Kompanija za lijevanje od karbonskih čelika

Lijevanje pijeska je okosnica za proizvodnju teških komponenata, kombiniranje niskih troškova alata sa gotovo neograničenom geometrijskom slobodom.

Među bavelim legurima, Carbon čelik (sa ugljikom ispod 0.30 wt%) ističe se za isporuku žilavosti, snaga, i zavarivost u dijelovima u rasponu od malih kućišta pumpe do multi-tonskih mjenjača.

U ovom sveobuhvatnom pregledu, Istražujemo livenje pijeska ugljičnog čelika od njegovih metalurških korijena kroz korake procesa, Praksa za dizajn, i kontrole kvaliteta.

2. Šta je livenje pijeska od ugljičnog čelika?

U Karbonski čelični pijesak, Livnice sipaju rastopljeni ugljen-definirani od strane 0.05-0.30 WT% ugljik--Into kalupi formirani od neizvečenog ili vezanog pijeska.

Za razliku od viših legura čelika, Karbonski čelik nudi a osjetljiv balans od snaga, žilavost, obratnost, i zavabivost, sve po nižoj cijeni po kilogramu.

Štaviše, Proračuni alata za lijevanje pijeska počinju što niže USD 500 Za jednostavne obrasce, Omogućavanje ekonomske proizvodnje prototipa i jednokratnih dijelova, kao i serija naleti u desetine hiljada jedinica.

3. Metalurgijski temelji

Čvrsto razumijevanje metalurgije ugljičnog čelika podupira svaku uspješnu aplikaciju za lijevanje pijeska.

Posebno, međusobna Sadržaj ugljika, Nivo silikona, i maloljetnik Legirani elementi diktira fluidnost, Ponašanje skupljanja,

i as-liveni mikrostrukturu, od kojih svaka utječe mehaničke performanse i sklonost oštećenju.

Ugljik & Klasifikacija čelika

Karbonski čelici spadaju u tri široke kategorije na osnovu njihovog ugljika u odnosu na težinu:

• Steels niskog ugljika (≤ 0.15 % C): Prinose krajnje zatezne snage (Uts) od 350-450 MPa i zaduživanje veće 20 %, čineći ih vrlo duktilnim i zavarivim.
• Srednje ugljični čelici (0.15-0.30 % C): Ponuditi uts of 450-550 MPa sa produženjima 10-15 %, Balansiranje čvrstoće i žilavosti.
• Visoko ugljični čelici (> 0.30 % C): Izložba uts iznad 600 MPa, ali njihova asfalt bahat Limits raširena upotreba u livenju pijeska.

Uobičajene livene ocjene uključuju ASTM A216 WCB (0.24-0.27 % C, Uts ~ 415 MPa), ASTM A27 (0.23-0.29 % C, Uts ~ 345 MPa), i DIN GS-42 (0.38-0.45 % C, Uts ~ 520 MPa).

Ovi razredi ilustriraju koliko suptilne smjene u sadržaju ugljika prevode na različite profile čvrstoće i duktilnosti.

Uloga silikona u fluidnosti & Skupljanje

Silicijum, obično prisutan na 1.8-2.2 %, vrši dvostruku funkciju:

1. Poboljšanje fluidnosti: Svaki 0.5 % Povećanje SI može poboljšati fluidnost rastopljenog čelika do 12 %, Osiguravanje više potpunih punjenja kalupa i finije detaljne reprodukcije.
2. Kontrola skupljanja: Silicijum promoviše grafitizaciju tokom učvršćivanja, smanjujući volumetrijsku poroznost skupljanja za otprilike 15 % u poređenju s niskim silima.

Samim tim, Livnice često ciljaju nivoi silicijuma u blizini gornjeg raspona za umanjivanje unutarnjih praznina i poboljšati površinsku obradu.

Legirani dodaci za specijalizirane nekretnine

Izvan ugljenika i silicijuma, mangan, hrom, i molibdenum Krojači performanse za zahtjevne okruženja:

• Mangan (0.6-1.0 %): Djeluje kao deoksidizer, Rafinira veličinu zrna, i povećava vlačnu čvrstoću do 20 % bez teško ugroženog žilavosti.
• Hrom (≤ 0.5 %): Povećava otpornost na ublažavanje i trošenje, Posebno vrijedno u komponentama koje podliježu abrazivnim medijima.
• Molibdenum (≤ 0.3 %): Podiže čvrstoća na visokoj temperaturi i otpornost na puzanje, što ga čini neophodnim u dijelovima poput ispušnih razvodnika i tela za hvatanje pare.

