により、コンポーネントは障害なく衝撃負荷を吸収できます, 自動車および重機の部品に適しています.

優れた振動減衰

• 延性鉄は、鋳鉄の優れた振動減衰特性を保持します, これは、次のようなコンポーネントにとって有益です 工作機械のベース, パンプス, およびコンプレッサーハウジング, ノイズと振動の減少.

費用対効果対. スチール鋳造

• スチールと比較して, 延性鉄はです 30–40％安価 融解エネルギー要件の低下とよりシンプルな鋳造プロセスのため.
• 提供中にスチールと同様の強度と重量の性能を提供します より良い加工性, 全体的な製造コストを削減します.

複雑な形状鋳造

• 延性鉄の優れた流動性が可能になります 複雑で薄い壁の鋳物の生産 ネットに近い形状, 機械加工と材料の廃棄物を最小化します.
• 次のようなコンポーネントに適しています エンジンブロック, ギアハウジング, とバルブ 複雑なジオメトリが必要です.

汎用性の高い熱処理オプション

• プロパティは可能です 熱処理によりカスタマイズされています (アニーリング, 正規化, またはaustempering), 幅広い機械的特性を可能にします 高い延性 に 極度の耐摩耗性 (オーステンパーした延性鉄のように - adi).

摩耗と疲労抵抗

• と 適切な合金と熱処理, 延性鉄は高い硬度を達成できます (まで 400 ADIのHB) および優れた疲労強度, 対象となるコンポーネントに最適です 繰り返し荷重または研磨条件.

8. 延性鉄鋳造の制限

• 低腐食抵抗: 攻撃的な環境でコーティングまたは亜鉛メッキが必要です.
• 収縮と気孔率のリスク: 鋳造中に正確な制御を要求します.
• 低温でのパフォーマンスの制限: 極低温条件での脆性挙動.

9. 延性鉄鋳物の主要な用途

延性鉄の鋳物は、その優れた強さのために多くの産業で広く使用されています, 延性, 耐摩耗性, 振動減衰, および費用対効果.

自動車産業

延性鉄は、動的荷重に耐える能力に備えて、自動車製造において好ましい材料です, 摩耗に抵抗します, また、ネットシェイプキャスティングに近づくことで生産コストを削減します.

• エンジンコンポーネント: クランクシャフト, カムシャフト, シリンダーヘッド, タイミングギア.
• サスペンションパーツ: 制御アーム, ステアリングナックル, ホイールハブ.
• トランスミッションとドライブトレイン: 微分キャリア, ギアハウジング, ベアリングキャップ.

水と廃水インフラストラクチャ

その腐食抵抗, 加工性, そして長いサービス寿命は、水関連の用途に最適な延性鉄を作る.

• パイプとフィッティング: 延性鉄パイプ (浸漬) 飲料水に広く使用されています, 下水, 雨水排水システム.
• バルブと消火栓: ゲートバルブ, 蝶のバルブ, 消火栓.

重機と産業機器

高強度と重量の比率と振動減衰により、延性鉄は機械と機器のコンポーネントに適しています.

• ポンプハウジング, コンプレッサー部品, ベアリングハウジング.
• 工作機械のベース: 旋盤, ミリング機, グラインダー.
• 農業機器: ギアボックス, フレーム, ハウジング.

エネルギーと発電

延性鉄は、耐久性の需要の高まりをサポートしています, 風の中の頑丈なコンポーネント, ハイドロ, および従来のエネルギーシステム.

• 風力タービンハブ, ブレーキコンポーネント, およびギアリデューサー.
• 油圧タービンと蒸気タービン: ケーシングと構造鋳物.
• 発電機とモーターハウジング.

鉄道と輸送

環状負荷に対する靭性と抵抗のために構造的および機械的部分で使用されます.

• 鉄道車輪, ブレーキシューズ, およびカップリング.
• コンポーネントを追跡します: アンカー, プレート, ファスナー.

建設とインフラストラクチャ

材料の耐久性とメンテナンスの低い要件により、公共事業とハードウェアの構築の標準となっています.

• マンホールカバー, 排水格子, 街路照明ベース.
• 構造鋳物: 列, ブラケット, 建築コンポーネント.

採掘および土型機器

延性鉄は、その摩耗と耐衝撃性のために過酷な環境で使用されます.

• 靴を追跡します, スプロケット, ブッシング, および住宅コンポーネント.
• 粉砕およびスクリーニング機器部品.

10. 延性鉄Vs. その他の鋳造資料

強度の組み合わせにより、延性鉄が鋳造材料の間で際立っています, 延性, 耐摩耗性, および費用対効果.

11. 結論

延性鉄の鋳造は、例外的なバランスを提供します 強さ, 延性, 費用効率, キャスト性, 自動車などの業界全体で優先材料にする, ウォーターワークス, と重機.

灰色の鉄と鋼の間のパフォーマンスギャップを橋渡しする能力は、多目的なエンジニアリング材料としての状態を固めました.

先を見ています, の開発 アディ (オーステンペンした延性鉄) そして、持続可能なファウンドリーの慣行は、延性鉄部品のパフォーマンスと環境にやさしいことを引き続き強化します.

Langheは延性鉄鋳造サービスを提供しています

で ランゲ, 高度な高度な鋳造技術を使用して、高性能の延性鉄鋳物を提供することを専門としています.

あなたのプロジェクトがの柔軟性を要求するかどうか 緑の砂鋳造, の精度 シェル型 または 投資キャスティング, の強さと一貫性 金属型 (永久型) 鋳造, またはによって提供される密度と純度 遠心 そして フォームキャスティングの紛失,

ランゲ 正確な仕様を満たすためのエンジニアリングの専門知識と生産能力があります.

当社の施設は、プロトタイプ開発から大量の製造まですべてを処理するための装備されています, 厳格な品質管理によってサポートされています, 材料のトレーサビリティ, および冶金分析.

自動車およびエネルギー部門からインフラストラクチャや重機まで, ランゲ 冶金の卓越性を組み合わせたカスタムキャスティングソリューションを提供します, 寸法精度, 長期的なパフォーマンス.

お問い合わせ！

FAQ

延性鉄は灰色の鉄とどのように異なりますか?

延性鉄には球状のグラファイト結節が含まれています (マグネシウム添加を介して), 10〜20％の伸びと影響力の高い靭性を有効にします. 灰色の鉄にフレークグラファイトがあります, それを脆くします (<1% 伸長).

アディとは何ですか, そして、いつ使用されますか?

オーステンペンした延性鉄 (アディ) 熱処理されてベイナイトマトリックスを形成します, 100〜150 ksi引張強度を提供します. 風力タービンハブやレーシングコンポーネントなどの高負荷アプリケーションで使用.

マグネシウムが延性鉄で重要なのはなぜですか?

マグネシウムはフレークグラファイトを球体に変換します, ストレス集中を排除し、延性を可能にします. 残留マグネシウム (0.03–0.05％) 効果を保証します.

延性鉄は、コストの鋼と比較してどのように比較されますか?

延性鉄は、同等の強度のためにスチール鋳物よりも30〜50％安いです, より良いキャスティブで生産時間を20〜30％短縮する.

延性鉄の最大サービス温度は何ですか?

最大400°Cまで確実に機能します. 500°C以上, 強度はそばに落ちます 30% パーライト分解による.