Odlewnia z żeliwnego odlewu | Niestandardowe producent odlewów żelaza

Wstęp

Casting żeliwny jest jednym z najstarszych i najważniejszych procesów tworzenia metalu w produkcji przemysłowej, znany ze swojej zdolności do produkcji złożonej, wytrzymały, oraz opłacalne komponenty na skalę.

Proces ten obejmuje stopienie stopów żeliwa i wlewanie stopionego metalu do form, gdzie zestala się w zaprojektowane kształty dostosowane do określonych wymagań mechanicznych i strukturalnych.

Dzisiaj, Odlewanie żeliwne pozostaje krytycznym materiałem w poprzek motoryzacji, budowa, rolniczy, i sektory energetyczne - są wartościowe ze względu na swoją doskonałą możliwość, Doskonała odporność na zużycie, i wysoka stabilność termiczna.

1. Co to jest odlewanie żeliwne?

Lane żelazo Casting wykorzystuje unikalne właściwości żeliwa - próżno temperatura topnienia (~ 1200–1,370 ° C.), Wysoka płynność, gdy stopiona, i dobre możliwości wypełnienia pleśni - do produkcji części ze skomplikowanymi geometrią, Od cienkościennych rur po ciężkie ramy maszynowe.

W przeciwieństwie do kucia (który kształtuje stały metal) lub obróbka (który usuwa materiał), Casting zaczyna się od ciekłego metalu, Zezwalanie na złożone cechy wewnętrzne (NP., puste wnęki, podcięcia) Byłoby to niepraktyczne lub kosztowne do osiągnięcia innymi metodami.

U podstaw, Proces ten opiera się na zawartości węgla żelaza: węgiel istnieje jako grafit lub węglika, dyktowanie właściwości stopu.

Ta elastyczność - kajniczka mikrostruktury poprzez kompozycję i chłodzenie - Casting Żelazny dostosowalny do różnych zastosowań, Od bloków silników tłumiących wibracje po oporne na zużycie narzędzia przemysłowe.

2. Rodzaje żeliwa używane do odlewania

Żelaza nie jest jednym materiałem, ale raczej rodzina stopów żelaza węgla o różnych nieruchomościach, mikrostruktury, i charakterystyka wydajności.

Wybór typu żeliwa zależy w dużej mierze od zamierzonej aplikacji, Wymagania mechaniczne, i środowisko pracy. Poniżej znajdują się główne typy żeliwa używane w procesach odlewania:

Szare żeliwo

Szare żeliwo to najczęściej używane rodzaj żeliwa, rachunkowość za ponad 70% globalnej produkcji żeliwa.

Ma swoją nazwę od szarego koloru jego powierzchni pęknięcia, co wynika z płatków grafitowych osadzonych w macierzy ferrytu lub perlitów.

Te płatki działają jak koncentratory stresu, które obniżają wytrzymałość na rozciąganie, ale zwiększają przewodność cieplną i tłumienie wibracji.

Jego łatwość castingu, niski koszt, a doskonała maszyna sprawiają, że jest to podstawowy materiał w inżynierii ogólnej.

• Godna uwagi funkcja: Struktura grafitu płatkowego przyczynia się do jej doskonałych właściwości tłumienia, Idealny do zastosowań, w których redukcja wibracji jest krytyczna.

Żelazo plastyczne (Żelazo guzkowe)

Żelazo plastyczne został opracowany w 1948 jako poprawa w stosunku do tradycyjnego szarego żelaza.

Poprzez kontrolowane dodanie magnezu lub ceru, grafit w mikrostrukturze tworzy sferyczne guzki niż płatki.

To znacznie zwiększa właściwości mechaniczne, takie jak plastyczność, wytrzymałość, i siła zmęczenia. Żelazie plastyczne oferuje opłacalną alternatywę dla stali w wielu zastosowaniach strukturalnych i ciśnieniowych.

• Godna uwagi funkcja: Łączy astewalność szarego żelaza z właściwościami mechanicznymi zbliżającymi się do właściwości ze stali-szczególnie przydatne w wysokim obciążeniu, cykliczny, lub dynamiczne środowiska.

Białe żeliwo

Białe żeliwo pochodzi od białego, Krystaliczna powierzchnia złamania spowodowana brakiem grafitu i obecnością węglików żelaznych (cementit).

Te węgliki nadają stopowi wyjątkową twardość i odporność na ścieranie, ale także sprawiają, że jest to wyjątkowo kruche i trudne do maszyny.

W białym żelazku, często stosuje się w zastosowaniach o znaczeniu krytycznych, lub jako prekursor żelaza plastycznego poprzez obróbkę cieplną.

