회색 주철 껍질 곰팡이 주조

1. 소개

회색 주철의 쉘 곰팡이 캐스팅은 전통적인 모래 주조와 현대 고정밀 제조 사이의 간격을 연결하기 때문에 엄격한주의를 기울여야합니다..

자동차 등 산업, 공작기계, 그리고 에너지 생성은 우수한 치수 정확도와 표면 품질을 위해 쉘 일반적인 회색 철분 구성 요소에 점점 더 의존하기 시작했습니다..

이 기사에서는, 우리는 회색 주철 야금을 탐험합니다, 쉘 성형 공정을 자세히 설명합니다, 기계적 특성을 분석합니다, 장점에 대해 토론하십시오, 도전, 현대 생산 응용 프로그램.

2. 회색 주철은 무엇입니까??

회색 주철 독특한 흑연 미세 구조를 특징으로하는 주철 유형입니다., 골절 될 때 회색 플레이크로 나타납니다.

가공 가능성이 뛰어나기 때문에 가장 오래되고 가장 일반적으로 사용되는 철 주조 합금 중 하나입니다., 진동 감쇠, 및 내마모성.

회색 주철은 다양한 산업 응용 분야에서 중요한 역할을합니다., 특히 힘이있는 곳, 열전도도, 치수 안정성이 핵심입니다.

조성 및 미세 구조

회색 주철은 주로 구성됩니다 철, 탄소 (2.5–4.0%), 그리고 규소 (1.0–3.0%).

높은 탄소 및 실리콘 함량은 펄라이트 매트릭스 내에서 흑연 플레이크의 형성을 촉진합니다., 페라이트, 아니면 둘 다의 조합.

이 흑연 플레이크 구조는 회색 철을 다른 유형과 구별합니다., 연성 또는 흰색 주철처럼.

전형적인 화학 성분:

3. 쉘 성형 캐스팅이란 무엇입니까??

쉘 곰팡이 주조-사전 코팅 된 수지 모래 주조 공정이라고도합니다.,

뜨거운 쉘 성형 주물, 또는 핵심 주조 과정, 수지 코팅 된 모래 혼합물을 사용하여 얇은 것을 만드는 투자 캐스팅의 변형입니다., 패턴 주위의 강성 곰팡이 또는 "쉘".

느슨한 모래 곰팡이와 달리, 쉘 곰팡이는 더 큰 치수 정확도를 제공합니다, 더 미세한 표면 마감, 그리고 더 얇은 벽.

공정은 열을 활용하여 수지 바인더를 치료합니다 (일반적으로 페놀 또는 푸란 기반) 금형 패턴 표면에서, 두께가 10-15mm에 불과한 껍질을 생성합니다.

수지-샌드 코팅 및 가열 사이클을 반복하여, 제조업체는 용융 금속 온도를 견딜 수있는 곰팡이를 만듭니다..

4. 쉘 곰팡이 주조 프로세스 개요

왁스 패턴 생성 및 어셈블리

투자 캐스팅은 정확한 왁스 패턴 생산으로 시작합니다.

회색 철분, 왁스 패턴은 핫 왁스를 강철로 주입하여 거울 마감 처리 된 세제로 생성됩니다., 최종 캐스팅의 표면 마감 처리가 매우 매끄 럽습니다 (RA ≈ 0.8-1.2 µm).

중앙 게이팅 트리에 여러 동일한 패턴이 장착됩니다., 철 흐름을 최적화하고 응고 수축을 보상하도록 설계되었습니다. (~ 2 % 회색 철분).

쉘 빌딩: 슬러리, 치장 용 벽토, 그리고 레이어링

조립 된 왁스 트리는 독점 쉘 슬러리에서 반복적 인 담그기를 겪습니다., 일반적으로 미세한 내화 입자와 혼합 된 콜로이드 실리카 또는 지르코늄 기반 바인더 (20–50 µm).

레이어 사이, 껍질은 점차 거친 입자가있는 "치장 막"입니다,

용융 철을 견딜 수있는 10-15mm의 쉘 벽 두께를 쌓으십시오. (~ 1400 ℃) 과도한 스트레스 축적없이.

층 수 및 건조 조건은 투과성을 관리하기 위해 신중하게 제어됩니다., 힘, 및 열 팽창 특성.

탈 왁스 및 쉘 발사

일단 쉘이 필요한 두께를 달성하면, 왁스는 스팀 오토 클레이 핑 또는 저온 용광로 탈 웬트를 통해 제거됩니다., 쉘 크래킹 최소화.

