Услуге ливења никла Алуји - прилагођени одливци легура никла

1. Увођење

Лијање легура никла је специјализовани производ за производњу који се претвори растопљене легуре на комплексу, Компоненте високих перформанси путем пуњења и учвршћивања калупа.

Ове легуре, дефинисано њиховим садржајем никла (30-90%) и стратешко легурање са хром, молибден, или бакар, Пројектовани су како би се одвели у окружењима у којима конвенционални метали не успеју - од 1.200 ° Ц мотори за турбине од гасних метала до високо корозивних хемијских реактора.

Ливење је јединствено погодно за легуре никла, јер омогућава производњу замршених геометрија (Нпр., Обућа за турбине са унутрашњим хладним каналима) то би било економично или немогуће да се машини од кованог материјала.

Данас, Никл легуре одливци у подлогу критичних система у ваздухопловству, енергија, и индустријски сектори, где је поузданост у екстремним условима не преговара.

2. Који је ливење никла легура?

Ливење легура никла је процес топљења легура на бази никла (на 1.300-1,500 ° Ц) и сипајући растопљени метал у калуп, где се учвршћује у компоненту са прецизним обликом калупа.

За разлику од ковања, који се деформише чврсти метал, ливење утиче на флуидност легура када се растане да се реплицира фине детаље - као што је 0.5 Рупе за хлађење мм у турбинским сечивима или сложеним облицима навоја у телима вентила.

Процес је прилагођен јединственим карактеристикама никл легура: Њихове високе тачке топљења захтевају ватросталне калупе (Нпр., керамички или цирконијски песак), Док су њихова осетљивост на оксидационе захтеве контролисане атмосфере (инертни гас или вакуум) током сипања.

Резултат је компоненте које задржавају инхерентне својства легура-висока температура, отпорност на корозију, и отпорност на пузање - док постигнете уске толеранције (± 0,1 мм за инвестиционо ливење) и сложене геометрије.

3. Врсте легура никла које се користе у ливењу

Легуре никла које се користе у ливењу посебно су пројектоване да би се наступиле у екстремна окружења, укључујући високу температуру, корозивни, и апликације високог притиска.

Преглед легура на бази никла

Легуре никла обично садрже преко 50% никла по тежини, у комбинацији са елементима као што су хромијум, молибден, бакар, и гвожђе.

Комбинација ових елемената појачава отпорност на оксидацију, корозија, и термички умор, чинећи их веома драгоценим за ливење комплекса, Компоненте високих перформанси.

Класификација никловних легура система

Кључни никл легуре у ливењу

Легуре на бази никла које се користе у ливењу су пројектоване за екстремне окружења у којима је велика снага, отпорност на корозију, и топлотна стабилност су критична.

Испод су неке од најчешће коришћених легура у прецизним апликацијама за ливење:

Инцолубле Легуре

• Уносилац 718
  Одустани од оборинске ни-ЦР легуре (50-55% у, 17-21% ЦР, 4.75-5,5% НБ) са изванредном механичком чврстоћом и отпорношћу на путевима до 650 ° Ц.

• • Затезна чврстоћа (Рт): 1,300 МПА
  • Затезна чврстоћа (650 ° Ц): 965 МПА
  • Апликације: Аероспаце Турбине дискови, Хардвер ракете, нуклеарне компоненте

• Уносилац 625
  Легура ојачана чврсто решења (≥58% је, 20-23% цр, 8-10% мо) Понуда изузетне отпорности на корозију у агресивним окружењима.

• • Пузави руптура (700 ° Ц / 300 МПА): >1,000 сати
  • Апликације: Опрема за хемијску обраду, Компоненте морске воде, уље на уљу & гасни системи

Легуре за хастеллои

• Хастеллои Ц-276
  Свестрани НИ-МО-ЦР Алллои (57% У, 15-16% цр, 16-18% мо) Познат по свом врхунском отпору на широк спектар корозивних хемикалија, укључујући мешовите киселине и хлориде.

• • Стопа корозије у 10% ХЦл ат 25 ° Ц: <0.05 мм / год
  • Апликације: Фармацеутски реактори, пулпа & дигестери папира, посуде за пречишћавање отпада

• Хастеллои к
  Топлотно отпоран на ЦР-МО легура (47% У, 21% ЦР, 9% Мо) развијен за трајне перформансе на повишеним температурама до 1,200 ° Ц.

