Шта је центрифугално ливење?

1. Увођење

Центрифугално ливење истиче се као специјализовани процес ливења метала у којем растопљени метал учвршћује под интензивном центрифугалном силом.

Омогућавање произвођача да произведу високу интегритет, АКСИСИМЕММЕТРИЦ ЦОМПОНЕНТС са врхунским механичким својствима.

Прво патентиран од а.г. Ецкхардт у Немачкој у 1809 и касније рафинирано у 19. веку за производњу индустријске цеви, Процес сада представља процењено 15% глобалне цеви и цеви.

Његова способност да се минимизира нечистоће и усмерно учвршћивање чини центрифугално ливење неопходним у секторима у секторима у распону од уља & гас до ваздухопловства.

2. Дефиниција и принципи центрифугалног ливења

Шта је центрифугално ливење?

У центрифугалном ливењу, растопљени метал улази у брзо ротирајући калуп, где центрифугална сила (Фц = м · Ω² · р) вози течност према ван, производња густе, Свршена чврста супстанца без оштећења.

Контролом ротационих брзина - обично 100-500 о / мин-Постало стварају силе 20 Г до преко 200 г, драматично извадити гравитацију.

Улога центрифугалне силе

Центрифугална сила концентрише теже металне елементе на спољном радијусу калупа, Док лакши оксиди и инклузије остају у близини проврта.

Сходно томе, Оператори Машина у гостима падајуће кап у унутрашњем пречнику "Центра-Лине", дајући звучни метал са до 30 % већа затезна чврстоћа од гравитационих колега.

Хоризонтал вс. Вертикално ливење

• Хоризонтално центрифугално ливење: Идеално за цеви и дуге цеви, Ова оријентација одржава доследну дебљину зида преко дужине дужине 10 м, са варијацијама зидова ± ± 1 %.
• Вертикално центрифугално ливење: Погодан за краћим, Круте богове налик на делове и лежајне расе-вертикалне поставке захтевају мање простора за подне и постижу се побољшања сличне густине.

Ротација калупа, Присилно динамику, и хлађење

Фондриес загрејане калупе за 300-600 ° Ц, Затим сипајте метал на температуру ликвидности (Нпр., ливено гвожђе на 1 420 ° Ц).

Док се калупа окреће, Водопречни систем за хлађење екстрахова топлоте на 5-10 ° Ц / мин, промовисање споља и спречавања порозности центра.

3. Врсте центрифугалног ливења

Центрифугално ливење долази у неколико различитих варијанти, сваки прилагођен одређеним геометријама, Захтеви за материјале и перформансе.

Истинит (Конвенционалан) Центрифугално ливење

• Процес: Растопљени метал сипа у глатку, Ротирање цилиндричног калупа; Гравитација игра само мању улогу.
• Карактеристике:

• • Производи бешавне цеви, цеви и шупљи цилиндри са дебљинама зида 3 мм до 200 мм.
  • Испоручује проток и гушење зрна зрна на спољњем пречнику, јачање затезне чврстоће до 30 % преко еквивалента од гравитације.

• Апликације: Посети цеви (5ЦТ ватра), Линире за цилиндар мотора и кућишта пумпе.

Полу центрифугално ливење

• Процес: Комбинује центрифугалну силу са контролисаним гатама; Централна језгра формира унутрашње шупљине (Нпр., ждреб).
• Карактеристике:

• • Одговара деловима који захтевају чврсте централне мреже, попут празних зупчаника и фливхева.
  • Балансирање дистрибуције метала: Тежи секције формирају се према зиду калупа, док пераје и жљебници добијају усмерену феедну металу.

• Апликације: Аутомобилски фливхеелс, Локомотивни точкови за вожњу, Велике бронзане намере.

Центрифугиран (Више плијесни) Цастинг

• Процес: Вишеструки калупи се причвршћују радијално око централног вретена; једна прелива приносе на десетине идентичних одливака.
• Карактеристике:

• • Идеално за мала, понављајуће компоненте (Нпр., лежајеви, чашица).
  • Постиже високу пропусност: један 10-М вретено може да подржи 20-30 калупа, производња стотина делова на сат.