• Godna uwagi funkcja: Jego wysoka twardość i odporność na zużycie sprawiają, że jest idealny dla wkładek, upadki, i powierzchnie podlegające ciągłemu kontaktowi ściernemu.

Milleble Cast Iron

Melowalne żelazo jest wytwarzane przez obróbkę cieplną białe żelazo przez dłuższe okresy w temperaturach od 850–1000 ° C w procesie zwanym wyżarzaniem.

Proces ten rozkłada węgliki żelazne na węgiel temperamentowy (Klastry grafitowe), Znacząco zwiększenie ciągliwości i odporności na uderzenie.

Chociaż w wielu aplikacjach zastąpiło go w dużej mierze, Pozostaje ważne tam, gdzie małe, Złożone części wymagają wytrzymałości i precyzji wymiarów.

• Godna uwagi funkcja: Oferuje dobrą równowagę siły i elastyczności, szczególnie w odlewakach cienkościennych do sprzętu, automobilowy, i systemy rur.

Zmierzone grafitowe żelazo (CGI)

Zmierzone grafitowe żelazo, lub CGI, to nowoczesna ewolucja w żeliwnej metalurgii, z cząstkami grafitowymi w kształcie krótkich, grube robaki.

Ta struktura łączy szczelinę między szarym żelazem a żelazem plastycznym zarówno w wydajności mechanicznej, jak i termicznej.

CGI oferuje wyższą wytrzymałość niż szare żelazo i lepsza przewodność cieplna niż żelazo plastyczne. Jednakże, Wymaga ściślejszej kontroli procesu i specjalistycznych technik zaszczepienia podczas odlewania.

• Godna uwagi funkcja: Równoważy siłę, przewodność cieplna, i sztywność, czyniąc go wybranym materiałem dla bloków silników o wysokiej wydajności i komponentów turbosprężarki.

3. Skład chemiczny i metalurgia żeliwa

Unikalne charakterystyki wydajności odlewań żeliwa wynika z ich składu chemicznego i powstałych mikrostruktur.

4. Procesy odlewania żeliwnego

Odlewanie jest wszechstronną metodą produkcyjną, w której stopione żeliwo jest wlewane do formy, aby stworzyć złożone kształty, które byłyby trudne lub kosztowne do wyprodukowania za pomocą innych środków.

Wybór procesu odlewania zależy od takich czynników, jak wielkość składników, złożoność, Wykończenie powierzchni, Wymagania mechaniczne, i wielkość produkcji.

Poniżej znajduje się przegląd wspólnych procesów odlewania używanych do żeliwa:

Casting piasku

Odlewanie piasku jest najstarszą i najbardziej wszechstronną metodą odlewania, Powszechnie stosowany ze względu na jego zdolność do produkcji części od małych komponentów po duże części ciężkich maszyn.

Wykorzystuje formy na bazie piasku, które można łatwo kształtować wokół wzorów, Zezwalanie na szybkie zmiany i adaptacje.

Ta elastyczność sprawia, że odlewanie piasku są idealne do prototypowania, Niska objętość, i produkcję na dużą skalę.

Zalety:

• Niskie początkowe oprzyrządowanie i koszty pleśni
• Może pomieścić bardzo duże odlewy
• Elastyczne dla złożonych geometrii i zmian projektowych
• Odpowiednie dla różnych rodzajów gatunków żeliwa

Aplikacje:

• Bloki silnika i głowice cylindrów
• Pompować obudowy i ciała zaworów
• Części do sprzętu rolniczego i budowlanego
• Złącze rurowe i pokrowce na właz

Odlewanie form skorupowych

Odlewanie form skorupowych Zwiększa proces odlewania piasku za pomocą mieszanki piasku pokrytej żywicą, aby utworzyć cienki, sztywne skorupy wokół podgrzewanego wzoru. Powoduje to wyższą dokładność wymiarów i drobniejsze wykończenia powierzchniowe.

Szczególnie nadaje się do komponentów o średnim do rozmiarów wymagających lepszych tolerancji i jakości powierzchni niż tradycyjne odlewanie piasku.

Zalety:

• Najwyższe wykończenie powierzchni w porównaniu do odlewania piasku
• Lepsza dokładność i spójność wymiarowa
• Zmniejszone wymagania obróbki
• Szybsze cykle produkcyjne dla średnich odlewów

Aplikacje:

• Komponenty samochodowe, takie jak wsporniki i obudowy
• Ciała zastawek przemysłowych i części pompy
• Małe i średnie precyzyjne części maszyny

Casting odśrodkowy

Casting odśrodkowy Wykorzystuje siłę odśrodkową generowaną przez obracającą się formę, aby równomiernie rozpowszechniać stopionego żeliwa.

