Що таке відцентрове кастинг?

1. Вступ

Відцентрове лиття виділяється як спеціалізований процес виведення металів, в якому розплавлений метал затверджується під інтенсивною відцентровою силою.

Що дозволяє виробникам виробляти високу інтеграцію, Осесиметричні компоненти з чудовими механічними властивостями.

Вперше запатентований A.G. Екхардт у Німеччині в 1809 і пізніше вдосконалено в 19 столітті для виробництва промислових труб, Зараз процес припадає на приблизно 15% глобального виходу труб та трубки.

Його здатність мінімізувати домішки та спрямоване затвердіння робить відцентрове лиття незамінним у секторах, починаючи від нафти & Газ до аерокосмічного простору.

2. Визначення та принципи відцентрового лиття

Що таке відцентрове кастинг?

У відцентровому кастингу, Розплавлений метал потрапляє у швидко обертову форму, де відцентрова сила (Fc = m · ω² · r) керує рідиною назовні, виробництво щільного, без дефектів твердий.

Контролюючи швидкість обертання - типово 100–500 об / хв—Віст створює сили 20 G до 200 g, драматично випереджаючи гравітацію.

Роль відцентрової сили

Відцентрова сила концентрує важчі металеві елементи у зовнішньому радіусі форми, в той час як легші оксиди та включення залишаються біля отвору.

Отже, Оператори машина відмови від краплі "центральної лінії" внутрішнього діаметра, Поступання звукового металу з до 30 % Більш висока міцність на розрив, ніж гравітаційні аналоги.

Горизонтальний проти. Вертикальний кастинг

• Горизонтальний відцентровий кастинг: Ідеально підходить для труб та довгих труб, Ця орієнтація підтримує постійну товщину стінок над довжиною, що перевищує 10 м, з варіаціями стіни під ± 1 %.
• Вертикальний відцентровий кастинг: Підходить до коротшого, Жорсткі деталі - як втулки та підшипники - вертичні установки потребують меншого місця для підлоги та досягають подібних поліпшень щільності.

Обертання цвілі, Динаміка сили, і охолодження

Ливарні розігрійні форми до 300–600 ° C, Потім налийте метал при його температурі рідини (Напр., чавун на 1 420 ° C).

Як цвіль крутиться, Система охолодження з водою екстракти витягує нагрівання при 5–10 ° C/хв, Сприяння затвердінню за зовнішньою частиною та запобігання пористів центральній лінії.

3. Типи відцентрового лиття

Відцентрове кастинг поставляється в декількох різних варіантах, Кожен з адаптації до конкретних геометрії, матеріали та вимоги до продуктивності.

Правдивий (Звичайний) Відцентрове кастинг

• Обробка: Розплавлений метал наливається в гладку, обертова циліндрична цвіль; Гравітація відіграє лише незначну роль.
• Особливості:

• • Виробляє безшовні трубки, Труби та порожнисті циліндри з товщиною стінки від 3 мм до 200 мм.
  • Забезпечує променевий зерновий потік та ущільнення на зовнішньому діаметрі, Підвищення міцності на розрив до 30 % над гравітаційними еквівалентами.

• Заявки: Труби під тиском (5 -кратний вогонь), Вкладиші циліндрів двигуна та кожух насосів.

Напівцентрова кастинг

• Обробка: Поєднує відцентрову силу з контрольованим решіткою; Центральне ядро ​​утворює внутрішні порожнини (Напр., спиці).
• Особливості:

• • Підходить до деталей, які потребують міцної центральної павутини, наприклад, заготовки передач та маховик.
  • Врівноважує розподіл металу: Більш важкі секції утворюються до стінки форми, в той час як плавники та спиці отримують спрямований канал -метал.

• Заявки: Автомобільні маховик, Локомотивні водійські колеса, Великі бронзові крильчатки.

Центрифугований (Багатопокотне) Кастинг

• Обробка: Кілька форм прикріплюються радіально навколо центрального шпинделя; Один заливає десятки однакових кастингів.
• Особливості:

• • Ідеально підходить для малого, повторювані компоненти (Напр., підшипники, втулки).
  • Досягає високої пропускної здатності: сингл 10‑ -М Шпиндель може підтримувати 20–30 форм, виробництво сотень частин на годину.

