Fabricant de coulée de sable de fer ductile

Services de coulée de sable de fer ductile

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1. Introduction

La coulée de sable de fer ductile est un processus de fabrication qui combine les avantages métallurgiques du fer ductile - un alliage avec des nodules de graphite sphérique - avec la polyvalence de la coulée de sable pour produire, composants ductiles.

Défini comme la production de pièces de forme quasi en versant en versant du fer ductile fondu dans des moules de sable, Ce processus équilibre les performances, coût, et évolutivité, En faire une pierre angulaire des industries de l'automobile à l'infrastructure.

2. Qu'est-ce que le fer ductile?

Fer à fonte ductile, également connu sous le nom fonte nodulaire ou fer à graphite sphéroïdal (Sg de fer), est un type de fonte qui présente une force supérieure, dureté, et la ductilité par rapport au fer gris traditionnel.

Sa caractéristique de distinction clé se trouve sous la forme de son graphite: nodules sphériques au lieu de flocons pointus.

Cette microstructure unique entraîne une amélioration des propriétés mécaniques, en particulier sous les charges de traction et d'impact.

Développé dans 1943 par Keith Millis, Le fer ductile est devenu un matériau révolutionnaire en raison de sa capacité à combiner les avantages de la coulée du fer (fluidité, facilité d'usinage, et résistance à l'usure) avec des propriétés mécaniques plus proches de l'acier doux.

Pièces de coulée de sable en fer ductile
Pièces de coulée de sable en fer ductile

Composition et métallurgie

La composition chimique typique du fer ductile est:

  • Carbone (C): 3.2–3,8%
  • Silicium (Et): 2.2–2,8%
  • Manganèse (Mn): ≤0,3%
  • Magnésium (Mg): 0.03–0,08% (Élément nodulisant)
  • Phosphore (P.): ≤0,05%
  • Soufre (S): ≤0,02%
  • Fer (Fe): Équilibre

L'ajout de magnésium ou de cérium pendant le traitement à la fusion transforme la morphologie du graphite à partir des flocons (Comme dans le fer gris) aux nodules, ce qui réduit considérablement les points de concentration de stress.

Types de matrice

Les performances du fer ductile sont fortement influencées par sa structure matricielle, qui peut être adapté à l'alliage et à la vitesse de refroidissement:

  • Matrice ferritique: Souple et ductile, avec allongement jusqu'à 18%, Idéal pour les composants résistants à l'impact.
  • Matrice perlitique: Résistance à la traction plus élevée (jusqu'à 700 MPa) et résistance à l'usure, couramment utilisé dans les engrenages et les vileoussages.
  • Mélange de ferrite - pearlite: Propriétés mécaniques équilibrées pour les applications d'ingénierie générale.
  • Fer ductile austère (Adi): Variante traitée à la chaleur avec une résistance à la traction dépassant 1,200 MPa Et une excellente vie de fatigue.

3. Pourquoi la coulée de sable pour le fer ductile?

Moulage au sable reste le Méthode de fabrication la plus utilisée pour le fer ductile En raison de sa flexibilité, rentabilité, et capacité à produire une large gamme de formes et de tailles.

La combinaison unique de résistance du fer ductile, ductilité, et la machinabilité en fait un matériau préféré pour diverses industries, Et lorsqu'il est associé à un moulage de sable, Il offre une conception importante et des avantages économiques.

Pièces de machines de coulée de sable en fer ductile
Pièces de machines de coulée de sable en fer ductile

Rentabilité et évolutivité

  • Réduire les coûts d'outillage: Par rapport à la moule permanente ou à la coulée d'investissement, La coulée de sable nécessite une plus simple, Outillage moins cher.
    Pour les prototypes ou la production de volume faible à moyen, Les économies de coûts peuvent être aussi élevées que 30–50%.
  • Efficacité matérielle: Avec des moules de sable étant 90–95% recyclable, Les déchets de matériaux sont minimisés, contribuant à la réduction globale des coûts.
  • Volume de production flexible: La coulée de sable est tout aussi efficace pour prototypes uniques et Production de masse- en particulier lorsque vous utilisez des lignes de moulage automatisées.