Powoduje to gęste, odlewy bez wad o doskonałych właściwościach mechanicznych, szczególnie w zewnętrznych warstwach.

Proces jest zoptymalizowany do wytwarzania symetrycznych części cylindrycznych i jest faworyzowany, gdy siła i niezawodność są krytyczne.

Zalety:

• Wysokiej jakości, gęsta mikrostruktura z minimalnymi wtrąceniami
• Doskonałe właściwości mechaniczne, w tym odporność na zmęczenie
• Skuteczna produkcja części cylindrycznych i rurowych
• Zmniejszone wady, takie jak skurcz i porowatość gazu

Aplikacje:

• Rury i rurki do wody, gaz, i przemysł naftowy
• Noszące rękawy i tuleje
• Cylindry hydrauliczne i komponenty pompy
• Wysokoektywiste rurki przemysłowe

Casting inwestycyjny

Casting inwestycyjny, lub casting zagubiony, jest znany z tworzenia wysoce skomplikowanych i precyzyjnych części z doskonałymi wykończeniami powierzchniowymi.

Umożliwia minimalne przetwarzanie i jest odpowiednie dla złożonych geometrii i komponentów cienkościennych.

Chociaż droższy i ograniczony rozmiar, Zapewnia niezrównane szczegóły i kontrolę wymiarową.

Zalety:

• Wyjątkowe wykończenie powierzchni i dokładność wymiarowa
• Zdolność do rzucania złożonych i cienkościennych kształtów
• Wymagane minimalne obróbka i wykończenie
• Odpowiednie dla małych i średnich objętości produkcji

Aplikacje:

• Komponenty lotnicze wymagające ciasnych tolerancji
• Motoryzacyjne części turbosprężarki
• Precyzyjne komponenty pompy i zaworów
• Małe części maszyn przemysłowych

Podsumowanie porównawcze

5. Właściwości mechaniczne i fizyczne

Odlewy żeliwne są cenione ze względu na ich zróżnicowany zakres właściwości mechanicznych i fizycznych, które różnią się znacznie w zależności od określonego rodzaju żeliwa, Mikrostruktura, i zastosowane metody przetwarzania.

Właściwości mechaniczne odlewu żeliwnego

Fizyczne właściwości odlewu żeliwnego

6. Zastosowania odlewów żeliwnych

• Przemysł motoryzacyjny:
  Bloki silnika, głowice cylindra, Bębny hamulcowe, Obudowy na sprzęt, części zawieszenia
• Budowa i infrastruktura:
  Kobza, armatura, kolumny, Wsporniki strukturalne, Pokrywa włazu
• Maszyny rolnicze:
  Ramki, obudowy, Ploudy, Narzędzia uprawy
• Sprzęt przemysłowy:
  Lakierki, Sprężarki, skrzynie biegów, ciała zaworów
• Naczynia kuchenne i gospodarstwa domowego:
  Patelnie, piece, Odlewy dekoracyjne
• Miejskie i wodne:
  Wodorzędne złączki, hydranty, PMIP ASPINGS, Pokrywa włazu

7. Zalety odlewu żelaznego

Casting żeliwa oferuje wiele korzyści, które od wieków sprawiły, że jest to podstawowy produkcja metali.

Te zalety wynikają z unikalnej mikrostruktury, wszechstronność, i opłacalność.

Doskonała maszyna

• Szare żeliwo, z jego grafitową strukturą płatków, Zapewnia wyjątkową maszynę, Zmniejszenie zużycia narzędzia i czas obróbki.
• Umożliwia produkcję kompleksu, precyzyjne komponenty przy niższych kosztach produkcji.

Wysoka odporność na zużycie

• Białe żeliwo i inne oceny z twardymi mikrostrukturami wykazują doskonałą odporność na ścieranie.
• Idealny do zastosowań narażonych na ostre zużycie mechaniczne, takie jak szlifowanie młynów, Części kruszenia, i narzędzia rolnicze.

Tłumienie wibracji doskonałej

• Płatki grafitowe w szarym żeliwa pochłaniają wibracje i hałas, Zwiększenie wydajności i żywotności maszyn, takich jak bloki silników i łóżka maszynowe.

Opłacalność dla produkcji o dużej objętości

• Odlewanie piasku i inne metody odlewania umożliwiają ekonomiczną produkcję złożonych kształtów bez intensywnej obróbki.
• Surowce i koszty energii są stosunkowo niskie w porównaniu do innych metali.

Dobra przewodność cieplna i zatrzymanie ciepła

• Żeliwo skutecznie rozprasza ciepło, nadaje się do komponentów silnika i naczyń kuchennych wymagających jednolitego rozkładu ciepła.

