Құюға арналған жалпы қола бағалары - қалай таңдауға болады?

Мазмұн көрсету

1. Кіріспе

Қола құймалары теңізде негізгі материал класы болып қала береді, энергия, индустриялық, және мұра-инженерлік секторлар, өйткені олар біріктіреді Коррозияға төзімділік, кию өнімділігі, отқа төзімділігі және жақсы құйылуы.

«Қола» - кең отбасы (мыс + мырыштан басқа элементтер), not a single alloy — and the choice of bronze grade and casting method directly controls component life, техникалық қызмет көрсету шығындары және өндіру мүмкіндігі.

Бұл мақала зерттейді құюда қолданылатын ең көп таралған қола сорттары, неліктен таңдалғанын түсіндіреді, репрезентативті деректерді ұсынады, және спецификация мен таңдау бойынша практикалық нұсқаулар береді.

2. Құйылған қола дегеніміз не?

Құйма қола құю арқылы өндіруге арналған мыс негізіндегі қорытпалар тобын білдіреді (мысалы құм, салым, өлу, немесе орталықтан тепкіш құю) және желіге жақын құрамдастарға қатайған.

Дәстүрлі түрде, «қола» мыс-қалайы қорытпаларын білдіреді (қалайы қола), бірақ қазіргі тәжірибе басқа негізгі легирлеу жүйелерін қамтиды, атап айтқанда алюминий қола, кремний қолалар, фосфор (фольга) қола, және жетекшілік етті (подшипник) қола — әрқайсысы нақты металлургиялық және қызмет көрсету талаптары үшін әзірленген.

Тиісті өнімге және құюға қойылатын талаптар салалық стандарттарда белгіленген (мысалы, құйылған мыс қорытпалары үшін жалпы сипаттамалар) және сатып алу және сапаны қамтамасыз ету үшін қолданылатын ұлттық стандарттарда.

Құйылған қоланың негізгі сипаттамалары

Қоланы құюға кеңінен қолдану оның бірегей қасиеттерінің үйлесімімен байланысты, көптеген басқа құйылған металдардан жоғары (E.Г., шойын, құйылған алюминий) нақты сценарийлерде.

Негізгі негізгі сипаттамаларға жатады:

Тамаша кереметтілік:

Қоланың балқу температурасы төмен (әдетте 900–1100℃, болат пен шойыннан төмен) және балқытылған күйде жақсы өтімділік, күрделі қалып қуыстарын жоғары өлшемдік дәлдікпен толтыруға мүмкіндік береді.

Қола сорттарының көпшілігі жұқа қабырғалы компоненттерге құйылуы мүмкін (ең аз қабырға қалыңдығы 2-3 мм) және күрделі пішіндер (E.Г., редуктор тістері, Клапанның денелері) шөгу сияқты ақауларсыз, кеуелік, немесе суық жабылады.

Жоғары тозуға төзімділік:

Қатты интерметалдық фазалардың болуы (E.Г., Қалай қоладағы Cu₃Sn, Алюминий қоладағы Al₂Cu) және қорытпаның икемділігі тамаша тозуға төзімділікке әкеледі,

құйма қоланы үйкеліс компоненттері үшін өте қолайлы етеді (E.Г., бағдарлау, бұталар, берікек) жоғары жүктеме және төмен жылдамдықта жұмыс істейтін.

Жақсы коррозияға төзімділік:

Қола тығыздықты құрайды, оның бетінде жабысқақ оксидті қабықша, атмосферадан қорғауды қамтамасыз етеді, сулы, және химиялық коррозия.

Әртүрлі сорттар әртүрлі коррозияға төзімділікті көрсетеді, мысалы, алюминий қола теңіз коррозиясына өте төзімді, ал қорғасын қола қышқыл орта үшін қолайлы.

Теңестірілген механикалық қасиеттері:

Құйылған қола сорттары иілгіштен бастап өзгереді, беріктігі төмен сорттар (E.Г., қорғасынды қалайы қола) жоғары күшке, тозуға төзімді қорытпалар (E.Г., Алюминий қола),

дейін созылу күшімен 200 Mpa 800 МПа және созылу 5% қарай 40%.

Жақсы техникалар:

Көптеген құйылған қола сорттары (әсіресе қорғасынды қола) тамаша өңдеуге қабілетті, оңай айналдыруға мүмкіндік береді, араластыру, бұрғылау, және жоғары бетті өңдеуге қол жеткізу үшін жылтырату (Ra ≤ 0.8 мкм) және өлшемді дәлдік.

3. Жалпы құйылған қола сорттары: Егжей-тегжейлі талдау

Қола бағалары негізінен негізделген ASTM стандарттары, GB/T және эквивалентті классификацияларды қамтамасыз ететін ISO спецификацияларымен.

Бұл сорттар негізгі легирлеуші элементке сәйкес жіктеледі: фольга, алюминий, кремний, бастау, және никель.