• Апликације: Пушкарство, Седишта вентила, мале намере.

Вертикално центрифугално ливење

• Процес: Калуп се врти на вертикалној оси; растопљени метал улази са врха и испуњава се према доле.

• Карактеристике:

• • Нуди компактну висину опреме за обућу обично под 3 м.
  • Омогућава одличну контролу у унутрашњем квалитету пречника и елиминише средишњи линију порозност у краћим деловима.

• Апликације: Носећи рукави, чашица, носећи трке, и кратки пресјеци цеви.

Хоризонтално центрифугално ливење

• Процес: Калуп се окреће око хоризонталне осе; метал сипа на један крај и путује аксијално пре очвршћивања.

• Карактеристике:

• • Протеже се на веома дуге ливење - уобичајено преко 10 м- са равнотежном варијацијом дебљине стијенке испод ± ± 1 %.
  • Поједностављује уклањање шљаке и дрозе, као нечистоће концентришу се на проврт.

• Апликације: Цеви за дугу притисак, Епрувете велике пречнике и железнички точкови.

Вакуум центрифугално ливење

• Процес: Оператори евакуишу калупску комору < 10⁻² ПА пре сипања, Затим се окреће и очврсните под вакуумом.
• Карактеристике:

• • Смањује растворени гасови и порозност до 80 %, Есенцијално за супераллоис и ваздухопловне компоненте.
  • Одржава хемијску чистоћу, Омогућавање звучног ливења реактивних легура (Нпр., титанијум).

• Апликације: Младе за турбине, ваздухопловна спојница, Високе перформансе лежајеве трке.

4. Материјали који се користе у центрифугалном ливењу

Центрифугално ливење има изузетно широк спектар материјала, од традиционалних пегла на напредне Супераллоис, а чак и неметалне топине.

Произвођачи Изаберите легуру која најбоља равнотежа механичка чврстоћа, отпорност на корозију, Термичке перформансе, и Цена производње.

Ливено гвожђе

• Сиво гвожђе (АСТМ А395 / А536) приближно доминира у 60 % центрифугални одливци, значајно у Линире цилиндра и кућишта пумпе.
• Дуктилни гвожђе (Разред 60-40-18)- са затегнутим предностима 415 МПА и издужење 10 %-Адди отпорност на ударце за апликације Ваљке шкољке.

Угљеник & Легура челика

• Царбон Цлеел (Нпр., А216 ВЦБ) обезбедити затегнуте предности до 485 МПА и заваривост за под притиском и Тела вентила.
• Стеелс ниски легури (Нпр., 4140, 4340), Када се топлоте, досећи 1 000+ МПА, оправдање зупчаници, шахтови, и ГЛАВНИ ГРАД.

Нехрђајући челичан & Легуре никла

• Аустенитнице (Аиси 304, 316Л, ЦФ8М) одуприте се корозији у хемијски и прерада хране опрема; Они коштају 20-30 % Више, али елиминишите пост-бацање.
• Легуре отпорне на топлоте (310, 330) одржавати снагу на 1 000 ° Ц, идеалан за пећи и димне цеви.
• Ницкел-Басе Супераллоис (Легура 718, Васислои), Иако премиум у цени, доставити Снага пузања пузања горе 600 МПА у 650 ° Ц, критичан за ваздухопловни лежајеви.

Бронза & Легуре бакра

• Алуминијумске бронзе (Ц95400, Ц95500) Покажите затезне чврстоће 450-550 МПА и супериорно маринска корозија отпорност - коришћен у подметач и Пропелер Хубс.
• Бакар-никл (90-10, 70-30) Легури се комбинују 200-300 МПА снага са одличним биофоулинг и хлорид отпорност за Цевовод за море.

Алуминијум & Легуре магнезијума

• Алуминијум (А356) ротирати на 300-400 о / мин да се произведу лаган, не-магнетни делови попут кућишта пумпе; Досегните топлотни проводници 180 В / м · к.
• Легуре магнезијума (АЗ91), иако је мање уобичајено (< 5 % запремина), Понудите најнижу густину (1.8 Г / цм³) за специјализоване аутомобилске и електроника кућишта.

