Đúc thiết bị hạng nặng tùy chỉnh: Xưởng đúc lớn ở Trung Quốc

Vật đúc thiết bị nặng là các thành phần cấu trúc và chức năng được sản xuất bằng cách đổ kim loại nóng chảy vào khuôn để tạo ra các bộ phận kết hợp hình học phức tạp, sức mạnh cơ học cao, và sản xuất hiệu quả về mặt chi phí ở quy mô.

Chúng không thể thiếu trong các ngành công nghiệp như xây dựng, Khai thác, nông nghiệp, đường sắt, biển và năng lượng.

Lựa chọn vật liệu phù hợp, quá trình đúc, xử lý sau nhiệt và cơ khí, và kiểm soát chất lượng nghiêm ngặt xác định tuổi thọ dịch vụ và chi phí vòng đời.

1. Đúc thiết bị nặng là gì

Vật đúc thiết bị nặng là các thành phần kim loại có hình dạng gần như lưới được sản xuất bằng quá trình đúc (VÍ DỤ., Đúc cát, Đúc trong vòng, Đúc đầu tư, đúc ly tâm) dành cho dịch vụ chịu tải kết cấu hoặc chức năng trong máy móc hạng nặng di động hoặc cố định.

Đặc điểm riêng biệt

• Kích cỡ & tỉ lệ. Khối lượng thường dao động từ hàng chục kg (VÍ DỤ., vỏ hộp số nhỏ gọn ≈ 50 kg) lên đến nhiều tấn (khung xe tải khai thác lớn và nhà máy nghiền - hàng chục đến hàng trăm tấn).
  Kích thước tuyến tính thường vượt quá vài mét đối với các cụm lớn.
• Chức năng chịu tải. Những bộ phận này truyền tải trọng tĩnh và động (uốn cong, xoắn, lực dọc trục và tác động) và do đó đòi hỏi sự kết hợp sức mạnh có kiểm soát, độ dẻo dai và độ cứng.
  Các thành phần điển hình bao gồm cần, khung, vỏ, khớp nối và trung tâm.
• Khả năng phục hồi môi trường. Được thiết kế để tiếp xúc với bụi, Độ ẩm, Hóa chất ăn mòn (Phân bón, muối),
  chất mài mòn và phạm vi nhiệt độ rộng (cửa sổ dịch vụ ví dụ: −40 °C đến +150 ° C.; cực đoan có thể yêu cầu hợp kim chuyên dụng hoặc bảo vệ bề mặt).
• Đánh đổi thiết kế - chi phí và độ bền. Vật đúc thường có chi phí sản xuất trên mỗi bộ phận cao hơn so với các mối hàn được chế tạo đơn giản nhưng cung cấp hình học tích hợp,
  ít lắp ráp hơn và loại bỏ các vết hàn (các vị trí bắt đầu crack phổ biến), dẫn đến tuổi thọ cao hơn và tổng chi phí sở hữu thấp hơn cho nhiều ứng dụng nặng.

Mục tiêu hiệu suất đại diện (đặc trưng, theo ứng dụng)

• Độ bền kéo (RM): thành phần đúc kết cấu: ≥ 400 MPA (phổ biến cho sắt dễ uốn, thép đúc cường độ trung bình);
  Các thành phần căng thẳng cao (móc cẩu, nâng mắt): lên tới 700–900 MPa để dập tắt & thép hợp kim tôi luyện.
• Tác động đến độ dẻo dai (Charpy v): Chỉ định năng lượng tuyệt đối ở nhiệt độ, VÍ DỤ., ≥ 20 J ở −20 °C (được trích dẫn là “CVN ≥ 20 J @ −20 ° C”), được chấp nhận theo tiêu chuẩn ASTM E23 / ISO 148.
• Đang đeo điện trở: xác định độ cứng hoặc thử nghiệm mài mòn tiêu chuẩn; VÍ DỤ., Độ cứng Brinell HB ≥ 200 cho các bộ phận chống mài mòn, hoặc chỉ định ASTM G65 giới hạn tổn thất khối lượng bánh xe cao su cát.
• Độ ổn định kích thước / dung sai: đúc kết cấu lớn thường chấp nhận ±1–3 mm mỗi mét tùy thuộc vào mức độ quan trọng của tính năng;
  chỉ định dung sai chặt chẽ hơn (VÍ DỤ., ± 0,1 Ném0,5 mm) chỉ dành cho các bề mặt lắp đặt chính xác sau khi gia công xong.

