定制不锈钢铸造: 中国高质量铸造厂

1. 介绍

不锈钢铸造是一个关键的制造过程, 耐用性, 和尺寸精度.

通过将熔融不锈钢倒入定制设计的模具中, 复杂的零件可以以紧密的公差和出色的表面饰面产生, 使其成为复杂和高强度应用的理想解决方案.

与其他金属形成方法（例如锻造或加工）相比, 不锈钢铸造提供增强的设计自由, 物质效率, 以及对低到中等产量的适用性.

它的意义已在能源等领域增长, 汽车, 航天, 食品加工, 和海洋工程, 绩效和寿命不可谈论的地方.

2. 什么是不锈钢铸造?

不锈钢 铸造是一种精确的金属形成过程，其中将熔融不锈钢倒入模具中以产生复杂而高性能的组件.

它结合了不锈钢的耐腐蚀特性和现代铸造技术的尺寸精度和设计灵活性.

此过程使制造商能够生产具有复杂几何形状的零件, 薄壁, 以及通过加工或锻造难以实现或不经济的精细表面饰面.

不锈钢铸件可以使用各种方法进行, 包括投资铸造, 沙子铸造, 和壳模, 取决于零件大小, 形状, 和性能要求.

它支持各种不锈钢等级，例如奥氏体, 马氏体, 双工, 和降水钢钢 - 为强度提供量身定制的机械性能, 韧性, 或耐热性.

3. 铸造常见的不锈钢等级

不锈钢铸造包括多种合金, 每个设计以满足特定的性能标准.

这些等级主要基于它们的微观结构进行分类: 奥氏体, 马氏体, 铁素体, 双工, 和降水硬化 (ph) 不锈钢.

铸造常见的不锈钢等级

4. 不锈钢铸造方法

不锈钢投资铸造 (失去蜡铸)

熔模铸造 是一种精确的铸造技术，始于创建蜡模型，该模型复制了最终部分几何形状.

这种蜡模式组装到蜡树上 (用于批处理处理) 并反复浸入陶瓷浆料中建造一个壳.

陶瓷硬化后, 整个模具被加热以融化蜡 (脱瓦), 离开空心陶瓷腔.

然后将熔融不锈钢倒入加热的外壳中, 允许详细填充.

一旦凝固, 陶瓷外壳被拆除, 铸件被清洁, 热处理, 并根据需要完成.

• 外壳可以承受高温, 启用复杂且薄壁的铸件.
• 需要紧密公差的零件常见 (±0.1 mm), 平滑的表面饰面 (RA 3.2-6.3 µm), 和复杂的内部功能.

不锈钢砂铸件

砂铸造利用用二氧化硅砂制成的一次性模具, 通常与粘土或化学粘合剂粘合.

将木制或金属图案压入沙子中以形成负腔. 对于复杂的内部功能, 插入沙子.

将霉菌半夹住, 通过门控系统将熔融不锈钢倒入腔中.

冷却和凝固后, 砂模被破裂, 揭示粗糙的铸造.

• 这种方法在尺寸和重量方面具有很高的灵活性，可以产生从几公斤到几吨的零件.
• 公差更宽松 (±1.5毫米或更多), 表面饰面更粗糙 (RA 12.5-25 µm), 通常需要手术后.

不锈钢壳铸造

壳模 是使用树脂涂层的沙子铸造的变体, 细粒沙和加热的金属图案.

加热的图案会导致树脂在沙子接触时治愈, 形成薄, 刚性外壳 (通常5–10毫米厚).

然后将壳的一半从图案中取出, 组装, 并充满熔融不锈钢.

冷却后, 外壳被拆除, 该零件与投资或沙铸件类似.

• 提供更好的维度准确性 (±0.5 mm) 和表面饰面 (RA 6.3-12.5 µm) 比传统的沙子铸造.
• 特别适用于中等到高的几何零件的生产.

不锈钢离心铸造

在离心铸件中, 高速旋转空心的圆柱模具 (300–3000 rpm) 当熔融金属倒入其中时.

离心力将熔融金属向外推向霉菌壁, 导致密集, 细颗粒结构，孔隙率最小.

旋转轴可以是水平的 (用于管道) 或垂直 (对于戒指或齿轮空白).

随着铸件从外表面固化, 杂质被迫朝着内径，可以加工.

• 由于定向固化，该过程产生了出色的机械性能和均匀的晶粒方向.
• 需要高强度的应用的理想, 压力阻力, 和最少的夹杂物.

不锈钢金属模具 (永久模具) 铸件

金属模具铸造使用永久钢或铸铁模具代替一次性沙子或陶瓷模具.

熔融不锈钢是通过重力引入的, 低压, 或对预热模具的真空援助.

模具可能包括可伸缩的核心或插入物，以进行更复杂的几何形状. 一旦金属冷却并凝固, 模具打开, 并且该部分被弹出用于完成.