• Заявки: Втулки, Сидіння клапана, невеликі крильчатки.

Вертикальний відцентровий кастинг

• Обробка: Форма крутиться на вертикальній осі; Розплавлений метал потрапляє зверху і заповнюється вниз.

• Особливості:

• • Пропонує компактний слід - висота рівняння, як правило, під 3 м.
  • Забезпечує відмінний контроль над якістю внутрішнього діаметру та усуває пористість центральної лінії в коротших частинах.

• Заявки: Підшипники, втулки, підшипники, і короткі секції труби.

Горизонтальний відцентровий кастинг

• Обробка: Форма обертається навколо горизонтальної осі; Метал наливається на одному кінці і подорожує аксіально перед затвердінням.

• Особливості:

• • Поширюється на дуже тривалі кастинги - загальнодоступні 10 м—Зівні рівномірні зміни товщини стінки під ± 1 %.
  • Спрощує видалення шлаку та сутички, Оскільки домішки зосереджуються на отвору.

• Заявки: Труби тривалий тиск, Трубки з великим діаметром та колеса залізниць.

Вакуумний відцентровий кастинг

• Обробка: Оператори евакуюють цвільну камеру до < 10⁻² ПА перед заливанням, Потім крутяться і затвердіють у вакуумі.
• Особливості:

• • Зменшує розчинені гази та пористість до 80 %, необхідні для суперпрофесій та аерокосмічних компонентів.
  • Підтримує хімічну чистоту, що дозволяє звукове лиття реактивних сплавів (Напр., титан).

• Заявки: Турбінні леза, Аерокосмічні муфти, Високопродуктивні гонки.

4. Матеріали, що використовуються при відцентровому литі

Центрифугальний кастинг містить надзвичайно широкий спектр матеріалів, Від традиційних прасок до передових суперпрофільдів, і навіть неметалічні розклади.

Виробники вибирають сплав, який найкращі баланси механічна міцність, Корозійна стійкість, термічна продуктивність, і виробнича вартість.

Чавун

• Сіре залізо (ASTM A395/A536) домінує приблизно 60 % відцентрових кастинг, помітно в циліндри і насос кожухів.
• Пластичне залізо (60–40–18)—С із сильними сторонами на розрив 415 MPA і подовження 10 %—Додувати опір впливу для таких застосувань роликові снаряди.

Вуглець & Сплави сталей

• Вуглецеві сталі (Напр., A216 WCB) забезпечити сильні сторони на розрив до 485 MPA і зварюваність для Судна тиску і Тіла клапана.
• Низьколойські сталі (Напр., 4140, 4340), при лікуванні теплом, дістатися 1 000+ MPA, костюм шестерні, вали, і втулки.

Нержавіючі сталі & Нікелеві сплави

• Аустенітні оцінки (Aisi 304, 316Л, Cf8m) протистояти корозії в хімічний і продукти харчування обладнання; вони коштують 20–30 % Більше, але усуньте післяшерстне покриття.
• Теплостійкі сплави (310, 330) підтримувати силу в 1 000 ° C, ідеально підходить для печі рулони і димоходні труби.
• Нікель -бази суперпрофільних (Сплав 718, Васпалой), Хоча премія за ціною, доставляти Сильні сторони розриву повзати нагорі 600 MPA в 650 ° C, критичний для Аерокосмічні підшипники.

Бронза & Мідні сплави

• Алюмінієві бронзи (C95400, C95500) Виставка сильні сторони 450–550 МПа і вищий Морська королія Опір - використаний у спонука і гвинтові вузлики.
• Мідний (90–10, 70–30) сплави поєднуються 200–300 МПа Сила з відмінним біофурування і хлорид опору для трубопроводи з морською водою.

Алюміній & Магнійні сплави

• Алюміній (A356) обертається на 300–400 об / хв виробляти легкий, немагнітні частини, як насосні корпуси; Теплопровідність досягає 180 З/м · k.
• Магнійні сплави (AZ91), хоч і рідше (< 5 % обсяг), Запропонуйте найнижчу щільність (1.8 g/cm³) для спеціалізованого автомобільний і електроніка корпус.