Неметални

• Стакло: Центрифугално ливење ствара бешавне стаклене цеви за оптички и лабораторија апликације, са толеранцијама на зидовима до ± ± 0.2 мм.
• Термопластика: Процеси у настајању Спин растопљени полимери (Нпр., Завирити) у високе перформансе Композитне линије За пловила за корозивне услуге.

5. Опрема и кораци процеса

Центрифугално лијање се ослања на специјализовану опрему и чврсто контролисану секвенцу пословања.

У овом одељку, Ми обришемо машине за кључеве, Системи калупа, и процедуралне кораке унапређене типичним тачкама података - како би се осигурао поновни квалитет и пропусност.

Машине за обликовање

• Хоризонталне вретене

• • Моћ: 75-300 кВ Електрични мотори Возили калупи до 2 м пречника и 10 м у дужини.
  • Опсег брзине: 100-400 о / мин, генерисање 20-150 г центрифугалне силе на калупу ОД.
  • Примена: Дуга производња цеви и цеви, где је већина аксијално униформисаност.

• Вертикалне вретене јединице

• • Отисак стопала: Компактни дизајни под 3 м Висина фит СХОПДЕ подови са ограниченим бојом.
  • Опсег брзине: 150-500 о / мин, Идеално за краће одливљивање са дебљинама зида 3-50 мм.
  • Примена: Носећи рукави, чашица, и мали цилиндри.

Врсте калупа

• Стални метални калупи

• • Измишљотина: Прецизно обрађено челик или ливено гвожђе, често отпоран на топлоту 700 ° Ц.
  • Поновно употребљивост: До 500 циклуси пре поновног успоравања; интервали одржавања сваког 200 способан.
  • Површинска завршна обрада: Постиже АС-Цалл Ра 1.6-3.2 μм без накнадне обраде.

• Потрошени песак / керамички калупи

• • Састав: Керамика са силикатом са силикатом или глисином.
  • Предност: Низак трошак алата за кратке трке; смештају егзотичне легуре.
  • Ограничење: Само једнолично, са типичним временима циклуса 5-10 минута по калупу.

Технике изливања и контрола температуре

1. Прегревање калупа

• • Температура: 300-600 ° Ц да се спречи топлотни удар и обезбеди јединствено учвршћивање.
  • Метод: Електричне индукционе гријачи или горионици на гас интегрисани у кућиште калупа.

2. Метал Поуринг

• • Температуре:

• • • Сиво гвожђе: 1 400-1 450 ° Ц
    • угљенични челик: 1 480-1 520 ° Ц
    • нерђајући челик: 1 550-1 600 ° Ц

• • Техника: Гравитација сипа у стационарној ладици или контролише "Спин-сипа" директно у ротирајуће калуп.
  • Рате: 50-200 кг / с, прилагођава се да би се смањила турбуленција и ухватљивост на гас.

3. Праћење у стварном времену

• • Сензори: Инфрацрвени пирометри Пратите калупе и растопине ​​температуре са ± 5 ° Ц Тачност.
  • Повратне кутије: Аутоматизоване контроле Подесите брзину брзине и хлађење да бисте одржали циљани профили очвршћивања.

Хлађење, Очвршћавање, и делимично уситњавање

• Расхладни системи

• • Јакне за воду / уље: Циркулирати медије на 10-20 л / мин, вађење топлоте на 5-15 кВ по м² површине плијесни.
  • Ваздушни угаљ: У мањим вертикалним јединицама, Аир Аир Аир Висока брзине постижу расхладне стопе 10 ° Ц / С.

• Усмерено учвршћивање

• • Стратегија: Спољни до унутрашњи фронт за хлађење промовише густну кожу док се каналише скупљање према груди.
  • Исход: Елиминише средишњи линију порозност; даје затезне побољшање чврстоће 20-30 %.

