1. Zavedení
Měď a její slitiny zaujímají klíčovou roli v moderním průmyslu kvůli jejich Vynikající elektrická vodivost, odolnost proti korozi, a Tepelný výkon.
Historicky, Civilizace se datuje 5000 BC zvládnuto měděné lití v jednoduchých kamenných formách, Položení základu pro dnešní sofistikované techniky.
V tomto článku, Zkoumáme celé spektrum metod obsazení mědi, Prozkoumejte jejich metalurgické principy, a průvodce inženýry při výběru optimálního procesu pro různé aplikace.
2. Základní principy kovového obsazení
Každá metoda obsazení sleduje čtyři základní fáze:
- Vytváření plísní - Technici tvoří dutinu v písku, kov, keramický, nebo omítka, která odráží geometrii části.
- Nalévání - pece roztavit měď (bod tání 1 083 ° C.) nebo slitiny až 1 600 ° C., Potom nalijte kapalinu do forem.
- Tuhnutí - Kontrolované chlazení - provozované tepelnou vodivostí (~ 400 W/M · K pro měď) a materiál plísní - vyvíjí vývoj mikrostruktury.
- Shake -out - Jakmile je pevná, Odlitky ukončete formu a podrobí se čištění a po zpracování.
Požadavky vysoké tepelné vodivosti mědi Vyšší forma předehřívá (200–400 ° C.) a přesné ovládání nalévání pro udržení plynulosti (Viskozita ~ 6 MPA · s na 1 200 ° C.).
Navíc, měď Tepelná roztažení (16.5 µm/m · k) k dosažení konečných rozměrů vyžaduje přesné kompenzace vzoru.
3. Metody lití hlavních slitin mědi
Měď a jeho slitiny -mosazi, bronzové, měděné nickely, a další - jsou obsazeny pomocí řady metod, které vyhovují různým objemu výroby, Mechanické požadavky, a rozměrové tolerance.
Každá technika nese odlišné výhody a omezení založená na charakteristikách slitiny a požadovaných výsledků komponent.
Tato část zkoumá nejvýznamnější metody lití slitiny mědi v moderní výrobě, Spolu s technickými poznatky o výběru procesu.
Lití písku
Přehled procesů & Zařízení
Lití písku zůstává jednou z nejstarších a nejrozšířenějších metod pro lití slitin mědi. Zahrnuje balení písku kolem opakovaně použitelného vzoru uvnitř plísní krabice.
Písek je spojen s hlínou (Zelený písek) nebo ztuhnout chemikáliemi (pryskyřice vázané nebo korejm aktivované písky). Po odstranění vzorů, roztavený kov se nalije do dutiny.
Výhody
- Nízké náklady na nástroje, vhodné pro nízké- pro středním objemové běhy
- Flexibilní velikosti dílů- od několika uncí na několik tun
- Kompatibilita široké slitiny
Omezení
- Hrubý povrch povrchové úpravy (RA 6,3-25 µm)
- Volné tolerance (obvykle ± 1,5–3 mm)
- Vyžaduje pro většinu přesných aplikací obráběcí obrábění po odcizení
Investice (Ztracený vosk) Obsazení
Přesná budova skořápky
Investiční obsazení K vybudování tenkého používá voskový model potažený keramickou kaši, Vysoce přesná plíseň. Po vyhoření, roztavený kov se nalije do předehřáté keramické formy.
Výhody
- Vynikající rozměrová přesnost (± 0,1–0,3 mm)
- Ideální pro složitý, Tenkostěnné geometrie
- Lepší povrchová úprava (RA 1,6-3,2 µm)
Výzvy
- Vyšší náklady na nástroje (Kvůli potřebě injekčních zemí)
- Delší doby cyklu, zejména pro konstrukci a vyhoření skořápky
- Obvykle ekonomické pouze pro Středně až vysoký objem výroba
Shell formované lití
Podrobnosti o procesu
Shell formování Používá vyhřívaný kovový vzor potažený pískem z pryskyřice. Když je vystaven teplu, Pryskyřice se nastavuje tak, aby vytvořila tenkou skořápku, která působí jako forma.
Proces vytváří přesnější a čistší odlitky než tradiční odlitky písku.
Výhody
- Zlepšená kvalita povrchu a definice
- Přísnější tolerance než formy zeleného písku
- Snížený příspěvek obrábění Kvůli odlévání tvaru téměř sítě
Omezení
- Vyšší náklady na materiál (Specializované pryskyřice a křemičité písky)
- Drahé nástroje vzorů (Požadované kovové vzory)
Odstředivé obsazení
Horizontální vs.. Vertikální nastavení
V odstředivém obsazení, roztavený kov se nalije do rotující formy, buď vodorovně nebo svisle.
Odstředivá síla distribuuje kov proti stěně formy, minimalizace porozity a zajištění vynikající integrity materiálu.
