Компания литья песчаника из углеродной стали

Песочная литья является основой производства компонентов с тяжелыми компонентами, Сочетание низкой стоимости инструмента с почти безграничной геометрической свободой.

Среди актерских сплавов, углеродистая сталь (с углеродом ниже 0.30 wt%) выделяется для обеспечения прочности, сила, и сварка в деталях, от небольших корпусов насоса до мультитонных коробок передач.

В этом всестороннем обзоре, Мы исследуем литье песка из углеродистой стали из его металлургических корней через шаги процесса, Проектирование дизайна, и контроль качества.

2. Что такое литье песка углеродистой стали?

В литье песка из углеродистой стали, литейные заливают расплавленную углеродистую сталь - определяются 0.05–0,30 мас.% Углерод—Into плесени, образованные из беспрепятственного или связанного песка.

В отличие от высшегоплавного стали, углеродистая сталь предлагает тонкий баланс из сила, прочность, обрабатываемость, и свариваемость, все по более низкой цене за килограмм.

Более того, Бюджеты на инструментирование с песком начинаются так же низко, как доллар США 500 Для простых узоров, Включение экономического производства прототипов и одноразовых частей, а также пакетные бегают в десятки тысяч единиц.

3. Металлургические основы

Устойчивое понимание металлургии углеродной стали поднимает каждое успешное применение песка.

В частности, взаимодействие содержание углерода, кремниевые уровни, и несовершеннолетний легирующие элементы диктует плавность, поведение усадки,

и личная микроструктура, каждый из которых влияет на механическую производительность и склонность к дефектам.

Углерод & Стальная классификация

Углеродные сталики делиться на три широкие категории, основываясь на их углеродном уровне:

• Низкоуглеродистые стали (≤ 0.15 % С): Выводящая сильная сторона растяжения (ОТС) из 350–450 МПа и удлинение превышает 20 %, сделать их очень платтными и сварными.
• Средние углеродные стали (0.15–0.30 % С): Предложить UT 450–550 МПа с удлинением 10–15 %, баланс силы и прочности.
• Высокоуглеродистые стали (> 0.30 % С): Выставлены выше 600 МПа, Но их лицевая хрупкость ограничивает широкое использование в литье песка.

Обычные сорта Включите ASTM A216 WCB (0.24–0.27 % С, UTS ~ 415 МПа), ASTM A27 (0.23–0.29 % С, UTS ~ 345 МПа), и Din GS-42 (0.38–0.45 % С, UTS ~ 520 МПа).

Эти оценки иллюстрируют, как тонкие сдвиги в содержании углерода приводят к различной прочности и профилям пластичности.

Роль кремния в текучести & Усадка

Кремний, обычно присутствует в 1.8–2.2 %, выполняет двойную функцию:

1. Повышение текучести: Каждый 0.5 % Увеличение Si может улучшить текучесть расплавленной стали до 12 %, Обеспечение более полного заполнения плесени и более тонкого воспроизведения деталей.
2. Контроль усадки: Кремний способствует графитизации во время затвердевания, уменьшение объемной пористости усадки примерно на 15 % по сравнению с сплавами с низким SI.

Следовательно, Файси часто нацелены на уровни кремния вблизи верхнего диапазона, чтобы минимизировать внутренние пустоты и улучшить отделку поверхности.

Легирование дополнений для специализированных свойств

За пределами углерода и кремния, марганец, хром, и молибден адаптировать производительность для требовательных средств:

• Марганец (0.6–1.0 %): Действует как оксидийзер, Уточняет размер зерна, и повышает прочность на растяжение до 20 % без строго с под угрозой выносливости.
• Хром (≤ 0.5 %): Увеличивает устойчивость и устойчивость к износу, Особенно ценно в компонентах, подверженных абразивным средствам массовой информации.
• Молибден (≤ 0.3 %): Повышает высокую температурную прочность и сопротивление ползучести, Сделать его незаменимым в таких частях, как выпускные коллекторы и паровая ловушка.

AS-CAST MICROSTRUCTURE

Как расплавленная сталь охлаждается в песчаной форме, он закрепляется в Феррит - Перит матрица:

• Феррит (мягкий, пластичный) формируется сначала при температуре чуть ниже жидкости, Обеспечение основания для прочности.
• Жемчужный (Ламеярный цементит -фаррит) появляется при более низких температурах, придавать твердость и стойкость к износу.

Типичные скорости охлаждения песка (1–5 ° C/с) уход а Ферритовая фракция 40–60 %, с жемчугом, содержащим баланс.