2. Chợ & Ứng dụng đúc thiết bị nặng

Đúc thiết bị nặng phục vụ các ứng dụng hạng nặng đa dạng:

• Sự thi công & làm đất: Xô, sự bùng nổ, khớp nối, vỏ pin.
• Khai thác: hàm máy nghiền, phương tiện mài, nhà máy xay.
• Nông nghiệp: Máy cày, vỏ bánh, linh kiện máy kéo.
• Đường sắt & chuyên chở: khớp nối, Thành phần phanh, khung xe tải.
• Hàng hải & ngoài khơi: trung tâm chân vịt, Vỏ bơm, Cổ phiếu bánh lái.
• Sản xuất điện & dầu & khí: Vỏ tuabin, thân van, Vỏ bơm.

Mỗi lĩnh vực đặt ra những yêu cầu riêng biệt: khả năng chống mài mòn và độ bền va đập trong khai thác mỏ; chống ăn mòn trong biển; độ bền mỏi trong đường sắt; và dung sai chặt chẽ và độ hoàn thiện mịn trong thiết bị thủy lực và quay.

3. Lựa chọn vật liệu thông thường - Đúc thiết bị nặng

Bàn là đúc

• Gang xám (GI)

• • Tại sao sử dụng: Giảm xóc tuyệt vời, cường độ nén tốt, chi phí thấp, dễ dàng đúc cho các hình dạng phức tạp lớn.
  • Sử dụng điển hình: Cơ sở máy, vỏ, vỏ bọc phi cấu trúc.
  • Của cải: Độ bền kéo vừa phải, khả năng gia công tốt, độ dẻo/độ dẻo dai kém.

• Gang dẻo/nút (Sg / Sắt dễ uốn, ASTM A536)

• • Tại sao sử dụng: Sự kết hợp giữa sức mạnh và độ dẻo dai với chi phí thấp hơn thép; các nhân cầu than chì mang lại độ dẻo.
  • Sử dụng điển hình: Khớp nối, một số vật đúc kết cấu, Bánh răng, thành phần trung gian.
  • Của cải: Kháng mệt mỏi tốt, có thể hàn một cách thận trọng, đáp ứng với sự khắc khổ (Adi) cho hiệu suất cao hơn.

• Sắt nén sắt (CGI)

• • Tại sao sử dụng: Giữa sắt xám và sắt dẻo—độ bền và độ mỏi tốt hơn GI, dẫn nhiệt tốt hơn sắt dẻo.
  • Sử dụng điển hình: Khối động cơ, Các bộ phận kết cấu có ứng suất trung bình cần có độ giảm rung cộng với độ bền.

• Sắt trắng & Sắt trắng hợp kim

• • Tại sao sử dụng: Cực kỳ cứng và chống hao mòn (bề mặt thường được làm cứng bằng cách xử lý nhiệt), giòn trừ khi được hợp kim/xử lý.
  • Sử dụng điển hình: Mill liners, hàm máy nghiền, hạt dao có độ mài mòn cao (có thể được đúc thành các bộ phận hao mòn có thể thay thế).

Thép đúc

• Carbon & Thép đúc hợp kim thấp (VÍ DỤ., ASTM A216 WCB, A350 L0, v.v.)

• • Tại sao sử dụng: Độ bền kéo và độ dẻo dai cao hơn bàn là; tác động tốt hơn và hành vi mệt mỏi; có thể hàn và sửa chữa được.
  • Sử dụng điển hình: Cấu trúc, Nỗ lực áp lực, móc cẩu, khung tải cao.

• Thép đúc hợp kim (CR-MO, In-cr-i, vân vân.)

• • Tại sao sử dụng: Phù hợp cho cường độ cao, nhiệt độ tăng cao, chống mài mòn hoặc va đập. Có thể xử lý nhiệt với sự kết hợp độ bền/độ dẻo dai cao.
  • Sử dụng điển hình: Dập tắt & các thành phần được tôi luyện trong các ứng dụng có ứng suất cao.

Hợp kim đặc biệt & Không gỉ

• Vật đúc không gỉ Austenitic và Ferritic (CF8/CF8M, ASTM A351 / A743)

• • Tại sao sử dụng: Kháng ăn mòn (Nước biển, Phơi nhiễm hóa học), độ dẻo tốt.
  • Sử dụng điển hình: Vỏ bơm, Các bộ phận biển, mảnh cấu trúc môi trường ăn mòn.

• Song công & Siêu song công (VÍ DỤ., 2205, 2507 tương đương)

• • Tại sao sử dụng: Độ bền cao hơn thép không gỉ austenit và khả năng chống ăn mòn do ứng suất clorua vượt trội; được sử dụng khi ăn mòn + sức mạnh là cần thiết.
  • Sử dụng điển hình: Thiết bị nước biển, thành phần ngoài khơi.

• Niken cao & Hợp kim chịu nhiệt (Hastelloy, Bất tiện, Hợp kim 20, vân vân.)

• • Tại sao sử dụng: Ăn mòn đặc biệt hoặc chịu nhiệt độ cao; đắt tiền—chỉ được sử dụng khi cần thiết.
  • Sử dụng điển hình: Xử lý hóa học, môi trường ăn mòn nghiêm trọng, vỏ nhiệt độ cao.

