1. Įvadas
Kaliojo geležies, taip pat vadinamos sferoidiniu ar mazginiu grafito geležimi, yra lietinis lydinys, ausmingumas, ir nuovargio atsparumas.
Su sferiniais grafito mazgeliais, o ne trapiais dribsniais pilkos geležies, Kalios geležies tiltuoja tarpą tarp liejamo plieno ir įprasto ketaus.
Šiame straipsnyje nagrinėjami vyraujantys liejimo būdai - Sand, apvalkalo pelėsis, Nuolatinis pelėsis, Išcentrinis, investicija, ir nuolatinis liejimas - užfiksuoti jų principus, proceso parametrai, mechaniniai rezultatai, ir pramonės aktualumas.
2. Kas yra elastinga geležis?
Kariuomenė geležis, Taip pat žinomas kaip mazginis ketaus arba Sferoidinis grafito geležis (SG geležis), yra ketaus rūšis, kuriai būdingas buvimas Sferiniai grafito mazgeliai mikrostruktūroje.
Skirtingai nuo tradicinio Pilka ketaus, kuriame yra dribsnių grafito, kuris sukelia trapumą ir mažą tempimo stiprumą, Kalios geležies apvalios grafito morfologija labai padidėja Mechaninės savybės tokių kaip ausmingumas, Tvirtumas, ir Nuovargio atsparumas.

Metalurgijos pagrindai
Kalios geležies veikimo centre yra kruopščiai kontroliuojamas cheminis ir metalurginis procesas. Pagrindiniai punktai yra:
- Grafito formos valdymas: Remiantis elastingos geležies bruožas yra jo grafitas sferine forma, pasiekta pridedant nedidelį kiekį magnis (Mg)—Padus 0,03–0,05% - iki išlydytos geležies prieš pat liejimą.
Magnis modifikuoja grafitą nuo dribsnių iki mazgelių. - Inokuliacija: Po gydymo magniu, inokuliatoriai (Paprastai yra ferrosilicon, kalcis, ir retos žemės) yra pridedami siekiant patobulinti grafito branduolys, didėjantis mazgelių skaičius ir vienodumas.
- Kietėjimo elgesys: Norint išvengti defektų, tokių defektų, kaip išvengta skysčio į kietą, kiečiame lyginyje susitraukimo poringumas, stambus grafitas, arba karbido formavimasis.
Aušinimo greitis ir pelėsių dizainas tiesiogiai daro įtaką mazgelių formai ir skaičiui.
3. Kario geležies smėlio liejimas
Smėlio liejimas yra plačiausiai naudojamas kaliojo geležies metodas, apskaičiuojant ~ 70% pasaulinės produkcijos.
Jo universalumas - galima gaminti dalis iš 0.5 kg į 50 Tonos-tai būtina tiek mažiems komponentams, tiek didelio masto infrastruktūrai.

Proceso apžvalga
- Pelėsių paruošimas: Smėlis (silicio dioksidas arba olivinas) yra sujungtas su moliu (Žalias smėlis) ar dervos (Kepti, Šalta dėžutė) suformuoti formas.
Modeliai (mediena, metalas, arba 3D atspausdintas) Sukurkite ertmes, atitinkančias dalies formą, su šerdimis (smėlis ar keramika) vidinėms savybėms. - Pilti: Išlydyta elastinga geležis (1300–1350 ° C.), apdorotas magniu/cerium, siekiant mazgų, yra pilamas į formą.
Mažas smėlio šilumos laidumas sulėtėja aušinimas, leidžiant grafito mazgeliams formuoti tolygiai. - Kietėjimas: Kontroliuojamas aušinimas (5–20 ° C/min) Užtikrina grafito sferoidizaciją; Rizikai (Papildomi metaliniai rezervuarai) kompensuoti 3–5% tūrinį susitraukimą.
- „Shakeout“ ir apdailos: Pelėsis nutrūksta, ir dalys valomos, apipjaustytas, ir termiškai apdorotas (Jei reikia).
Pelėsio medžiagos, Rišikliai, ir pagrindinė praktika
- Žalias smėlis: Dažniausiai gaminama didelės apimties. Naudoja silicio dioksido smėlį, sumaišytą su bentonito moliu ir vandeniu. Ekonomiškai ir perdirbami.
- Kepkite smėlį (Dervos sujungta): Naudojamas didesniems liejiniams ar geresniam matmenų tikslumui. Smėlis yra sujungtas su fenolio ar furan dervos, išgydytas chemiškai.
- Šerdys: Pagaminta naudojant šaltos dėžutės ar apvalkalo šerdies metodus, kad būtų sukurtos sudėtingos vidinės ertmių. Reikalauti, kad būtų išvengta dujų defektų.
Skyriaus storis, Paviršiaus apdaila, ir tolerancijos
| Parametras | Žalias smėlis | Dervos sujungtas smėlis |
| Minimalus sienos storis | 5–6 mm | 3–4 mm |
| Paviršiaus apdaila (Ra) | 12.5 - 25 μm | 6.3 - 12.5 μm |
| Matmenų tolerancija | ± 0,5 - ± 1,5 mm | ± 0,3 - ± 0,8 mm |
| Svorio diapazonas | 0.5 kg - 50+ tonos | 10 kg - 30+ tonos |
Kaliojo geležies smėlio liejimo pranašumai
- Universalumas: Tinka tiek mažoms tikslioms dalims, tiek dideliems konstrukciniams liejiniams.