В более толстых секциях, более медленное охлаждение может увеличить содержание жемчуга, повышение твердости на до 15 полупансион но уменьшение удлинения 2–3 %.

4. Обзор процесса с песком

Песочная литья превращает расплавленную углеродистую сталь в сложные формы с использованием расходных песчаных форм.

Ниже, Мы подробно описываем каждый важный шаг - Pattern и Coremaking, Строительство плесени, заливка и затвердевание, и встряхивание уборкой-при этом подчеркивая лучшие практики, управляемые данными.

Образец и корешлятинг

В первую очередь, Точность рисунка диктует как личные допуски. Файнерки обычно используют:

Материалы схемы:

• Алюминий с ЧПУ держит ± 0,02 мм Точность размеров.
• Деревянные узоры (для низких объемов) достигать ± 0,2 мм.
• 3D-Prindted Stude Паттерны устраняют время заказа на сложных формах.

Основное производство:

• Зеленые сандоуды Объединить 85–90 % кремнеземный песок, 5–7 % бентонитовая глина, и 2–3 % вода, Затем компактно под давлением воздуха под 4–6 бар.
• Без выпечки смолы Используйте фенольные или фурновые связующие, предлагая основные сильные стороны 4–6 МПа с проницаемостью выше 300 Газ м³/м² · мин.

Через точный рисунок и корешну, литейные заводы минимизируют размерные изменения и внутренние дефекты.

Строительство плесени

Композиция плесени:

• 90 % кремнеземный песок, 5–7 % глина, и 2–3 % Вода для зеленого песча.
• Химически связанные пески (например, Фуран смола) уменьшить влагу до < 0.5 %, сжатие допусков CT9 - CT12.

Уплотнение & Твердость:

• Цель матричная твердость из 60–70 га (Берег а) обеспечивает целостность плесени и постоянную усадку.
• Правильный проницаемость (≥ 300 Газ м³/м² · мин) предотвращает захват газа и пористость.

Сборка плесени:

• Инженеры помещают ядра в копе и перетаскивают, Использование часов ±0,5 мм.
• Они применяют прощальные пальто (обычно толщиной 0,1–0,3 мм) Чтобы облегчить выпуск рисунков и улучшить отделку поверхности.

Контролируя свойства песка и уплотнение, Песочные формы постоянно встречаются ISO CT11 - CT14 возможности.

Заливка и затвердевание

С готовыми плесенью, Файтанды продолжаются:

Поплатить подготовку:

• Индукционные печи нагревать углеродистую сталь 1450–1550 ° C., удерживая в течение 5–10 минут для гомогенизации химии.
• Инженеры -литейные инженеры DESLAG и регулируйте углерод и кремний в целевой состав (± 0.02 % С, ± 0.05 % И).

Стробирование & Дизайн Rizer:

• Хорошо сбалансированный Область ворот (ворота: Соотношение бегуна ~ 1:3) обеспечивает ламинарный поток.
• Шканеры размер в 10 % усадка корма с объемом литья, Обычно расположен в самой тяжелой секции, чтобы способствовать укреплению направления.

Скорость охлаждения:

• Тонкие секции охлаждаются в 5–10 ° C/с, предпочтение формированию ферритов и более тонким размерам зерна (~ 15 мкм).
• Толстые стены охлаждаются в 1–3 ° C/с; озноб (например, медные вставки) ускорить локальное затвердевание до 50 %, Снижение смягчающей пористости.

Объединив точный контроль расплава с оптимизированным стробированием, Файтанды достигают звука, Размерно последовательные отливки.

Встряхивание, Очистка, и фонтинг

Окончательно, отливки появляются из формы:

Встряхивание:

• Автоматизированные вибрационные системы отделяют песок от металла в течение 5–10 минут на партию.

Остановка & Дробеструйная очистка:

• Системы воздуха или колесного бела высокого давления удаляют остаточный песок, достижение базовой отделки RA 6–12 мкм.

Операции:

• Работники измельчают или заглушают машины и заглушки, Обрезать вспышку, и смешивание переходов, Обычно удаление 1–3 мм запаса, чтобы соответствовать окончательному измерению допусков.

Предварительная инспекция:

• Отливки проходят визуальные проверки и размерные точечные измерения (± 0.5 мм на критические функции) Прежде чем перейти к полному осмотру.

Благодаря систематическому встряски и очистке, Файтанры готовит отливки из углеродистой стали к строгим обеспечению качества и возможным постгастным обработкам.