Әрбір санат өз ерекшеліктерін ұсынады механикалық, коррозия, және құю сипаттамалары, әртүрлі өнеркәсіптік қолданбаларға бейімделген.

Тин қола (Cu–Sn қорытпалары): Дәстүрлі және жан-жақты

Қалайы қола - бұл ең көне және ең көп қолданылатын құйма қола, бірге бастапқы легирлеуші элемент ретінде қалайы. Ол(Фольга) жақсартады басшылық, тозуға төзімділік, және коррозияға төзімділік, ал мыс қамтамасыз етеді Ықтимал және қатаңдық.

Қалайы мазмұны әдетте ауытқиды 5–15 wt%-төменгі қаңылтыр (5–8%) икемділігін арттырады, сол екі арада жоғары қалайы (10-15%) қаттылық пен тозуға төзімділікті арттырады.

Жалпы бағалар: ASTM B22 (C90300, C90500), Гб / т 1176 (ZCuSn5Pb5Zn5, ZCuSn10Pb1), Исо 4281 (CuSn6, CuSn10).

Құюға арналған қалайы қоласының негізгі сорттары

ZCuSn5Pb5Zn5 (Гб / т 1176) / C90300 (ASTM B22)

Химиялық құрамы (wt%): Cu 84–86, Sn 4–6, Pb 4–6, Zn 4–6, Қоспалар ≤0,5
Металлургиялық сипаттамалар: Гипоэвтектикалық α-Cu + эвтектикалық (α-Cu + Cu₃Sn); Pb және Zn жақсарады Айналымдылық, Sn enhances тозуға төзімділік
Механикалық қасиеттері (Cast ретінде): Созылу ≥200 МПа, Өнімділік ≥90 МПа, Ұзару ≥10%, Қаттылық ≥60 HB
Коррозияға төзімділік: Атмосфералық және тұщы суға жақсы төзімділік; орташа теңіз суына/қышқылға төзімділік
Басшылық: Керемет; күрделілігі орташа бөлшектерді құмды және инвестициялық құюға жарамды
Типтік қосымшалар: Бағдарлау, бұталар, берікек, Клапанның денелері, Сорғы саппелттері, сәндік құймалар

ZCuSn10Pb1 (Гб / т 1176) / C90500 (ASTM B22)

Химиялық құрамы (wt%): Cu 88–90, Sn 9–11, Pb 0,5–1,5, Қоспалар ≤0,5
Металлургиялық сипаттамалар: Эвтектикаға жақын α-Cu + ұсақ Cu₃Sn тұнбалары түзіледі; жоғарырақ Sn жақсарады қаттылық пен тозуға төзімділік, Pb жақсарады Айналымдылық
Механикалық қасиеттері (Cast ретінде): Созылу ≥240 МПа, Өнімділік ≥100 МПа, Ұзару ≥8%, Қаттылық ≥70 HB
Коррозияға төзімділік: ZCuSn5Pb5Zn5-тен жоғары; теңіз суына төзімді, бу, және жұмсақ химиялық заттар
Басшылық: Жақсы араласу; жоғары дәлдіктегі жұқа қабырғалы құймалар үшін жарамды
Типтік қосымшалар: Жоғары жүктемелі подшипниктер, червякты беріліс, теңіз сорғысының құрамдас бөліктері, бу клапандары, дәл автомобиль/теңіз бөлшектері

Алюминий қола (Cu-Al қорытпалары): Жоғары беріктік және коррозияға төзімді

Құрамында алюминий қола бар 5–12% Al, қалыптастыру қатты интерметаллдар (Al₂Cu, Cu₃Al) бұл күшейтеді күш, қаттылық, және коррозияға төзімділік.

үшін тамаша теңіз, Жоғары температуралы, және тозуы қарқынды орталар.

Жалпы бағалар: ASTM B148 (C95400, C95500), Гб / т 1176 (ZCuAl10Fe3, ZCuAl10Fe5Ni5), Исо 4281 (CuAl10Fe3, CuAl10Ni5Fe4).

Құюға арналған негізгі алюминий қола сорттары

ZCuAl10Fe3 (Гб / т 1176) / C95400 (ASTM B148)

Химиялық құрамы (wt%): Cu 86–89, Әл 9–11, Fe 2–4, Қоспалар ≤0,5
Металлургиялық сипаттамалар: Екі фазалы α + б; Fe Fe–Al интерметаллдарды түзеді; b → a + γ₂ түрлендіру жасайды беріу, тозуға төзімді микроқұрылым
Механикалық қасиеттері (Cast ретінде): Созылу ≥500 МПа, Өнімділік ≥200 МПа, Ұзару ≥15%, Қаттылық ≥150 HB
Коррозияға төзімділік: Теңіз суында тамаша, теңіз атмосферасы, қышқылдар; бетіндегі Al₂O₃ пленкасы тотығудан қорғайды
Басшылық: Жақсы; 1100–1150°C қажет; құмға жарамды, салым, үлкен бөлшектерді орталықтан тепкіш құю
Типтік қосымшалар: Теңіз винттері, Кеме фитингтері, теңіз компоненттері, Сорғы қалталары, тозуға төзімді берілістер

