Services Casting Profille Iron Casting – Odlewnia żelaza plastyczna

Wstęp

Odlewanie żelaza plastycznego stanowi znaczący postęp w technologii żeliwa, Połączenie opłacalności i możliwości możliwości tradycyjnego szarego żelaza z właściwościami mechanicznymi, które rywalizują z niektórymi stalami.

Znany z guzkowej lub sferoidalnej struktury grafitowej, żelazo plastyczne oferuje lepszą plastyczność, wytrzymałość, i odporność na zmęczenie, czyniąc go niezbędnym materiałem we współczesnej inżynierii.

Jest szeroko stosowany w poprzek automobilowy, wodociąg, Ciężkie maszyny, i sektory energetyczne, często zastępując szare żelazo i stal ze względu na jego doskonałe wyniki i korzyści ekonomiczne.

W ostatnich dziesięcioleciach, Przejście z szarego żelaza na żelazo plastyczne było spowodowane popytem zapalniczka, silniejszy, i bardziej niezawodne komponenty, szczególnie w branżach, w których bezpieczeństwo i trwałość są najważniejsze.

Ten artykuł zawiera Kompleksowa i profesjonalna analiza odlewu żelaza plastycznego, obejmujący jego kompozycję, właściwości, Procesy produkcyjne, Zastosowania, i przyszłe trendy.

1. Co to jest żelazo plastyczne?

Żelazo plastyczne, znany również jako żelazo guzkowe Lub sferoidalne żelazo grafitowe (Żelazo sg), jest rodzajem żeliwa, które wykazuje doskonała plastyczność i wytrzymałość W porównaniu do tradycyjnego szarego żeliwa.

Kluczowa różnica polega na Morfologia grafitowa: podczas gdy szare żelazo zawiera grafit w kształcie płatku, cechy żelaza plastycznego guzki grafitowe (cząstki sferyczne lub sferoidalne) które znacznie poprawiają jego właściwości mechaniczne.

Tło historyczne

Żelazie plastyczne zostało po raz pierwszy odkryte w 1943 Keith Millis, który wykazał, że dodanie niewielkiej ilości magnezu (lub cerium) do stopionego żelaza spowodowało powstanie grafitu w sferycznych guzkach zamiast płatków.

Ta transformacja mikrostrukturalna spowodowała materiał z Wysoka wytrzymałość na rozciąganie i wydłużenie, czyniąc to lepszą alternatywą dla szarego żelaza do wymagających zastosowań.

Kluczowe cechy i zalety

• Wyższa plastyczność i wytrzymałość: Struktura grafitu guzowatego żelaza plastycznego minimalizuje stężenie naprężeń, prowadząc do lepszego odporności na uderzenie i wydłużenie (aż do 18% dla niektórych ocen).
• Najwyższa odporność na zmęczenie: Brak płatków grafitowych zmniejsza inicjację pęknięć, Zwiększenie siły zmęczenia.
• Wszechstronność: Zmieniając mikrostrukturę macierzy (ferritic, perlityka, lub Austemped), Właściwości żelaza plastycznego można dostosować do określonych zastosowań.

2. Skład chemiczny żelaza plastycznego

Skład chemiczny żelaza plastycznego jest starannie kontrolowany, aby osiągnąć unikalną kombinację wytrzymałość, plastyczność, i maszyna.

Dodanie niewielkich ilości magnez (Mg) lub inne elementy guzkowe (takie jak Cerium) Podczas procesu topnienia przekształca strukturę grafitową z płatków (Jak w szarej żelazku) Do guzki sferoidalne, które znacznie poprawiają wydajność mechaniczną.

Standardowy skład chemiczny gatunków żelaza (ASTM A536)

3. Metody odlewania żelaza plastycznego

Żelazie plastyczne można rzucić przy użyciu szeregu metod, Każdy oferuje unikalne zalety dla konkretnych Geometrie części, Wymagania dotyczące jakości powierzchni, Wolume produkcyjne, i oczekiwania dotyczące własności mechanicznej.

Wybór odpowiedniej metody ma kluczowe znaczenie dla równoważenia koszt, wydajność, i wydajność produkcji.

