1. INNGANGUR
Kopar og málmblöndur gegna lykilhlutverki í nútíma iðnaði vegna þeirra Framúrskarandi rafleiðni, tæringarþol, Og hitauppstreymi.
Sögulega, Siðmenningar allt aftur til 5000 BC Mastered Copper Casting í einföldum steinmótum, leggja grunninn að háþróaðri tækni nútímans.
Í þessari grein, Við skoðum allt litróf kopar -byggðra steypuaðferða, Skoðaðu málmvinnslu þeirra, og leiðbeina verkfræðingum við val á ákjósanlegu ferli fyrir fjölbreytt forrit.
2. Grundvallarreglur málmsteypu
Sérhver steypuaðferð fylgir fjórum kjarnastigum:
- Mygla sköpun - Tæknimenn mynda hola í sandi, Málmur, keramik, eða gifs sem speglar hluta rúmfræði.
- Hella - Ofnar bráðna kopar (bræðslumark 1 083 ° C.) eða málmblöndur allt að 1 600 ° C., Hellið síðan vökvanum í mót.
- Storknun - Stýrð kæling - leiðsögn með hitaleiðni (~ 400 W/m · k fyrir kopar) og mygluefni - þróun smásjárbyggingar.
- Hrista út - einu sinni traust, Steypu fara út úr moldinni og gangast undir hreinsun og eftirvinnslu.
Mikil hitaleiðni kopar Hærri forhitun mygla (200–400 ° C.) og nákvæm stýring til að viðhalda vökva (seigja ~ 6 MPA · s kl 1 200 ° C.).
Að auki, Kopar hitauppstreymi (16.5 µm/m · k) Krefst nákvæmra ásetningar til að ná endanlegum víddum.
3. Helstu kopar ál steypuaðferðir
Kopar og málmblöndur þess -eir, brons, Kopar-nickels, og aðrir - eru steyptir með ýmsum aðferðum sem henta mismunandi framleiðslumagni, vélrænar kröfur, og víddarþol.
Hver tækni hefur sérstaka kosti og takmarkanir byggðar á einkenni álfelganna og óskaðan niðurstöður íhluta.
Þessi hluti kannar mest áberandi kopar álsteypuaðferðir í nútíma framleiðslu, Samhliða tæknilegum innsýn til að leiðbeina vali á ferli.
Sandsteypu
Ferli yfirlit & Búnaður
Sandsteypu er enn ein elsta og mest notaða aðferðin til að steypa kopar málmblöndur. Það felur í sér að pakka sandi um einnota mynstur inni í moldkassa.
Sandurinn er tengdur leir (Grænn sandur) eða hert með efnum (plastefni tengt eða samvirkt sandur). Eftir að mynstrið hefur verið fjarlægt, Bræðt málm er hellt í holrýmið.
Kostir
- Lágur verkfærakostnaður, Hentar fyrir lágt- í miðlungs run
- Sveigjanlegar hlutastærðir- Frá nokkrum aura til nokkurra tonna
- Víðtæk samhæfni álfelgis
Takmarkanir
- Gróft yfirborð lýkur (RA 6,3-25 µm)
- Laus vikmörk (Venjulega ± 1,5–3 mm)
- Krefst eftir vinnslu eftir steypu fyrir flest nákvæmni forrit
Fjárfesting (Glatað vax) Steypu
Nákvæmni skelbygging
Fjárfesting steypu notar vaxlíkan húðuð með keramik slurry til að byggja upp þunnt, Mikil nákvæmni skel mold. Eftir brennslu, Bræðt málmur er hellt í forhitaða keramikmótið.