Flexibilité de taille et de poids

  • La coulée de sable est idéale pour produire grandes composants en fer ductile, allant de quelques kilogrammes à plus 2000 kg (2 tonnes), ce qui est difficile pour la casting d'investissement ou le casting.
  • Le processus peut accueillir des sections épaisses (50 mm ou plus) et de grandes transitions transversales sans risque significatif de défauts comme les cavités de rétrécissement, à condition que le déclencheur et le risque appropriés soient utilisés.

Concevoir la polyvalence

  • Géométries complexes: Avec l'utilisation de noyaux, Cavités internes complexes (par ex., Vestes à eau dans les blocs moteurs) peut être formé.
  • Sands de moulage adaptable: Le sable vert convient aux composants généraux comme les couvercles de trou d'homme, tandis que le sable lié à la résine permet tolérances plus strictes (± 0,3 mm) Pour les pièces de précision telles que les boîtiers d'équipement.
  • Changements de conception rapide: Les modèles peuvent être facilement modifiés, surtout avec des moules de sable imprimés en 3D ou des motifs, réduisant les délais de rendez-vous jusqu'à 40–50% par rapport aux alternatives de moisissure permanentes.

Optimisation de la propriété mécanique

  • La coulée de sable fournit Taux de refroidissement modérés En raison de la faible conductivité thermique du sable (~ 0,2–0,5 w / m · k), qui permet une formation de nodules de graphite uniforme.
  • Traitements métallurgiques: Nodulisation en magnésium et traitements thermiques post-casting (recuit, trempe) peut être intégré de manière transparente dans le processus pour obtenir des propriétés mécaniques ciblées telles que:
    • Résistance à la traction: jusqu'à 600–700 MPa
    • Élongation: 10–18% (grades ferritiques)

Adéquation du marché et des applications

  • La coulée de sable de fer ductile domine les secteurs comme automobile (blocs moteurs, vilebrequins), machinerie lourde (boîtiers d'équipement), et infrastructure (vannes, raccords de tuyauterie).
  • Selon Rapports de fonderie mondiale, sur 60% des moulages en fer ductile sont produits à l'aide de moules de sable, En raison de son adaptabilité pour les composants grandes et moyennes.

4. Le processus de coulée de sable de fer ductile

Le processus de coulée de sable du fer ductile épouse la polyvalence de la coulée de sable traditionnelle avec des commandes métallurgiques strictes pour produire des pièces avec une résistance supérieure, ductilité, et la ténacité.

Raccords de tuyaux de coulée de sable en fer ductile
Raccords de tuyaux de coulée de sable en fer ductile

Préparation du motif et des moisissures

Création de motifs

  • Matériels & Rétrécissement: Les motifs sont fabriqués à partir de bois, plastique, ou - plutôt que pour les courses à haute volume - outils en aluminium.
    Expériences de fer ductile 3–5% de retrait linéaire sur la solidification, les modèles incorporent donc un 1–3% surdimensionné allocation pour atteindre les dimensions nettes finales.
  • Prototypage rapide: Pour les lots de prototypes, stéréolithographie ou motifs en plastique imprimés 3D à filament fusionné peut couper les délais 50%, permettre des itérations de conception en jours plutôt que des semaines.

Types de moisissures de sable

  • Moules de sable vert
    • Composition: ~ 90% de sable de silice, 5% argile bentonite, et 3 à 5% d'eau.
    • Caractéristiques: Faible coût et hautement recyclable (jusqu'à 90% remise en état).
    • Applications: Idéal pour les composants non critiques ou grands (par ex., couvercles de regards, boîtiers de pompage).
  • En résine ("No-Kake") Moules de sable
    • Composition: Sable de silice mélangé à 1 à 3% de liant phénolique ou furan et un catalyseur.
    • Tolérance: Réaliser ± 0,3 mm Précision dimensionnelle et surfaces de moisissures plus lisses.
    • Applications: Pièces de précision nécessitant des tolérances plus strictes - Genturier des boîtiers, corps de pompe hydraulique.

Création de noyau

  • Cavités internes: Noyaux de sable, lié avec de la résine et durci à température ambiante, Créer des caractéristiques internes complexes telles que les vestes d'eau en blocs moteurs ou les galeries d'huile.
  • Angles de projet & Soutien: Les noyaux incorporent 1–2 ° Draft et des chapelés métalliques ou des impressions de noyau pour éviter le déplacement sous pression métallique.