As-liveni mikrostruktura

Dok se rastopljeni čelik hladi u peskom kalupu, učvršćuje se u a feritna pearlite matrica:

• Ferita (mekan, Dukes) Obrasci prvo na temperaturama odmah ispod likvida, Pružanje temelja za žilavost.
• Pearlite (Lamelar cementit-ferit) pojavljuje se na nižim temperaturama, prenoseći otpor tvrdoće i habanja.

Tipične stope hlađenja slatka (1-5 ° C / s) prinositi a feritna djela od 40-60 %, sa Pearlitiom koji sadrži ravnotežu.

U debljim dijelovima, Sporije hlađenje može povećati biserni sadržaj, podizanje tvrdoće do 15 HB ali smanjenje izduženja 2-3 %.

4. Pregled procesa livenog pijeska

Lijevanje pijeska pretvara rastopljeni ugljen čelik u složene oblike pomoću potrošnih peskovnih kalupa.

Ispod, Mi detaljno detaljno opisujemo i koračaju, Izgradnja kalupa, Izlivanje i učvršćivanje, i protrese sa čišćenjem - istovremeno ističući najbolje prakse vođene podacima.

Uzorak i kurenje

Prvo i najvažnije, Preciznost uzoraka diktira odstupanje od asfalta. Livnice obično koriste:

Materijali uzoraka:

• CNC-obrađeni aluminijum drži ± 0,02 mm Dimenzionalna tačnost.
• Obrasci drveta (Za male količine) postići ± 0,2 mm.
• 3D-tiskana smola Uzorci eliminiraju vremena olova na složenim oblicima.

Proizvodnja jezgre:

• Jezgra zelenog peska kombinirati 85-90 % Silikatni pijesak, 5-7 % Bentonite Clay, i 2-3 % voda, Zatim kompaktni pritisak zraka od 4-6 bara.
• Kurseve smole bez peka Koristite fenolni ili furan veziva, nudeći jezgrene snage od 4-6 MPa sa gornjim propusnošću 300 Plin M³ / m² · min.

Kroz precizni uzorak i kura, Livnice minimaliziraju dimenzijske varijacije i interne nedostatke.

Izgradnja kalupa

Sastav kalupa:

• 90 % Silikatni pijesak, 5-7 % glina, i 2-3 % Voda za kalupe za zeleno pesak.
• Hemijski vezani pijesci (E.g., Furan smola) smanjite vlagu < 0.5 %, zatezanje tolerancija na CT9-CT12.

Sabijanje & Tvrdoća:

• Ciljati tvrdoća matrice od 60-70 ha (Obala a) osigurava integritet kalupa i dosljedno skupljanje.
• Pravilan propusnost (≥ 300 Plin M³ / m² · min) sprečava hvatanje gasa i poroznost.

Montaža kalupa:

• Inženjeri postavljaju jezgre u kopču i povlače, koristeći chaplets ili core printove za održavanje poravnanja unutar ± 0,5 mm.
• Nanose slojeve za odvajanje (tipično debljine 0,1-0,3 mm) za olakšanje otpuštanja uzorka i poboljšanje završne obrade površine.

Kontrolom svojstava pijeska i zbijanja, kalupi za livenje u pesku se dosledno susreću ISO CT11-CT14 sposobnosti.

Izlivanje i učvršćivanje

Sa spremnim kalupima, livnice nastavljaju:

Preparat za rastopanje:

• Indukcijske peći zagrijavaju ugljični čelik 1450–1550 °C, držite 5-10 minuta da se hemija homogenizuje.
• Inženjeri livnice uklanjaju šljaku i prilagođavaju ugljenik i silicijum ciljanom sastavu (± 0.02 % C, ± 0.05 % I).

Kaing & Dizajn riser:

• Dobro izbalansiran gate area (kapija: omjer trkača ~ 1:3) osigurava laminarni protok.
• Rizeri veličine u 10 % skupljanja ulaznog volumena livenja, obično se nalazi na najtežem dijelu kako bi potaknuo usmjereno skrućivanje.