• • Стопа оксидације на 1,000 ° Ц: <0.02 мм / год
  • Апликације: Сагоревање гасне турбине, задњица, Компоненте пећи

Монел легуре

• Монел 400
  Легура никла-бакра (63% У, 28-34% цу) Нудећи одличну отпорност на морску воду, славенице, и хидрофлуорична киселина. Одржава добру дуктилност и снагу преко широког опсега температуре.

• • Стопа корозије у морској води: <0.01 мм / год
  • Апликације: Марине вентили, Тупа за измењивање топлоте, Осовине пумпе

Васислои

Високи перформанси ни-Цр легура (57% У, 19% ЦР, 4.3% Мо) Дизајниран за високу температуру чврстоћу и отпорност на пузање, Посебно у окружењу мотора турбина.

• Затезна чврстоћа: 1,200 МПА
• Отпорност на пузање: До 815 ° Ц
• Апликације: Млатни мотор Турбина сечива, задњица, Аероспаце причвршћивачи

4. Процеси ливења никла легуре

Компоненте за легуре никла обично се користе у окружењима високих перформанси, захтевајући методе ливења који могу сачувати своја врхунска својства током производње сложених геометрија са високим димензионалним интегритетом.

Избор процеса ливења зависи од фактора као што је топљење топљења легура, хемијска реактивност, Жељене толеранције, сложеност дела, и обим производње.

Ливење песка

Лијевање песка једна је од најтраживнијих и најпотребних метода за легуре никла због своје флексибилности и економичности.

• Предности:

• • Погодно за велике, сложени облици и дебели секције
  • Релативно ниски трошкови алата
  • Компатибилан је са обојеним и обојеним легурима никла

• Ограничења:

• • Грубер површине (РА 6.3-25 μм)
  • Нижи димензионална тачност у поређењу са прецизним методама ливења

• Типичне апликације:

• • Моторна кућишта, Тела вентила, Кућишта пумпе у енергији и петрохемијским секторима

Инвестиционо ливење (Изгубљени ливење воска)

Инвестициони ливење Нуди одличну димензионалну прецизност и површину, што га чини идеалним за замршене компоненте легуре никла.

• Предности:

• • Бацање у близини нето облика, Минимизирање пост-обраде
  • Одлична површинска завршна обрада (РА 3.2-6.3 μм)
  • Уски толеранције (± 0,10-0,30 мм)

• Ограничења:

• • Већи трошкови и дужи временски време
  • Фрагилност воска и керамичке шкољке током обраде

• Типичне апликације:

• • Бладе од гасне турбине, Делови јет мотора, Компоненте нуклеарних реактора

Ливење калупа за шкољке

Ливење калупа за шкољке је хибридна метода која комбинује прецизност инвестиционог ливења са већом продуктивношћу песка.

• Предности:

• • Добра димензија (± 0,25-0,75 мм)
  • Боља површинска завршна обрада од ливења песка (РА 3.2-12.5 μм)
  • Економичан за средњу до велику серију производње

• Ограничења:

• • Није погодно за веома велике делове
  • Ограничена на одређене геометрије

• Типичне апликације:

• • Делови компресора, Аутомобилски турбо-пуњачи, Петрохемијски хардвер

Центрифугално ливење

Центрифугално ливење користи ротациону силу за дистрибуцију растопљеног метала у калупу, производња густе, Цилиндричне компоненте без оштећења.

• Предности:

• • Висок механички интегритет са минималном порозношћу
  • Одлична металуршка својства због усмереног учвршћивања
  • Погодно за хабање- и делови отпорни на притисак

• Ограничења:

• • Ограничено на симетричне делове (Нпр., прстен, цеви)
  • Високи трошак подешавања за мале текове

• Типичне апликације:

• • Под притиском, Испушни разводници, Облоге за пуњење у хемијској и електроенергетској индустрији

Вакуумско ливење (Вим, Вим + вар)

Индукција усисавања топљења (Вим) и вакуумски лук Реминг (Наш) су специјализовани процеси који се користе за ултра чисте ливење никла.