• Спин-Довн и екстракција

• • Скривање времена: 1-3 минута након завршетка завршетка, Осигуравање пуне учвршћивања спољне љуске.
  • Циклус обликовања: Тотално време циклуса-прехезати, сипати, охладити, домет екстракта 5-30 минута У зависности од величине дела.
  • Уклањање дела: Хидраулични или механички системи сплит-калупа отворени испод 50 бара притисак, Затим избаците одливци преко интегрисаних игле за избацивање.

6. Кључне предности центрифугалног ливења

Изузетан металуршки квалитет

Једна од најупорнијих предности центрифугалног ливења је његова способност да производи компоненте са густ, Структуре без оштећења.

Због центрифугалне силе која се врши током очвршћивања (често у распону од 60 за прекорачење 100 ГС), нечистоће и инклузије присиљени су у унутрашњу површину калупа.

Ове инклузије ниске густине могу се лако уклонити током обраде, Остављајући спољну структуру високог чистоће.

• Усмерено учвршћивање резултира у реду, уједначене грађевине зрна зраче према споља.
• Порозност је практично елиминисана, Који је критичан за компоненте које садрже притисак попут цеви и облога.

Супериорна механичка својства

Центрифугално ливење доноси делове изванредним затезна чврстоћа, снага приноса, дуктилност, и отпорност у умору.

Ове појачане механичке својства резултат су хомогене микроструктуре и рафиниране зрна која се развија брзим и једноличним хлађењем.

• Затезна чврстоћа може се побољшати до 30% у поређењу са статичким одливама исте легуре.
• БНН (Бреелл број тврдоће) је обично већа и доследнија преко пресека.

Димензионална стабилност и облик близу нето

Процес омогућава ливење делова Близу коначних димензија, Минимизирање количине потребне накнадне обраде. Ово смањује материјални отпад и време машине.

• Дебљина зида може се прецизно контролисати унутар ± 0,5 мм, Чак и на делови великих пречника.
• Одличан Концентричност и равност-Специално у хоризонталним центрифугалним одливима.

Ективност трошкова за велику производњу запремине

Иако иницијални трошкови подешавања (Нпр., Израда калупа, машинско улагање) су релативно високи,
Центрифугално ливење постаје изузетно економично због велике производне траке или у производњи високе вредности, Делови за дуготрајне животне средине.

• Смањене стопе одбацивања и мање отрцане.
• Одржавање ниже алате у поређењу са песком или умирућим ливењем.
• Мање поправке заваривања или су потребни циклуси топлоте.

Висока брзина производње

Јер су плијесни типично металик и више пута се поново користе, они дозвољавају Брзо екстракција топлоте и хлађење.

Ово не само да скраћује време учвршћивања већ и омогућава Брже време циклуса по део.

• На пример, типичан Центрифугална цев од нехрђајућег челика (ДН200, Л = 1 м) може се бацити и охладити у мање од 30 минут.

Флексибилно димензионирање и прилагођавање

Центрифугално ливење може да прими широк спектар величина дела:

• Од малих грмова (50 мм јој) до великих цеви (>2 дужине метра)
• Дебљина зида у распону од 5 мм до прекорачења 150 мм
• Материјали из челика угљеника, нехрђајући челичан, Легуре никла, на бронзе

Дизајнери могу подесити брзину плијесни, температура, и легура композиција за испуњавање потреба за прилагођеним апликацијама.

7. Ограничења и изазови

• Висока капитална улагања: Центрифугални цени за кључ у руке " 1-2 милиона УСД.
• Ограничења геометрије: Процесна одијела само аксимисметри; Сложени не-цилиндрични делови захтевају друге методе.
• Величина & Варијација зида: Пречник калупа утиче на максималну изводљиву окрилци; Танки зидни одсеци (< 3 мм) срушити се на ризик, док су дебели зидови (> 200 мм) цоол неравномерно.
• Ерозија калупа: Ротација велике брзине носи металне калупе, свако захтјев за одржавање 200-300 циклуси.