Stope hlađenja:

• Tanki rezovi se hlade na 5–10 °C/s, favorizira feritnu formiranje i sitnije veličine zrna (~ 15 μm).
• Debeli zidovi hlađuju 1-3 ° C / s; hladnoća (E.g., bakar umetci) ubrzati lokalnu solidnost prema gore 50 %, Smanjenje poroznosti za smanjivanje.

Kombiniranjem preciznog regulacije topljenja sa optimiziranim gatingom, Livnice postižu zvuk, Dimenzionalno dosljedne odljeve.

Othaka, Čišćenje, i bjekstvo

Konačno, Odljevci se pojavljuju iz kalupa:

Othaka:

• Automatizirani vibracijski sustavi odvojeni pijesak od metala u roku od 5-10 minuta po seriji.

Koji traže & Pucanj:

• Sustavi od zraka ili visokog pritiska klima uređaju uklanjaju preostali pijesak, postizanje osnovne završne obrade RA 6-12 μm.

Operativne operacije:

• Radnici brusili ili strojne kapije i usporedi Stubovi, Trim bljeskalica, i mješavaju prelaze, obično uklanjajući 1-3 mm zaliha za susret završnim dimenzijskim tolerancijama.

Prefiskacija:

• Odljevci su podvrgnuti vizualnim provjerama i dimenzionalnim mjerenjima (± 0.5 mm na kritičnim karakteristikama) Prije prelaska na punu inspekciju.

Kroz sistematsko shake-out i čišćenje, Livnice pripremaju odljeve od ugljičnog čelika za strogu osiguranja kvaliteta i moguće liječenje post-cast.

5. Dizajn za lijevanje pijeska

Efektivni izračunavanje lijeva dizajna za:

• Nacrt uglova (1-3 °): Sprečite oštećenje uzoraka; čvršći uglovi povećavaju trošenje alata.
• Mašinska obrada (1-3 mm): Osigurava da završavaju završne karakteristike CT11-CT12 bez prerade.
• Naknada za kontrakciju (1.0-1,3 mm / 100 mm): Nadoknađuje se za učvršćivanje.
• Jednoliko debljina zida (± 10 mm): Izbjegava vruće tačke i unutrašnje naprezanje.
• Fileti & Radii (> 1 mm): Smanjite koncentracije stresa i pojednostavite metalni protok.
• Postavljanje grede / uspona: Poravnanje poravnanja s debelim dijelovima za promociju usmjerava učvršćenja, Smanjivanje poroznosti Shrink 30 %.

6. Mogućnost procesa & Dimenzionalna kontrola

Kontroliranje dimenzija i postizanje ponovljivih tolerancija u livenju pijeska u ugljičnim čeličnim čelikom ostaje i izazov i mjerila ljevaonice izvrsnosti.

Ocjene tolerancije u livenju pijeska

Dimenzionalna tolerancija odnosi se na dopuštene granice varijacije u fizičkoj dimenziji lijeva komponente.

U livenju pijeska, Tolerancije su najčešće klasificirane pod ISO 8062-3 standard, koji definira Ocjene tolerancije od livenja (CT) iz CT1 (najprepitniji) do CT16 (najmanje precizan).

Za odljevce pijeska od ugljičnog čelika, Dostižne tolerancije obično spadaju unutar:

Proces livenja	ISO tolerancija	Raspon tolerancije na linearni dimenzija (mm)
Zeleni pijesak	CT13 - CT4	± 2,0 - ± 3,5 mm (za 100 MM dimenzija)
Pesak bez peka	CT11 - CT13	± 1,0 - ± 2,5 mm
Kalup za školjke	CT8 - CT10	± 0,6 - ± 1,5 mm

Ključni faktori koji utječu na preciznost dimenzija

1. Karakteristike pijeska

• Finoću zrna: Finer žitarice Poboljšajte detaljna reprodukcija i površinski obrada, ali smanjite propusnost i može utjecati na integritet kalupa.
• Vlaga & Sadržaj veziva: Nepravilni omjeri mješavine pijeska uzrokuju izobličenje kalupa ili oštećenja na plin, vodeći do nedosljednosti dimenzija.