được thiết kế & Phương pháp tiếp cận tổng hợp

• Austempered sắt dẻo (Adi) - sắt dễ uốn được xử lý thành ma trận bainitic (sức mạnh cao hơn + Đang đeo điện trở).
• Lớp phủ sắt trắng, khó tính, lớp lót gốm/kim loại - được sử dụng để tạo ra vùng chịu mài mòn có khả năng chống mài mòn rất cao trong khi vẫn giữ cho vật đúc số lượng lớn bền hơn và rẻ hơn.
• Đúc theo chức năng hoặc đúc lưỡng kim - kết hợp kim loại cơ bản cứng với hợp kim có bề mặt cứng hoặc miếng đệm mòn có thể thay thế được.

Phạm vi đặc tính cơ học điển hình - bảng minh họa

Giá trị mang tính biểu thị. Thiết kế cuối cùng phải sử dụng dữ liệu thử nghiệm/MTR đã được chứng nhận và kết quả xử lý nhiệt của nhà cung cấp cụ thể.

4. Quá trình đúc & Công nghệ

Lựa chọn quy trình đúc phù hợp là một trong những lựa chọn sớm nhất và mang lại nhiều kết quả nhất trong việc sản xuất các bộ phận thiết bị nặng.

Sự lựa chọn xác định hình học có thể đạt được, chất lượng luyện kim, bề mặt hoàn thiện, dung sai kích thước, chi phí gia công và thời gian thực hiện - và nó ảnh hưởng mạnh mẽ đến nhu cầu xử lý nhiệt ở hạ lưu, gia công và NDT.

trình điều khiển quy trình chính

Khi chọn đường truyền, cân nhắc những trình điều khiển chính này:

• Kích thước và trọng lượng một phần (kg → tấn), và liệu cần một mảnh hay nhiều cụm.
• Độ phức tạp hình học (undercuts, mạng lưới mỏng, Khoang bên trong).
• Gia đình vật chất (sắt và kim loại màu; không gỉ, song công, Hợp kim).
• Tính chất cơ học cần thiết (độ dẻo dai, Mệt mỏi, vùng mặc).
• Dung sai kích thước & bề mặt hoàn thiện (khuôn đúc và khuôn mặt gia công hoàn thiện).
• Khối lượng sản xuất & Chi phí đơn vị (khấu hao dụng cụ).
• Kiểm tra và vệ sinh luyện kim nhu cầu (vùng mệt mỏi hoặc áp lực tới hạn).
• Môi trường, hạn chế về năng lượng và an toàn (khí thải, Khai hoang cát).

Cát xanh (cát thông thường) đúc

• Nó hoạt động như thế nào: Hoa văn được ép vào khuôn cát được kết dính bằng đất sét/chất kết dính hữu cơ; lõi tạo thành khoang bên trong.
• Nguyên vật liệu: Phạm vi rộng - sắt xám, sắt dễ uốn, Thép đúc.
• Điểm mạnh: Chi phí dụng cụ thấp nhất, linh hoạt cho các bộ phận rất lớn, dễ dàng sửa đổi mẫu. Lý tưởng cho các sản phẩm đơn lẻ và khối lượng từ thấp đến trung bình.
• Giới hạn: Kết thúc bề mặt thô hơn, dung sai lớn hơn, rủi ro về độ xốp cao hơn nếu cổng/ống nâng không được tối ưu hóa.
• Cân điển hình & số liệu: trọng lượng một phần từ <10 kg đến 100+ tấn; bề mặt hoàn thiện ~Ra 6–20 µm (khoảng); dung sai kích thước: ±1–5 mm/m (phụ thuộc vào ứng dụng).
• Ứng dụng: Vỏ lớn, căn cứ nhà máy, khung xe tải, vỏ bơm rất lớn.

Đúc vỏ (cát phủ nhựa) đúc

• Nó hoạt động như thế nào: Vỏ cát phủ nhựa hình thành trên các mẫu được nung nóng; hai nửa được lắp ráp với lõi khi cần thiết.
• Nguyên vật liệu: Sắt và một số loại thép; ngày càng được sử dụng với bàn là dẻo và một số loại thép.
• Điểm mạnh: Độ chính xác kích thước tốt hơn và độ hoàn thiện bề mặt mịn hơn cát xanh; phần mỏng hơn có thể. Tốt cho khối lượng trung bình.
• Giới hạn: Chi phí dụng cụ cao hơn cát xanh; kích thước tối đa thấp hơn cát xanh.
• Cân điển hình & số liệu: bộ phận nặng tới vài tấn; bề mặt hoàn thiện ~Ra 1–6 µm; dung sai ±0,3–2 mm/m.
• Ứng dụng: Vỏ bánh, đúc kết cấu trung bình, các bộ phận cần hoàn thiện được cải thiện.