Żelazo plastyczne

• Przegląd:
  Casting piasku to Najczęściej przyjęta metoda dla żelaza plastycznego ze względu na jego wszechstronność i zdolność do radzenia sobie zarówno z małymi, jak i bardzo dużymi komponentami (Ważne do kilku ton).
  Proces wykorzystuje Wzór wielokrotnego użytku w celu utworzenia wnęki pleśni w piasku, do którego wlewa się stopione żelazo.
  Materiał pleśni jest często zielony piasek (Piasek krzemionkowy związany z gliną), chociaż chemicznie związane piaski są również używane do lepszego wykończenia powierzchni i wytrzymałości.
• Zalety:

• • Idealny do złożonych geometrii i dużych komponentów.
  • Niski koszt narzędzi w porównaniu z trwałymi procesami pleśni.
  • Odpowiednie zarówno do prototypowania, jak i średnich do dużej produkcji.

• Ograniczenia:

• • Niższe wykończenie powierzchni i dokładność wymiarowa niż metody precyzyjne.
  • Wymaga po maszynowaniu do ściślejszych tolerancji.

Odlewanie formy skorupy plastycznej

• Przegląd:
  Odlewanie form skorupowych jest precyzyjny wariant odlewania piasku który używa cienkiej skorupy Piasek pokryty żywicą Aby utworzyć formę, powodując lepsze wykończenie powierzchni i ściślejsza kontrola wymiarów.
  Często jest preferowany średniej wielkości części żelaza ze złożonymi geometrią, takie jak komponenty silnika i obudowy przekładni.
• Zalety:

• • Najwyższe wykończenie powierzchni (RA ~ 3,2 µm).
  • Lepsza powtarzalność i dokładność w porównaniu z zielonym piaskiem.
  • Odpowiednie dla ilości produkcji średniej do wysokości.

• Ograniczenia:

• • Wyższy koszt przygotowania formy.
  • Ograniczone dla bardzo dużych odlewów.

Odlewanie inwestycji żelaza plastycznego (Casting zagubiony)

• Przegląd:
  Casting inwestycyjny, nazywany również Casting zagubiony, polega na tworzeniu wzoru wosku pokrytego materiału opornego na utworzenie ceramicznej skorupy.
  Po stopieniu wosku, Stopone żelazo plastyczne wlewa się do formy. Ta metoda jest wysoko ceniona Części precyzyjne wymagające geometrii bliskiej klasy i minimalnej obróbki.

  

• Zalety:

• • Doskonałe wykończenie powierzchniowe (RA ~ 1,6-3,2 µm).
  • Zdolne do tworzenia skomplikowanych wzorów z cienkimi ścianami i złożonymi cechami.
  • Zmniejsza marnotrawstwo materialne i przetwarzanie końcowe.

• Ograniczenia:

• • Wysokie koszty produkcji i pracujący proces.
  • Najlepiej nadaje się do mniejszych komponentów (zazwyczaj <50 kg).

Żelazo plastyczne odlewające odlew

• Przegląd:
  Odlewanie odśrodkowe jest szeroko stosowane cylindryczne lub rurkowe części żelaza, takie jak rury i tuleje.
  Proces obejmuje wlewanie stopionego żelaza do wirujący pleśń, gdzie siła odśrodkowa rozkłada metal wzdłuż ścian formy, wytwarzanie gęstych i wolnych od defektów odlewów.
• Zalety:

• • Wytwarza komponenty o dużej gęstości z minimalną porowatością.
  • Drobnoziarnista mikrostruktura poprawia wytrzymałość mechaniczną.
  • Idealny do pustych odcinków i komponentów oceny ciśnienia.

• Ograniczenia:

• • Ograniczone do obrotowych kształtów symetrycznych.
  • Wymaga drogi, Specjalistyczne maszyny.

Odlew z pianki utraconej żelaza (LFC)

• Przegląd:
  Zagubiona piankowa casting to Nowoczesna innowacja który używa piana (polistyren) wzór który odparowuje się, gdy do formy wlewa się stopiony metal.
  Jest odpowiedni dla złożone części bez potrzeby przeciągania kąty i może zminimalizować obróbkę.
• Zalety:

• • Umożliwia wysoce złożone, Projekty bliskiego kształtu netto.
  • Eliminuje potrzebę rdzeni i linii rozstania.
  • Niższe wymagania dotyczące montażu.