- Mažos įrankių išlaidos: Modelio išlaidos paprastai svyruoja nuo $500 į $5,000, įgalinantys ekonominius trumpus ir vidutinius bėgimus.
- Medžiagos lankstumas: Suderinamas su visomis kalios geležies laipsniais, įskaitant feritą, Perlitas, ir „Austempered“ variantai.
- Mazgelių valdymas: Palyginti lėtas smėlio formų aušinimas leidžia formuoti vienodą mazgelių susidarymą, kritiška siekiant tikslo pailgėjimo ir tvirtumo.
Kaliojo geležies smėlio liejimo apribojimai
- Paviršiaus šiurkštumas: Šiurkštesnė apdaila, palyginti su „Shell Folm“ ar „Investment Casting“. Gali reikalauti apdirbimo paviršiams ar smulkiems pritaikymams.
- Dujų poringumo rizika: Ypač žalios smėlio formos, jei drėgmė ir ventiliacija nėra tinkamai kontroliuojami.
- Matmenų kintamumas: Šiluminis smėlio išsiplėtimas ir standžių pelėsių sienų nebuvimas gali sukelti nedidelį matmenų dreifą aukšto tikslumo dalimis.
Įprasti kaliojo geležies smėlio liejimas
- Automobilių komponentai: Suspensijos rankos, Stabdžių apkabos, Diferencialiniai korpusai.
- Savivaldybių infrastruktūra: Šulinio dangteliai, Drenažo grotelės, Vandens vamzdžių jungiamosios detalės.
- Mašinos: Pavarų dėžės, guolių dangteliai, Kompresoriaus korpusai, siurblio kūnai.
- Energija ir komunalinės paslaugos: Vėjo turbinos stebulės, Generatorių korpusai, vožtuvo kūnai.
4. Kario geležies apvalkalo pelėsio liejimas
Korpuso pelėsio liejimas, Taip pat žinomas kaip Korpuso formavimas, yra tikslus smėlio liejimo procesas, kuris naudojamas Dervos dengtas smėlis Norėdami sukurti matmenis tikslius elastingo geležies komponentus su Aukščiausias paviršiaus apdaila ir griežtos nuokrypiai.
Tai ypač gerai tinka vidutinio dydžio komponentai Tam reikia patobulintos detalės ir nuoseklaus veikimo - pusiausvyros tarp smėlio liejimo lankstumo ir metalinių formų matmenų valdymo.

Proceso apžvalga
Korpuso pelėsio liejimo procesas, skirtas naudoti elastingą geležies:
- Modelio šildymas: Metalo raštas (Paprastai plienas) kaitinamas iki 200–300 ° C.
- Smėlio taikymas: Iš anksto uždengtas dervomis surištas silicio dioksido smėlis yra išpūstas ant karšto modelio, Sukelia dervą iš dalies išgydyti ir suformuoti 3–10 mm storio apvalkalą.
- Korpuso formavimasis: Iš dalies sukietėjęs apvalkalas yra sukietėjęs orkaitėje arba toliau kaitinant modelį.
Paruoštos dvi pusės ir sujungtos, kad susidarytų visa pelėsio ertmė. - Pagrindiniai išdėstymai (Jei reikia): Tuščiaviduriai savybės yra sukurtos naudojant iš anksto suformuotus smėlio ar keramines šerdes.
- Pilti: Išlydyta elastinga geležis (~ 1350 ° C.), Iš anksto apdorotas magniu ir pasėta, pilamas į apvalkalo formą.
- Kietėjimas: Greitas ir tolygus aušinimas dėl plonų pelėsių sienų sukelia smulkius grafito mazgelius ir tankią mikrostruktūrą.
- Apvalkalo pašalinimas ir apdaila: Po aušinimo, trapus apvalkalas lengvai atitrenkia, atskleidžiant puikią paviršiaus kokybės liejinį.
Dervos dengtos smėlio charakteristikos
Paprastai apvalkale naudojamas smėlis yra Aukšto grynumo silicio dioksido smėlis, padengtas a Fenolio dervos segtuvas:
- Grūdų dydis: Puiku ir sferinė, Paprastai AFS 50–70, kuris padeda pasiekti aukštesnį paviršiaus apdailą.
- Šiluminis stabilumas: Danga apsaugo nuo smėlio suliejimo aukštoje metalinėje temperatūroje.
- Apvalkalo storis: Paprastai svyruoja nuo 3 mm (Plonos sienos) į 10 mm (didesniems liejiniams).
Šis smėlis yra vienkartinis, Skirtingai nuo žaliojo smėlio, Bet teikia Didesnis matmenų tikslumas ir paviršiaus apibrėžimas.
Šilumos ir matmenų kontrolės nauda
„Shell Folm“ liejimas suteikia puikią šiluminę konsistenciją dėl:
- Vienodas apvalkalo storis: Numatomi aušinimo normos padidina grafito sferoidizaciją.
- Maža pelėsių deformacija: Standžios apvalkalo sienos sumažina iškraipymo tikimybę, užtikrinant aukšto matmenų pakartojamumą.