Zdolność do recyklingu i korzyści środowiskowe

• Żelazny złom jest wysoce nadający się do recyklingu bez utraty jakości.
• Energooszczędne procesy topnienia i odlewania przyczyniają się do zrównoważonej produkcji.

Wszechstronność właściwości mechanicznych

• Różne typy żeliwa (szary, Dukes, ciągliwy, CGI) Zezwalaj na dostosowanie siły, plastyczność, twardość, i wytrzymałość na różne zastosowania.

8. Wyzwania i ograniczenia odlewania żelaza

Kruchość

Większość żelazek obsadzonych, Szczególnie szare i białe żelazka, mają niską wytrzymałość na rozciąganie i ograniczoną plastyczność.

Ta kruchość sprawia, że są podatni na pękanie pod wpływem lub nagłe obciążenia, ograniczając ich użycie w zastosowaniach dynamicznych lub obciążonych wstrząsem.

Żelazie odlewów plastycznych i plastycznych oferują lepszą wytrzymałość, ale przy wyższych kosztach.

Kontrola skurczu i porowatości

Żelazo doświadcza kurczenia się objętościowego podczas zestalania, które mogą powodować wewnętrzną porowatość i wady powierzchniowe, jeśli nie są odpowiednio zarządzane.

Staranne projektowanie formy, bramkowanie, a ryzyko jest niezbędne, aby zminimalizować te wady rzucania.

Waga i gęstość

Z gęstością 7.2 g/cm³, Części żeliwne są stosunkowo ciężkie.

Może to stanowić wadę w zastosowaniach, w których redukcja masy jest krytyczna, takie jak efektywność paliwowa i komponenty lotnicze.

Szok termiczny i pękanie

Szybkie zmiany temperatury mogą wywoływać wstrząs termiczny w żeliwach składnikach, prowadząc do pękania lub wypaczenia.

Jest to szczególnie problem z naczyniami kuchennymi i częściami silnika narażonymi na wahania temperatury.

Ograniczony odporność na korozję

Podczas gdy żeliwa jest umiarkowanie odporne na korozję w wielu środowiskach, Jest podatny na rdzewieństwo w warunkach mokrych lub kwaśnych, chyba że jest chronione powłokami lub elementami stopowymi.

9. Wniosek

Casting żeliwa to linijka nowoczesnej produkcji, mieszanie starożytnej mądrości z zaawansowaną metalurgią w celu uzyskania opłacalnego, Trwałe komponenty.

Od szarego żelaza blokuje wibracje tłumienia po plastyczne wale korbowe z żelaza, jego wszechstronność obejmuje branże.

Choć wyzwaniem przez lekkie materiały, takie jak aluminium i stal o wysokiej wytrzymałości, Unikalne właściwości żeliwa - odporność na odzież, maszyna, i zdolność do recyklingu - zachowują jego znaczenie.

Postępy w stopach (NP., CGI) i procesy (NP., 3Drukowane formy piaskowe) rozszerzają swoje możliwości, udowadniając, że ta podstawowa technologia nadal się rozwija.

Jako produkcja zrównoważonego rozwoju i wydajności, Odlewy żeliwne pozostanie niezbędne, Mostkowanie tradycji i innowacji.

FAQ

Jest żeliwnym magnetycznym?

Tak. Wszystkie typy żeliwa są ferromagnetyczne ze względu na ich bogatą w żelazo matrycę, W przeciwieństwie do austenitycznej stali nierdzewnej.

Czym różni się żelazo plastyczne od szarego żelaza?

Żelazo plastyczne zawiera magnez, który sferyzuje grafit, dając mu 2–18% wydłużenia (vs.. Grey Iron's <1%). To sprawia, że jest to plastyczne i odporne na uderzenie, Nadaje się do części wysokiej stresu.

Czy żelazo można spawać?

Żelazo plastyczne można przyspawać z podgrzewaniem (200–300 ° C.) i wypełniacze niklu, Ale szare żelazo jest trudne z powodu kruchości. Spawanie często powoduje pękanie, Tak więc preferowane jest połączenie mechaniczne.

Dlaczego szare żelazo jest używane do bloków silników?

Jego płatek grafit rozprasza wibracje (Zmniejszenie hałasu), Wysoka przewodność cieplna (zarządza ciepłem silnika), i doskonała możliwość obsadzenia (tworzy złożone kurtki wodne i fragmenty oleju).

Jaka jest główna zaleta zagęszczonego grafitowego żelaza (CGI)?

CGI równoważy przewodność cieplną szarego żelaza z wytrzymałością żelaza plastycznego, dzięki czemu jest idealny do głowic cylindrów silnika z silnikiem Diesla (NP., W ciężkich ciężarówkach) które należy wytrzymać wysokie temperatury i ciśnienie.