Klíčové výhody
- Vysoká hustota a snížená porozita—IDEAL pro komponenty zachycující tlak
- Směrové tuhnutí Zvyšuje mechanické vlastnosti
- Vhodné pro pouzdra, prsteny, trubice, a duté části
- Svislé obsazení často používané pro malé části; horizontální pro velké válce
Omezení
- Omezeno na rotačně symetrické části
- Nastavení nástrojů je Složitější a nákladnější než statické obsazení
Chill casting
Ovládání tuhnutí
Chill casting používá kovové formy (železo nebo ocel často) rychle extrahovat teplo z roztaveného kovu. Toto rychlé tuhnutí zdokonaluje strukturu zrn a zvyšuje mechanické vlastnosti.
Silné stránky
- Produkuje těžší, hustší odlitky (až do 50% Zvýšení tvrdosti vs. lití písku)
- Vynikající pro fosforový bronz a zbraň
- Nákladově efektivní pro opakující se lití barů, pruty, a malé části
Omezení
- Méně vhodný pro Složité geometrie
- Omezený rozsah velikosti kvůli omezením plísní
Zemřít (Hot-Chamber a Cold-Chamber)
Proces injekce tlaku
Odlévání smrtí zahrnuje injekci roztavených slitin mědi do vysoce pevné ocelové formy pod vysokým tlakem.
Stroje s chladicími komorami se obvykle používají kvůli vysokým bodům tání slitin mědi.
Výhody
- Rychlá míra výroby—Ideal pro hromadnou výrobu
- Vynikající povrchová úprava a přesnost (RA 1-2 µm, Tolerance ± 0,05 mm)
- Snižuje nebo eliminuje obrábění
Omezení
- Ne všechny slitiny mědi jsou vhodné (NAPŘ., Mosably s vysokým zinek mohou korodovat)
- Zemní nástroje je drahý (investice $50,000 nebo více)
- Nejlepší pro Střední až vysoké objemy
Nepřetržité obsazení
Přehled procesů
Roztavený kov se nalil do formy chlazené vodou, která nepřetržitě tvoří a tahá ztuhlý kov pomocí systému odběru.
Mezi běžné výstupy patří tyče, bary, a sochory pro obrábění nebo válcování.
Výhody
- Vysoká produktivita s minimálním lidským zásahem
- Vynikající mechanické vlastnosti Kvůli kontrolovanému tuhnutí
- Hladké povrchy a přímost vhodné pro automatické obrábění krmiva
- Nízká rychlost šrotu a lepší výnos (nad 90% Využití materiálu)
Typické slitiny
- Cínové bronzy, Vedoucí bronzy, Fosforové bronzy, a mědi
Odlévání sádry
Specializované použití
Tento proces využívá sádry nebo keramické formy vytvořené kolem vzoru pro zachycení jemných detailů a těsných tolerance.
Forma je odstraněna po odlitku zlomením nebo rozpuštěním omítky.
Výhody
- Vynikající pro složité tvary a Hladké povrchové povrchové úpravy
- Dobré pro Prototypy a nízký objem výroba
Nevýhody
- Nízká propustnost—Memity velikosti obsazení
- Delší doba přípravy a omezená životnost plísní
Souhrnná porovnávací tabulka
| Metoda obsazení | Povrchová úprava (Ra) | Rozměrová tolerance | Typické svazky | Klíčové silné stránky |
|---|---|---|---|---|
| Lití písku | 6.3–25 µm | ± 1,5–3 mm | Nízký až vysoký | Nízké náklady, Flexibilita slitiny |
| Investiční obsazení | 1.6–3,2 µm | ± 0,1–0,3 mm | Střední až vysoko | Vysoká přesnost, Složité díly |
| Shell formované lití | 1.6–3,2 µm | ± 0,25–0,5 mm | Střední | Těsné tolerance, Automation-Ready |
| Odstředivé obsazení | 3.2–6,3 µm | ± 0,25–1,0 mm | Střední | Vysoká hustota, minimální vady |
| Chill casting | 3.2–6,3 µm | ± 0,5–1,0 mm | Střední | Vylepšené mechanické vlastnosti |
| Zemřít | 1–2 µm | ± 0,05–0,2 mm | Vysoký | Rychlé cykly, minimální obrábění |
| Nepřetržité obsazení | 3.2–6,3 µm | ± 0,2–0,5 mm/m | Velmi vysoká | Nákladově efektivní výroba sochory |
| Odlévání sádry | 1.6–3,2 µm | ± 0,1–0,3 mm | Nízký až střední | Detailní, složité tvary |
4. Běžné slitiny mědi používané při odlévání
Foundries obsadil širokou škálu slitin založených na mědi, Každý z nich byl navržen tak, aby vyvážil mechanickou sílu, odolnost proti korozi, tepelný a elektrický výkon, a castiability.