Ávinningur
- Framúrskarandi víddar nákvæmni (± 0,1–0,3 mm)
- Tilvalið fyrir flókinn, Þunnveggjar rúmfræði
- Superior Yfirborðsáferð (RA 1,6-3,2 µm)
Áskoranir
- Hærri verkfærakostnaður (Vegna þess að þörf er á innspýtingum)
- Lengri hringrásartíma, sérstaklega fyrir skelbyggingu og brennslu
- Venjulega aðeins hagkvæmt fyrir miðlungs til hátt rúmmál framleiðsla
Skel mótað steypu
Vinna úr upplýsingum
Shell mótun notar upphitað málmmynstur húðuð með plastefni tengdum sandi. Þegar hann er útsettur fyrir hita, plastefnið setur til að mynda þunnt skel sem virkar sem mold.
Ferlið framleiðir nákvæmari og hreinni steypu en hefðbundnar sandsteypu.
Kostir
- Bætt yfirborðsgæði og skilgreining
- Strangara vikmörk en grænar sandmót
- Minni vinnslupeninga Vegna nærri lögunarsteypu
Takmarkanir
- Hærri efniskostnaður (Sérhæfð kvoða og kísilsand)
- Dýr mynstur verkfæri (málmmynstur krafist)
Miðflótta steypu
Lárétt vs. Lóðréttar uppsetningar
Í miðflótta steypu, Bræðt málm er hellt í snúningsform, annað hvort lárétt eða lóðrétt.
Miðflóttaaflið dreifir málminum gegn moldveggnum, lágmarka porosity og tryggja framúrskarandi efnislega ráðvendni.
Lykilkostir
- Mikill þéttleiki og minni porosity—Enteal fyrir þrýstingshluta
- Stefnum storknun Bætir vélrænni eiginleika
- Hentugur fyrir runna, hringir, slöngur, og holir hlutar
- Lóðrétt steypu oft notuð fyrir litla hluta; Lárétt fyrir stóra strokka
Takmarkanir
- Takmarkað við Snúið samhverfir hlutar
- Verkfæraskipulag er flóknari og kostnaðarsamari en truflanir steypu
Slappað af steypu
Storknun
Chill Casting notar málmform (Oft járn eða stál) Til að draga hratt út hita úr bráðnu málminum. Þessi hröð storknun betrumbætir kornbygginguna og eykur vélrænni eiginleika.
Styrkur
- Framleiðir Erfiðara, Þéttari steypu (allt að 50% Aukning á hörku vs. Sandsteypu)
- Frábært fyrir fosfór brons og byssu
- Hagkvæm fyrir endurteknar steypu af börum, stangir, og litlir hlutar
Takmarkanir
- Minna hentugur fyrir flóknar rúmfræði
- Takmarkað stærðarsvið vegna mygluþvingana
Deyja steypu (Hot-hólf og kalt hólf)
Þrýstingsprautunarferli
Deyja steypu felur í sér að sprauta bráðnum koparblöndur í hástyrk stálmót undir háum þrýstingi.
Kalt hólfavélar eru venjulega notaðar vegna mikils bræðslupunkta kopar málms.
Kostir
- Hratt framleiðsluhlutfall—Edal fyrir fjöldaframleiðslu
- Yfirburði yfirborðsáferð og nákvæmni (RA 1-2 µm, vikmörk ± 0,05 mm)
- Dregur úr eða útrýmir vinnslu
Þvingun
- Ekki eru allar kopar málmblöndur hentugir (T.d., Há sink eir geta tært deyja)
- Die Tooling er dýr (Fjárfesting $50,000 eða meira)
- Best fyrir Miðlungs til hátt magn
Stöðug steypu
Ferli yfirlit
Bræðt málm er hellt í vatnskælt mót sem stöðugt myndar og dregur storknaðan málm í gegnum fráhvarfskerfi.
Algeng framleiðsla inniheldur stangir, barir, og billets fyrir vinnslu eða veltingu í downstream.
Kostir
- Mikil framleiðni Með lágmarks afskiptum manna
- Framúrskarandi vélrænir eiginleikar Vegna stjórnaðs storknunar
- Slétt yfirborð og beinmæti hentar fyrir sjálfvirka fóðurvinnslu
- Lágt ruslhraði og betri ávöxtun (Yfir 90% efnisleg nýting)
Dæmigerð málmblöndur
- Tin brons, Leaded Bronzes, Fosfór brons, og kopar-nickels
Gifs mygla steypu
Sérhæfð notkun
Þetta ferli notar gifs eða keramikmót sem myndast í kringum mynstur til að fanga fín smáatriði og þétt vikmörk.