Mélange et nodulisation

Fusion

  • Type de fournaise: Les fours à induction offrent un contrôle de température précis à 1400–1500 ° C et peut traiter des mélanges de charge contenant 60–80% de ferraille en fer ductile recyclé.
    La pratique moderne conserve jusqu'à 95% des propriétés mécaniques vierges en fusion recyclée.

Nodulisation

  • Ajouts MG ou CE: À 0.03–0,08% en poids, magnésium (via l'alliage Mg - Ferrosilicon) ou le cérium est injecté dans la fusion pour convertir les flocons de graphite en nodules sphéroïdaux - critique pour la ductilité.
  • Sensibilité aux impuretés: Même 0.04 Wt.% soufre ou la trace de l'oxygène peut «empoisonner» la nodulisation, Retourner les nodules en flocons, Une atmosphère de fournaise et un contrôle de métallurgie de la louche sont donc essentiels.

Inoculation

  • Traitement du ferrosilicon: Ajout 0.2–0,5% en poids Ferrosilicon Immédiatement après le nombre de nodules de noduliz (ciblage >80 nodules / mm²) et empêche le froid (martensite indésirable ou cémentite).
  • Contrôle de la matrice: L'ajustement du taux de refroidissement et du taux de refroidissement donne l'équilibre matriciel de ferrite-pearlite souhaité, Force de couture vs. ductilité.

Version et solidification

Verser

  • Température & Couler: La fonte est exploitée 1300–1350 ° C. Un système de déclenchement bien conçu contrôle les débits 0.5–2 kg / s, minimisation des turbulences qui peuvent entraîner des oxydes ou de l'air.
  • Conception de déclenchement: Gating inférieur ou ingate avec des coureurs effilés et des bouchons assurent le remplissage laminaire pour empêcher les fermetures à froid et les films d'oxyde.

Solidification

  • Conductivité thermique: Conductivité de la moisissure de sable de 0.2–0,5 w / m · k ralentit le refroidissement, Promouvoir la croissance des nodules uniformes.
  • Temps & Alimentation: Des pièces plus petites se solidifient 10–20 minutes, tandis que de grandes sections peuvent nécessiter jusqu'à 60 minutes.
    Le placement correct des émecentes et des frissons alimentations et contrôle la solidification directionnelle pour éviter les vides internes.

Secouer et finir

Secouer

  • Élimination des moisissures: Les systèmes de secouer vibratoires brisent le moule de sable, avec des noyaux de résine enlevés via le jet d'eau ou le knock-out pneumatique.

Nettoyage

  • Grenaillage: Dynamitage abrasif (Perles de verre ou tir en acier) supprime le sable et l'échelle résiduels, donnant une finition de surface typique de RA 12,5-25 μm.

Traitements thermiques en option

  1. Recuit:850–900 ° C pour 2 heures, suivi d'un refroidissement contrôlé - prépare la matrice pour une usinage plus facile, Réduire les forces de coupe et l'usure des outils.
  2. Trempe:500–550 ° C pendant 1 à 2 heures Améliore la résistance à la traction (jusqu'à 600 MPa Dans des notes spécialement alliées) et améliore la résistance à l'impact pour les applications à haute charge telles que les engrenages et les vileliers.

5. Propriétés des pièces moulées de sable de fer ductile

Propriétés mécaniques de base (Grades ASTM A536 typiques)

Valeurs indicatives; Les résultats exacts dépendent de la chimie, Taille de la section, taux de refroidissement, nodularité, et traitement thermique.

Grade (ASTM A536) UTS (MPa) Ys (MPa) Élongation (%) Dureté (HB) Matrice typique
60-40-18 414 276 18 130–180 Principalement ferritique
65-45-12 448 310 12 150–190 Ferritique - pearlitique
80-55-06 552 379 6 170–230 Principalement perlitique
100-70-03 690 483 3 200–270 Bien perlitique
120-90-02 (forte forte) 830–900 620–700 2 240–300 Perlite + carbures alliés
Adi (par ex., notes austères) 900–1600 600–1300 1–10 (dépendant du grade) 250–450 Ausferritique (bainitique)

Résistance aux chocs & Comportement de fracture (ASTM E23 / E399)