• 产生一致的, 可重复的结果，公差紧张 (±0.25–0.5 mm) 和上表面饰面 (RA 3.2-6.3 µm).
• 由于快速周期的时间和减少人工的量，中度至高生产量的经济性.

5. 不锈钢铸造过程: 逐步 (投资铸造例子)

1. 图案创建: 蜡模式 (±0.02 mm公差) 被注射; 多种图案附在蜡树上.
2. 炮弹建筑: 图案浸入陶瓷浆液中 (二氧化硅/氧化铝) 并涂有沙子, 重复6-8次建造6-10毫米外壳.
3. 脱水和炮弹射击: 将贝壳加热至160–200°C以融化蜡 (回收), 然后在900–1,050°C下发射以硬化陶瓷.
4. 浇注: 熔融不锈钢 (1,450CF8M的–1,530°C) 在重力或真空下倒入外壳中以避免孔隙率.
5. 冷却和凝固: 控制冷却 (空气或水) 防止热破裂; 固化时间: 5–30分钟 (随零件大小而变化).
6. 敲除和清洁: 贝壳被锤击或水喷气机打碎; 盖茨/立管被切割, 零件被磨砂以去除陶瓷残留物.
7. 热处理: 奥氏体等级 (CF8, CF8M) 被溶液解散 (1,050–1,150°C, 水桶) 溶解碳化物. 马氏体等级 (CA15) 被淬火并恢复硬度.
8. 检查: 维度检查 (CMM), NDT (染料渗透剂), 和机械测试 (抗拉强度) 确保合规性.

6. 不锈钢铸造的表面整理选项

不锈钢铸件的表面饰面对于两种功能性能至关重要 (例如。, 耐腐蚀性, 戴阻力) 和审美吸引力.

饰面的选择取决于应用程序 - 从需要超平滑的食品级零件, 需要增强耐用性的工业组件的卫生表面.

射击

射击使用高速磨料媒体 (钢砂, 陶瓷珠, 或玻璃) 清洁和质地铸造表面.

• 过程: 通过压缩空气或离心车轮以60–100 m/s的速度推进媒体, 去除表面污染物 (例如。, 投资铸造中的陶瓷残留物) 并创建均匀的磨砂纹理.
• 结果: 表面粗糙度 (RA) 3.2–6.3μm; 改善油漆的粘附, 涂料, 或粉末饰面.
• 应用领域: 工业阀体, 泵外壳, 和结构性铸件，其中有纹理的表面有助于涂层保留.

腌制和钝化

这些化学处理通过去除杂质和稳定氧化铬被动层来增强耐腐蚀性.

• 腌制: 使用一硝基氟酸溶液溶解尺度, 锈, 并从铸造表面中自由铁. 去除热色至关重要 (氧化) 来自焊接或热处理区域.
• 钝化: 跟随腌制, 使用硝酸来富集表面氧化物层中的铬含量, 增强耐腐蚀性. 符合不锈钢的ASTM A967.
• 结果: 干净的, RA 1.6–3.2μm的无氧化物表面; 防止在氯化物环境中斑点 (例如。, 海水).
• 应用领域: 食品加工设备 (304 铸件), 海洋组成部分 (316 铸件), 和需要生物相容性的医疗设备.

电力

电抛光是一种电化学过程，可以去除一层金属层 (5–50μm) 要实现镜子般的饰面.

• 过程: 铸件充当电解质浴中的阳极 (磷酸/硫酸), 当前溶解表面不规则性.
• 结果: 超平滑表面 (RA0.025-0.1μm) 具有改善的清洁度 - 毛孔和缝隙 (细菌生长的潜在部位) 被淘汰.
• 优点: 增强30–50％的耐腐蚀性. 单独钝化; 减少动态应用中的摩擦 (例如。, 滑动零件).
• 应用领域: 药品设备 (316l铸件), 手术器械, 和必须最小化粒子脱落的半导体组件.

加工和表面公差

对于需要严格控制或精确交配表面的铸件, 加工通常与整理配对:

• 转身/铣削: 去除0.1-1毫米的材料以达到±0.01 mm的耐受性 (例如。, 阀座需要泄漏密封).
• 研磨: 表面研磨达到内部的平坦度 0.005 mm/m和RA 0.05–0.1μm, 航空航天铸件中的轴承表面至关重要.
• 螺纹/敲击: 创建精确的线程 (ISO度量或不致4ST) 在铸造法兰或配件中, 确保与管道系统的兼容性.