Не -метали

• Скляний: Відцентрове кастинг створює безшовні скляні трубки для оптичний і лабораторія заявки, з допусками стін до аж до ± 0.2 мм.
• Термопластики: Нові процеси спрямовують розплавлені полімери (Напр., PEEK) у високоефективні складені вкладиші для суден, що займаються корозійними послугами.

5. Обладнання та кроки процесу

Відцентрове лиття покладається на спеціалізоване обладнання та щільно керовану послідовність операцій.

У цьому розділі, Ми окреслюємо ключову техніку, Системи цвілі, і процедурні кроки - підкріплені з типовими точками даних - для забезпечення повторюваної якості та пропускної здатності.

Машини для лиття

• Горизонтальні веретеневі підрозділи

• • Влада: 75–300 кВт Електричні двигуни приводять форми до 2 м діаметром і 10 м довжиною.
  • Діапазон швидкості: 100–400 об / хв, генерування 20–150 г відцентрової сили на формі.
  • Застосування: Виробництво довгих труб та труб, де осьова рівномірність найбільше має значення.

• Вертикальні шпиндельні одиниці

• • Слід: Компактні конструкції під 3 м Підлоги з висотою, підходяща з обмеженим приміщенням.
  • Діапазон швидкості: 150–500 об / хв, Ідеально підходить для коротших лити з товщиною стіни від 3–50 мм.
  • Застосування: Підшипники, втулки, і циліндри з дрібним діаметром.

Типи цвілі

• Постійні металеві форми

• • Виготовлення: Точність сталі або чавун, часто стійкий до тепла 700 ° C.
  • Повторне використання: До 500 цикли Перед відновленням; Інтервали обслуговування кожного 200 обертання.
  • Поверхнева обробка: Досягає AS -FCE RA 1,6–3,2 мкм без післяобробки.

• Витратний пісок/керамічні форми

• • Склад: Кремніючий пісок, що працює на смолі, або кераміка, заснована на глинозему.
  • Перевага: Низька вартість інструментів для коротких пробіжок; вміщує екзотичні сплави.
  • Обмеження: Тільки для одного використання, з типовим часом циклу 5–10 хвилин на цвіль.

Методи заливання та контроль температури

1. Попередньо нагрівання цвілі

• • Температура: 300–600 ° C для запобігання теплового удару та забезпечення рівномірного затвердіння.
  • Метод: Електричні індукційні нагрівачі або газові пальник, інтегровані в корпус цвілі.

2. Металевий

• • Температура:

• • • Сіре залізо: 1 400–1 450 ° C
    • Вуглецева сталь: 1 480–1 520 ° C
    • Нержавіюча сталь: 1 550–1 600 ° C

• • Техніка: Гравітація наливається в нерухомий ковш або контрольований «обертання» безпосередньо в обертову форму.
  • Оцінювати: 50–200 кг/с, відрегульований, щоб мінімізувати турбулентність та захоплення газу.

3. Моніторинг у реальному часі

• • Датчики: Інфрачервоні пірометри відстежують цвіль і температуру розплаву з ± ± 5 ° C.
  • Петлі зворотного зв'язку: Автоматизовані елементи керування регулюють швидкість заливки та охолодження для підтримки цільових профілів затвердіння.

Охолодження, Затвердіння, і деталей вилучення

• Системи охолодження

• • Водні/масляні куртки: Циркулювати медіа в 10–20 л/хв, Видалення тепла при 5–15 кВт на м² поверхні цвілі.
  • Повітряне гасіння: У менших вертикальних одиницях, Повітряні струмені з високою швидкістю досягають швидкості охолодження 10 ° C/с.

• Спрямоване затвердіння

• • Стратегія: Фронт охолодження зовнішнього іннера сприяє щільній шкірі ОД, при цьому направляючи усадку до отвору.
  • Результат: Усуває пористість центральної лінії; дає покращення міцності на розрив 20–30 %.