  • V - NOTCH CHARPY (CVN):
    • Grades ferritiques: typiquement 15–30 J (RT).
    • Ferritique - pearlitique: 8–20 J.
    • Perlitique: 5–12 J.
    • Adi: 30–100 J, Selon la fenêtre austtempering.
  • Résistance à la rupture (K_IC): ~40–90 MPA√m pour la norme de; ADI varie considérablement mais peut être compétitif avec les aciers à faible teneur en alliage.
  • Service à basse température: Spécifiez CVN à la température de service minimale (par ex., –20 ° C) pour les pièces critiques de sécurité (vannes, composants de pression).
Pièces de coulée de sable de fer ductile
Pièces de coulée de sable de fer ductile

Performance de fatigue (ASTM E466 / E739 / E647)

  • Limite de fatigue à haut cycle (R = –1):35–55% des UT pour les notes ferritiques - pearlitiques (par ex., 160–250 MPa pour un 450 MPA UTS).
  • Adi Les notes peuvent atteindre Limites de fatigue de 300–500 MPa.
  • Croissance des fissures (Da / dn, ASTM E647): Les niveaux perlitiques et ADI présentent une croissance plus lente à un Δk donné, Mais les grades ferritiques résistent bien à l'initiation des fissures en raison de la ductilité plus élevée.
  • Inclure finition de surface et contrainte résiduelle dans les spécifications de la fatigue; Les surfaces RA de 12 à 25 µm peuvent réduire la durée de vie de la fatigue par >20% VS surfaces usinées / avec un tir.

Dureté & Porter (ASTM E10 / E18)

  • Brinell (HBW): Métrique de contrôle de la production primaire; corrélation à peu près à l'UTS (MPa) ≈ 3.45 × HB Pour de nombreuses matrices Di.
  • Gammes:
    • Ferritique: 130–180 hb
    • Ferritique - pearlitique: 160–230 Hb
    • Perlitique: 200–300 hb
    • Adi: 250–450 Hb
  • Tests d'usure: Pin-on-Disk ou ASTM G65 (tenue abrasive) peut être utilisé pour les pièces critiques (par ex., pompes, engrenages). Adi surpasse souvent le DI conventionnel dans les compromis d'usure-forte.

Thermique & Propriétés physiques

  • Conductivité thermique: ~25–36 w / m · k (inférieur au fer gris en raison de nodulaire, pas un flocons, graphite).
  • Coefficient de dilatation thermique (CTE): ~10–12 × 10⁻⁶ / ° C (20–300 ° C).
  • Capacité d'amortissement: Plus élevé que les aciers, inférieur au fer gris - abédéré pour Nvh (bruit, vibration, et la dureté) Contrôle des composants automobiles et de machines.
  • Résistivité électrique: ~0.8–1,1 μΩ · m, plus élevé que l'acier (bon pour certaines considérations de gestion EMI / thermique).

Résistance à la rupture & Croissance des fissures

  • Résistance à la rupture (K_IC): ~40–90 MPA√m pour les notes ferritiques - pearlitiques; L'ADI varie avec la morphologie ausferritique mais peut être compétitive avec les aciers à faible alliage.
  • Taux de croissance des fissures de fatigue (Da / dn): Plus faible en grades ferritiques à un ΔK donné en raison de la ductilité, Mais les grades perlitiques / ADI à haute force résistent mieux à l'initiation des fissures dans les régimes à cycle élevé.

Corrosion & Intégrité de surface

  • Corrosion générale: Semblable aux aciers à faible carbone dans de nombreux environnements; revêtements, systèmes de peinture, ou traitements de surface (par ex., Phosphation, nitrative pour l'usure) sont souvent appliqués.
  • Corrosion graphitique: Possible dans des environnements agressifs lorsque la matrice corrode préférentiellement, Laisser le réseau de graphite - la conception et la protection doivent tenir compte des conditions de service.

6. Conception de la fabrication de la coulée de sable en fer ductile

Conception de la fabrication (DFM) Dans le sable de fer ductile, la coulée de sable vise à équilibrer les exigences d'ingénierie, coût, et efficacité de production tout en minimisant les défauts.

La conception doit considérer le comportement de solidification unique du fer ductile, Ses caractéristiques de rétrécissement, et les paramètres du processus de coulée de sable.