ZCuAl10Fe5Ni5 (Гб / т 1176) / C95500 (ASTM B148)

Химиялық құрамы (wt%): Cu 76–81, Әл 9–11, Fe 4–6, 4-6, Қоспалар ≤0,5
Металлургиялық сипаттамалар: Көпфазалы α + б + Fe–Al + Ni-Al интерметаллдары; Ни жақсарады күш, қаттылық, Коррозияға төзімділік
Механикалық қасиеттері (Cast ретінде): Созылу ≥600 МПа, Өнімділік ≥250 МПа, Ұзару ≥12%, Қаттылық ≥180 HB
Коррозияға төзімділік: ZCuAl10Fe3-тен жоғары; тамаша теңіз суы, бу, және химиялық тұрақтылық
Басшылық: Жақсы; үлкен үшін қолайлы, жоғары беріктігі бар күрделі компоненттер
Типтік қосымшалар: Үлкен теңіз винттері, теңіздегі мұнай & газ жабдықтары, Жоғары қысымды клапандар, ауыр редукторлар

Кремний қола (Cu–Si қорытпалары): Жоғары икемділік және электр өткізгіштік

Құрамында кремний қола бар 1-4% Иә, ұсыну Тамаша икемділік, Коррозияға төзімділік, және электр өткізгіштік (30–40% IACS). Қолайлы электр, теңіз, және сәндік қосымшалар.

Жалпы бағалар: ASTM B22 (C65500, C65800), Гб / т 1176 (ZCuSi3Mn1, ZCuSi10P1), Исо 4281 (CuSi3Mn, CuSi10P).

Құюға арналған кремний қоласының негізгі сорттары

ZCuSi3Mn1 (Гб / т 1176) / C65500 (ASTM B22)

Химиялық құрамы (wt%): Cu 94–96, Және 2,5–3,5, Mn 0,5–1,5, Қоспалар ≤0,5
Металлургиялық сипаттамалар: Гипоэвтектикалық α-Cu + соңы Иә; Mn дәнді тазартады, Күшті жақсартады
Механикалық қасиеттері (Cast ретінде): Tensile ≥280 MPa, Өнімділік ≥110 МПа, Ұзарту ≥20%, Қаттылық ≥80 HB
Коррозияға төзімділік: Атмосферада жақсы, тұщы су, Жұмсақ химикаттар
Басшылық: Үздік; күрделі пішінді үшін қолайлы, икемділігі жоғары компоненттер
Типтік қосымшалар: Электр коннекторлары, қосқыштар, сәндік құймалар, теңіз аппараттық құралдары, Кішкентай берілістер

ZCuSi10P1 (Гб / т 1176) / C65800 (ASTM B22)

Химиялық құрамы (wt%): Cu 88–90, Және 9-11, P 0,2–0,4, Қоспалар ≤0,5
Металлургиялық сипаттамалар: Эвтектикаға жақын α-Cu + Жіне; P күшейтеді басшылық, микроқұрылымды нақтылау
Механикалық қасиеттері (Cast ретінде): Созылу ≥350 МПа, Өнімділік ≥140 МПа, Ұзару ≥12%, Қаттылық ≥100 HB
Коррозияға төзімділік: ZCuSi3Mn1-ден жоғары; теңіз суына төзімді, бу, қышқылдар
Басшылық: Жақсы; жұқа қабырғалы үшін қолайлы, Нақты құю
Типтік қосымшалар: Клапандар, сорғылар, Теңіз компоненттері, Электрлік терминалдар, дәл автомобиль/электрондық бөлшектер

Қорғасын қола (Cu–Sn–Pb қорытпалары): Өте жақсы өңдеу және майлау

Құрамында қорғасын қола бар 5–20% Pb және 2–10% Sn. Pb ретінде бар дискретті бөлшектер Жақсарту Айналымдылық, қатаю, және қарсылық киіңіз.

Қолайлы бағдарлау, бұталар, және төмен үйкеліс компоненттері.

Жалпы бағалар: ASTM B22 (C93200, C93700), Гб / т 1176 (ZCuSn10Pb5, ZCuSn5Pb15Zn5), Исо 4281 (CuSn10Pb5, CuSn5Pb15Zn5).