- Švarios paviršiaus reakcijos: Mažiau dujų generavimo, palyginti su žaliuoju smėliu, sukelia mažiau poringumo defektų ir pranašesnių mikrostruktūrų.
Paviršiaus kokybė, Tikslumas, ir išlaidų kompromisai
| Parametras | Korpuso pelėsio liejimas | Žaliojo smėlio liejimas |
| Paviršiaus apdaila (Ra) | 3.2 - 6.3 µm | 12.5 - 25 µm |
| Matmenų tolerancija | ± 0,2 - 0.5 mm | ± 0,5 - 1.5 mm |
| Minimalus sienos storis | 3 mm | 5 mm |
| Modelio įrankių kaina | $5,000 - $20,000 | $500 - $5,000 |
Tipiški kaliojo geležies apvalkalo pelėsio liejimo atvejai
Dėl savo smulkių detalių galimybių ir patikimos mikrostruktūros, „Shell Folm“ liejimas dažniausiai naudojamas:
- Automobiliai: Pavarų laikikliai, alkūninio veleno laikikliai, Transmisijos dangteliai.
- Žemės ūkis: Tikslūs pavarų dėžės korpusai, sankabos svirtys.
- Pramoninės mašinos: Hidrauliniai vožtuvų kūnai, Įrankių rėmai.
- Bendroji inžinerija: Skliaustai, Jokai, ir flanšai, reikalaujantys mažo poringumo ir didelio konsistencijos.
5. Kalios geležies prarastos putplasčio liejimas
Pamestos putplasčio liejimas (LFC) Gamina beveik tinklo formos kaliojo geležies dalis su sudėtinga geometrija, Pašalinant šerdžių poreikį ar pelėsio gedimą.
Tai idealiai tinka dalims su sudėtingais vidiniais kanalais ar netaisyklingomis formomis.

Proceso apžvalga
- Modelio kūrimas: Išplečiamas polistirenas (EPS) Putos yra suformuotos į dalies formą, su putplasčio šerdimis, skirtoms vidinėms savybėms.
Modeliai surinkami į klasterius (Pvz., 4–6 variklio blokai vienam klasteriui). - Danga ir užpildymas: Modeliai panardinami į ugniai atsparią dangą (keramikos ar grafito) Norėdami suformuoti 0,5–2 mm apvalkalą, Tada įdėtas į kolbą ir apsuptas beatodegio smėlio (vibravo iki kompaktiško).
- Pilti: Išlydyta elastinga geležis (1320–1380 ° C.) yra pilamas į putplasčio modelį, kuris garina (EPS → CO₂ + H₂o) ir yra perkeltas į metalą.
Ugniai atsparios danga apsaugo nuo smėlio infiltracijos. - Kietėjimas ir sukramtymas: Metalas sukietėja aplink smėlį, kuris perdirbamas po „Shakeout“.
Kalios geležies pranašumai Pamestos putplasčio liejimas
- Sudėtingumas: Gamina dalis su apatinėmis dalimis, Plonos sienos (≥3 mm), ir vidinės ištraukos (Pvz., Variklio blokai su integruotomis naftos galerijomis) kurių neįmanoma su smėlio liejimu.
- Medžiagos efektyvumas: Beveik tinklo formos dalys sumažina medžiagų atliekas 40–60%, palyginti su. Smėlio liejimas.
- Sumažintas surinkimas: Pašalina 10–20% tvirtinimo detalių, integruodami kelis komponentus į vieną liejimą.
Kalios geležies, prarastos putplasčio liejimo apribojimai
- Modelio kaina: EPS įrankiai ($10,000- 50 000 USD) yra aukštesnis už smėlio modelius, reikalaujant tūrio >5,000 vienetai amortizuoti.
- Poringumo rizika: Putų garinimas gali sulaikyti dujas, Reikalaujant kruopštaus vėdinimo ir liejimo įkainių.
Kalios geležies prarastos putų liejimo pritaikymas
- Automobiliai: Cilindro galvutės, Įsiurbimo kolektoriai, ir perdavimo atvejai.
- Sunkiosios mašinos: Hidrauliniai vožtuvo kūnai su sudėtingais vidiniais 油路 (Naftos ištraukos).
6. Ailinta geležies metalo forma (Nuolatinis pelėsis) Liejimas
Metalo pelėsių liejimas, taip pat vadinama kaip Nuolatinis pelėsių liejimas, yra metodas, kuriame naudojamos patvarios plieno arba ketaus formos, o ne išsekamos smėlio formos.
Už Kariuomenė geležis, Šis procesas puikiai tinka matmenų tikslumas, paviršiaus apdaila, ir Mechaninės savybės,
todėl tai idealiai tinka reiklioms programoms Didelis nuoseklumas, Vidutinio ir aukšto tūrio, ir griežtos nuokrypiai.

Gravitacija vs. Mažo slėgio metalo liejimas
Yra du įprasti užpildymo metodai:
- Gravitacijos užpildymas: Išlydytos kaliojo geležies į pelėsį pilamas gravitacijos metu. Tai paprasta ir plačiai naudojama mažoms ir vidutinėms dalims.
- Mažo slėgio užpildymas: Kontroliuojama slėgio sistema verčia metalą į formą.