Pièces de boîtier du moteur de coulée de sable de fer ductile
Pièces de boîtier du moteur de coulée de sable de fer ductile

Directives d'épaisseur de paroi

  • Épaisseur de paroi minimale: Typiquement 4–6 mm pour le fer ductile en raison de sa fluidité plus lente par rapport à l'aluminium; Les murs plus minces risquent de maltraiter ou une garniture incomplète.
  • Sections murales uniformes: Évitez les transitions nettes; Utiliser des modifications ou des filets progressifs (R ≥ 3–5 mm) pour minimiser le stress localisé et réduire les points chauds qui peuvent entraîner une porosité de rétrécissement.
  • Côtes & Raidisseurs: Lorsque des sections minces sont inévitables, Les côtes peuvent être ajoutées pour maintenir la rigidité structurelle et la facilité de coulée.

Angles de projet et géométrie en partie

  • Angles de projet:1° –2 ° pour les surfaces verticales Dans les moules de sable vert; jusqu'à 3° –5 ° pour le sable lié à la résine pour faciliter le retrait des motifs.
  • Rayons de filet: Les filets réduisent les concentrations de contraintes et empêchent la déchirure à chaud. Évitez les coins aigus à l'intérieur (Recommander R ≥ 2–5 mm).
  • Saignement et fonctionnalités complexes: Utiliser conceptions de base pour les contre-dépouilles ou les sections creux; Évitez la complexité inutile qui augmente le coût de l'outillage.

Allocations de retrait

  • Taux de retrait: Le fer ductile se rétrécit approximativement 3–5% Pendant la solidification.
  • Conception de motifs: Les modèles doivent incorporer 1–3% d'allocation de retrait, en fonction de l'épaisseur de la section et des taux de refroidissement attendus.
  • Risers et mangeoires: Le placement et la taille appropriés des contremarches sont essentiels pour compenser le retrait et prévenir la porosité interne.

Stratégies de déclenchement et de risque

  • Conception de déclenchement: Le déclenchement à faible turbulence est essentiel pour réduire l'oxydation et le fondu de magnésium. Utilisez des systèmes de déclenchement inférieur ou de déclenchement latéral pour un flux métallique plus lisse.
  • Zone d'étranglement et débit: Concevoir des zones d'étranglement à maintenir 0.5–2 kg / s débits, Empêcher les fermetures à froid ou le piégeage d'air.
  • Isolation de colonne: Les manches et les frissons exothermiques peuvent être utilisés pour contrôler la solidification et assurer une solidification directionnelle.

Considérations de prévention des défauts

  • Porosité et défauts de gaz: Ventilation appropriée, dégazage, et la perméabilité des moisissures sont vitales.
  • Malruns et fermer le froid: Assurer une température de versement adéquate (1300–1350 ° C) et des chemins de débit métallique lisses.
  • Larmes et fissures chaudes: Contrôler les gradients thermiques avec des frissons ou une conception de moisissure optimisée.
  • Indemnités d'usinage: Typiquement 2–4 mm par surface, Selon la précision requise.

7. Analyse des coûts de la coulée de sable de fer ductile

L'analyse des coûts de la coulée de sable de fer ductile implique d'évaluer matières premières, outillage, temps de cycle de production, et taux de rebord, ainsi que la comparaison de l'économie globale avec les processus de coulée alternatifs.

La coulée de sable de fer ductile est souvent considérée, durabilité, et usinabilité.

Coût de matières premières et d'alliage

  • Fer de base: Généralement dérivé de 60 à 80% de ferraille recyclée (acier, Renvoie du fer ductile), ce qui réduit les coûts des matériaux de 20–30% par rapport au fer vierge.
  • Nodulisers: Des alliages de magnésium ou de magnésium-ferrosilicon sont ajoutés (0.03–0,08%) Pour atteindre la ductilité.
    Tandis que les coûts de magnésium sont relativement élevés, L'ajout est minime (≈ $10–20 par tonne de fer).
  • Inoculants: Ferrosilicon (0.2–0,5%) ajoute un autre $3–5 per ton.
  • Coût global des matières premières: Pour un casting de 1 tonne, Les matières premières expliquent généralement 30–40% du coût total, variant par grade (par ex., ferritique vs. fonte ductile perlitique).