Құюға арналған негізгі қорғасын қола бағалары

ZCuSn10Pb5 (Гб / т 1176) / C93200 (ASTM B22)

Химиялық құрамы (wt%): Cu 83–85, Sn 9–11, Pb 4–6, Қоспалар ≤0,5
Металлургиялық сипаттамалар: Гипоэвтектикалық α-Cu + Cu₃Sn + Pb бөлшектері; Pb үйкелісті азайтады
Механикалық қасиеттері (Cast ретінде): Созылу ≥220 МПа, Өнімділік ≥100 МПа, Ұзару ≥8%, Қаттылық ≥65 HB
Коррозияға төзімділік: Жақсы атмосфера және тұщы су; орташа теңіз суына/қышқылға төзімділік
Басшылық: Керемет; шағын/орта үшін қолайлы, жоғары өңдеуге қабілетті компоненттер
Типтік қосымшалар: Бағдарлау, бұталар, берікек, worm wheels, Сорғы компоненттері

ZCuSn5Pb15Zn5 (Гб / т 1176) / C93700 (ASTM B22)

Химиялық құрамы (wt%): Cu 73–75, Sn 4–6, Pb 14–16, Zn 4–6, Қоспалар ≤0,5
Металлургиялық сипаттамалар: Гипоэвтектикалық α-Cu + Cu₃Sn + Ф.Б + Mn-ға бай фазалар; жоғары Pb жақсартады Айналымдылық
Механикалық қасиеттері (Cast ретінде): Созылу ≥180 МПа, Өнімділік ≥80 МПа, Elongation ≥5%, Қаттылық ≥55 HB
Коррозияға төзімділік: Байсалды; құрғақ/майланған орталарға жарамды
Басшылық: Керемет; кең өңдеуді қажет ететін күрделі бөлшектерге жарамды
Типтік қосымшалар: Клапанның денелері, беріліс түйіндері, төмен жүктемелі төлкелер, сәндік құймалар

Никель қола (Cu-Ni қорытпалары): Жоғары коррозияға төзімділік және қаттылық

Никель қола (мельхиор) сында 10–30% In. Ни жақсарады Коррозияға төзімділік, қаттылық, және жоғары температуралық тұрақтылық.

Өте ыңғайлы теңіз және жоғары температура қолданбалары, қарсы тұру теңіз суы және биологиялық ластану.

Жалпы бағалар: ASTM B148 (C96200, C96400), Гб / т 1176 (ZCuNi10Fe1Mn1, ZCuNi30Fe1Mn1), Исо 4281 (CuNi10Fe1Mn, CuNi30Fe1Mn).

Құюға арналған негізгі никель қола бағалары

ZCuNi10Fe1Mn1 (Гб / т 1176) / C96200 (ASTM B148)

Химиялық құрамы (wt%): Cu 86–88, 9-11 жылы, Fe 0,5–1,5, Mn 0,5–1,5, Қоспалар ≤0,5
Металлургиялық сипаттамалар: Жалғыз α-Cu қатты ерітінді; Fe және Mn дәндерді тазартады, күшті жақсарту
Механикалық қасиеттері (Cast ретінде): Созылу ≥350 МПа, Өнімділік ≥150 МПа, Ұзарту ≥20%, Қаттылық ≥100 HB
Коррозияға төзімділік: Теңіз суында тамаша, теңіз атмосферасы, биологиялық ластану; ұзақ мерзімді теңіз қызметіне жарамды
Басшылық: Жақсы араласу; теңіз компоненттерін құмды және инвестициялық құюға жарамды
Типтік қосымшалар: Теңіз клапандары, Сорғы қалталары, кеме корпусының арматурасы, теңіз платформасының құрамдас бөліктері

ZCuNi30Fe1Mn1 (Гб / т 1176) / C96400 (ASTM B148)

Химиялық құрамы (wt%): Cu 67–69, 29-31, Fe 0,5–1,5, Mn 0,5–1,5, Қоспалар ≤0,5
Металлургиялық сипаттамалар: Жалғыз α-Cu қатты ерітінді; жоғары Ni коррозия мен термиялық тұрақтылықты жақсартады
Механикалық қасиеттері (Cast ретінде): Tensile ≥400 MPa, Өнімділік ≥180 МПа, Ұзару ≥18%, Қаттылық ≥120 HB
Коррозияға төзімділік: C96200-ден жоғары; теңіз суына тамаша төзімділік, жоғары температуралы бу, және агрессивті химиялық заттар
Басшылық: Жақсы араласу; үлкен үшін қолайлы, Коррозияға төзімді компоненттер
Типтік қосымшалар: Үлкен теңіз винттері, теңіздегі мұнай & газ жабдықтары, жоғары температуралық клапандар, Химиялық өңдеу жабдықтары

4. Құйылған қоланы құю процестері

Құю әдісі - қола құрамдас бөлігі үшін ең маңызды дизайн шешімдерінің бірі.

Процесс ішкі сенімділікті бақылайды, Микроқұрылым, қол жеткізуге болатын геометрия, Бетті аяқтау, Өлшемді төзімділік, құны және құюдан кейінгі қажетті жұмыс (Термиялық өңдеу, өңдеу, NDT).