Mótið er fjarlægt eftir steypu með því að brjóta eða leysa gifsinn.
Kostir
- Frábært fyrir flókinn form Og Slétt yfirborðsáferð
- Gott fyrir frumgerðir Og lítið rúmmál framleiðsla
Gallar
- Lítil gegndræpi—Arms við steypustærð
- Lengri undirbúningstími Og Takmarkað mold líf
Samantekt samanburðartafla
| Steypuaðferð | Yfirborðsáferð (RA) | Víddarþol | Dæmigert bindi | Lykilstyrkur |
|---|---|---|---|---|
| Sandsteypu | 6.3–25 µm | ± 1,5–3 mm | Lágt til hátt | Lágmarkskostnaður, Sveigjanleiki ál |
| Fjárfesting steypu | 1.6–3,2 µm | ± 0,1–0,3 mm | Miðlungs til hátt | Mikil nákvæmni, flóknir hlutar |
| Skel mótað steypu | 1.6–3,2 µm | ± 0,25–0,5 mm | Miðlungs | Þétt vikmörk, Sjálfvirkni tilbúin |
| Miðflótta steypu | 3.2–6,3 µm | ± 0,25–1,0 mm | Miðlungs | Mikill þéttleiki, lágmarks gallar |
| Slappað af steypu | 3.2–6,3 µm | ± 0,5–1,0 mm | Miðlungs | Auka vélrænni eiginleika |
| Deyja steypu | 1–2 µm | ± 0,05–0,2 mm | High | Hröð hringrás, lágmarks vinnsla |
| Stöðug steypu | 3.2–6,3 µm | ± 0,2–0,5 mm/m | Mjög hátt | Hagkvæmar billet framleiðslu |
| Gifs mygla steypu | 1.6–3,2 µm | ± 0,1–0,3 mm | Lágt til miðlungs | Ítarleg, flókinn form |
4. Algengar kopar málmblöndur sem notaðar eru við steypu
Foundries varpa fjölbreyttu úrval af kopar -byggðum málmblöndur, hver hannaður til að halda jafnvægi á vélrænni styrk, tæringarþol, hitauppstreymi og rafmagnsafköst, og steypu.
| Ál | Tilnefning | Samsetning (wt%) | Lykileiginleikar | Æskilegar steypuaðferðir | Dæmigert forrit |
|---|---|---|---|---|---|
| Ókeypis vélar eir | C36000 / CZ121 | 61 Með -35Zn - 3pb | Tog: 345 MPA Lenging: 20 % Leiðni: 29 %IACS |
Sandur, Fjárfesting, Deyja, Shell mótun | CNC -vélknúin festingar, gír, Rafmagnsstöðvar |
| Lágléttur eir | C46400 / CZ122 | 60 Með -39Zn -1pb | Tog: 330 MPA Lenging: 15 % NSF -61 samhæft |
Sandur, Fjárfesting, Deyja | Potable -vatnalokar, Pípulagnir innréttingar |
| Bera brons | C93200 | 90 Með -10Sn | Tog: 310 MPA Hörku: HB90 Framúrskarandi slitþol |
Sandur, Slappað af, Miðflótta | Runna, lagði þvottavélar, Þunghleðsla legur |
| Álbrons | C95400 | 88 Cu-9Al-2o-1st | Tog: 450 MPA Hörku: HB120 Sterkt tæringarþol sjávar |
Deyja, Miðflótta, Shell mótun | Marine Hardware, Pump hjól, loki hluti |
| Fosfór brons | C51000 | 94.8 Cu - 5SN - 0,2p | Tog: 270 MPA Lenging: 10 % Góð þreyta & voreiginleikar |
Fjárfesting, Sandur, Deyja | Uppsprettur, Rafmagns tengiliði, þind |
Kopar -nikkel (90–10) |
C70600 | 90 Með - 10ni | Tog: 250 MPA Lenging: 40 % Óvenjuleg lífþol |
Sandur, Miðflótta, Stöðugt | Sjóhita -skiptir, Marine Piping |