Đúc đầu tư (mất sáp)

• Nó hoạt động như thế nào: Mẫu sáp(S) tập hợp thành cây, vỏ gốm được xây dựng xung quanh hoa văn, loại bỏ sáp, vỏ gốm nung và chứa đầy kim loại nóng chảy.
• Nguyên vật liệu: Khả thi cho thép và không gỉ; được sử dụng rộng rãi cho kim loại màu (TRONG, Cu, Al); có thể đúc lớn hơn với các thiết lập đặc biệt.
• Điểm mạnh: Chi tiết tuyệt vời, bề mặt hoàn thiện, các phần mỏng, hình dạng gần net. Gia công thấp.
• Giới hạn: Chi phí dụng cụ và quy trình cao; theo truyền thống cho các bộ phận vừa và nhỏ, dù lớn Đúc đầu tư có thể thực hiện được với thiết bị đặc biệt.
• Cân điển hình & số liệu: trọng lượng từ vài gram đến vài tấn; bề mặt hoàn thiện ~Ra 0,4–1,6 µm; dung sai ± 0,05–0,5 mm.
• Ứng dụng: Vỏ chính xác, bộ phận không gỉ phức tạp, các bộ phận có hình học chặt chẽ và độ hoàn thiện giảm thiểu việc gia công.

Đúc trong vòng

• Nó hoạt động như thế nào: Mẫu xốp EPS đặt trên cát không liên kết; kim loại nóng chảy làm bay hơi bọt, lấp đầy khoang.
• Nguyên vật liệu: Sắt và kim loại màu; hấp dẫn cho các bộ phận kim loại hình dạng gần lưới.
• Điểm mạnh: Loại bỏ lõi cho hình học bên trong phức tạp; chi phí dụng cụ thấp hơn so với. sự đầu tư; tốt cho vật đúc lớn phức tạp.
• Giới hạn: Kiểm soát quy trình cần thiết để ngăn ngừa khuyết tật khí; độ hoàn thiện bề mặt và dung sai phụ thuộc vào độ nén của cát.
• Cân điển hình & số liệu: các bộ phận từ trung bình đến lớn (hàng chục đến hàng nghìn kg); bề mặt hoàn thiện tương tự như đúc cát ~Ra 2–10 µm; dung sai ±0,5–2 mm/m.
• Ứng dụng: Vỏ phức tạp, vỏ bơm có lối đi bên trong, các thành phần ô tô và thiết bị nơi lõi sẽ khó khăn.

Đúc ly tâm

• Nó hoạt động như thế nào: Kim loại nóng chảy đổ vào khuôn quay; lực ly tâm phân phối kim loại và giảm thiểu bẫy khí/xỉ.
• Nguyên vật liệu: Phạm vi rộng; thường được sử dụng cho bàn ủi, Thép, Đồng.
• Điểm mạnh: Dày đặc, đúc âm thanh có tính chất cơ học tốt theo chiều trục (tuyệt vời cho chiếc nhẫn, ống lót, tay áo). Độ bao phủ / độ xốp thấp.
• Giới hạn: Hình học giới hạn ở các phần tròn/đối xứng trục; dụng cụ chuyên dụng.
• Cân điển hình & số liệu: nhẫn & xi lanh từ đường kính nhỏ đến nhiều mét; độ bền bên trong tuyệt vời; dung sai ± 0,1–1 mm tùy thuộc vào kết thúc.
• Ứng dụng: Thành phần hình trụ: tay áo mang, ống lót, đường ống, vòng lớn và vỏ hình trụ.

Khuôn vĩnh viễn & chết đúc (chủ yếu là kim loại màu)

• Nó hoạt động như thế nào: Kim loại nóng chảy được đổ hoặc bơm vào khuôn kim loại có thể tái sử dụng (khuôn vĩnh viễn) hoặc đúc khuôn áp suất cao.
• Nguyên vật liệu: Chủ yếu là kim loại màu (Al, Hợp kim Cu); một số khuôn vĩnh cửu áp suất thấp cho một số loại thép/đồng thau.
• Điểm mạnh: Hoàn thiện bề mặt tuyệt vời, dung sai chặt chẽ, thời gian chu kỳ nhanh cho khối lượng lớn.
• Giới hạn: Chi phí công cụ cao, không điển hình cho các bộ phận thiết bị nặng bằng sắt rất lớn.
• Cân điển hình & số liệu: Các bộ phận nhỏ đến trung bình; bề mặt hoàn thiện Ra 0,4–1,6 µm; dung sai ± 0,05–0,5 mm.
• Ứng dụng: Nhà ở phi kết cấu, các thành phần mong muốn giảm trọng lượng thông qua nhôm.