Tai užtikrina sklandžiau, Greitesnis užpildymas ir sumažina turbulenciją - mažina oksidą ir poringumo defektus.
Pelėsių lydiniai, Pašildymas, ir tepalai
- Pelėsio medžiaga: Pelėsiai paprastai gaminami Didelio stiprumo įrankių plienas arba atšaldytas ketaus. Jie yra sukurti atlaikyti pakartotinį šiluminį ciklą.
- Pašildymas: Pelėsiai pašildomi 200–350 ° C. prieš pilant, kad sumažintumėte šiluminį smūgį ir užtikrintų pastovų aušinimą.
- Tepimas: Grafitas-, boro nitride-, arba cirkonio pagrindu pagamintos dangos yra naudojamos pelėsio ertmei, kad būtų išvengta prilipimo, pagalbos išleidimas, ir kontroliuoti paviršiaus apdailą.
Pelėsio gyvenimas paprastai svyruoja nuo 10,000 į 100,000 Šūviai, priklausomai nuo lydinio temperatūros, Pelėsių aušinimas, ir priežiūros praktika.
Mikrostruktūriniai efektai: Greitesnis aušinimas, Smulkesnė matrica
Nuolatinės formos suteikia Daug greitesni aušinimo normos (20-50 ° C/min) nei smėlio formos, didelę įtaką kylančiai kalios geležies mikrostruktūrai:
- Grafito mazgelio tobulinimas: Labiau vienodi ir smulkesni grafito mazgeliai (~ 80–120 mazgeliai/mm² vs.. 30–50 smėlio liejime).
- Matricos struktūra: Daugiau perritinės ar smulkaus ferito-perritinės matricos dėl greito sukietėjimo, stiprina jėgą.
- Patobulintas tankis: Greitesnis aušinimas taip pat sumažina susitraukimą ir dujų poringumą.
Ciklo laikas, Įrankių išlaidos, ir apimties ekonomika
- Ciklo laikas: Paprastai 1.5–5 minutės vienai daliai, priklausomai nuo dalies dydžio ir aušinimo sistemos.
- Įrankių kaina: Pradinės štampo išlaidos yra žymiai didesnės nei smėlio liejimo - nuo tada $30,000 į $150,000.
- Kaina už dalį: Tampa ekonomiška, kai gamyba viršija 10,000 vienetai per metus. Idealiai tinka ilgalaikiam standartizuotų dalių gamybai.
Kario geležies nuolatinio pelėsio liejimo pritaikymas
Šis metodas yra palankus pramonės šakoms, reikalaujančioms griežta matmenų valdymas, pakartojamos mechaninės savybės, ir Mažas paviršiaus poringumas:
- Automobilių komponentai: Stabdžių apkabos, Vairavimas, Valdymo ginklai.
- Hidraulinė ir pneumatinė: Siurblių korpusai, Hidraulinio cilindro galai.
- Jėgos pavaros sistemos: Pavarų dėžės, diferenciniai atvejai, sankabos komponentai.
- Pramoninės mašinos: Guolių korpusai, Variklio laikikliai, ir sukamosios dalys.
7. Kario geležies išcentrinis liejimas
Išcentrinis liejimas yra specializuotas liejimo procesas, kurio metu išlydytos kaliojo geležies pilamas į besisukančią formą, Naudojant išcentrinę jėgą vienodai paskirstyti metalą.
Šis metodas idealiai tinka rotacijos simetrinės dalys, tokių kaip vamzdžiai, įvorės, Lineriai, ir rankoves.
Tai gamina liejinius su Išskirtinis tankis, Struktūrinis vientisumas, ir Mechaninis atlikimas, paverčiant tai tinkamiaus.

Proceso apžvalga
- Pelėsio sąranka: Cilindrinė forma (plienas arba ketaus) yra pasuktas esant 500–3000 aps./min. (didesnis mažesnio skersmens greitis).
- Pilti: Išlydytą elastingą geležies kiekį pilamas į besisukančią formą, kur išcentrinė jėga vienodai paskirsto metalą prie pelėsio sienos, Stumdamos nešvarumus link centro (apdirbta vėliau).
- Kietėjimas: Sukimasis sukuria radialinės temperatūros gradientą, su išoriniu sluoksniu (Susisiekite su forma) Greičiausias aušinimas, formuodamas tankį, smulkiagrūdė struktūra.
Grafito mazgeliai sulygia radialiai, stiprina jėgą. - Variantai: Horizontalusis išcentrinis liejimas (ilgiems vamzdžiams) ir vertikalus išcentrinis liejimas (trumpiems cilindrams, pavyzdžiui, guolių rankovėms).
Kalios geležies pranašumai Išcentrinis liejimas
- Tankis ir stiprumas: Išcentrinė jėga pašalina poringumą, pasiekti 99.9% tankis.
Tempiamasis stiprumas yra 10–15% didesnis nei smėlio kietas geležis (Pvz., EN-GJS-600-3 pasiekia 650 MPA). - Medžiagos santaupos: Nereikia ėriukų, mažinant metalo suvartojimą 10–20%.
- Vienodas sienos storis: Kritinis slėgio vamzdžiams (Pvz., Vandens tinklas su 10–50 mm sienomis).