Құмның құюы (жасыл-құм / шайырмен байланыстырылған)

Бұл не: Балқытылған қола құмды қалыпқа құйылады (бос немесе химиялық байланысқан).
Күшті жақтар: Төмен жабдықталған құны, үлкен және күрделі пішіндер үшін икемді, шағын және орта өндіріс көлемі мен ірі бөлшектер үшін үнемді (Сорғы денелері, Клапан корпус).
Шектеулер: Rougher surface finish, кеңірек өлшемдік төзімділік, ысырма/қоректену оңтайландырылмаған болса, газ және шөгу кеуектілігінің жоғары қаупі.
Типтік бетті өңдеу & төзімділік: Ra ≈ 6-25 мкм (құм дәрежесіне байланысты); әдетте төзімділік ±0,5–3 мм орташа өлшемді мүмкіндіктер үшін (қима мен геометрияға байланысты).
Ең жақсы: Үлкен алюминий-қола сорғы корпустары, қорғасынды мойынтіректердің жеңдері, құрылымдық аппаратура.
Негізгі басқару элементтері: таза балқыма (флюсация/газсыздандыру), бақыланатын құю температурасы (сұйықтық + 30–150 °C жалпы нұсқаулық ретінде), бағытталған қатайту үшін жақсы жобаланған ысырма/көтергіш жүйесі, газды басып қалмас үшін қалып/қорапты желдету.

Центрифугалық құю (рота)

Бұл не: Балқытылған металл айналмалы қалыпқа құйылады; центрден тепкіш күш металды таратады және сырттан бағытталған қатаюға ықпал етеді. Құбырлы және сақиналы бөліктерге ортақ (қоздары, жеңдер, төбе).
Күшті жақтар: Жоғары тығыздық, Төмен кеуектілік, қолайлы бағытталған қатаю (жақсы тамақтандыру), цилиндрлік геометриялар үшін тамаша механикалық қасиеттер мен бетті өңдеу. Алюминий қола және жоғары берік тозу бөлшектері үшін тамаша таңдау.
Шектеулер: Geometry limited to axisymmetric components or segments; құрал құны орташа.
Типтік бетті өңдеу & төзімділік: Ra ≈ 1-6 мкм; құм құюға қарсы радиалды концентрлік төзімділік неғұрлым тығыз.
Ең жақсы: Доңғалақтар, бұталар, жеңдер, сорғы төсемдері - әсіресе Алюминий қола (E.Г., C95400).
Негізгі басқару элементтері: айналу жылдамдығы мен құю жылдамдығын реттеу, суық жабуларды болдырмау үшін пішінді белгіленген температураға дейін қыздырыңыз, қосындыларды азайту үшін сүзгілерді және газсыздандыруды пайдалану, қожды басып қалмас үшін құю температурасын мұқият бақылау.

Инвестициялық құю (Жоғалған балауыз)

Бұл не: Балауыз үлгісі отқа төзімді суспензиямен қапталған; күйгеннен кейін қуыс балқытылған қоламен толтырылады.
Күшті жақтар: Тамаша бетті аяқтау, жұқа қабырға мүмкіндігі, егжей-тегжейлі және жақын өлшемді төзімділік — кішкентайлар үшін өте қолайлы, Күрделі бөліктер, архитектуралық фитингтер, дәлме-дәл клапанның құрамдас бөліктері және шағын дөңгелектер.
Шектеулер: Төмен көлемдер үшін бірліктің жоғары құны (бірақ күрделі бөлшектер үшін орташа көлемде үнемді); балауыздан құралды және керамикалық қабықшаларды дайындау уақыты.
Типтік бетті өңдеу & төзімділік: Ra ≈ 0.4-1,6 мкм қол жеткізуге болады; әдетте төзімділік ±0,05–0,5 мм Өлшемге байланысты.
Ең жақсы: Фосфор және кремний қола дәлдігі бар құймалар, шағын сәндік немесе гидравликалық компоненттер.
Негізгі басқару элементтері: таза үлгі мен қабықшаны дайындау, қабықтың жарылуын болдырмау үшін бақыланатын күйіп қалу, қабықтың химиясына сәйкес келетін оңтайландырылған құю температурасы, кейінгі стрессті жеңілдету.

Тұрақты қалып (гравитация өледі) және төмен қысымды құю

Бұл не: Балқытылған қола құйылады (ауырлық) немесе мәжбүрлі (Төмен қысым) металл қалыпқа (тұрақты болат немесе графит штампы).
Күшті жақтар: Жақсы бетті өңдеу және қайталану мүмкіндігі, орташа көлемдер үшін салыстырмалы жылдам цикл уақыттары, жылдам салқындату және тазартылған микроқұрылым арқасында құм құюға қарағанда жақсы механикалық қасиеттер.
Шектеулер: Қалып құны және шектеулі геометриялық күрделілік (жобалық бұрыштар мен бөлу сызықтары қажет). Үлкендер үшін икемді емес, Бір-бірден бөлшектер.
Типтік бетті өңдеу & төзімділік: Ra ≈ 1.6-6,3 мкм; төзімділік құм құюға қарағанда қатаңырақ, жиі ± 0,1-0,5 мм мүмкіндік өлшеміне байланысты.
Ең жақсы: Жақсартылған микроқұрылым қажет болатын қайталанатын бөліктердің орташа көлемі (кейбір втулкалар, корпустар).
Негізгі басқару элементтері: қалып температурасын бақылау, жылу алуды бақылау және жабысуды болдырмау үшін жабынды таңдау, пішінді желдету.