| Slitina | Označení | Složení (WT%) | Klíčové vlastnosti | Preferované metody obsazení | Typické aplikace |
|---|---|---|---|---|---|
| Mosaz s volným mícháním | C36000 / CZ121 | 61 S -35zn - 3pb | Tahové: 345 MPA Prodloužení: 20 % Vodivost: 29 %IAC |
Písek, Investice, Zemřít, Shell formování | CNC -MACHINED FITTINGS, rychlostní stupně, elektrické terminály |
| Nízkopodlažní mosaz | C46400 / CZ122 | 60 S -39Zn -1pb | Tahové: 330 MPA Prodloužení: 15 % Komf. NSF - 61 |
Písek, Investice, Zemřít | Ventily pitné vody, instalatérské příslušenství |
| Ložiska bronzu | C93200 | 90 S -10sn | Tahové: 310 MPA Tvrdost: HB90 Vynikající odpor opotřebení |
Písek, Chlad, Odstředivý | Pouzdra, tahové podložky, Ložiska s těžkým zatížením |
| Hliníkový bronz | C95400 | 88 CU-9AL-2O-1st | Tahové: 450 MPA Tvrdost: HB120 Silná odolnost proti korozi mořské vody |
Zemřít, Odstředivý, Shell formování | Mořský hardware, Oběžné kol, komponenty ventilu |
| Fosforový bronz | C51000 | 94.8 Cu - 5SN - 0,2p | Tahové: 270 MPA Prodloužení: 10 % Dobrá únava & Vlastnosti jara |
Investice, Písek, Zemřít | Prameny, Elektrické kontakty, membrány |
Měď -nockel (90–10) |
C70600 | 90 S - 10ni | Tahové: 250 MPA Prodloužení: 40 % Výjimečný odolnost proti biofoulingu |
Písek, Odstředivý, Nepřetržité | Tepelné výměny mořské vody, mořské potrubí |
| Měď -nockel (70–30) | C71500 | 70 S - 30ni | Tahové: 300 MPA Vynikající odolnost proti chloridu a erozi |
Písek, Nepřetržité, Odstředivý | Trubky kondenzátoru, Offshore hardware |
| Beryllium Copper | C17200 | 98 S - 2be | Tahové: až 1400 mPa (ve věku) Vodivost: 22 %IAC |
Investice, Chlad, Zemřít | Springy s vysokou relibilitou, Nesparkingové nástroje, konektory |
| Křemíkový bronz | C65500 | 95 S - 5si | Tahové: 310 MPA Odolná vůči korozi v mořském/chemické látce |
Písek, Investice, Shell formování | Dekorativní hardware, kování lodí |
5. Závěr
Slévky mědi a mědi nabízejí bohatou řadu nástrojů metod obsazení - náklady, přesnost, Mechanický výkon, a Objem výroby.
Pochopením nuancí procesu - od materiálů plísní a tepelného řízení po chování slitiny - mohou inteligenti optimalizovat návrh součástí, minimalizovat šrot, a zajistit spolehlivý výkon.
Jako technologie jako Aditivní výroba formy a Simulace v reálném čase zralý, Casting mědi se bude i nadále vyvíjet, udržení své kritické role ve vysoce výkonné výrobě.
Na TENTO, S potěšením diskutujeme o vašem projektu na začátku procesu navrhování, abychom zajistili, že je vybrána jakákoli slitina nebo použito po odcizení léčby, Výsledek splní vaše mechanické a výkonné specifikace.
Diskutovat o vašich požadavcích, e-mail sales@casting-čna.com.
Časté časté
Mohou být všechny slitiny mědi odletěné?
Žádný. Pouze specifické slitiny jako Hliníkové bronzy, Vysoké mosazné mosazi, a Silikonové mosazi jsou vhodné pro zemřít kvůli vysokým tlakům a rychlému chlazení.
Slitiny jako Fosforový bronz nebo Gunmetal jsou vhodnější pro odlévání písku nebo chlazení.
Jaký je rozdíl mezi odstředivým a chladem?
- Odstředivé obsazení používá rotační sílu k zatlačení roztaveného kovu do formy, produkující husté, Komponenty bez vad (Ideální pro trubky, pouzdra, a rukávy).
- Chill casting Používá statické kovové formy k rychlému zpevnění povrchu, Zlepšení mechanických vlastností a zmenšení velikosti zrna - zejména účinné pro Cínové bronzy.
Proč je preferováno nepřetržité lití pro tyčinky s vysokým objemem mědi?
Nepřetržité obsazení Nabízí konzistentní kvalitu, Vynikající mechanické vlastnosti, a nízké sazby šrotu.
Je to optimální pro Fosforový bronz, Gunmetal, a Vedoucí bronz Billets, zvláště když jsou integrovány s procesy válcování nebo vytlačování.
Jaké post zpracování je vyžadováno po odlévání slitin mědi?
V závislosti na metodě lití a slitiny, Následné zpracování může zahrnovat:
- Tepelné zpracování pro úlevu od stresu nebo stárnutí (Zejména pro měď berylium)
- Obrábění pro kritické povrchy nebo těsné tolerance
- Povrchová úprava, jako je leštění nebo povlak pro ochranu proti korozi nebo estetika