• Спін -вниз та вилучення

• • Час спіну: 1–3 хвилини Після завершення заливки, Забезпечення повного затвердіння зовнішньої оболонки.
  • Цикл ліплення: Загальний час циклу -, розливати, крутий, екстракт - зріжте 5–30 хвилин залежно від розміру частини.
  • Видалення частини: Гідравлічні або механічні системні розщеплення відкриті під 50 бар тиск, Потім викиньте кастинги за допомогою інтегрованих шпильок.

6. Ключові переваги відцентрового кастингу

Виняткова металургійна якість

Однією з найбільш переконливих переваг відцентрового лиття є його здатність виробляти компоненти густий, структури без дефектів.

Через відцентрову силу, що здійснюється під час затвердіння (часто починаючи від 60 до 100 GS), Домішки та включення примушуються до внутрішньої поверхні цвілі.

Ці включення низької щільності можна легко видалити під час обробки, залишаючи зовнішню структуру високої чистоти.

• Спрямоване затвердіння призводить до штрафу, рівномірні зернові структури, що випромінюють назовні.
• Пористість практично усунута, що є критичним для компонентів, що містять тиск, таких як труби та вкладиші.

Вищі механічні властивості

Відцентрове кастинг забезпечує деталі з видатними Сила на розрив, Похідна сила, пластичність, і стійкість до втоми.

Ці посилені механічні властивості є результатом однорідної мікроструктури та вдосконалених зерен, розроблених через швидке та рівномірне охолодження.

• Сила на розрив можна вдосконалити до 30% Порівняно зі статичними кастингами одного сплаву.
• Бнн (Номер твердості Брінелла) Зазвичай вища і більш послідовна в кросах.

Розмірна стабільність та форма майже мережі

Процес дозволяє відливати деталі Близько до остаточних розмірів, мінімізація суми необхідної після обробки. Це скорочує матеріальні відходи та час обробки.

• Товщину стінки можна точно контролювати всередині ± 0,5 мм, Навіть на частинах великого діаметру.
• Відмінний Концентричність і прямість- особливо в горизонтальних відцентрових кастингах.

Ефективність витрат для великого обсягу

Хоча початкові витрати на налаштування (Напр., виготовлення цвілі, Інвестиції машини) є відносно високими,
Відцентрове кастинг стає надзвичайно економічним за великі виробничі пробіжки або у виробництві високої вартості, Довговічні частини.

• Зниження швидкості відхилення та Менше брухт.
• Нижнє обслуговування інструментів Порівняно з кастингом піску або штампу.
• Менше ремонту зварювання або необхідні цикли термічної обробки.

Висока швидкість виробництва

Тому що форми, як правило, металеві та повторно використовуються повторно, вони дозволяють Швидке видобуток тепла та охолодження.

Це не тільки скорочує час затвердіння, але й дозволяє Швидший час циклу за частину.

• Наприклад, типовий Відцентрова труба з нержавіючої сталі (DN200, L = 1 м) можна кинути і охолодити менше 30 хвилини.

Гнучкі розміри та налаштування

Відцентрове лиття може вмістити широкий спектр розмірів частини:

• Від невеликих втулків (50 мм їй) до великих труб (>2 Довжина метрів)
• Товщина стіни, починаючи від 5 мм до 150 мм
• Матеріали з вуглецевих сталей, Нержавіючі сталі, нікелеві сплави, до бронзів

Дизайнери можуть регулювати швидкість цвілі, температура, та склад сплаву для задоволення власних потреб додатків.

7. Обмеження та виклики

• Високі капітальні інвестиції: Відцентрові клітини під ключ 1–2 мільйони доларів США.
• Обмеження геометрії: Процес підходить лише для осіметричних форм; Складні нециліндричні частини потребують інших методів.
• Розмір & Варіація стіни: Діаметр цвілі впливає на максимально можливий об / хв; тонкозроблені секції (< 3 мм) крах ризику, Поки товсті стіни (> 200 мм) круто нерівномірно.
• Ерозія цвілі: Обертання з високою швидкістю носить металеві форми, необхідність обслуговування кожного 200–300 цикли.

8. Застосування відцентрового кастингу

Відцентрове кастинг став наріжним процесом виробництва для виробництва високої інтеграції, циліндричний, і обертально симетричні компоненти в широкому спектрі галузей.