Dewax 다음, 고온 발사 (8002-4 시간 동안 –1000 ° C) 소용돌이 껍질,

잔류 바인더를 제거합니다, 그리고 내화성을 유리합니다.

적절한 발사 일정은 강세를 달성하기 위해서는 필수적입니다, 철 수축 및 가스 진화를 수용 할 수있는 투과성 껍질.

녹는, 붓는 것, 및 응고

회색 철분이 유도 또는 큐폴로 용광로에서 녹습니다., 조성의 정확한 제어 - 탄소 등가, 실리콘 레벨, 및 추적 요소 - 원하는 미세 구조를 보장합니다.

일반적으로, 용융 철은 1350–1450 ° C에서 유지됩니다, 그런 다음 예열 된 쉘 곰팡이에 붓습니다 (> 300 ℃) 열 충격을 최소화합니다.

철은 난류를 방지하기 위해 통제 된 게이트 아래의 구멍을 채 웁니다..

응고는 방향입니다; 라이저는 캐스팅이 완전히 고체 될 때까지 액체 철분을 수축 구역으로 공급하기 위해 전략적으로 배치됩니다..

쉘 제거 및 최종 마무리

4-6 시간의 냉각 후, 껍질은 기계식 녹아웃 또는 화학 스트리핑을 통해 분해됩니다..

잔류 쉘 입자는 샷 블라스팅 또는 고압 공기로 제거됩니다., 회색 철제 주조의 Net 모양을 드러냅니다.

최소 연삭, 지루한, 또는 쉘 프로세스의 높은 차원 정확도 덕분에 가공이 필요합니다. (± 0.25 mm 당 100 mm).

최종 검사에는 시각적 검사가 포함됩니다, 치수 측정, 고객 사양을 충족하기위한 표면 마감.

5. 회색 철분 주물의 기계적 특성 (ASTM A48 등급)

6. 회색 주철을위한 쉘 곰팡이 주조의 장점

쉘 곰팡이 캐스팅은 회색 철분 구성 요소를 생산하는 데 큰 이점을 제공합니다.:

탁월한 차원 정확도:

제조업체는 정기적으로 ±의 공차를 달성합니다 0.25 중간 크기 부품의 MM (100–300 mm 범위), 모래 주조의 경우 ± 0.5–1.0 mm에 비해.

따라서, 다운 스트림 가공 요구 사항은 30-50으로 떨어집니다 %.

미세한 표면 마감:

캐스트 캐스트 표면은 종종 1.2–2.0 μm Ra를 측정합니다, 광범위한 연삭 또는 연마의 필요성을 없애줍니다.

대조적으로, 일반적인 모래 주식 부품에는 RA 5–10 μm가 필요합니다, 상당한 2 차 마감 처리를 요구합니다.

얇은 섹션 기능:

쉘 곰팡이는 회색 철의 벽 두께를 3-4mm까지 허용합니다., 갈비뼈로 복잡한 형상을 활성화합니다, 얇은 플랜지, 통합 냉각 채널.

이 용량은 무게를 10-20으로 줄입니다 % 전통적으로 더 두꺼운 모래 캐스트 섹션과 비교할 때.

가공 시간과 비용 절감:

쉘 캐스트 구성 요소는 밀접한 공차로 NET 모양에 가까워지기 때문입니다, 기계 공장은 더 적은 재료를 제거합니다.

대량 생산에 (10³ – 10 s PCS/년), 상점은 종종 20-30을보고합니다 % 가공 노동 저축.

중간 규피 생산에 대한 반복성:

쉘 곰팡이 라인은 매년 1,000-100,000 부품으로 뛰어납니다. 일단 패턴과 쉘 매개 변수가 설정되면, 일관된 품질은 배치 후 배치가 나타납니다, 스크랩 속도를 최소화합니다 (자주 < 5 %).

7. 한계와 도전

장점에도 불구하고, 쉘 몰딩 그레이 아이언은 몇 가지 과제를 제기합니다:

더 높은 툴링 및 패턴 비용:

통합 난방 채널로 단단한 금속 패턴을 제조하는 것은 고유 한 설계 당 $ 20,000 ~ $ 50,000 - 모래 금형의 단순한 목재 또는 에폭시 패턴보다 더 높은 시간..

이 비용은 사전 투자를 정당화하기 위해 충분한 생산량을 요구합니다..

수지 가스 관리:

경화 페놀 또는 푸란 수지는 유기 가스를 방출합니다 (예를 들어, 공동, co₂, 페놀 증기) 탈 왁스와 쏟아지는 동안.