Apribojimai Kariuomenė geležis Išcentrinis liejimas
Nors naudinga konkrečioms geometrijoms, Išcentrinis liejimas yra su apribojimais:
- Geometriniai apribojimai: Tik perspektyvūs ašimetrinėms formoms (Pvz., Cilindrai, Žiedai, įvorės).
- Didelės kapitalo išlaidos: Reikalauja specializuotos verpimo įrangos ir pelėsių sistemų.
- Reikalingas apdirbimas: Vidinis paviršius (gręžinys) Dažnai reikalingas platus apdirbimas, norint pašalinti atskirtą metalą ir pasiekti matmenų tikslumą.
- Ribotas pagrindinio naudojimo naudojimas: Sunku formuoti sudėtingas vidines geometrijas ar tuščiavidurius bruožus be antrinio apdorojimo.
Kario geležies išcentrinių liejinių pritaikymas
Dėl jų Didelė jėga, matmenų stabilumas, ir atsparumas nusidėvėjimui, Centrifugaliai liejamos kalios geležies dalys naudojamos:
- Savivaldybė & Pramoninis vamzdynas
-
- Vandens ir nuotekų vamzdžiai (DN80-DN2600) su slėgio reitingais iki 40 Baras
- Aukšto slėgio vamzdynų sistemos kasybos ir naftos chemijos gamyklose
- Automobiliai ir geležinkelis
-
- Cilindrų įdėklai, Stabdžių rotoriai, Ir smagračiai
- Ratų stebulės ir ašies rankovės
- Sunkiosios mašinos
-
- Hidrauliniai cilindrai, Rolls'o metaliniams malūnams, ir įvorės
- Išcentriniai siurblių apvalkalai ir įdėklai
- Energija & Jūrų
-
- Vėjo turbinos velenai, generatoriaus rankovės, ir jūrų sraigto korpusai
8. Kalios geležies investavimo liejimas
Investicijų liejimas, Taip pat žinomas kaip pamestas vaško liejimas, yra aukšto tikslumo liejimo metodas, griežtos nuokrypiai, Ir puiki paviršiaus apdaila.
Nors dažniau naudojami plienams ir superlaidžiams, investicija Kariuomenė geležis įgauna traukos kosmoje, vožtuvų gamyba, ir medicinos inžinerija, Kur dalis vientisumas, Paviršiaus kokybė, o matmenų kontrolė yra kritinė.

Proceso apžvalga
- Modelio kūrimas: Vaškas (arba 3D atspausdintas polimeras) sušvirkštas į metalinius štampus, kad būtų formuojami modeliai, kurie yra surinkti į medžius (Kelios dalys viename medyje).
- Korpuso pastatas: Modeliai panardinami į keraminę srutą (silicio dioksidas arba aliuminio oksidas) ir padengtas tinku (suliejęs silicio dioksidas) Norėdami pastatyti 5–10 mm apvalkalą. Tai kartojama 5–8 kartus, Tada išdžiovinta.
- Vaksavimas ir šaudymas: Korpusas kaitinamas iki 800–1000 ° C, kad ištirptų vaškas (perdirbtas) ir sukietinkite keramiką.
- Pilimas ir kietėjimas: Išlydyta elastinga geležis (1350–1400°C) pilamas į karštą kiautą, kuris skatina sklandumą ir smulkią mikrostruktūrą (mazgeliai <30 μm).
- Apdaila: Lukštai nulaužti, ir nuo medžio nupjaunamos dalys, termiškai apdorotas, ir apdirbtas (Jei reikia).
Pasiekiami nuokrypiai ir paviršiaus apdaila
Investicinis liejimas išsiskiria matmenų ir paviršiaus tikslumu:
| Metrika | Tipinė vertė |
| Matmenų tolerancija | ± 0,05–0,2 mm (as-cast) |
| Paviršiaus apdaila | Ra 1.6–3.2 μm |
| Minimalus sienos storis | Taip žemai kaip 1.5 mm, priklausomai nuo geometrijos |
| Pakartojamumas | Aukštas, tinka aviacijai ir gynybai |
| Liejimo svorio diapazonas | 50 g iki ~5–10 kg vienai daliai (sunkesnės dalys yra sunkios dėl apvalkalo trapumo) |
Kainos ir potencialūs laiko sumetimai
| veiksnys | Aprašymas |
| Įrankių kaina | ~ 5000–50 000 USD už metalinius štampus (priklausomai nuo sudėtingumo) |
| Gamybos apimtis | Ekonomiškas už 100– 10 000 vienetų; mažiau tinka masiniam liejimui |
| Ciklo laikas | Ilgesnis nei smėlis arba liejimas slegiant (7– tipiškas 14 dienų) |
| Dalies kaina | 2×–10× didesnis nei liejant smėliu (dėl darbo, Medžiagos, ir tikslumas) |
Kalios geležies investicijų liejimo pritaikymai
Kalios geležies investavimo liejiniai naudojami reikalaujančiose programose, kai našumas ir tikslumas viršija problemas, susijusias su sąnaudomis:
Aviacijos ir kosmoso & Gynyba
- Skliaustai, montavimo rankos, ir UAV konstrukciniai rėmai
- Degalų sistemos kolektoriai ir tikslūs korpusai
Vožtuvai & Skysčio valdymas
- Vožtuvo kūnai ir vidiniai komponentai su sudėtingais srauto keliais
- Pavaros rankos su įtemptais matmenų nuokrypiais
Medicinos & Optiniai įrenginiai
- Vaizdo įrangos korpusai
- Komponentai, kuriems reikalinga biologiškai suderinamos dangos ir puikios savybės
Robotika & Automatizavimas
- Jutiklio laikikliai ir rankos galų įrankiai
- Mažos masės konstrukciniai elementai, turintys didelį nuovargį
9. Kario geležies ištisinis ir priešpriešinis liejimas:
Nuolatiniai ir priešpriešiniai liejimo būdai rodo pažangias liejimo būdus, skirtus pagerinti derlių, Valdymo mikrostruktūra, ir sumažinti elastingos geležies gamybos defektus.