• Предности:

• • Контролисана атмосфера елиминише контаминацију кисеоника и азота
  • Основно за ваздухопловство и компоненте нуклеарне класе
  • Производи униформу, фино зрнате микроструктуре

• Ограничења:

• • Високе капиталне инвестиције и трошкови рада
  • Ограничено на критичне апликације високих перформанси

• Типичне апликације:

• • Млађе млазнурбине, Медицински имплантати, одбрамбени системи, Елементи нуклеарних горива

Разматрање у избор процеса

5. Изазови за ливење са легурима никла

• Високе тачке топљења: Већина легура никла је растопила на 1.300-1,500 ° Ц, захтевајући специјализоване пећи (индукција или вакуум лук) и ватрогасни калупи (керамика или цирконија). Трошкови енергије су 3 × више него за ливено гвожђе.
• Реактивност: Растопљени никл реагује са кисеоником, азот, и силика, формирање крхки оксида или нитрида. Инертни гас (аргон) Заштита смањује формирање оксида <0.1% по јачини.
• Порозност и пуцање: Растворљивост гаса смањује се током очвршћивања, што доводи до порозности. Вакуум полива смањује порозност до <0.5% по јачини.
  Топло пуцање (Због широког тоатрифицификације) је ублажен спорим брзинама хлађења (5-10 ° Ц / мин).
• Трошак: Сировине коштају 40-100 УСД / кг (вс. $0.5/кг за ливено гвожђе), Уз обраду додајући 20-50 / кг ограничавајуће употребу на апликације са високим вредностима.

6. Механичка и корозијска својства

Кастиони легуре никла су познати по њиховој изузетној механичкој снази и отпорности на корозију, чинећи их идеалним за захтевна окружења као што су ваздухопловни, генерација електричне енергије, хемијска обрада, and marine applications.

Механичка својства

Никал легуре показују врхунске механичке перформансе, посебно на повишеним температурама. Кључне механичке карактеристике укључују:

Отпорност на корозију

Легуре никла су посебно цењене због њиховог отпора корозије у агресивном окружењу као што су:

• Спреј за морску воду и соли
• Киселине (хлороводоничан, сумпорни, азотни)
• Алкална решења
• Оксидирајуће и смањење медија

Перформансе високог температуре

Легуре на бази никла одржавају структурни интегритет на повишеним температурама:

• Уносилац 718: Стабилна микрострукција до 650 ° Ц, Са одличним отпором пузања и умора.
• Хастеллои к (Још једно уобичајено легуре): Издржати оксидацију до 1,200 ° Ц; Често се користи у зонама сагоревања.
• Васислои: Одлично отпорност на пузање до 815 ° Ц, користи се у граничима и засепиња на млазни мотор.

7. Топлотни третман и пост-ливени процеси

• Решење жарења: Легуре попут Иннгон 718 загревају се на 980-1,065 ° Ц да се отопи таложење, праћено брзо хлађењем за задржавање јединствене микроструктуре.
• Стврдњавање: Уносилац 718 подвргава се двостепеном старењу (720° Ц / 8Х + 620° Ц / 8Х) да се формира γ " (Н₃нб) таложи, Повећање снаге приноса од 550 МПА то 1,170 МПА.
• Ублажавање стреса: Одливци се загревају на 650-700 ° Ц током 2-4 сата за смањење заосталих стреса за 60-70%, Критично за велике компоненте попут турбинских кућишта.
• Неразорно тестирање (НДТ):

• • Ултразвучно тестирање (Ут) открива интерне недостатке >1 мм.
  • Инспекција рендгенских зрака идентификује порозност у критичним областима (Нпр., Роотс рибара турбине).

• Обрада: Користи се алат за карбиде са тиалним премазима, са брзинама сечења од 5-10 м / мин (вс. 30-40 м / мин за челик) Због високих тврдоћа легура.

8. Дизајн разматрања за одливљивање легура никла

• Накнада за скупљање: Легури никла смањили су се 3-5% током очвршћивања, захтевају обрасце превелике за 1,5-2% (Нпр., а 100 мм део потребан је 102 мм образац).
• Дебљина зида: Минимум 2 мм (Инвестициони ливење) до 5 мм (ливење песка) Да би се осигурало потпуно пуњење. Омјер дебљине >5:1 Ризик Хот Спотс и пуцање.
• Радии и филете: Унутрашњи радии ≥3 мм смањује концентрацију стреса; Оштри углови повећавају ризик од пуцања 40%.
• Гирање и рисери: Рисери (15-20% волумена дела) смештени у дебелим одељцима спречавају снопокруг за скупљање. Гатинг дизајниран да минимизира турбуленција (брзина протока <0.5 м / с).
• Толеранције: Инвестициони ливење постиже ± 0,05 мм за мале делове; пешчани ливење ± 0,5-1 мм за велике компоненте.