8. Пријаве центрифугалног ливења

Центрифугално ливење је постало процес производње камен темељац за производњу високог интегритета, цилиндричан, и ротационално симетричне компоненте широм широког спектра индустрија.

Способност да достави густо, Делови без оштећења са врхунским механичким и металуршким својствима чине га посебно добро прилагођеним за захтевне апликације.

Индустрија	Примери компонената	Типични материјали
Индустријски	Цеви, подметач, кућишта пумпе	Челик, дуктилни гвожђе, бронза
Аутомотиве	Кочиони бубњеви, фливхеелс, звоњери	Ливено гвожђе, легура челика
Ваздухопловство	Јет моторни прстенови, Турбина заптиваче	СуперАллоис на бази никла
Генерација електричне енергије	КОТРОНСКЕ ЦЕВИ, турбински прстенови, рукаве	Нехрђајући челик, Уносилац, легура челика
Уље & Гас	Конектори високог притиска, спојнице	Дуплекс, Супер Дуплек, Легуре никла
Маринац	Рукаве осовине, Делови пумпе, Водено подмажени	Са нама, бронза, нерђајући челик
Архитектура	Брончани стубови, декоративни одлив	Месинг, бронза

9. Поређење са другим методама ливења

Центрифугално ливење истиче се међу различитим техникама ливења метала за његову способност да произведе високу интегритет, Компоненте близу нето облика са врхунским механичким својствима.

Међутим, Идеалан метод ливења зависи од више фактора-геометрије, запремина, трошак, материјал, и захтеви за перформансе.

Овај одељак упоређује центрифугално ливење са другим уобичајеним методама ливења из више перспектива.

Преглед Табела: Методе ливења на први поглед

Када одабрати центрифугално ливење

Центрифугално ливење је оптималан избор када:

• Део је симетрични и цилиндрични (Нпр., рукаве, цеви, прстен).
• Висок механички интегритет и структура без оштећења су обавезни.
• Средње до велике количине производње Оправдајте инвестицију опреме.
• Део ће радити испод корозивни, под високим притиском, или високих услова.

10. Центрифугално речника ливења

С обзиром на високо специјализовану природу центрифугалног ливења, Инжењери и оператери ослањају се на прецизни речник за комуникацију захтеве, Контролни процеси, и осигурати квалитет.

Испод је курирани речник уобичајених израза и акронимима, наишли сте у центрифугално-ливење спецификацијама, налози продавница, и извештаји о инспекцији.