Nors retesnis nei tradicinis smėlis ar nuolatinis pelėsių liejimas, Šie metodai įgauna svarbą vamzdinių ir sudėtingų konstrukcinių dalių gamybai, turinčioms nuoseklią kokybę ir sumažintą laužo greitį.
Proceso principai (Nuolatinės formos ir kontroliuojamas užpildymas)
- Nuolatinis liejimas: Išlydyta kaliojo geležis stabiliai pilamas į vandenį aušinamą, Nuolatinė forma arba vario pelėsis, kuris nuolat juda arba pusiau nuolatiniu būdu, išgaunant sukietėjusią sruogą ar vamzdį.
Šis procesas leidžia beveik tinklo formai gaminti ilgas dalis, tokių kaip vamzdžiai ir strypai, Kietėjant metalą, kai jis tobulėja per formą. - Kontravitacijos liejimas: Šiuo metodu, Išlydyta geležis į viršų iš apatinio rezervuaro traukiama į viršų vakuume arba slėgio diferenciale.
Šis kontroliuojamas užpildymas sumažina turbulenciją, Sumažina oksido įkalinimą, ir pagerina pelėsių užpildymo kokybę.
Procesas dažnai naudoja nuolatines formas, keraminės formos, arba ugniai atsparios formos formos, skirtos dideliam šilumos laidumui ir tiksliam aušinimo greičio valdymui.
Derlingumo pranašumai, Laužo sumažinimas, ir mikrostruktūra
| Pranašumas | Aprašymas |
| Didelis derlius | Nuolatinis maitinimas sumažina metalines atliekas, palyginti su tradicinėmis vartų sistemomis, mažinant laužą iki 30%. |
| Nuosekli mikrostruktūra | Kontroliuojamas aušinimas skatina vienodus grafito mazgelius ir matricos tobulinimą, Mechaninių savybių, tokių kaip tempimo stipris ir pailgėjimas. |
| Sumažinę defektai | Kovos gravitacija užpildo mažina turbulenciją, mažėjantys poringumas ir oksido intarpai. |
| Patobulintas paviršiaus apdaila | Nuolatiniai pelėsio paviršiai ir pastovus metalo srautas sukuria aukštesnę paviršiaus kokybę su mažesniu apdirbimu. |
Iššūkiai (Įrangos sudėtingumas, Skalė)
- Didelės kapitalo investicijos: Nuolatinio ir priešpriešinio gravitacijos liejimo įranga, pavyzdžiui, vakuuminės sistemos, Vandenį aušinamos formos, ir tiksli temperatūros kontrolė - reikalauja reikšmingų išankstinių išlaidų.
- Sudėtinga proceso valdymas: Pasiekti stabilius užpildymo rodiklius, tinkama metalo temperatūra, ir nuosekliai skiepijant reikia sudėtingos priežiūros ir kvalifikuotų operatorių.
- Dydžių ir geometrijos apribojimai: Paprastai tinka ilgos vamzdinės formos (vamzdžiai, strypai) arba vidutinio dydžio konstrukcinių dalių. Taikant šiuos metodus sunku išlieti sudėtingas geometrijas su vidinėmis ertmėmis.
- Priežiūra ir susidėvėjimas pelėsiais: Norint išlaikyti liejimo kokybę ir išvengti prastovų, nuolatines formas ir aušinimo sistemas reikia reguliariai prižiūrėti.
Pavyzdžiai: Vamzdžių gamyba ir didelės konstrukcinės dalys
- Kaliojo ketaus vamzdžiai: Nepertraukiamas liejimas plačiai naudojamas gaminant aukštos kokybės vandens ir nuotekų vamzdžius, kurių sienelių storis yra vienodas, smulki mikrostruktūra, ir puikios mechaninės savybės, atitinkančius standartus, tokius kaip EN 545 arba ISO 2531.
- Struktūriniai komponentai: Vidutinio dydžio vamzdinės ir sijos formos konstrukcinės dalys, dažnai naudojamas automobilių rėmuose ar statybinėse mašinose, naudos iš sumažėjusio apdirbimo ir geresnio medžiagos panaudojimo.
- Hidrauliniai cilindrai ir įdėklai: Kont-gravitacijos liejimas sukuria komponentus, kurių vidinis paviršiaus apdaila ir matmenų tikslumas, kritinis atsparumo sandarinimui ir susidėvėjimui.
10. Gydymas po laidos & Kario geležies liejinių kokybės kontrolė
Kalios geležies liejiniai išgyvena daugybę Pokalbių gydymo būdai ir kokybės užtikrinimo veiksmai kad atitiktų griežtą mechaninį, matmenys, ir paviršiaus turto reikalavimai.