其他完成

• 珠子喷砂: 使用较软的媒体 (玻璃珠) 而不是射击以创建制服, 缎面结束 (RA1.6-3.2μm) 没有更改尺寸.
  在建筑铸造中常见 (例如。, 扶手) 审美吸引力.
• 电镀: 涂一层镍层, 铬合金, 或用于装饰目的或增强耐磨性的黄金.
  用于高端固定装置 (例如。, 海洋硬件) 外观至关重要.
• 激光雕刻: 添加了永久标记 (零件号, 徽标) 在不损害腐蚀性的情况下铸造表面, 航空航天和医疗应用中的可追溯性必不可少的.

7. 不锈钢铸造的机械和物理特性

8. 不锈钢铸造的优势

• 复杂的几何形状: 产生底切, 薄壁 (投资铸造≥1毫米), 和内部空腔-e.g。, 具有多端口设计的CF8M阀体.
• 上表面饰面: 投资铸造可实现RA 1.6–3.2μm, 减少后处理.
• 物质效率: 70–90％的材料利用率与. 30加工–50％, 降低原材料成本.
• 设计灵活性: 启用部分合并 (例如。, 更换 5 加工成分 1 铸件, 通过 40%).
• 合金多功能性: 与低成本的成绩兼容 430 高性能 310 (25CR-20NI) 对于极高的热量.

9. 局限性和挑战

• 成本更高: 30由于合金元素而引起的碳钢铸件贵–50％高 (例如。, 镍进 304).
• 漫长的交货时间: 投资铸造需要2-4周的工具和第一零件, vs. 1–2周铸造.
• 缺陷风险: 收缩 (1.5–2.0％的体积减少) 和热裂 (在马氏体等级) 没有精确的过程控制.
• 较厚的部分挑战: 由于冷却缓慢而导致的≥50毫米风险孔隙率≥50毫米; 需要立管 (额外的金属储层) 给熔融钢.

10. 不锈钢铸件的应用

航空业

• 部分: 涡轮刀片, 叶轮, 发动机组件, 结构部件, 排气系统.

汽车行业

• 部分: 排气歧管, 涡轮增压器外壳, 制动卡钳, 悬架组件.

化学和石化工业

• 部分: 阀, 泵, 管配件, 反应堆组件, 热交换器.

食品加工行业

• 部分: 搅拌机, 阀, 泵, 传送带组件, 处理设备.

海洋和造船业

• 部分: 螺旋桨, 轴, 阀, 泵外壳, 海水管道组件.

发电行业 (包括核和可再生能源)

• 部分: 涡轮组件, 阀体, 泵外壳, 发电机零件.

建筑和重型设备

• 部分: 液压成分, 挖掘机零件, 结构铸件, 起重设备.

医疗和制药行业

• 部分: 手术器械, 灭菌设备, 泵组件, 阀体.

水处理和管道

• 部分: 阀, 管配件, 泵外壳, 过滤器组件.

工业机械

• 部分: 齿轮, 住房, 轴承支撑, 机器基础, 液压成分.

11. 不锈钢铸造与. 锻造和加工

12. 质量控制和测试

• 非破坏性测试 (NDT):

• • X射线: 检测内部孔隙度 (压力容器至关重要).
  • 超声波: 识别厚部分的裂缝 (例如。, 双链管法兰).
  • 染料渗透剂: 揭示马氏体瓣膜中的表面缺陷 (ASTM E165).

• 维度检查: CMM (协调测量机) 验证公差为±0.005毫米.
• 化学分析: 光学发射光谱法 (OES) 确认合金组成 (例如。, 18CF8中的±1％Cr).
• 机械测试: 拉伸测试 (ASTM A370) 和影响测试 (Charpy V-Notch) 验证力量和韧性.

13. 结论

不锈钢铸造是一个多功能过程，可以平衡复杂性, 耐腐蚀性, 和成本, 能够生产跨行业的关键组成部分.

它有能力将熔融不锈钢转化为复杂的, 从海洋阀到医疗植入物，高性能零件使其在现代制造中无法替代.

而诸如成本和交货时间之类的挑战仍然存在, 过程控制的进步 (例如。, 固化的计算机模拟) 和材料科学 (例如。, 高渗透合金) 继续扩大其功能.

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常见问题解答

什么是不锈钢铸造的最佳方法?

取决于零件要求: 精确投资 (±0.05毫米) 和复杂性; sand, 低成本零件; 圆柱形组件（如管）等离心铸造.

铸造不锈钢有多坚固?

奥氏体等级 (CF8, CF8M) 具有550–650 MPA的拉伸强度; 马氏体CA15 (410) 到达 800 热处理时MPA; 双链CD4MCU超过 690 MPA.

可以焊接不锈钢?

是的. 奥氏体等级 (CF8, CF8M) 焊接308L填充剂; 马氏体等级需要预热 (200–300°C) 和焊后退火以避免破裂.

什么是CF8M不锈钢铸件用于?

CF8M (投掷 316) 是腐蚀性环境的理想选择: 化学处理阀, 离岸油配件, 和海洋硬件, 得益于其钼增强氯化物的耐药性.