5. Дизайн для литья песка

Эффективный дизайн актеров учитывает:

• Проект углов (1–3 °): Предотвратить повреждение рисунка; более жесткие углы увеличивают износ инструмента.
• Обработка (1–3 мм): Гарантирует, что окончательные функции попадают в CT11 - CT12 без переделки.
• Пособие с сокращением (1.0–1,3 мм/100 мм): Компенсирует сжимание затвердевания.
• Универстная толщина стенки (± 10 мм): Избегает горячих точек и внутренних напряжений.
• Филе & Радиусы (> 1 мм): Сократить концентрации напряжений и обтекание металлического потока.
• Размещение стробирования/стояка: Выравнивать стояки с толстыми секциями для продвижения направленное затвердевание, снижение пористости 30 %.

6. Возможность процесса & Размерный контроль

Контроль измерений и достижение повторяющихся допусков в литье песка из углеродной стали остается как вызов, так и ориентиром.

Оценки толерантности в песчаном лите

Размерная толерантность относится к допустимым пределам изменения в физическом измерении литого компонента.

В песчаном кастинге, допуски чаще всего классифицируются под ИСО 8062-3 стандартный, который определяет Кастинговые устойчивые оценки (Коннектикут) от CT1 (самый точный) к CT16 (наименее точный).

Для отливок песчаного песка из углеродной стали, достижимые оценки терпимости обычно попадают в:

Процесс кастинга	ISO Tolerance Grade	Линейный диапазон толерантности к измерению (мм)
Зеленый песок	CT13 - CT4	± 2,0 - ± 3,5 мм (для 100 ММ измерение)
Без выпекания песка	CT11 - CT13	± 1,0 - ± 2,5 мм
Скорлупа	CT8 - CT10	± 0,6 - ± 1,5 мм

Ключевые факторы, влияющие на точность размеров

1. Характеристики песка

• Зерновая тонкость: Более тонкие зерна усиливают деталь воспроизведения и поверхностной отделкой, но снижают проницаемость и могут повлиять на целостность плесени.
• Влага & Содержание связующего: Неправильные коэффициенты смеси песка вызывают искажение плесени или дефекты, связанные с газом, приводя к размерным несоответствиям.

2. Уплотнение плесени

• Равномерное уплотнение обеспечивает постоянные размеры полости. Неадекватное растяжение или вибрация могут вызвать локализованный обвал или вариацию стен.

3. Точность шаблона

• Износ рисунка, тепловое искажение, или ручная резьба может внести ошибки. Заменьиваемые с ЧПУ или 3D-печать.

4. Тепловая усадка

• Углеродистая сталь обычно сжимается 1.0% к 2.5% Во время затвердевания и охлаждения, в зависимости от композиции и геометрии.
• Сложная геометрия может потребовать дифференциальных разрешений усадки.

5. Толщина участка

• Тонкостенные области прохладны быстрее и сжимаются более равномерно.
• Толстые участки могут демонстрировать усадку центральной линии, Горячие точки, или деформация, если не правильно.

Методы улучшенного контроля размерных

Для повышения точности литья и снижения требований после приготовления, Современные литейные заводы используют несколько стратегий:

• Использование жестких систем формования: Химически связанные песчаные формы демонстрируют лучшую стабильность размеров, чем традиционный зеленый песок.
• Плесень предварительно нагреть: Нагревающие формы перед заливанием уменьшают дифференциалы температуры и деформацию.
• Расположение охлаждения: Стратегически расположенные металлические охлаждения ускоряют охлаждение в горячих точках, чтобы уменьшить неравномерное сокращение.
• Программное обеспечение для симуляции: Моделирование затвердевания и тепловое моделирование помогают прогнозировать и компенсировать усадку и искажение в дизайне.

Поверхностные ожидания

Шероховатость поверхности в песчаной углеродистой стали обычно измеряется в Ра (микроны):

Процесс формования	Типичная шероховатость поверхности (Ра)
Зеленый песок	12 – 25 мкм
Без выпекания песка	6 – 12 мкм
Формование ракушек	3 – 6 мкм

7. Гарантия качества & Тестирование

Механические испытания

Литейные заводы подтверждают механические характеристики на:

• ASTM E8: Прочность и удлинение растягивания.
• ASTM E23: Charpy v-notch воздействие выносливости.
• Твердость по Роквеллу (HRC 20–30): Измеряет поверхностную твердость.