Šie procesai yra gyvybiškai svarbūs siekiant užtikrinti, kad aktorių komponentai atitiktų nurodytus veiklos standartus kritinėmis programomis, tokiomis kaip automobilių, infrastruktūra, Mašinos, ir slėgio sistemos.

Šilumos procedūros
Kalios geležies mikrostruktūra ir mechaninės savybės gali būti žymiai sustiprintos arba modifikuotos naudojant terminį apdorojimą, pritaikytą pritaikymui.
| Šilumos apdorojimo tipas | Tikslas | Tipiniai rezultatai |
| Stresas palengvina | Sumažina likusius įtempius, kuriuos sukelia nevienodas aušinimas. | Sumažina deformaciją, Pagerina matmenų stabilumą. |
| Atkaitinimas | Konvertuoja perritines arba martensitines struktūras į feritą. | Padidina lankstumą ir tvirtumą. Įprasta EN-GJS-400-15. |
| Normalizavimas | Patobulina grūdų struktūrą ir pašalina atskyrimą. | Sustiprina tempimo jėgą ir kietumą. |
| Gesinimas ir grūdinimas | Naudojami aukšto našumo kaliojo geležies lydiniams. | Sukuria martensitines arba bainitines matricas, kad būtų atsparumas dideliam susidėvėjimui. |
Apdailos procesai
Baigti po liejimo yra būtinas norint pašalinti medžiagą perteklinę, pagerinti paviršiaus kokybę, ir paruoškite liejinius apdirbimui ar galutiniam naudojimui.
- Tepalas & Šlifavimas: Vartų pašalinimas, Rizikai, ir blykstė naudojant pjūklus, šlifavimo įrenginiai, arba CNC įrankiai.
- Šūvys sprogdinimas: Išvalo paviršių, naudodamiesi didelio greičio metalo šūviu, Gerinant dažų/dangos sukibimą.
- Apdirbimas: CNC frezavimas, posūkis, gręžimas, ir nuobodu pasiekti galutinius nuokrypius ir matmenis.
- Nuvalymas & Paviršiaus išlyginimas: Ypač labai svarbus veido sandarinimui ar poravimosi paviršiams.
Paviršiaus procedūros
Paviršiaus apdorojimas prailgina elastingų geležies komponentų tarnavimo laiką ir pagerina jų atsparumą korozijai, dėvėti, ir aplinkos sąlygos.
| Gydymo tipas | Funkcija | Tipiškos programos |
| Tapyba & Epoksidinė danga | Lauko ar palaidotų komponentų atsparumas korozijai. | Vamzdžių jungiamosios detalės, Šulinio dangteliai. |
| Cinko fosfato danga | Sustiprina dažų sukibimą ir atsparumą korozijai. | Automobilių važiuoklės dalys. |
| Galvanizavimas (retas) | Teikia aukos korozijos apsaugą. | Naudingumo stulpai, tvirtinimo detalės (Mažiau paplitusios elastingos geležies). |
| Nitridinimas/karbyzavimas | Paviršiaus sukietėjimas atsparumui dėvėjimams. | Pavaros, Dėvėkite plokšteles, Ir stabdžių dalys. |
Neardomieji bandymai (Ndt)
Užtikrinti vidinį ir paviršiaus vientisumą, Ypač saugumo srityse, Kalios geležies liejiniai vertinami naudojant įvairius NDT metodus:
| NDT metodas | Aprašymas | Paraiška |
| Magnetinių dalelių bandymas (MT) | Feromagnetiniuose liejiniuose nustato paviršiaus ir beveik paviršiaus plyšius. | Automobilių pagrobimai, pakabos dalys. |
| Ultragarsinis bandymas (UT) | Nustato vidinius trūkumus, intarpai, arba poringumas. | Storų sienelių slėgio komponentai, pavarų ruošiniai. |
| Rentgeno rentgenografija | Vizualizuoja vidines ertmes ir susitraukia poringumą. | Aviacijos ir kosmoso, siurblių korpusai, ir vožtuvo kūnai. |
| Dažų skvarbių bandymų (Pt) | Pabrėžia paviršiaus įtrūkimus ir poringumą (Ribotas geležies naudojimas). | Apdoroti sandarinimo veidai, Mažos tikslios dalys. |
11. Kalių geležies liejimo metodų palyginimas
| Liejimo metodas | Tipiškas dalies dydžio diapazonas | Paviršiaus šiurkštumas (Ra, μm) | Matmenų tolerancija | Įrankių kaina | Pagrindiniai pranašumai | Tipiškos programos |
| Smėlio liejimas | 0.5 kg - 50,000 kg | 12.5–25 | ± 0,5 - ± 1,5 mm | Žemas ($500- 5000 USD) | Labai lankstus, mažos išlaidos, Gerai didelėms dalims, Talpsta sudėtingos šerdys | Variklio blokai, Pavarų dėžės, infrastruktūros liejiniai |
| Korpuso pelėsio liejimas | 0.1 kg - 30 kg | 3.2–6.3 | ± 0,2 - ± 0,5 mm | Vidutinis ($5,000- 20 000 USD) | Aukštas matmenų tikslumas, lygus paviršius, Gera plonos sienos dalims | Siurblių korpusai, skliaustai, Mažos tikslios dalys |