Đúc liên tục (nguồn cấp dữ liệu ngược dòng)

• Nó hoạt động như thế nào: Sản xuất phôi/tấm để rèn/gia công hạ lưu; không phải là quá trình hoàn thiện các bộ phận nặng thực tế nhưng có liên quan đến việc cung cấp nguyên liệu.
• Sự liên quan: Chất lượng nguyên liệu đầu nguồn ảnh hưởng đến hàm lượng tạp chất và tính đồng nhất của hợp kim đối với các xưởng đúc ở hạ nguồn.

5. Điều trị nhiệt & Xử lý nhiệt

Điều trị nhiệt là đòn bẩy chính mà các xưởng đúc và xưởng xử lý nhiệt sử dụng để chuyển đổi các cấu trúc vi mô đúc sẵn thành sự kết hợp của sức mạnh, độ dẻo dai, chống mài mòn và ổn định kích thước được yêu cầu bởi đúc thiết bị nặng.

Các quy trình xử lý nhiệt phổ biến và thời điểm sử dụng chúng

Nhiệt độ và thời gian dưới đây là phạm vi kỹ thuật điển hình. Chu kỳ cuối cùng phải được xác nhận cho hợp kim cụ thể, kích thước phần và hình dạng bộ phận và được ghi lại trong bảng quy trình của nhà cung cấp.

Ủ giảm căng thẳng (căng thẳng)

• Mục đích: Giảm ứng suất dư từ quá trình hóa rắn, gia công thô hoặc hàn.
• Chu kỳ điển hình: Đun nóng đến ~500–700 °C, giữ để cân bằng (thời gian phụ thuộc vào độ dày phần), làm mát chậm.
• Khi sử dụng: Tiêu chuẩn sau khi gia công thô nặng hoặc hàn nhiều lớp; trước khi gia công hoàn thiện để ổn định kích thước.
• Tác dụng: Giảm hiệu suất biến dạng mà không thay đổi cấu trúc vi mô lớn.

Bình thường hóa

• Mục đích: Tinh chế hạt đúc thô và đồng nhất nền để cải thiện độ dẻo dai và chuẩn bị cho quá trình ủ/làm nguội tiếp theo.
• Chu kỳ điển hình: Đun nóng đến ~850–980 °C (trên đây austenitizing cho thép), làm mát bằng không khí để tinh chế hạt.
• Khi sử dụng: Thép đúc trước khi tôi & tính khí, hoặc khi cấu trúc vi mô đúc thô.
• Tác dụng: Sản xuất mịn hơn, cấu trúc vi mô ferrite/pealite đồng đều hơn và ổn định kích thước.

Làm dịu & tính khí (Q.&T)

• Mục đích: Tạo ra độ bền cao và độ dẻo dai cho các bộ phận chịu ứng suất cao hoặc chịu mỏi.
• Chu kỳ điển hình: Austenit hóa ~840–950 °C tùy thuộc vào hợp kim → làm nguội (dầu/nước/polymer hoặc khí đốt) → nóng nảy ~450–650 °C để đạt được độ dẻo dai/độ cứng cần thiết.
• Khi sử dụng: Móc cần cẩu, khung căng thẳng cao, thép rèn/đúc quan trọng về an toàn yêu cầu Rm >> 600 MPA.
• Kiểm soát quan trọng: Làm nguội mức độ nghiêm trọng và cố định bộ phận để tránh nứt/biến dạng; lịch trình ủ phù hợp để cân bằng độ cứng và độ dẻo dai.

Ôn hòa phương Đông (cho ADI - Sắt dẻo Austempered)

• Mục đích: Sản xuất ma trận ausferit (ferit bainit + cacbon ổn định trong austenit) cho sức mạnh cao + độ dẻo tốt/chống mài mòn.
• Chu kỳ điển hình: Austenit hóa (VÍ DỤ., ~900–950 °C) → dập tắt bể gia nhiệt ở nhiệt độ 250–400°C và giữ cho đến khi quá trình chuyển đổi hoàn tất → nguội.
• Khi sử dụng: Các bộ phận mài mòn đòi hỏi sự kết hợp giữa độ bền và khả năng chống mài mòn (VÍ DỤ., người thúc đẩy, một số đường ray mòn).
• Tác dụng: ADI đạt Rm cao (thường 700–1100 MPa) với độ dẻo hữu ích; kiểm soát quá trình và sự sạch sẽ là rất quan trọng.

Ủ (ủ đầy đủ, hình cầu hóa)

• Mục đích: Làm mềm cho khả năng gia công (hình cầu hóa), giảm bớt căng thẳng, hoặc khôi phục độ dẻo sau khi xử lý ở nhiệt độ cao.
• Chu kỳ điển hình: Gia nhiệt đến nhiệt độ cận tới hạn hoặc nhiệt độ austenit hóa thấp (phụ thuộc vào hợp kim) và giữ lâu; làm mát chậm có kiểm soát.
• Khi sử dụng: Để dễ dàng gia công các loại bàn là trắng đúc cứng hoặc thép có hàm lượng cacbon cao, hoặc để sản xuất cacbua hình cầu.