Неразрушающая оценка

Мы используем:

• Рентгенография: Обнаруживает внутреннюю пористость ≥ 2 мм.
• Ультразвуковой контроль: Обнаруживает объемные недостатки ≥ 1 мм.
• Магнитопорошковый контроль: Выявляет поверхностные трещины ≥ 0.5 мм.

Статистический контроль процессов

Отслеживанием Сн и CPK, литейные заведения гарантируют CPK ≥ 1.33 Для критических измерений.

Первая статья проверка (Фей) подтверждает, что первоначальные отливки соответствуют требованиям DCTG перед полным производством.

8. Процедуры после кастинга

В то время как начальный процесс литья определяет форму и общие свойства компонентов углеродистой стали,

Пост-кассовые методы лечения играют решающую роль в повышении механических характеристик, Точность размеров, Качество поверхности, и долгосрочная долговечность.

Эти вторичные операции не являются просто усовершенствованиями-они являются важными шагами, которые превращают необработанные отливки в высокопроизводительные промышленные компоненты, способные противостоять суровым условиям обслуживания.

Термическая обработка

Отливки углеродистой стали часто подвергаются серии термическая обработка адаптировать их микроструктуру и улучшить механические свойства.

Выбор лечения зависит от требований к применению, желаемая твердость, пластичность, и внутреннее состояние стресса.

Нормализация

• Процесс: Нагрев до ~ 870–950 ° C, с последующим воздушным охлаждением.
• Цель: Уточняет структуру зерна, снимает внутренние стрессы, и улучшает механизм.
• Эффект: Способствует равномерной ферритовой переносной матрице с улучшенной силой и вязкостью.

Закалка и отпуск

• Процесс: Быстрое охлаждение (обычно в масле или воде) от аустенизирующей температуры (~ 840–900 ° C.), с последующим разогревом до ~ 500–650 ° C.
• Цель: Увеличивает твердость и прочность на растяжение, контролируя хрупкость.
• Типичное применение: Износостойкие компоненты и структурные детали, подверженные воздействию.

Отжиг

• Процесс: Медленное охлаждение от ~ 800–850 ° C.
• Цель: Смягчает материал для облегчения обработки и улучшает стабильность размеров.
• Эффект: Производит грубую ферритную структуру с уменьшенной твердостью и силой.

Стресс снятие

• Температурный диапазон: 540–650 ° C..
• Цель: Уменьшает остаточные напряжения от неравномерного затвердевания или обработки без значительного изменения микроструктуры.

Точка данных: ASTM A216 WCB Castings, Общий уровень низкоуглеродичной стали, Обычно достигает прочности на растяжение 485–655 МПа после нормализации и отпускания.

Методы улучшения поверхности

Качество поверхности имеет решающее значение в средах, подверженных воздействию износа, коррозия, или трение. Посторонние обработки не только улучшают эстетику, но и значительно продлевают срок службы компонентов.

Выстрел в взрыв и выстрел

• Цель: Удаляет остаточный песок, шкала, и оксиды; Улучшает усталостную жизнь, вызывая нагрузку на сжатие поверхности.
• Шероховатость поверхности: Сокращено до 6–12 мкм РА, в зависимости от средств массовой информации и интенсивности.

Покрытия и Покрытие

• Цинковое покрытие (Гальванизация): Повышает устойчивость к коррозии, Особенно для открытого или морского использования.
• Фосфатные и черные оксидные покрытия: Обеспечить смазку и минимальную защиту ржавчины.
• Хром или никелевое покрытие: Используется в специализированных применениях для повышенной поверхностной твердости или химической стойкости.

Рисование и Порошковое покрытие

• Общий для некритических поверхностей, обеспечение как коррозионной сопротивления, так и визуальной привлекательности.
• Обычно применяется после обработки для сохранения размерных допусков.

Обработка с ЧПУ литой углеродистой стали

Из -за листовой кожи, Микроструктурная неоднородность, и потенциальные остаточные стрессы, Литная углеродистая сталь требует тщательно отобранной обработка с ЧПУ стратегии поддержания терпимости и избегания износа инструментов.

Рекомендации по обработке:

• Оснастка: Использование карбида или инструментов с покрытием для повышения износостойкости.
• Подает и скорость: Более низкие скорости резки (60–120 м/я) и умеренные подачи, чтобы уменьшить болтовню и генерацию тепла.
• Использование охлаждающей жидкости: Эмульгированные резкости рекомендуются для теплового контроля и эвакуации чипа.
• Разрешение: Обычно 1–3 мм обработка остается на литых поверхностях для отделки обработки.