파운드리는 환경 규정을 충족시키고 근로자 건강을 보호하기 위해 강력한 환기 시스템 및 열 산화제 또는 저축 장치가 필요합니다..

쉘 브리티스:

껍질 벽은 10-15mm에 불과합니다, 경화 된 수지 매트릭스로 인해 취성이 있습니다.

녹아웃 또는 금형 어셈블리 중에 부적절한 취급은 균열을 유발할 수 있습니다., 금속 침투 또는 오해와 같은 주조 결함으로 이어짐.

파운드리는 직원을 엄격하게 훈련시키고 쉘 취급 절차를 모니터링해야합니다.

흑연 구조 제어:

쉘 곰팡이의 낮은 열전도율은 때때로 냉기 구역을 생성 할 수 있습니다., 국소화 된 흰색 철 또는 탄화물을 형성합니다.

이러한 미세 구조 이상은 표면의 인성을 감소시킵니다.

이를 완화하려면, 파운드리는 접종 전략을 구현합니다 (0.05–0.1 wt % Ca -i 마스터 골목) 균일 한 냉각을 촉진하기 위해 쉘 예열 온도를 조정하십시오.

8. 껍질 일반적인 회색 철의 응용

자동차 산업

• 엔진 블록, 실린더 헤드, 브레이크 구성 요소 (예를 들어, 로터와 드럼), 클러치 하우징, 다양체

산업 기계 및 장비

• 기어 하우징, 선반 침대, 펌프 바디, 압축기 케이싱, 밸브 하우징

발전

• 터빈 케이스, 발전기 하우징, 엔진베이스, 전기 인클로저

Agricultural and Construction Equipment

• 기어 박스 하우징, 브레이크 플레이트, 베어링 캡, 엔진 지원

HVAC 및 유체 처리 시스템

• 파이프 피팅, 펌프 임펠러, 흐름 하우징, 제어 밸브 바디

어플라이언스 및 툴링 구성 요소

• 전기 모터 하우징, 프레임 지원, 비품베이스

9. 쉘 곰팡이 주조 금속 및 합금

쉘 곰팡이 주조.

생산 능력 고정밀, 고품질 복잡한 세부 사항이있는 주물.

10. 결론

회색 주철의 쉘 곰팡이 주조는 높은 차원 정확도의 강력한 조합을 제공합니다., 미세한 표면 마감, 바람직한 기계적 특성.

산업이 더 복잡한 디자인과 더 엄격한 공차를 향해 추진함에 따라, 회색 주철의 쉘 곰팡이 주조는 계속 진화합니다.,

고급 쉘 재료 통합, 오토메이션, 품질을 더욱 향상시키는 시뮬레이션 도구.

~에 이것, 우리는 이러한 고급 기술을 활용하여 구성 요소 디자인을 최적화 할 때 귀하와 파트너십을 맺을 준비가되어 있습니다., 재료 선택, 생산 워크 플로우.

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자주 묻는 질문

회색 철을 위해 전통적인 모래 주조보다 쉘 곰팡이가 우수하게 만드는 이유?

쉘 곰팡이 캐스팅은 훨씬 더 나은 것을 제공합니다 치수 정확도 (± 0.25 mm) 그리고 표면 마무리 (RA 3.2-6.3 μm).

또한 허용합니다 더 얇은 벽면, 가공 감소, 그리고 더 나은 반복성, 특히 매체에서- 대량 생산에.

쉘 몰딩을 사용하여 복잡하거나 얇은 벽으로 만들 수 있습니다.?

예. 쉘 곰팡이 주조는 잘 적합합니다 복잡한 형상 그리고 얇은 벽 구성 요소, 벽 두께가 낮습니다 3–4 mm.

이 과정은 복잡한 모양에 대한 용융 철의 우수한 흐름성과 정확한 쉘 강성을 보장합니다..

쉘 보형 회색 철분 부품의 일반적인 생산량은 얼마입니까??

쉘 성형입니다 중간에서 높은 볼륨의 경우 경제적으로 실행 가능합니다- 일반적으로 그 사이 1,000 에게 100,000+ 연간 조각, 툴링 투자 및 일부 복잡성에 따라.

껍질 일반적인 회색 철에 필요한 시본 치료가 있습니까??

예. 다음과 같은 후 처리 열처리, 표면 청소 (샷 폭발),

그리고 코팅 (페인트, 인산염, 에나멜) 서비스 조건 및 부식 저항 요구 사항에 따라 적용될 수 있습니다..