5. Құйма қоланы термиялық өңдеу және бетін қорғау

Бұл бөлімде құю зауыттары мен дизайнерлер микроқұрылымды тұрақтандыру үшін пайдаланатын мақсатты термиялық өңдеу және беттік инженерия нұсқалары сипатталады., механикалық әрекетті баптау, және құйылған қола компоненттерінің қызмет ету мерзімін ұзартады.

Термиялық өңдеу

Көптеген қола сорттары құйылған күйде пайдалануға жарамды және қатайтуды қажет етпейді.

Дегенмен, бақыланатын жылу циклдері жүйелі түрде қолданылады (а) қатайту және өңдеу нәтижесінде туындаған қалдық кернеулерді жеңілдету, (б) химиялық сегрегацияны гомогенизациялау және микроқұрылымды нақтылау, жіне (б) қорытпалар химиясы рұқсат еткен жерде беріктікті немесе қаттылықты арттырыңыз.

Төменде термиялық өңдеудің негізгі мақсаттары мен типтік тәжірибелері жинақталған.

Стресстен арылту (көптеген кастингтер үшін әдеттегі).

Мақсат: құю және өңдеу кернеулерін азайту, кейінгі өңдеу кезінде бұрмалануды азайту және қызмет көрсету кезінде кернеу-коррозия/крекинг қаупін азайту.
Әдеттегі тәжірибе: қалыпты температураға дейін қыздырыңыз (жиі ~250–450 °C қорытпаға және қима қалыңдығына байланысты), бөлік өлшеміне пропорционал уақыт бойы ұстаңыз, содан кейін баяу суытыңыз.
Бұл ауыр өңдеуден бұрын барлық дерлік қола құймалар үшін ұсынылатын тәуекелі төмен операция.

Толық күйдіру / гомогенизация (икемділікті жақсарту және сегрегацияны жою).

Мақсат: құйманы жұмсартыңыз, сынғыш фазаларды ірілендіру және сфероидизациялау, және баяу қатаю нәтижесінде пайда болатын интердендритті сегрегацияны гомогенизациялайды.
Әдеттегі тәжірибе: жасыту температурасы отбасына байланысты өзгереді - әдетте ~400–700 °C көптеген қалайы/қорғасын және фосфор қолаларына арналған жолақ; Алюминий қолалары көбінесе ерітінділеудің жоғары температурасын қажет етеді (төменде қараңыз).
Салқындату әдетте бақыланады (пешті немесе ауаны салқындатыңыз) per alloy guidance.

Шешім емдеу + сөндіру (таңдамалы түрде қолданылады, негізінен кейбір алюминий және никель қолалары үшін).

Мақсат: қату кезінде пайда болған сегрегацияны және еритін интерметаллдарды ерітеді, жақсартылған беріктік/қаттылықты дамыту үшін кейінірек қартаюға немесе шыңдауға болатын біркелкі микроқұрылымды шығару.
Әдеттегі тәжірибе: белгілі бір алюминий қола үшін, ерітіндінің термиялық өңдеуі жоғары температурада жүргізіледі (әдетте ~850–950 °C көптеген Cu-Al қорытпалары үшін ауқым), одан кейін тез салқындау (су немесе мәжбүрлі ауа) аса қаныққан матрицаны сақтау үшін.
Нақты температуралар мен сөндіргіш орталар қорытпалар химиясына және қима өлшеміне байланысты.

Жастың қатаюы / Тымбитора (қолданылатын жерде).

Мақсат: шығымдылық пен созылу беріктігін арттыратын жауын-шашын немесе реттелген реакцияларды дамыту (кейбір алюминий қола және мамандандырылған мыс-никель қола қартаюға жауап береді).
Әдеттегі тәжірибе: ерітіндіден және сөндіруден кейін, аралық қартаю/тазарту қадамы ~ 200-500 ° C белгілі бір уақыт ішінде қажетті беріктік/икемділік тепе-теңдігіне жақындау үшін пайдаланылады.
Қартаю терезесі мен реакциясы жоғары қорытпаға тән.

Бетті қорғау

Қола қорытпалары әдетте коррозияға төзімділікті қамтамасыз ететін жабысатын оксидті қабықшаларды дамытады, бірақ агрессивті бұқаралық ақпарат құралдарына әсер ету (құрамында хлориді бар теңіз суы, қышқыл процесс ағындары, абразивті шламдар) жиі қосымша беттік инженерияны талап етеді.

Мақсат эстетикалық болуы мүмкін (аяқтауды сақтау), профилактикалық (белсенді коррозияның кешігуі) немесе функционалды (тозуын жақсарту, үйкелісті азайтыңыз).