• Ograniczenia:

• • Wysoki koszt wzorów pianki.
  • Wymaga starannego napełniania pleśni, aby uniknąć wad.

Ciągłe odlewanie żelaza plastycznego (do żelaznych prętów)

• Przegląd:
  Do produkcji stosuje się ciągłe odlewanie Solidne pręty, Kęski, i profile o spójnych właściwościach mechanicznych i zmniejszonej porowatości.
  Stopone żelazo wlewa się do chłodzonej formy, która porusza się ciągle, tworząc długie długości materiału.
• Zalety:

• • Wysoka wydajność i jednolita jakość.
  • Zmniejsza odpady obróbki i materialne.
  • Opłacalny dla produkcji stockowych surowych.

• Ograniczenia:

• • Nie nadaje się do skomplikowanych kształtów lub złożonych części.

4. Proces odlewania żelaza plastycznego

Proces odlewania żelaza plastycznego jest starannie kontrolowaną sekwencją topienie, guzkalizacja, szczepienie ochronne, odlewanie, i po leczeniu Aby zapewnić pożądane Mikrostruktura grafitowa guzka i właściwości mechaniczne.

W przeciwieństwie do szarego żelaza, Osiągnięcie sferoidalnej struktury grafitowej wymaga precyzyjne obróbka magnezu lub cerium i ścisłe monitorowanie Skład chemiczny, Szybkość chłodzenia, i warunki wylewania.

4.1 Topnienie i stop

• Topienie: Piece indukcyjne (1400–1500 ° C.) stopić żelazo świni + 60–80% recyklingowe złom żelazny (zachowuje 95% nieruchomości dziewiczych).
• Kontrola stopu: Analiza spektrometryczna zapewnia, że skład pozostaje w zakresie ASTM (NP., C = 3.4 ± 0,1%, I = 2.5 ± 0,1%).

4.2 Guzkalizacja

• Proces: Magnez (jako stop Fe-Mg, 6–8% mg) dodaje się do stopionego żelaza w temperaturze 1400 ° C. To „obróbka” rozbija grafit płatkowy w sferę, z 0,03–0,05% resztkowym Mg wymaganym do pełnego efektu.
• Kontrola krytyczna: Siarka musi być <0.03% (Mg:Współczynnik S ≥1,5:1) Aby uniknąć zwyrodnienia guzka.

4.3 Szczepienie ochronne

• Zamiar: Prowadzi guzki grafitowe (5–20 guzki/mm²) i zapobiega „chłodowi” (Kruche formacja martenzytu).
• Proces: Ferrocelicon (75% I) Dodano po nodularyzacji o wadze 0,2–0,5%. Inokulanty, takie jak wapń-silikon, dodatkowo zwiększają jednorodność guzka.

4.4 Projektowanie i wylewanie pleśni

• Materiały do formy: Zielony piasek (niski koszt, recykling) dla części ogólnych; Piasek związany z żywicą (Lepsza tolerancja) dla komponentów precyzyjnych.
• Bramkowanie/ryzyko: Bramkowanie zaprojektowane w celu zminimalizowania turbulencji (prędkość <1.5 SM) Aby uniknąć inkluzji tlenku. Pióra (10–15% objętości części) Skurcz zasilający, Krytyczne dla grubych odcinków (>25 mm).
• Nalewanie temperatury: 1300–1350 ° C. (niższe niż szare żelazo, aby uniknąć wypalenia MG).

4.5 Chłodzenie i wstrząs

• Szybkość chłodzenia: 5–20 ° C/min (Formy piaskowe) promuje jednolite tworzenie guzków. Szybsze chłodzenie (20–30 ° C/min) w metalowych formach zwiększa zawartość perlitów, Zwiększenie siły.
• Shakeout: Forma jest wibrowana w celu uwolnienia odlewu; rdzenie (dla funkcji wewnętrznych) są usuwane przez odrzutowe wodę.