9. Ключевые промышленные применения

Масло & Газовая промышленность

• Клапанские тела
• Насосные корпусы
• Фланцы и фитинги

Производство тяжелого оборудования

• Корпусы коробки передач
• Отслеживать ссылки и бездельники
• Противовеса

Развитие инфраструктуры

• Крышки и рамки
• Железнодорожные компоненты
• Запчасти для воды и канализации

Автомобильная промышленность и транспорт

• Компоненты двигателя
• Детали шасси и подвески
• Запчасти для грузовиков и трейлеров

Производство электроэнергии

• Турбинные кожухи
• Суда давления
• Компоненты теплообменника

Морской и судостроение

• Валы и подшипники пропеллера
• Компоненты оборудования палубы
• Корпус фитинги

Возобновляемая энергия

• Ветряные турбинные концентрации и рамы
• Компоненты гидроэлектростанции турбины
• Солнечные монтажные структуры

10. Обычные оценки литья из углеродной стали (Глобальный обзор)

11. ЭТОТСпособности кастинга песка

Как надежное название в Precision Metalcasting, Дезе литейный завод Приносит многолетний опыт и инновации в отрасль углеродистой стали песка.

Объединение передовых средств, Надежные инженерные практики, и строгая гарантия качества,

ЭТОТ зарекомендовал себя как стратегический партнер для требования глобальных клиентов по всей нефти & газ, транспорт, энергия, и секторы тяжелого оборудования.

Инфраструктура литейного производства & Технология

ЭТОТ управляет полностью интегрированными линиями песчаных литей, предназначенных для средние и крупномасштабные отливки начиная от 2 кг до конца 5,000 кг. Наши объекты:

• Автоматизированные линии литья Для высокой повторяемости и постоянной точности размерности
• Гибкие типы плесени: зеленый песок, Фуран без выпекания, и системы с смолой
• 3D ПЕРВАННЫЕ Образцы и с ЧПУ инструменты для быстрого прототипирования и сложной геометрии
• На месте таяния С электрическими дугами и индукционными печи, поддерживающими как углерод, так и с низким содержанием сплава стали

Предлагаемые оценки углеродистой стали

Мы производим широкий спектр сортов углеродистой стали, адаптировано как для структурных, так и для критических применений, включая:

• ASTM A216 WCB -Создание давления компоненты, Углеродная сталь общего назначения
• ASTM A27 Grade 60-30 / 70-36 - Общее промышленное использование, низкая до средней прочности
• ASTM A148 105-85 -Высокопрочная литья для износа и устойчивости к усталости
• Индивидуальные оценки с легирующими элементами (Кр, Мо, Мин., В) Чтобы соответствовать спецификациям клиентов

Все композиции расплава подтверждаются с использованием Спектрометрический анализ и контролируется в пределах жестких допусков к последовательности.

Размерная точность & Управление процессом

ЭТОТ бросает в толерантность оценивает между CT10 - CT13, с достижимой поверхностной отделкой RA 6–12 мкм, в зависимости от процесса плесени и сложности частично.

Точность размеров повышается через:

• Контролируемое уплотнение плесени и регуляцию влаги
• Моделирование процесса с использованием Magmasoft® и Прокат для стробирования, встал, и оптимизация затвердевания
• В процессе мониторинга и Статистический контроль процессов (НПЦ) Чтобы минимизировать вариацию кастинга

Для критически важных компонентов, КТ и CMM Inspection подтвердить геометрическое соответствие и внутреннюю целостность.

Пост-кассовые услуги

Доставить готовые к сборке компоненты, ЭТОТ предлагает комплексный набор услуг по отдельности и постобработке:

• Термообработка внутри: нормализация, отжиг, закалка, и закалка
• Обработка до плотных допусков С поворотом ЧПУ, фрезерование, и бурение
• Поверхностная защита: выстрел в взрыв, рисование, гальванизация, и пользовательские покрытия
• Неразрушающий контроль (неразрушающий контроль): ультразвуковой, рентгенографический, и проверка магнитных частиц

12. Заключение

Литье песка углеродистой стали обеспечивает непревзойденную ценность для тяжелых, Компоненты большого объема.

Интегрируя звуковые металлургические практики, надежный контроль процесса, Дизайн для кастебируемости, и строгая QA, Производители могут производить долговечные детали, которые удовлетворяют трудные функциональные требования при конкурентных затратах.

ЭТОТ Идеальный выбор для ваших производственных потребностей, если вам нужно высококачественное Служба литья песчаных песков из углеродной стали.

Свяжитесь с нами сегодня!