Ауысу: Оксидті пленканы қалыңдату үшін бетті азот қышқылымен немесе лимон қышқылымен өңдеу, Коррозияға төзімділікті арттыру.
Бұл әдіс әдетте алюминий қола және никель қола компоненттері үшін қолданылады.
Электроплицей: Асыл металдың жұқа қабатын қолдану (E.Г., хром, никель) коррозияға төзімділік пен эстетиканы жақсарту үшін бетіне.
Бұл әдіс сәндік құймалар мен коррозияға төзімділігі жоғары компоненттер үшін қолданылады.
Кескіндеме/жабын: Қоланы коррозиялық ортадан қорғау үшін эпоксидті немесе полиуретанды жабынды қолдану. Бұл әдіс сыртқы және химиялық өңдеу компоненттері үшін қолданылады.
Ыстық гальванизация: Коррозияға төзімділікті жақсарту үшін бетіне мырыш қабатын жағу. Бұл әдіс үлкен қола компоненттері үшін қолданылады (E.Г., Теңіз фитингтері) қатал ортада.

6. Жалпы құйылған қола сорттарын таңдау критерийлері

Құю үшін қола маркасын таңдағанда, келесі факторларды бағалаңыз, содан кейін сәйкес келетін отбасыларға/бағаларға тарылыңыз:

Қызмет көрсету ортасы: теңіз суы, тұщы су, қышқылдар, сілтілі, көмірсутектер. (Теңіз суы → алюминий қола; қышқылдар → жоғары никельді қола немесе арнайы қорытпалар.)
Механикалық талаптар: статикалық жүктеме, шаршау циклдары, соққы — жоғары жүктеме үшін алюминий қола; шаршау/көктемгі мінез-құлық үшін фосфор қола.
Трибология: сырғанау жылдамдығы, майлау, қарсы материал — сәйкестік үшін қорғасын тірек қола; жоғары жүктеме және абразивті қызмет көрсету үшін алюминий қола.
Кастинг процесінің шектеулері: қол жеткізуге болатын тығыздық, төзімділік пен пішіннің күрделілігі.
Айналымдылық & қосалқы операциялар: жеңіл өңдеу үшін қорғасынды қола; орташа өңдеуге арналған фосфор қолалары; ауыр өңдеуге және термиялық өңдеуге арналған алюминий қола.
Нормативтік/денсаулық мәселелері: қорғасын қорытпалары қоршаған ортаға/денсаулыққа қатысты ойларды ұсынады; жою және жұмысшыларды қорғау жоспарлануы керек.
Құны & өмірлік цикл: материалдық шығындарды ғана емес, күтілетін қызмет мерзімін ұзартуды да қамтиды, тоқтап қалу және техникалық қызмет көрсету шығындары.

7. Қарапайым құйылған қола сорттарының жақсы және жаман жақтары

Алюминий қола (C95400 отбасы)

Әдепті: Өте жоғары беріктік, тамаша теңіз суы/кавитация/эрозияға төзімділік, Жақсы тозуға төзімділік.
Тыныш: Көбірек қымбат, Машинаға қиынырақ, сегрегацияны болдырмау үшін жақсы құю тәжірибесін қажет етеді.

Фосфор Қола (C51000 отбасы)

Әдепті: Жақсы тозуға және шаршауға төзімділік, Жақсы техникалар (туыс), көптеген орталарда жақсы коррозияға төзімділік.
Тыныш: Ауыр тозу үшін жоғары Al-қолалар сияқты күшті емес; қаңылтырдың мазмұны құнын көтеруі мүмкін.

Кремний қола

Әдепті: Жақсы коррозияға төзімділік, икемділік және әрлеу; инвестициялық құю үшін тамаша.
Тыныш: Алюминий қолаларына қарағанда беріктігі төмен; ауыр тозуға аз қолайлы.

Жетекші / қола ұстаған (C93200 отбасы)

Әдепті: Тамаша жұмыс қабілеттілігі, подшипниктер үшін жақсы ендіру және сәйкестік.
Тыныш: Қорғасын мазмұны қоршаған орта/денсаулық мәселелерін көтереді; төменгі беріктік және жоғары температура шегі.

Ерекше қола

Әдепті: Агрессивті химиялық заттарға немесе жоғары температураға арналған арнайы шешімдер.
Тыныш: Жоғары шығындар, аз стандартталған; мұқият жеткізуші біліктілігін талап етеді.

8. Құйылған қоланың өнеркәсіптік қолданылуы

Құйылған қола бірегей мән беретін мысалдар:

Теңіз / оффор: Сорғы саппелттері, пропеллер компоненттері, теңіз клапандары (алюминий қола).
Күш & энергия: турбиналық тығыздағыштар, бағдарлау, Клапан бөліктері (фосфор және алюминий қола).
Мұнай-химия / химиялық: суланған компоненттер, жылу алмастырғыш арматура (кремний және арнайы қолалар).
Өнеркәсіптік машиналар: бұталар, Пластиналар киіңіз, ауыр жеңдер (қола және алюминий қола мойынтіректері).
Мұра / сәулет: сәндік құймалар мен мүсіндік бұйымдар (кремний және фосфор қола).
Автомобиль / автоспорт: винтажды немесе арнайы қолданбалардағы шағын дәлдіктегі компоненттер (фосфор немесе кремний қола).