4.6 Operacje po obserwowaniu

• Czyszczenie: Strzały, usuwa resztkowy piasek, Osiągnięcie RA 12,5–25 μm (Casting piasku) lub RA 1,6–6,3 μm (Casting inwestycyjny).
• Obróbka: CNC Turning/mielenie osiąga tolerancje ± 0,01 mm dla cech krytycznych (NP., noszące nuty).
  Maszyna żelaza plastycznego jest 80% że z szarego żelaza (Wskaźniki zużycia narzędzia o 10–15% wyższe).
• Obróbka cieplna: Zwiększa właściwości mechaniczne (NP., wyżarzanie dla plastyczności, Austempering dla wysokiej siły).
• Powłoka: Farba lub galwanizacja (W przypadku odporności na korozję w aplikacjach na zewnątrz).

5. Obróbka cieplna odlewającego żelaza

Obróbka cieplna odgrywa kluczową rolę w zwiększaniu właściwości mechanicznych i wydajności odlewów żelaza plastycznego.

Przez dokładnie kontrolowanie cykli termicznych, Producenci mogą dostosować mikrostrukturę, aby osiągnąć pożądaną równowagę siły, plastyczność, wytrzymałość, i odporność na zużycie.

Wyżarzanie

• Zamiar:
  Wyżarzanie łagodzi naprężenia wewnętrzne spowodowane odlewem i obróbką, poprawia plastyczność, i zwiększa maszyna.
• Proces:

• • Zwykle wykonywane w temperaturach 850° C i 950 ° C..
  • Czas wchłaniania zależy od grubości odlewania, zazwyczaj 1 Do 4 godziny.
  • Powolne chłodzenie w piecu lub w nieruchomym powietrzu, aby uniknąć wstrząsu termicznego.

Normalizacja

• Zamiar:
  Normalizacja jest stosowana w celu poprawy odporności na zużycie, Stabilność wymiarowa, i siła.
• Proces:

• • Ogrzewanie odlewu do 900° C - 950 ° C. a następnie chłodzenie powietrza.
  • Szybkość chłodzenia szybciej niż wyżarzanie, ale wolniej niż hartowanie.

Wschodnie temperowanie (Austempreed Państwowe żelazo - Adi)

• Zamiar:
  Austempering przekształca żelazo plastyczne w Żelazo plastyczne (Adi), wysoka siła, odporne na zużycie, i materiał odporny na zmęczenie.
• Proces:

• • Ogrzewanie odlewu do temperatura austenityzująca (850° C - 900 ° C.).
  • Szybkie gaszenie w stopionej kąpieli solnej utrzymywanej w 250° C - 400 ° C. przez określony czas (1–3 godziny).
  • Chłodzenie do temperatury pokojowej.

6. Właściwości mechaniczne odlewań żelaza

7. Zalety odlewania żelaza plastycznego

Odlewanie żelaza plastycznego oferuje unikalną kombinację siły mechanicznej, wytrzymałość, Wydajność kosztów, i elastyczność projektowania, czyniąc go jednym z najczęściej używanych materiałów żeliwnych w różnych branżach.

Lepsza siła mechaniczna i wytrzymałość

• Żelazo plastyczne osiąga wytrzymałość na rozciąganie między 415–690 MPa (60–100 ksi), z dużą granicą plastyczności i doskonałą odpornością na zmęczenie.
• . Mikrostruktura grafitowa guzka zapobiega propagacji pęknięć, Oferowanie większej wytrzymałości wpływu w porównaniu z szarym żeliwnym żelazem, który jest podatny na kruchość.

Zwiększona plastyczność i wydłużenie

• Standardowe oceny, takie jak ASTM A536 60-40-18 Wykazuj wartości wydłużenia do 18%, znacznie przekraczające <2% wydłużenie widoczne w szarej żelazku.
• Ta plastyczność pozwala komponentom wchłanianie obciążeń wstrząsu bez awarii, dzięki czemu jest odpowiednia do części samochodów samochodowych i ciężkich.

Doskonałe tłumienie wibracji

• Żelaza plastyczna zachowuje doskonałe właściwości tłumienia wibracji, co jest korzystne dla komponentów takich jak Podstawy narzędzi maszynowych, lakierki, i obudowy sprężarki, Zmniejszenie hałasu i wibracji.

Opłacalność vs.. Odlewy stalowe

• W porównaniu do stali, żelazo plastyczne jest 30–40% tańsze ze względu na niższe wymagania energetyczne topnienia i prostsze procesy odlewania.
• Zapewnia podobną wydajność siły do masy jak stal podczas oferty lepsza maszyna, Zmniejszenie ogólnych kosztów produkcji.