Giải pháp ủ / Điều trị giải pháp (không gỉ & song công)

• Mục đích: Hòa tan kết tủa và khôi phục khả năng chống ăn mòn; cho song công, đạt được sự cân bằng austenite/ferite.
• Chu kỳ điển hình:900Mạnh1150 ° C. (phụ thuộc vật chất) → làm mát nhanh (làm nguội/nước) để tránh pha sigma hoặc kết tủa cacbua.
• Khi sử dụng: Vật đúc không gỉ và các bộ phận song công sau khi đúc/hàn. Yêu cầu kiểm soát chặt chẽ để tránh mẫn cảm.

Bề mặt cứng & quá trình nhiệt chuyên dụng

• Cảm ứng cứng, ngọn lửa cứng lại, khí hóa, nitriding, tấm ốp laze, Xịt nhiệt - được sử dụng khi chỉ cần chống mài mòn ở các vùng địa phương cụ thể.
• tắm muối / làm nguội muối nóng chảy được sử dụng trong lịch sử (đặc biệt là để tăng cường); những cân nhắc về môi trường và xử lý có thể ưu tiên các phương án thay thế tầng sôi hoặc làm nguội bằng khí.

Lựa chọn quy trình theo họ vật liệu (hướng dẫn thực tế)

• Gang xám: thường xuyên giảm căng thẳng hoặc ủ để ổn định; không Q&T. Sử dụng quy trình ADI nếu cần cường độ cao hơn.
• Sắt dễ uốn: giảm căng thẳng hoặc ôn hòa phương Đông (để tạo ra ADI) tùy thuộc vào yêu cầu Rm/độ dẻo dai. Bàn là dẻo có thể được làm cứng hoặc ủ để gia công.
• Thép đúc (hợp kim thấp):Bình thường hóa để sàng lọc theo dàn diễn viên; làm dịu & tính khí cho sức mạnh cao; Cứu trợ căng thẳng để kiểm soát kích thước. PWHT có thể được yêu cầu cho các bộ phận chịu áp lực.
• Thép hợp kim (CR-MO, In-cr-i): Q.&T để có được độ bền/độ dẻo dai cao; cần kiểm soát chặt chẽ việc austenitizing và ủ.
• Không gỉ (Austenitic):Giải pháp ủ và làm nguội có kiểm soát để duy trì khả năng chống ăn mòn; tránh phạm vi ủ gây ra mẫn cảm.
• Inox song công: ủ dung dịch ở nhiệt độ xác định, sau đó làm nguội nhanh để duy trì sự cân bằng song công; yêu cầu làm mát có kiểm soát để tránh pha sigma.
• Sắt trắng / Sắt có hàm lượng Cr cao: thường xuyên như đúc để mặc; xử lý nhiệt cục bộ hoặc làm cứng bề mặt có thể được ưu tiên để tránh làm giòn toàn bộ vật đúc.

6. Gia công & Hoạt động hoàn thiện - Đúc thiết bị nặng

Đúc thiết bị nặng—từ 50 kg hộp truyền động máy kéo đến khung xe tải khai thác mỏ 150 tấn—yêu cầu các hoạt động gia công và hoàn thiện chuyên dụng để biến vật đúc thô thành vật liệu chức năng, linh kiện bền.

Chuẩn bị trước khi gia công - Đảm bảo độ chính xác

Mục đích: Loại bỏ khuyết điểm, giảm sự thay đổi, và giảm ứng suất dư trước khi gia công chính thức.

Loại bỏ khiếm khuyết & Điều hòa bề mặt

• Loại bỏ Riser/Cổng: Cắt ngọn lửa (oxy-axetylen, ~3100°C) cho thép cacbon/gang; cắt hồ quang cacbon (30–50 V) đối với thép hợp kim. Bước chuyển tiếp mục tiêu 2 mm để tránh tăng ứng suất.
• Flash & mài mài: máy mài góc (15–20 kW) hoặc máy chà nhám đai rộng (1.2 tôi) để đạt được Ra 25–50 μm, loại bỏ tạp chất để ngăn chặn trò chuyện.
• Nứt & Sửa chữa độ xốp: TÔI (Thép carbon) hoặc TIG (Thép hợp kim) hàn với kim loại phụ phù hợp; mài sau hàn + Thanh tra MPI.

Cứu trợ căng thẳng dư

• Điều trị nhiệt: 600Mạnh700 ° C. (gang) hoặc 800–900°C (Thép), 2–4 giờ mỗi 25 độ dày mm; giảm căng thẳng 60–80%.
• Lão hóa tự nhiên: 7–14 ngày ở nhiệt độ môi trường xung quanh đối với sắt dẻo có yêu cầu ứng suất thấp.