2. Sabijanje kalupa

• Ujednačen sabijanje osigurava dosljedne dimenzije šupljine. Neadekvatno rammiranje ili vibracija mogu uzrokovati lokalizirani zidni kolaps ili varijacije.

3. Tačnost uzoraka

• Trošenje uzoraka, Termička izobličenja, ili ručno rezbarenje mogu uvesti pogreške. CNC-mljeveni ili 3D štampani obrasci poboljšavaju reproduktivnost.

4. Toplotno skupljanje

• Carbon čelik obično ugovori 1.0% do 2.5% Tokom učvršćenja i hlađenja, Ovisno o kompoziciji i geometriji.
• Složene geometrije mogu zahtijevati diferencijalne nadoknade za skupljanje.

5. Debljina presjeka

• Tanki zidni prostori hlade se brže i ugovaraju više uniformi.
• Debeli dijelovi mogu izložiti centralnu skupljanje u centru, vruće tačke, ili uprljati ako nisu pravilno postepene ili ohlađene.

Tehnike za poboljšanu dimenzionalnu kontrolu

Da biste poboljšali preciznost lijevanja i smanjite zahtjeve nakon obrade, Moderne livere zapošljavaju nekoliko strategija:

• Upotreba čvrstih oblikovanja sistema: Hemijski vezani pijesak pokazuju bolju dimenzionalnu stabilnost od tradicionalnog zelenog pijeska.
• Kalup prije grijanja: Grijanje kalupa prije sipanja smanjuje razlike u temperaturi i izvađaju.
• Ohladiti plasman: Strateški postavljene metalne hladnoće ubrzavaju hlađenje u vrućim tačkima da bi se smanjile neujednačene kontrakcije.
• Softver za simulaciju: Učvršćivanje i termička simulacija pomažu i nadoknađuju skupljanje i izobličenje u dizajnu.

Očekivanja površinske završne obrade

Površinska hrapavost u čeličnom čeliku od livenog pijeska općenito se mjeri u Ra (mikroni):

Proces oblikovanja	Tipična hrapavost površine (Ra)
Zeleni pijesak	12 - 25 μm
Pesak bez peka	6 - 12 μm
Oblikovanje školjkama	3 - 6 μm

7. Osiguranje kvaliteta & Testiranje

Mehanički testiranje

Livnice potvrđuju mehaničke performanse po:

• ASTM E8: Zatezna čvrstoća i izduženje.
• ASTM E23: Čvrstoća V-zareda utjecaj na žilavost.
• Tvrdoća rockwella (HRC 20-30): Mjere površinske tvrdoće.

Nerazovavajuća evaluacija

Koristimo:

• Radiografija: Otkriva internu poroznost ≥ 2 mm.
• Ultrazvučno testiranje: Locira volumetrijske mane ≥ 1 mm.
• Inspekcija magnetske čestice: Otkriva površinske pukotine ≥ 0.5 mm.

Statistička kontrola procesa

Praćenjem CP i CPK, Livnice osiguravaju CPK ≥ 1.33 Za kritične dimenzije.

Prvi članak inspekcija (Fai) Potvrđuje da početne odljeve ispunjavaju zahtjeve DCTG prije nego što pune proizvodne pokrene.

8. Tretmani za livenje

Iako početni proces livenja definira oblik i opća svojstva komponenti ugljičnog čelika,

Tretmani nakon kastinga igraju kritičnu ulogu u unapređenju mehaničkih performansi, Dimenzionalna tačnost, kvalitet površine, i dugoročna izdržljivost.

Ove sekundarne operacije nisu samo usavršavanje - oni su bitni koraci koji transformiraju sirove odlive u industrijske komponente visokih performansi koje mogu izdržati teške uvjete usluga.

Toplinski tretmani

Karbonski čelični odljevi često se prolaze niz Toplinski tretmani Da bi se prilagodilo njihovu mikrostrukturu i poboljšala mehanička svojstva.

Izbor tretmana ovisi o zahtjevima za aplikacije, željena tvrdoća, duktilnost, i unutarnje stanje stresa.