Złożone odlewanie kształtu

• Doskonała płynność żelaza plastycznego umożliwia produkcja skomplikowanych i cienkościennych odlewów z kształtami bliskiej sieci, Minimalizacja obróbki i odpadów materialnych.
• Jest odpowiedni dla komponentów takich bloki silnika, Obudowy na sprzęt, i zawory które wymagają złożonych geometrii.

Wszechstronne opcje obróbki cieplnej

• Właściwości mogą być Dostosowane przez obróbkę cieplną (wyżarzanie, normalizacja, lub austempering), umożliwiając szeroki zakres cech mechanicznych z Wysoka plastyczność Do Ekstremalny odporność na zużycie (jak w austempred żelaza plastyczne - Adi).

Odporność na zużycie i zmęczenie

• Z Właściwe stopnie stopowe i obróbki cieplne, żelazo plastyczne może osiągnąć wysoką twardość (aż do 400 HB w Adi) i lepsza siła zmęczenia, Idealny do elementów poddanych powtarzane warunki ładowania lub ścierne.

8. Ograniczenia odlewu żelaza plastycznego

• Niższa odporność na korozję: Wymaga powłok lub ocynkowania w agresywnych środowiskach.
• Ryzyko skurczowe i porowatości: Wymaga precyzyjnej kontroli podczas castingu.
• Ograniczenia wydajności w niskich temperaturach: Kruche zachowanie w warunkach kriogenicznych.

9. Główne zastosowania odlewów żelaza plastycznego

Odlewy żelaza plastyczne są szeroko stosowane w wielu branżach ze względu na ich doskonałą siłę, plastyczność, odporność na zużycie, Tłumienie wibracji, i opłacalność.

Przemysł motoryzacyjny

Żelaza plastyczna jest preferowanym materiałem w produkcji motoryzacyjnej ze względu na jego zdolność do wytrzymywania obciążeń dynamicznych, odporność na zużycie, i zmniejsz koszty produkcji poprzez odlewanie w kształcie shape.

• Komponenty silnika: Wale korbowe, Wałki rozrządu, głowice cylindra, Przekłady rozrządu.
• Części zawieszenia: Ramiona kontrolne, Kłynki kierownicze, Huby koła.
• Transmisja i układ napędowy: różnice przewoźników, Obudowy na sprzęt, czapki łożyska.

Infrastruktura wody i ścieków

Jego odporność na korozję, maszyna, i długie życie służbowe sprawiają, że żelazo plastyczne są idealne do zastosowań związanych z wodą.

• Rury i złączki: rura żelazna plastyczna (ZANURZAĆ) jest szeroko stosowany do wody pitnej, ściek, i systemy drenażu burzowego.
• Zawory i hydranty: zawory bramkowe, zawory motyli, Hydranty przeciwpożarowe.

Ciężkie maszyny i sprzęt przemysłowy

Wysoki stosunek wytrzymałości do masy i tłumienie wibracji powoduje, że żelazo plastyczne są odpowiednie dla komponentów w maszynach i sprzęcie.

• Pompowanie obudowa, Części sprężarki, noszące obudowy.
• Podstawy narzędzi maszynowych: Tokarki, Mierzyny, szlifierki.
• Sprzęt rolniczy: skrzynie biegów, ramki, obudowy.

Wytwarzanie energii i energii

Żelazo plastyczne wspiera rosnące zapotrzebowanie na trwałe, ciężkie elementy na wietrze, Hydro, i konwencjonalne systemy energetyczne.

• Pięcia turbiny wiatrowej, Składniki hamulcowe, i reduktorów sprzętu.
• Turbiny hydrauliczne i parowe: obudowa i odlewy strukturalne.
• Obudowy generatora i silnika.

Kolej i transport

Stosowane w częściach strukturalnych i mechanicznych ze względu na jego wytrzymałość i odporność na obciążenie cykliczne.

• Koła kolejowe, Buty hamulcowe, i sprzężenia.
• Śledź komponenty: kotwice, płyty, łączniki.