Його здатність доставляти щільну, Частини без дефектів з чудовими механічними та металургійними властивостями роблять його особливо добре підходящим для вимогливих застосувань.

Промисловість	Приклади компонентів	Типові матеріали
Промисловий	Труби, спонука, насосні корпуси	Сталь, пластичне залізо, бронза
Автомобільний	Гальмівні барабани, маховик, Кільця зчеплення	Чавун, сплави сталей
Аерокосмічний	Струменеві кільця двигуна, турбінні ущільнювачі	Суперфурої на базі нікелю
Генерація живлення	Котельні, турбінні кільця, рукава	Нержавіюча сталь, Юнель, сплави сталей
Нафта & Газовий	З'єднувачі високого тиску, муфти	Дуплекс, супер дуплекс, нікелеві сплави
Морський	Рукава валу, деталі накачування, змащені втулки	З нами, бронза, нержавіюча сталь
Архітектура	Бронзові стовпці, декоративні кастинги	Латунь, бронза

9. Порівняння з іншими методами лиття

Відцентрове лиття виділяється між різними методами лиття металу за його здатністю виробляти високу інтеграцію, Компоненти майже мережі з чудовими механічними властивостями.

Однак, Ідеальний метод лиття залежить від декількох факторів - геометрії, обсяг, вартість, матеріал, та вимоги до ефективності.

У цьому розділі порівнюється відцентрове лиття з іншими загальними методами лиття з різних точок зору.

Таблиця огляду: Методи лиття з першого погляду

Коли вибрати відцентрове кастинг

Відцентрове кастинг - це оптимальний вибір, коли:

• Частина є симетричний та циліндричний (Напр., рукава, трубки, кільця).
• Висока механічна цілісність та структура без дефектів є обов'язковими.
• Середні та великі обсяги виробництва Обґрунтуйте інвестиції обладнання.
• Частина працюватиме під корозійний, високий тиск, або умови високого одягу.

10. Відцентровий кастинг Глосарій

Враховуючи вузькоспеціалізований характер відцентрового кастингу, Інженери та оператори покладаються на точну лексику для передачі вимог, Процеси управління, і забезпечити якість.

Нижче наведено кураторний словник загальних термінів та абревіатур, з якими ви зіткнетесь у специфікаціях відцентрового виступу, Замовлення магазину, та звіти про огляд.