Normalizacija

• Proces: Grijanje na ~ 870-950 ° C, nakon čega slijedi hlađenje vazduhom.
• Svrha: Rafinira strukturu zrna, ublažava unutrašnje naprezanje, i poboljšava obratnost.
• Efekat: Promovira jednoliku feritnu pearlitnu matricu s poboljšanom čvrstoćom i žilavošću.

Gašenje i kaljenje

• Proces: Brzo hlađenje (obično u ulju ili vodi) iz temperature austenistiranja (~ 840-900 ° C), nakon čega slijedi zagrevanje na ~ 500-650 ° C.
• Svrha: Povećava čvrstoću i zateznu čvrstoću dok kontrolirate prženost.
• Tipična primjena: Komponente otporne na habanje i strukturni dijelovi podvrgnuti su utjecaju.

Žarljivost

• Proces: Sporo hlađenje od ~ 800-850 ° C.
• Svrha: Sokšava materijal za lakše obradu i poboljšava stabilnost dimenzija.
• Efekat: Proizvodi grubu feritnu strukturu sa smanjenom tvrdoćom i čvrstoćom.

Oslobođenje stresa

• Temperaturni raspon: 540-650 ° C.
• Svrha: Smanjuje preostale napore od neujednačene učvršćivanja ili obrade bez značajnog mijenjanja mikrostrukture.

Tačka podataka: ASTM A216 WCB odlivci, zajednički razred sa niskim ugljičnim čelikom, Obično dosegnute zatezne snage 485-655 MPa nakon normalizacije i kaljenja.

Metode površinske poboljšanja

Kvaliteta površine ključna je u okruženjima izloženim haljini, korozija, ili trenje. Površinski tretmani nakon kastinga ne samo poboljšavaju estetiku, već i značajno proširuju život komponenata.

Pucano miniranje i pucanje

• Svrha: Uklanja preostali pijesak, skala, i oksidi; poboljšava život umora navlačenjem stresa kompresivne površine.
• Hrapavost površine: SNIŽENO NA 6-12 μM RA, Ovisno o medijima i intenzitetu.

Premazi i Oblaganje

• Cink premaz (Pocinčavanje): Poboljšava otpor korozije, posebno za upotrebu na otvorenom ili moru.
• Premazi fosfata i crnog oksida: Navedite podmazivanje i minimalnu zaštitu od hrđe.
• Hrom ili nikl oblaganje: Koristi se u specijaliziranim aplikacijama za poboljšanu površinsku tvrdoću ili hemijsku otpornost.

Slikanje i Praškasti premaz

• Uobičajeno za nekritične površine, Pružanje i otpornosti na koroziju i vizuelnu privlačnost.
• Obično se primjenjuje nakon obrade za očuvanje dimenzionalnih tolerancija.

CNC obrada livenog ugljičnog čelika

Zbog kože za livenje, Mikrostrukturna heterogenost, i potencijalni preostali naponi, Lijevani čelik zahtijeva pažljivo odabrano CNC obrada Strategije za održavanje tolerancije i izbjegavanje trošenja alata.

Razmatranja obrade:

• Alat: Upotreba karbidnih ili obloženih alata za poboljšanu otpornost na habanje.
• Hrana i brzine: Niže brzine rezanja (60-120 m / i) i umjeren hrani za smanjenje ćaska i generacije topline.
• Upotreba rashladne tečnosti: Emulgirane tekućine za rezanje preporučuju se za toplotnu kontrolu i evakuaciju čipa.
• Dodatak: Obično 1-3 mm obrade zalihe ostavlja na livenim površinama za obradu završne obrade.

9. Ključne industrijske aplikacije

Ulja & Plinska industrija

• Tijela ventila
• Kućišta pumpe
• Prirubnice i okovi

Proizvodnja teške opreme

• Kućišta mjenjača
• Pratite veze i radove
• Protuteža

Razvoj infrastrukture

• Poklopci i okviri šahta
• Željezničke komponente
• Dijelovi vode i kanalizacije

Automobili i transport

• Komponente motora
• Šasije i dijelovi ovjesa
• Dijelovi za kamione i prikolice

Generacija energije

• Kućište turbine
• Plodovi pod pritiskom
• Komponente izmjenjivača topline

Marinac i brodogradnja

• Osovine i ležajevi propelera
• Komponente palube
• Trupni fitinzi

Obnovljiva energija

• Vetroverski čvorišta i okviri za turbine
• Komponente hidroelektrane
• Solarne montažne strukture

10. Zajedničke ocjene lijevanja od karbonskih čelika (Globalni pregled)

11. OvoMogućnosti lijevanja pijeska

Kao pouzdano ime u preciznom metalcastingu, Livnica Deze donosi desetljeće iskustva i inovacije u industriji lijevanja od karbonskih čelika.