| Kopar -nikkel (70–30) | C71500 | 70 Með - 30ni | Tog: 300 MPA Superior klóríð og rof. |
Sandur, Stöðugt, Miðflótta | Eimsvala rör, Offshore vélbúnaður |
| Beryllíum kopar | C17200 | 98 Með - 2be | Tog: allt að 1400MPa (aldraður) Leiðni: 22 %IACS |
Fjárfesting, Slappað af, Deyja | Mikil afbrigði fjöðra, Verkfæri sem ekki eru í skilningi, Tengi |
| Silicon brons | C65500 | 95 Með - 5si | Tog: 310 MPA Tæringarþolinn í sjávar/efni |
Sandur, Fjárfesting, Shell mótun | Skreytingar vélbúnaður, Skip festingar |
5. Niðurstaða
Kopar og kopar -Alloy Foundries bjóða upp á ríkan verkfærakassa með steypuaðferðum - hver jafnvægi Kostnaður, nákvæmni, vélræn afköst, Og framleiðslurúmmál.
Með því að skilja ferli blæbrigði - frá mygluefni og hitastjórnun til hegðunar álfelgis - geta verkfræðingar hagrætt hlutahönnun, lágmarka rusl, og tryggja áreiðanlega frammistöðu.
Sem tækni eins og Aukefni mygluframleiðsla Og Rauntíma uppgerð þroskaður, Kopasteypa mun halda áfram að þróast, halda mikilvægu hlutverki sínu í afkastamikilli framleiðslu.
At Þetta, Við erum fús til að ræða verkefnið þitt snemma í hönnunarferlinu til að tryggja að það sem er valið eða eftir steypu meðferð, Útkoman mun uppfylla vélrænni og afköstum þínum.
Til að ræða kröfur þínar, Netfang [email protected].
Algengar spurningar
Geta allar kopar málmblöndur verið steyptir?
Nei. Aðeins sérstakar málmblöndur eins og Ál brons, Háþurrkur eir, Og Silicon eir eru hentugur fyrir deyja steypu Vegna mikils þrýstings og hröðrar kælingar sem um er að ræða.
Málmblöndur eins Fosfór brons eða Gunmetal eru betur til þess fallnar að sandi eða slappu steypu.
Hver er munurinn á miðflótta og slappu steypu?
- Miðflótta steypu notar snúningskraft til að ýta bráðnum málmi í mold, framleiða þétt, gallalausir íhlutir (Tilvalið fyrir pípur, runna, og ermar).
- Slappað af steypu notar truflanir málmform til að storkna yfirborðið hratt, bæta vélrænni eiginleika og draga úr kornastærð - sérstaklega áhrifaríkt fyrir Tin brons.
Af hverju er stöðug steypu valinn fyrir mikið bindi kopar álfelgur?
Stöðug steypu býður upp á stöðug gæði, Framúrskarandi vélrænir eiginleikar, og lágt ruslhlutfall.
Það er ákjósanlegt fyrir Fosfór brons, Gunmetal, Og blý brons billets, Sérstaklega þegar það er samþætt við veltingu eða útdráttarferli.
Hvaða eftirvinnslu er krafist eftir að hafa varpað kopar málmblöndur?
Það fer eftir steypuaðferðinni og ál, Eftirvinnsla getur falið í sér:
- Hitameðferð við streitu léttir eða öldrun (sérstaklega fyrir beryllíum kopar)
- Vinnsla fyrir mikilvæga fleti eða þétt vikmörk
- Yfirborðsáferð eins og fægja eða húðun fyrir tæringarvörn eða fagurfræði