9. Тұжырымдар

Жалпы актерлік құрам қола бағалар, оның ішінде қалайы қола, Алюминий қола, кремний қола, қорғасын қола, және никель қола, әртүрлі құю қолданбаларына бейімделген бірегей қасиеттері бар әмбебап материалдар.

Әр сорттың өзіндік химиялық құрамы бар, Металлургиялық сипаттамалары, құю өнімділігі, және коррозияға қарсы әрекет, оларды жалпы өнеркәсіптік машиналардан қатал теңіз және химиялық қолданбаларға дейінгі арнайы қызмет көрсету орталарына қолайлы етеді.

Сәтті қола құюдың кілті қолдану талаптарына негізделген дұрыс бағаны таңдауда жатыр, ақауларды азайту үшін құю процестерін оңтайландыру, және қызмет ету мерзімін ұзарту үшін тиісті термиялық өңдеу және бетті қорғау шараларын енгізу.

Ал қола шойын мен алюминийге қарағанда бастапқы құны жоғары, оның ұзақ қызмет ету мерзімі, тамаша өнімділік, және жоғары қайта өңдеу мүмкіндігі оны ұзақ мерзімді перспективада үнемді және тұрақты таңдау жасайды.

ЖҚС

Ауыр жүк пен тозуға арналған ең күшті құйма қола қандай??

Жоғары алюминий қола (UNS арқылы сипатталады C95400 отбасы) жоғары созылу беріктігін біріктіреді (типтік құйма диапазондары ~400–800 МПа) және қаттылық (~120–250 HB) тамаша эрозияға және кавитацияға төзімді,

оларды ауыр салмақты сорғы дөңгелектері мен теңіз суына қызмет көрсету үшін таңдаулы таңдау жасайды.

Қай қола сорты сырғанау мойынтіректері үшін жақсы?

Мойынтіректер қорғасынды қола (E.Г., UNS C93200 отбасы) немесе арнайы фосфорлы қола мойынтіректер қорытпалары ендіру үшін оңтайландырылған, сәйкестік және майлауды ұстау.

Олар майланған жүйелердегі тірек мойынтіректері үшін жақсы өңдеуге және қолайлы беріктікті ұсынады.

Қола құймалар әдетте термиялық өңдеуді қажет етеді?

Көптеген қола құймалар күйзелісті жеңілдетуден кейін құйылған күйде жеткілікті.

Дегенмен, мақсатты термиялық өңдеулер (стрессті жеңілдететін күйдіргіш, гомогенизация, немесе кейбір алюминий қола ерітіндісі үшін + қартаю) икемділігі жоғарылағанда қолданылады, гомогенизацияланған химия немесе жоғарырақ беріктік қажет.

Қорытпаға қатысты нұсқауларды орындаңыз.

Қола құймалардағы кеуектілік пен шөгуді қалай азайтуға болады?

Таза балқыту тәжірибесін қолданыңыз (көну, газасты, Керамикалық сүзу), бағытталған қатайтуға арналған жобалық қақпа және көтеру, құюды бақылау,

құбырлы бөлшектер үшін центрифугалық құюды қарастырыңыз, және қату жолдарын бақылау үшін тиісті салқындату немесе оқшаулауды қамтиды.

Алюминий қола теңіз суында фосфорлы қолаларға қарағанда жақсы ма??

Иә — алюминий қолалары тұрақты алюминий тотығының беткі қабығын дамытады және әдетте теңіз суының коррозиясына төзімдірек., қалайы/фосфор қолаларына қарағанда кавитация және эрозия, сондықтан олар теңіз жабдықтары мен сорғы компоненттері үшін артықшылық береді.

Құйылған қола дәнекерлеуге және жөндеуге болады?

Көпшілігі мүмкін, бірақ тәжірибелер отбасына қарай ерекшеленеді. Алюминий қола әдетте дұрыс толтырғыш металдарды қажет етеді, крекингті болдырмау және коррозияға төзімділікті сақтау үшін алдын ала қыздыру және дәнекерлеуден кейінгі термиялық өңдеу.

Фосфор және кремний қола оңай дәнекерленген. Әрқашан білікті дәнекерлеу процедураларын және сынақ жөндеу жұмыстарын қолданыңыз.

Қола құймаларын қайта өңдеуге болады?

Иә. Мыс негізіндегі қорытпалар (соның ішінде қола) жоғары қайта өңдеуге жарамды; сынықтар айтарлықтай легирленген құнды қайтарады және қайта өңдеу жауапты құю өндірісінің жеткізу тізбегінде жиі кездеседі.

Қайта өңделген мазмұнды қадағалаңыз және композицияны бақылау маңызды болса, элементтерді қадағалаңыз.