| Metalo pelėsių liejimas | 0.1 kg - 100 kg | 6.3–12.5 | ± 0,1 - ± 0,3 mm | Aukštas ($50,000- 200 000 USD) | Greitas aušinimas, daugkartinio naudojimo formų, pagerino stiprumą ir nuoseklumą | Stabdžių apkabos, Suspensijos rankos, siurblio komponentai |
| Išcentrinis liejimas | Ø50 mm – Ø3000 mm (cilindro formos) | 3.2–12.5 | ± 0,3 - ± 0,8 mm | Vidutinis ($10,000+) | Didelis tankis, minimalūs defektai, puikios mechaninės savybės | Vamzdžiai, rankovėmis, Lineriai, hidrauliniai cilindrai |
| Investicijų liejimas | 0.01 kg - 50 kg | 1.6–3.2 | ±0,05 – ±0,2 mm | Aukštas ($20,000+) | Išskirtinis tikslumas, puikios savybės, Puikus paviršiaus apdaila | Aviacijos ir kosmoso laikikliai, vožtuvai, chirurginiai komponentai |
| Pamestos putplasčio liejimas | 0.2 kg - 100+ kg | 6.3–12.5 | ± 0,3 - ± 0,8 mm | Vidutinis - aukštas ($10,000- 50 000 USD) | Beveik tinklinė forma, jokių atsiskyrimo linijų, idealiai tinka sudėtingoms geometrijoms | Variklio blokai, perdavimo atvejai, hidrauliniai korpusai |
| Ištisinis / Kontragravitacijos liejimas | Didelės konstrukcinės arba vamzdinės dalys | 6.3–12.5 | ± 0,2 - ± 0,5 mm | Labai aukštas ($100,000+) | Didelis derlius, vienoda mikrostruktūra, automatizuotas procesas | Vamzdžių ruošiniai, ištisiniai profiliai, konstrukciniai liejiniai |
12. Proceso atrankos kriterijai
- Geometrija & Dydis: Sudėtingoms formoms gali prireikti investicijų arba prarastų putplasčio metodų.
- Mechaniniai reikalavimai: Didelis stiprumas skatina išcentrinį, nuolatinis liejimas; kritinis nuovargis skatina investicijas.
- Paviršius & Tolerancijos poreikiai: Griežtesnės specifikacijos reikalauja nuolatinio arba investicinio atrankos.
- Apimtis & Kaina: Smėlio liejimas geriausiai tinka mažiems kiekiams; nuolatinis pelėsis tinka didelės apimties važiavimams.
- Aplinkos veiksniai: Apsvarstykite liejimo medžiagas, išmetamųjų teršalų, ir ugniai atsparios atliekos.
13. Išvada
Optimalūs kaliojo ketaus liejimo būdai priklauso nuo balansavimo geometrijos, mechaniniai reikalavimai, apdailos kokybė, ir kaina.
Suprasdami kiekvieno proceso mikrostruktūrinius rezultatus, inžinieriai gali pasirinkti geriausią metodą, nesvarbu, ar tai būtų smėlio liejimo universalumas, ar investicijų ir išcentrinio liejimo tikslumas.
Šios aukos elastingos geležies liejimo paslaugos
At Tai, Mes specializuojamės tiekti aukštos kokybės kaliojo ketaus liejinius, naudodami visą pažangių liejimo technologijų spektrą.
Nesvarbu, ar jūsų projektas reikalauja lankstumo žalio smėlio liejimas, tikslumas apvalkalo pelėsis arba Investicijų liejimas,
stiprumas ir nuoseklumas metalinė forma (Nuolatinis pelėsis) liejimas, arba suteikiamas tankis ir grynumas Išcentrinis ir prarastas putplasčio liejimas,
DEZE turi inžinerinių žinių ir gamybos pajėgumų, kad atitiktų tikslias jūsų specifikacijas.
Mūsų įmonė yra pritaikyta tvarkyti viską nuo prototipų kūrimo iki didelės apimties gamybos, palaikoma griežta kokybės kontrolė, medžiagų atsekamumas, ir metalurginė analizė.
Nuo automobilių ir energetikos sektoriuose į infrastruktūra ir sunkioji technika, DEZE tiekia individualius liejimo sprendimus, kuriuose derinamas metalurgijos meistriškumas, matmenų tikslumas, ir ilgalaikį veikimą.
DUK
Kodėl verta rinktis kaliojo geležies virš pilkos geležies ar plieno?
Kalusis ketus pasižymi puikiu stiprumu, ausmingumas, Aparatas, ir ekonomiškumas – idealiai tinka didelio įtempimo liejiniams komponentams.
Ar inokuliacija skiriasi pagal liejimo metodą?
Taip. Greitesnio aušinimo metodai, tokie kaip nuolatinis pelėsis, reikalauja intensyvesnės inokuliacijos, kad susidarytų mazgeliai; smėlio liejimas yra atlaidesnis.
Ar investavimo liejimo dalys gali atitikti smėlio liejimo stiprumą?
Taip, nepaisant mažesnio dydžio, smulki mikrostruktūra gali užtikrinti vienodą arba geresnį mechaninį veikimą.