Gia công lõi - Độ chính xác được nhắm mục tiêu

Chỉ những khu vực chức năng quan trọng (lỗ bu lông, Ghế mang, bề mặt giao phối) được gia công chính xác.

Các thành phần cấu trúc (Cần cẩu máy xúc, Khung máy ủi)

• Phay bề mặt phẳng: Máy khoan kiểu sàn, chèn cacbua, độ phẳng .10,1 mm / m, RA 6.3-12,5 m.
• Khoan lỗ & Khai thác: M20–M60 với mũi khoan làm mát bên trong, Vòi HSS-E phủ TiN, Chủ đề ISO 6H.

Linh kiện truyền động/truyền động (Hộp số & Vỏ trục)

• Mang ghế nhàm chán: Ø200–500 mm, Công cụ CBN, Đường kính ± 0,02 mm, độ tròn 0,01 mm, RA 1.6-3,2 m.
• quay đầu vòi: Độ đồng trục ≤0,03 mm khi sử dụng dụng cụ trực tiếp trên VTL.

Linh kiện chống mài mòn (Máy nghiền lót, Răng xô)

• Nghiền: Bánh xe kim cương (120Cấm180 grit), 20–30 m/tôi, độ sâu .050,05 mm.
• Dây EDM: Dung sai ± 0,01 mm, gia công không căng thẳng cho các hình dạng phức tạp.

Lựa chọn dụng cụ - Khả năng tương thích vật liệu

Hoạt động hoàn thiện bề mặt: Tăng cường độ bền & Khả năng tương thích

Hoàn thiện bề mặt cho vật đúc thiết bị nặng phục vụ ba mục đích cốt lõi: kháng ăn mòn (cho môi trường ngoài trời/khắc nghiệt), Bảo vệ mặc (cho các ứng dụng mài mòn), Và khả năng tương thích lắp ráp (cho các bộ phận giao phối).

Hoàn thiện chống ăn mòn

• Bức vẽ: Lớp hoàn thiện phổ biến nhất cho vật đúc kết cấu (VÍ DỤ., Khung máy đào). Quá trình này bao gồm:

• • Điều trị trước: Bắn nổ (sử dụng hạt thép, 0.5Mạnh1.0 mm) nó đạt được Sa 2.5 sạch sẽ (cho ISO 8501-1) và bề mặt có độ bám dính từ 50–80 μm.
  • Sơn lót: Sơn lót epoxy (60–80 μm độ dày màng khô, DFT) cho rào cản ăn mòn.
  • Lớp phủ ngoài: Lớp phủ ngoài polyurethane (80–120 mm DFT) để chống tia cực tím. Tổng DFT hệ thống: 140Mạnh200 μm, đạt được 5+ năm bảo vệ chống ăn mòn trong môi trường công nghiệp.

• Nóng nhúng mạ kẽm: Dùng cho các bộ phận bằng gang (VÍ DỤ., phụ tùng máy kéo nông nghiệp) tiếp xúc với muối hoặc hóa chất.
  Vật đúc được nhúng vào kẽm nóng chảy (450° C.) để tạo thành lớp hợp kim kẽm-sắt 80–120 μm, cung cấp khả năng chống phun muối ≥500 giờ (theo tiêu chuẩn ASTM B117).

Hoàn thiện tăng cường mài mòn

• Khó tính (Lớp phủ hàn): Quan trọng đối với các khu vực có độ mài mòn cao (VÍ DỤ., môi xô, hàm máy nghiền).
  Dây hợp kim (VÍ DỤ., Cacbua crom, Cr₃C₂) được lắng đọng thông qua hàn MIG, tạo lớp dày 3–5 mm với HB 550–650. Điều này giúp kéo dài tuổi thọ mài mòn lên 3–5× so với. thép đúc không tráng.
• Cảm ứng cứng: Ghế chịu lực và tạp chí trục (VÍ DỤ., trục xe tải khai thác mỏ) được làm nóng thông qua cuộn dây cảm ứng (20–50 kHz) đến 850–900°C,
  sau đó dập tắt, tạo lớp martensitic sâu 2–4 mm với HRC 50–55. Điều này cải thiện độ cứng bề mặt trong khi vẫn giữ được độ dẻo dai của lõi.

Hoàn thiện bề mặt chính xác

• LAPP: Dành cho ghế chịu lực siêu kín (VÍ DỤ., vòng bi trung tâm tuabin gió), lapping sử dụng các hợp chất mài mòn (Alumina, 0.5 μm) và một tấm lòng xoay
  để đạt được độ hoàn thiện bề mặt Ra 0,025–0,05 μm và độ phẳng ≤0,005 mm—quan trọng để giảm thiểu tiếng ồn ổ trục và kéo dài tuổi thọ sử dụng.
• Mài giũa: Lỗ xi lanh thủy lực (VÍ DỤ., xi lanh nâng máy xúc) được mài giũa bằng đá mài kim cương, tạo ra một bề mặt chéo (RA 0,2-0,4 m) giữ lại dầu, giảm ma sát và cải thiện hiệu suất bịt kín.