Портран / Акрониман	Дефиниција
И.а.в. (У складу са)	Означава да део или процес морају да се придржавају референцираног стандарда или спецификације-нпр., "И.а.в. Гоудино 1213 Спец. "
Фм / Фм (Завршено обрађено)	Означава да ливење прима коначну обраду за обраду да би се постигло њихове наведене димензије и површинске обраде.
Рм / Рм (Груба обрађена)	Означава прелиминарну операцију обраде, Остављање додатних залиха за накнадну обраду завршне обраде.
Рмс (Корен значи квадрат)	Статистичка мера храпавости површине; Ниже вредности РМС-а (Нпр., 1.6 μм) корелат са глатким финишима.
Наизменично / А / ц (Као да је бачена)	Описује лијевање преостало у услов који се препусти калупом, Без икаквог обраде пост-ливења или брушења.
ТФА / Превртање (Да завршим на / Да завршим)	Одређује циљне димензије или толеранције које ће се постићи након свих операција обраде и завршне обраде.
Рфк (Захтев за цитат)	Формална испитивања купца који тражи цене, Времена олова, и способности за производњу одређених одливака.
Уом (Мерна јединица)	Стандардна јединица у којој су изражене количине или димензије (Нпр., центиметар, милиметри, килограм).
Ундан (Дужина)	Скраћеница за дужину димензије дела или функције, обично у УОМ-у.
Количина (Количина)	Број појединачних комада или одливака затражених или наручених.
Реф (Референца)	Користи се за упућивање на други цртеж, документ, или стандардни за додатне детаље (Нпр., "Реф ДВГ 1234").
ПЦ / Назива (Комад / Комадићи)	Означава дискретне бројиве предмете - често се користи наизменично са колоном у налозима за куповину или листе пакета.
После (Налог за куповину)	Формални документ купца који је одобрио добављача да пружи одређене делове или услуге по договореним условима.
Толр (Толеранција)	Дозвољена варијација у димензији, површинска завршна обрада, или имовина (Нпр., ± 0,25 мм).
БНН (Бреелл број тврдоће)	Скала тврдоће проистекле мерењем пречника увлачења направљеном отврднутим лоптом под одређеним оптерећеним оптерећењем који се обично користи за одлогнуте гвожђе.
Нас (Јединствени систем нумерирања)	Алфанумерички код који јединствено идентификује хемијски састав кованих и ливених легура (Нпр., Г10500 за сиво гвожђе, Ц92200 за фосфорну бронзу).
Аиси (Амерички Институт за гвожђе и челик)	Организација која објављује челичне и јединице и главне ознаке и стандарде.
Астм (Америчко друштво за тестирање и материјале)	Међународно тело које развија и објављује стандардне стандарде добровољних консензуса за материјале, укључујући легуре центрифугалног ливења и метода испитивања.
СФСА (Друштво Америке Стеел Фоундерс)	Трговинско удружење које успоставља најбоље праксе, Смернице пећи, и металуршки стандарди за процесе ливења челика.
Фонд (Бесплатно на броду)	Израз који означава да продавац доноси робу на носачу на порику поријекла; Купац преузима ризик и теретни трошкови од те тачке.
СС (нерђајући челик)	Легура отпорна на корозију на бази гвожђа која садржи ≥10,5% хрома; често се користи у центрифугалном ливењу за хемикалије, храна, и медицинску опрему.

Лангхе Индустри® посвећен је пружању и висококвалитетних одливака и јасних, Информације о деложацији.

Ако вам требају дубље објашњења или имате питања специфична за процесе, Наш технички тим стоји спреман да помогне.

11. Закључак

Центрифугално ливење пружа неуспоредиве перформансе за цилиндричне компоненте, комбиновање механичка изврсност, економичност, и Брзина производње.

Коришћењем центрифугалне снаге до 200 г-Произвођачи који гушу метал, Избаците нечистоће, и смањити обраду.

Као што су наука о материјалима и аутоматизација конвергирају, Центрифугално ливење ће се и даље развијати, састанак сутрашњих захтева у енергија, транспорт, и Напредна производња.

У Лангхе индустрија, Спремни смо да сарађујемо са вама у коришћењу ових напредних техника да оптимизирамо своје компонентне дизајне, Избор материјала, и производни токови.

Осигуравање да ваш следећи пројекат прелази све мерило перформанси и одрживости.

Контактирајте нас данас!

 

Често постављана питања

Постоје ли ограничења величине у центрифугалном ливењу?

Да. Док поступак садржи широк спектар пречника (од неколико центиметара до прекорачења 3 метар), део мора бити аксисиметричан.

Врло мали или изузетно велики делови могу захтевати алтернативне методе услед ограничења калупа или разматрања трошкова.

Које толеранције се могу постићи центрифугалним ливењем?

Типичне толеранције:

• Спољни пречник: ± 1,5 мм до ± 3,0 мм (улога)
• Дебљина зида: ± 2,0 мм
• Округласт: <0.5% пречника
  Коначне толеранције могу се рафинирати путем обраде, Зависно од апликације.

Како се у овом процесу контролишу нечистоће и порозност?

Центрифугалне снаге силе нечистоће, шљака, и гасни мехурићи према проврту или унутрашњим пречнику, који се затим могу одликовати.

Овај процес увелике смањује унутрашњу порозност и повећава структурни интегритет.

Да ли се центрифугално ливење може користити за производњу прилагођене или ниске количине?

Да, посебно за компоненте у којима су висока снага и металуршка звука критична.

Иако алат и подешавање могу бити сложенији од ливења песка, За критичне делове - чак и у ниским количинама - користи често превазилазе трошкове.