Outillage et préparation de moisissures

  • Motifs:
    • Motifs en bois: Faible coût (~ $1,000–2 000 pour les pièces de taille moyenne), mais une durabilité limitée.
    • Modèles en aluminium ou en acier: Durabilité élevée mais plus chère (~ $5,000–15 000).
    • 3Motifs imprimés en D: Réduire le délai 30–50%, coût du coût $500–3 000 en fonction de la complexité.
  • Boîtes de base: Ajouter des coûts d'outillage supplémentaires pour les formes creuses ou complexes.
  • L'amortissement d'outillage peut se propager à travers les volumes de production; pour les courses à volume élevé, Le coût d'outillage par pièce peut baisser ci-dessous $1–5.

Cycle de production et coûts de main-d'œuvre

  • Temps de cycle: Les temps de cycle de coulée de sable de fer ductile vont de 2 à 24 heures, Selon la préparation des moisissures, verser, et refroidissement.
  • Travail: Le travail compte pour 20–30% du coût total, y compris la préparation des moisissures, verser, secouer, et nettoyage.
  • Rendement: Le rendement moyen de coulée est 60–80%, avec des coureurs et des contremarches ajoutant à la consommation de métaux.

Scat et repensier les coûts

  • Taux de défaut: Les taux de défaut de coulée de sable de sable de fer ductile typique sont 2–5%, Mais un mauvais contrôle des processus peut augmenter cela considérablement.
  • Coûts de ferraille: La ferraille peut être relancée, Mais l'énergie et les retouches ajoutent des coûts (Recyclage Efficacité ~ 95% des propriétés des matériaux d'origine).

8. Applications de la coulée de sable de fer ductile

La coulée de sable de fer ductile est largement utilisée dans plusieurs industries en raison de son combinaison de force, dureté, résistance à l'usure, et la rentabilité.

Sa capacité à obtenir des géométries complexes par la coulée de sable tout en maintenant d'excellentes propriétés mécaniques en fait un choix préféré pour les composants moyen à large.

Accouplements de tuyaux de coulée de sable en fer ductile
Accouplements de tuyaux de coulée de sable en fer ductile

Industrie automobile

  • Composants du moteur: Vilebrequin, arbres à cames, culasses, collecteurs d'échappement, et blocs moteurs.
  • Suspension et direction: Jointures de direction, armes de contrôle, hubs, et supports.
  • Composants de transmission: Boîtiers d'équipement, boîtiers à volant, et composants d'embrayage.

Infrastructure et applications municipales

  • Systèmes d'eau et d'égout: Raccords de tuyauterie, vannes, bornes, et les brides.
  • Couvertures et cadres de trou d'homme: La ténacité du fer ductile assure une longue durée de vie sous des charges de trafic lourdes.

Machines lourdes et équipements industriels

  • Pompe et boîtiers de compresseur: La capacité d'amortissement du fer ductile et le rapport résistance / poids assurent la réduction des vibrations et la fiabilité structurelle.
  • Boîtes de vitesses et boîtiers de roulement: Une résistance à l'usure élevée et une excellente machinabilité réduisent les coûts de production et de maintenance.
  • Composants hydrauliques: Pistons, corps de valve, et composants de cylindre, qui nécessitent à la fois de la ténacité et de la machinabilité.

Production d'énergie et d'électricité

  • Composants d'éoliennes: Câchés de moyeu, boîtiers d'équipement, et support de supports.
  • Huile & Équipement à gaz: Composants de la tête de puits, corps de pompage, et les boîtiers de valve où la pression et les chocs mécaniques sont des facteurs.
  • Infrastructure électrique: Enveloppes de transformateur, cadres moteur, et boîtiers de générateurs.

Équipement agricole et de construction

  • Pièces de tracteur et de moissonneuse: Hubs, boîtiers d'essieu, Contrepoids, et enveloppes de boîte de vitesses.
  • Équipement de terrassement et d'extraction: Des composants comme des chaussures de piste, pignon, et les bras de coupleur bénéficient de la résistance à l'abrasion du fer ductile et de la ténacité à l'impact.

Autres applications spécialisées

  • Chemin de fer et marin: Composants de freinage, accouplements, hélices, et boîtiers de pompes marines.
  • Défense: Composants de véhicules blindés et supports lourds, où la ténacité et la machinabilité sont nécessaires.
  • Outils et accessoires industriels: Bases de machines-outils, lits de tour, et les appareils de précision dus à l'amortissement des vibrations du fer ductile.