7. Xu hướng thị trường và định hướng tương lai

Ngành đúc thiết bị nặng đang phát triển để đáp ứng các mục tiêu bền vững, Những tiến bộ công nghệ, và nhu cầu toàn cầu:

• Giảm nhẹ: Các OEM đang thay thế gang bằng đúc nhôm và thép cường độ cao để giảm trọng lượng thiết bị (VÍ DỤ., 10–Máy xúc nhẹ hơn 15%), cắt giảm mức tiêu thụ nhiên liệu 5–8%.
• Sản xuất xanh: Các xưởng đúc đang áp dụng phương pháp nấu chảy phát thải thấp (lò hồ quang điện vs. cốc uống than cốc) và tái chế phế liệu (90% phế liệu gang được tái chế, giảm lượng khí thải CO₂ bằng cách 30%).
• Đúc thông minh: Nhúng cảm biến (nhiệt độ, sự căng thẳng) trong quá trình đúc để theo dõi hiệu suất thời gian thực (VÍ DỤ., trung tâm tuabin gió với cảm biến tải) cho phép bảo trì dự đoán, kéo dài tuổi thọ sử dụng thêm 20–30%.

8. Thách thức và giải pháp

Đúc thiết bị nặng phải đối mặt với những thách thức dai dẳng, với các giải pháp sáng tạo đang nổi lên để giải quyết chúng:

• Khiếm khuyết đúc lớn: Các lỗ co ngót ở các phần có thành dày (VÍ DỤ., 100 khung xe tải khai thác mm) được giảm thiểu thông qua phần mềm mô phỏng (tối ưu hóa thiết kế Riser) và đổ tuần tự (điền vào khuôn theo từng giai đoạn).
• Áp lực chi phí: Giá nguyên liệu tăng (VÍ DỤ., thép phế liệu 20% TRONG 2024) được bù đắp bằng thiết kế đúc mô-đun (kết hợp 2–3 chi tiết hàn thành một vật đúc) và khuôn in 3D (giảm chi phí dụng cụ bằng cách 40%).
• Thiếu hụt lao động có tay nghề: Hệ thống rót tự động (muôi robot) và NDT được hỗ trợ bởi AI (học máy để phát hiện lỗi) đang thay thế lao động thủ công, cải thiện tính nhất quán và giảm sự phụ thuộc vào công nhân lành nghề.

Chọn LangHe để đúc thiết bị nặng

Langhe cung cấp toàn diện Đúc thiết bị nặng dịch vụ, bao gồm toàn bộ quá trình từ thiết kế 3D, mô phỏng đúc, và làm khuôn cho đến đúc thép lớn, rót, Điều trị nhiệt, Gia công chính xác, và bảo vệ bề mặt.

Công ty sản xuất các vật đúc đơn từ 50 kg đến 150 tấn, phục vụ các ngành công nghiệp như máy móc xây dựng, Thiết bị khai thác, năng lượng, và kỹ thuật hàng hải.

Với nhiều khả năng xử lý (Đúc cát, Mất bọt đúc, đúc cát nhựa, vân vân.) và nhiều loại vật liệu (Thép carbon, Thép hợp kim thấp, thép chịu mài mòn, thép không gỉ, và hợp kim đặc biệt),

Langhe cung cấp sự đảm bảo chất lượng nghiêm ngặt thông qua phân tích thành phần hóa học, Thử nghiệm không phá hủy (UT/RT/MT/PT), và kiểm tra kích thước để đáp ứng tiêu chuẩn ASTM, TRONG, và tiêu chuẩn ISO, đảm bảo độ tin cậy lâu dài trong các điều kiện vận hành đòi hỏi khắt khe nhất.

Phần kết luận

Việc đúc thiết bị nặng thể hiện một nghịch lý—khổng lồ nhưng chính xác, truyền thống nhưng công nghệ cao.

Khi số hóa va chạm với khoa học luyện kim, những thành phần này sẽ phát triển mạnh mẽ hơn, nhẹ hơn, và bền vững hơn.

Tương lai của ngành không nằm ở việc từ bỏ việc tuyển diễn viên, nhưng trong việc nâng cao nó thông qua mô hình hóa dựa trên vật lý và dòng nguyên liệu khép kín.

Khi xẻng khai thác thế hệ tiếp theo đào sâu hơn hoặc tua bin gió đạt cao hơn, trái tim của họ sẽ đập bằng trí tuệ thuật toán và trách nhiệm sinh thái.

 

“Chúng ta tạo hình sắt; rồi sắt định hình thế giới.”

— Câu tục ngữ về nghề đúc được khắc trên Cổng của Hiệp hội Đúc Mỹ