Budowa i infrastruktura

Wymagania dotyczące trwałości i niskiej konserwacji materiału sprawiają, że jest to standard w pracach publicznych i budowaniu sprzętu.

• Pokrywa włazu, kraty drenażowe, Podstawy oświetlenia ulicznego.
• Odlewy strukturalne: kolumny, wsporniki, Komponenty architektoniczne.

Sprzęt wydobywczy i ziemski

Żelazo plastyczne jest używane w trudnych środowiskach ze względu na jego zużycie i odporność na uderzenie.

• Buty do śledzenia, KROCKETY, tuleje, i komponenty mieszkaniowe.
• Części sprzętu kruszenia i przesiewowego.

10. Żelazo plastyczne vs.. Inne materiały odlewnicze

Żelazo plastyczne wyróżnia się wśród odlewanych materiałów ze względu na połączenie siły, plastyczność, odporność na zużycie, i opłacalność.

11. Wniosek

Odlewanie żelaza plastycznego oferuje wyjątkową równowagę wytrzymałość, plastyczność, opłacalność, i zdolność do obsady, czyniąc go preferowanym materiałem w różnych branżach, takich jak motoryzacja, wodociąg, i ciężkie maszyny.

Jego zdolność do wypełnienia różnicy wydajności między szarym żelazem a stali umocniła jego status jako wszechstronny materiał inżynierski.

Patrząc w przyszłość, rozwój Adi (Żelazo plastyczne) a zrównoważone praktyki odlewni będą nadal zwiększać wydajność i ekologiczną przyjazność komponentów żelaza.

Langhe oferuje usługi odlewania żelaza plastycznego

Na Langhe, Specjalizujemy się w dostarczaniu wysokowydajnych odlewów żelaza plastycznego za pomocą pełnego spektrum zaawansowanych technologii odlewów.

Czy Twój projekt wymaga elastyczności Casting z zielonego piasku, precyzja forma skorupowa Lub Casting inwestycyjny, siła i konsystencja metalowa forma (Stała pleśń) odlew, lub gęstość i czystość dostarczana przez odśrodkowy I utracone casting z pianki,

Langhe ma wiedzę inżynieryjną i zdolność produkcyjną do spełnienia dokładnych specyfikacji.

Nasz obiekt jest przygotowany do obsługi wszystkiego, od rozwoju prototypowego po produkcję o dużej objętości, wspierane przez rygorystyczną kontrolę jakości, identyfikowalność materiału, i analiza metalurgiczna.

Od sektorów motoryzacyjnych i energetycznych po infrastrukturę i ciężkie maszyny, Langhe Dostarcza niestandardowe rozwiązania odlewów, które łączą doskonałość metalurgiczną, dokładność wymiarowa, i długoterminowe wyniki.

Skontaktuj się z nami！

FAQ

Czym różni się żelazo plastyczne od szarego żelaza?

Żelazo plastyczne zawiera sferyczne guzki grafitowe (poprzez dodanie magnezu), umożliwiając 10–20% wydłużenia i wytrzymałości wysokiego wpływu. Szare żelazo ma grafit płatkowy, sprawiając, że jest krucha (<1% wydłużenie).

Co to jest Adi, A kiedy jest używany?

Żelazo plastyczne (Adi) jest traktowany ciepłem, tworząc matrycę bainityczną, Oferowanie wytrzymałości na rozciąganie 100–150 ksi. Stosowane w aplikacjach o wysokim obciążeniu, takie jak piasty turbiny wiatrowej i komponenty wyścigowe.

Dlaczego magnez krytyczny jest w żelazku plastycznym?

Magnez przekształca grafit płatków w sfery, eliminowanie stężenia stresu i umożliwianie plastyczności. Resztkowe magnez (0.03–0,05%) zapewnia efekt.

Jak żelazo plastyczne w porównaniu do stali w kosztach?

Żelazo plastyczne jest o 30–50% tańsze niż odlewy stalowe dla równoważnej wytrzymałości, z lepszą zdolnością do skracania czasu produkcji o 20–30%.

Jaka jest maksymalna temperatura usługi dla żelaza plastycznego?

Wykonuje niezawodnie do 400 ° C. Powyżej 500 ° C., Siła spada 30% Z powodu rozkładu perlitów.