9. Апликације одливака легура никла

Кастиони легуре никла су пресудни за индустрије које захтевају компоненте способне да издрже екстремно окружење - као што су високе температуре, Корозивне хемикалије, и механички стрес.

Ваздухопловство и ваздухопловство

Легуре никла попут Иннгон 718 а васпалои се интензивно користи у:

• Младе и дискови турбине
• Компоненте за заједништво
• Делови за заседе
• Издувни системи

Генерација електричне енергије

Кастиони легура никла се користе у фосилним и нуклеарним електранама због њихове отпорности на топлоте и корозију:

• Компоненте парних турбина
• Измењивачи топлоте
• Фитинги котла

Хемијска прерађивачка индустрија

Легуре хастеллои су пожељне за њихову хемијску иностнутост и отпорност на кисело корозију:

• Тела пумпе и вентила
• Плоче од реактора
• Цеви и прирубнице
• Мешалице и агитатори

Уље & Гас / Петрохемијски

Никал-бакар и легуре никла-молибдена су идеалне за бављене системе на балу и низводно:

• Подземни вентили
• Компресорски компоненти
• Прирубнице и разводници
• Веллхеад и Рисеријска опрема

Маринац & Бродоградња

Монел легуре (Нпр., Монел 400) су широко коришћене у окружењу слане воде:

• Кућиште и кућишта на ротор
• Цевовод за море
• Осовине пропелера
• Скупштине вентила

Медицински & Фармацеутски

Легуре никла су такође запослене:

• Опрема за стерилизацију
• Хемијски реактори
• Пловила за производњу дроге

Аутомотиве & Моторспорт (Врхунски)

У перформансама аутомобила, Кастиони легуре никла се користе за:

• Кућишта турбо-пуњача
• Раздјелнике
• Дијелови за издувни дијелови на високим температурама

10. Предности и ограничења

Никлом легура ливење игра виталну улогу у производњи компоненти високих перформанси за екстремне окружења.

Док нуди широк спектар користи, Такође представља одређене изазове који се морају решавати током селекције материјала и планирања процеса.

Предности ливења легура никла

Ограничења ливење легура никла

11. Закључак

Ливење легура никла је на челу савременог инжењерства, Омогућавање стварању компоненти које поуздано делују под најјачима услови.

Иако процес представља изазове-материјалне трошкове, сложеност ливења, Подношење - предности далеко надмашују ограничења у индустријама високог уложака.

Уз напредак у технологијама ливења, Топлотни третмани, и развој легура, Кастиони легуре никла ће и даље омогућити напредак у ваздухопловству, енергија, хемијски, и одбрамбени сектори.

Често постављана питања

Које су најбоље методе ливења за легуре никла?

Инвестициони ливење и вакуум ливење су пожељни за прецизне делове; Костинг песка користи се за веће, Једноставније компоненте.

Какви су типични дефекти ливења у легура никла?

Уобичајени недостаци укључују порозност, топло пуцање, и гранкинг шупљине - ублажене симулацијом, дизајн, и контрола процеса.

Како легуре никла упоређују са нехрђајућим челиком у ливењу?

Легури никла нуде врхунске перформансе у високим топлотним и корозивним окружењима, али су знатно скупљи и теже да се бацају.

Да ли се одливци легура никла могу бити заварени?

Да, Већина је заварива са одговарајућим материјалима и процедурама пуњења, Иако је топлотно заваривање топлотног пречишћавања можда потребно.

Да ли су одливци легура никла?

Да, 90% отпада се рециклира, Смањење употребе енергије од стране 40% у поређењу са дјевичанском продукцијом. Рециклиране легуре испуњавају исте стандарде перформанси као и девичански материјал.

Како се ливење упоређује са ковањем за легуре никла?

Кастинг нуди бољу слободу дизајна и доњег отпада, Док ковање пружа већу снагу (10-15% већа затезна чврстоћа) За једноставне геометрије.