Kombiniranje naprednih sadržaja, Robusne inženjerske prakse, i rigorozno osiguranje kvaliteta,

Ovo se etablirao kao strateški partner za zahtjevne globalne klijente preko ulja & plin, prevoz, energija, i sektori teške opreme.

Ljevna infrastruktura & Tehnologija

Ovo radi u potpunosti integrirane linije za lijevanje pijeska dizajnirane za srednje do velikih odljevaka u rasponu od 2 kg prevrnuti 5,000 kg. Naši sadržaji imaju:

• Automatizirane linije za oblikovanje Za visoku ponovljivost i dosljednu dimenzijsku tačnost
• Fleksibilne vrste kalupa: zeleni pijesak, Furan Ne-Peći, i sustavi koji se vezuju
• 3D-tiskani obrasci i CNC-obrađene alate za brzo prototipiranje i složene geometrije
• Kapacitet topljenja na licu mjesta sa električnim lučnim i indukcijskim pećima koje podržavaju i karbonski i nisko legure

Ponuđene su karbonske ocjene čelika

Izrađujemo širok spektar razreda od karbonskih čelika, Prilagođeno za strukturne i habanje kritične aplikacije, uključujući:

• ASTM A216 WCB - Komponente zadržavanja pritiska, Opći namenski karbonski čelik
• ASTM A27 stupanj 60-30 / 70-36 - Opća industrijska upotreba, Niska do srednje čvrstoće
• ASTM A148 105-85 - Livenje visokog čvrstoće za otpornost na habanje i umor
• Prilagođene ocjene Sa legiranim elementima (CR, Mo, MN, U) Da biste upoznali specifikacije klijenta

Sve kompozicije za topljenje su provjerene koristeći koristeći Spektrometrijska analiza i kontrolirani na uteme u tijesnim tolerancijama za dosljednost.

Preciznost dimenzija & Kontrola procesa

Ovo bacaju do tolerancijskih razreda između CT10 - CT13, sa ostvarivim površinskim filijama RA 6-12 μm, Ovisno o procesu kalupa i složenosti dijela.

Dimenzionalna tačnost se poboljšava kroz:

• Kontrolirani sabijanje i regulacija vlage
• Simulacije procesa koristeći MagmaSoft® i Procest za garanje, riser, i optimizacija učvršćenju
• Praćenje u procesu i Statistička kontrola procesa (SPC) Da se minimizira varijacije livenja

Za kritične komponente kritične misije, CT skeniranje i CMM inspekcija Provjerite geometrijsku sukladnost i unutrašnji integritet.

Usluge post-livenja

Da biste isporučili gotove komponente, Ovo nudi sveobuhvatan apartman za završnu obradu i usluge nakon prerade:

• Toplotni tretman u kući: normalizacija, žarljivost, gašenje, i kaljenje
• Obrada do uskih tolerancija sa CNC okretanjem, glodanje, i bušenje
• Površinska zaštita: pucanj, slikanje, pocinčavanje, i prilagođeni premazi
• Nerazorno ispitivanje (NDT): ultrazvučan, radiografski, i inspekcija magnetske čestice

12. Zaključak

Carbon čelični pijesak odvodstvo isporučuje neusporedivu vrijednost za tešku dužnost, Komponente velike količine.

Integriranjem zvučnih metalurških praksi, Robusne kontrole procesa, Dizajn-za kavana, i rigorozni qa, Proizvođači mogu proizvesti trajne dijelove koji ispunjavaju uske funkcionalne zahtjeve po konkurentnim troškovima.

Ovo je savršen izbor za vaše potrebe za proizvodnjom ako vam je potreban visokokvalitetni Usluge livenja od karbonskih čelika.

Kontaktirajte nas danas!