Термін / Абревіатура	Визначення
I.A.W. (Відповідно до)	Вказує на те, що частина або процес повинні відповідати посиланням на стандарт або специфікації - E.g., “I.A.W. Гулд 1213 специфікація. "
FM / FM (Готовий оброблений)	Позначає, що кастинг отримує остаточний обробний прохід для досягнення зазначених розмірів та обробки поверхні.
Rm / Rm (Грубо оброблений)	Означає попередню операцію обробки, залишаючи додатковий запас для подальшої обробки обробки.
RMS (Кореневий середній квадрат)	Статистична міра шорсткості поверхні; нижчі значення RMS (Напр., 1.6 мкм) співвідноситься з більш гладкою обробкою.
Зміна / A/C (Як у ролях)	Описує кастинг, що залишився в умовах, отриманому з форми, без будь -якої обробки або шліфування.
TFA / TFT (Закінчити за адресою / Закінчити)	Вказує цілі розміри або допуски, які потрібно досягти після всіх операцій обробки та обробки.
RFQ (Запит на пропозицію)	Офіційне запит клієнта, який шукає ціноутворення, Час виведення, та можливості для виробництва зазначених кастингів.
Ю (Одиниця міри)	Стандартна одиниця, в якій виражаються кількість або розміри (Напр., дюйм, міліметр, кілограм).
Ln (Довжина)	Абревіатура для виміру довжини частини або функції, Зазвичай у вказаному UOM.
QTY (Кількість)	Кількість окремих творів або кастингу, які вимагають або замовлені.
Реф (Довідник)	Звик вказувати на інший малюнок, документ, або стандарт для детальної інформації (Напр., "Ref DWG 1234").
ПК / ПК (Шматок / Штук)	Позначає дискретні рахунки, що використовуються, часто використовуються з Qty у замовленнях на купівлю або списки упаковки.
Після (Замовлення)	Офіційний документ від покупця, що уповноважує постачальника надавати вказані деталі або послуги за узгодженими умовами.
Толр (Толерантність)	Допустима варіація виміру, поверхнева обробка, або майно (Напр., ± 0,25 мм).
Бнн (Номер твердості Брінелла)	Шкала твердості, отримана шляхом вимірювання діаметра відступу, здійсненої загартованою кулею під заданим навантаженням - звичайно використовується для чавунних класів.
Нас (Уніфікована система нумерації)	Буквено -цифровий код, який унікально ідентифікує хімічний склад кованих та кидаючих сплавів (Напр., G10500 для сірого заліза, C92200 для бронзи фосфору).
Aisi (Американський інститут заліза та сталі)	Організація, яка публікує сталеві та чавунні позначення та стандарти.
ASTM (Американське товариство для тестування та матеріалів)	Міжнародний орган, який розробляє та публікує добровільні стандарти консенсусу для матеріалів, включаючи сплави та методи випробувань, що відцентровуються.
SFSA (Товариство засновників сталі Америки)	Торговельна асоціація, яка встановлює найкращі практики, Посібники з печі, та металургійні стандарти процесів лиття сталі.
Футів (Безкоштовно на борту)	Термін доставки, що вказує на те, що продавець доставляє товари на борту перевізника в порту Origin; Покупець бере на себе ризик та вантажні витрати з цього моменту.
СС (Нержавіюча сталь)	Стійкий до корозії сплав на основі заліза, що містить ≥10,5% хром; часто використовується при відцентровому литі для хімічної речовини, їжа, та медичне обладнання.

Langhe Industry® прагне здійснити як якісні кастинги, так і чіткі, Діяльна інформація.

Якщо вам потрібні глибші пояснення або виникають специфічні для процесів питання, Наша технічна команда готова до надання допомоги.

11. Висновок

Відцентрове кастинг забезпечує неперевершену продуктивність для циліндричних компонентів, поєднання механічна майстерність, Ефективність, і Швидкість виробництва.

Шляхом використання відцентрових сил - до 200 g—Пофактичні речовини ущільнювають метал, Вигнати домішки, і зменшити обробку.

Як конвергуються матеріалознавства та автоматизації, Відцентрове кастинг буде продовжувати розвиватися, Зустріч завтрашніх вимогах у енергія, транспортування, і Розширене виробництво.

В Промисловість, Ми готові співпрацювати з вами у використанні цих вдосконалених прийомів для оптимізації конструкцій компонентів, Вибір матеріалу, та виробничі робочі процеси.

Забезпечення того, що ваш наступний проект перевищує кожну оцінку ефективності та стійкості.

Зв’яжіться з нами сьогодні!

 

Поширені запитання

Чи є обмеження розміру при відцентровому кастингу?

Так. В той час як процес вміщує широкий спектр діаметрів (від кількох сантиметрів до 3 метри), Частина повинна бути осесиметричний.

Дуже малі або надзвичайно великі деталі можуть вимагати альтернативних методів через обмеження цвілі або міркування витрат.

Які допуски можна досягти за допомогою відцентрового кастингу?

Типові допуски:

• Зовнішній діаметр: ± 1,5 мм до ± 3,0 мм (неухильний)
• Товщина стіни: ± 2,0 мм
• Круглість: <0.5% діаметр
  Заключні допуски можна вдосконалити за допомогою обробки, залежно від програми.

Як контролюються домішки та пористість у цьому процесі?

Відцентрові сили сили, шлак, і газові бульбашки до отвору або внутрішнього діаметра, який потім можна обробляти.

Цей процес значно зменшує внутрішню пористість та підвищує структурну цілісність.

Чи може відцентрове лиття використовувати для виробництва на замовлення або низького обсягу?

Так, особливо для компонентів, де висока міцність та металургійна міцність є критичними.

Хоча інструменти та налаштування можуть бути складнішими, ніж пісок, Для критичних частин - навіть у низьких обсягах - переваги часто переважають витрати.