9. Comparaison avec d'autres méthodes de casting

Critères Coulée de sable de fer ductile Moulage d'investissement Moulage de mousse perdue Moule de moule à coquille
Finition de surface RA 12-25 μm (nécessite l'usinage) RA 3-6 μm (Excellente finition) (bonne finition)
RA 6–12 μm
(bonne finition)
RA 6–12 μm
Tolérance dimensionnelle ± 0,5 à 1,5 mm (précision modérée) ± 0,1 à 0,3 mm (haute précision) ± 0,3 à 0,5 mm (précision modérée) ± 0,2 à 0,5 mm (haute précision)
Capacité de taille de pièce Jusqu'à plusieurs tonnes (Très gros castings possibles) Généralement <50 kg (Limité par la coquille en céramique) Moyen à grand (jusqu'à ~ 100 kg) Petit à moyen (<20 kg)
Coût d'outillage Faible à modéré Haut (moules et coquilles de motif de cire) Modéré Modéré
Volume de production Bas à haut (RETENDANT pour les grandes courses) Bas à moyen Moyen à élevé Moyen à élevé
Gamme de matériaux
Large (Toutes les classes de fer ductile, alliages ferreux) Large (aciers inoxydables, Superalliages, De) Limité aux alliages ferreux et non ferreux Large (ferreux et certains alliages non ferreux)
Complexité Moyen (cœurs nécessaires aux cavités internes) Très haut (formes complexes, parois minces) Haut (formes complexes avec moins de cœurs) Haut (Castings de précision à parois minces)
Propriétés mécaniques Excellent (Les nodules de graphite améliorent la ductilité) Excellent (structure dense, grains fins) Bien (Contrôle modéré de la structure des grains) Bien (Mieux que le coulage de sable)
Coût par pièce Bas à moyen Haut (En raison de l'outillage et du processus de shell) Moyen Moyen
Délai de mise en œuvre 2–6 semaines (en fonction de l'outillage) 4–12 semaines 3–8 semaines 3–8 semaines

10. Conclusion

La coulée de sable de fer ductile mélange des outils économiques avec un contrôle étroit sur la métallurgie pour fournir des pièces qui offrent la résistance de l'acier, La machinabilité du fer, Et une excellente vie de fatigue.

En comprenant l'interaction de la conception de motifs, faire fondre la chimie, solidification, et finition, Les fabricants peuvent produire des, Composants rentables pour l'automobile, infrastructure, et applications d'industrie lourde.

Comme innovations dans la simulation, outillage additif, et Avance d'automatisation du processus, Le moulage du sable en fer ductile continuera de servir de cheval de bataille polyvalent dans les fonderies modernes.

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FAQ

Qu'est-ce que le coulage du sable de fer ductile?

La coulée de sable de fer ductile est un processus de fabrication où le fer ductile fondu est versé dans un moule de sable pour créer des pièces à haute résistance, ductilité, et résistance à l'usure.

Le graphite en fer ductile se forme sous forme de nodules sphériques, Contrairement aux flocons en fer gris, résultant en des propriétés mécaniques supérieures.

Ce qui rend le fer ductile différent du fer gris?

La principale différence est le forme de graphite. En fer ductile, Le graphite apparaît comme des nodules ronds, qui réduisent la concentration de stress et améliorent la résistance à la traction, élongation, et impact de la ténacité.

Par exemple, Le fer ductile peut atteindre allongement 18% par rapport au fer gris <2%.

Pourquoi la coulée de sable est-elle utilisée pour le fer ductile?

La coulée de sable est rentable pour les composants moyen à grande, Accueille des formes complexes à l'aide de cœurs, et peut produire des pièces moulées pesant de quelques kilogrammes à plusieurs tonnes.

Il est idéal pour l'automobile, machinerie lourde, et les pièces d'infrastructure où la force et l'abordabilité sont essentielles.

Quel est le meilleur matériau pour la coulée de sable?

Les matériaux communs pour la coulée de sable comprennent des métaux ferreux comme le fer ductile, fer gris, acier au carbone, et des métaux non ferreux tels que l'aluminium et le bronze.

Le meilleur choix dépend des exigences et des coûts mécaniques de l'application.

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