Царбон челична пешчана компанија за ливење песка

Ливење у песак је окосница производње компоненти за тешке услове рада, комбинујући ниске трошкове алата са скоро неограниченом геометријском слободом.

Међу ливеним легурама, карбонски челик (са угљеником испод 0.30 вт%) истиче се по пружању жилавости, снага, и заварљивост делова у распону од малих кућишта пумпи до вишетонских кућишта мењача.

У овом свеобухватном прегледу, истражујемо ливење песка од угљеничног челика из његових металуршких корена кроз процесне кораке, дизајнерске праксе, и контроле квалитета.

2. Шта је ливење у песку од угљеничног челика?

У ливење у песак од угљеничног челика, ливнице сипају растопљени угљенични челик—дефинисано по 0.05–0,30 теж% угљеника—у калупе формиране од невезаног или везаног песка.

За разлику од вишелегираних челика, угљенични челик нуди а деликатна равнотежа од снага, жилавост, обрада, и завабилност, све по нижој цени по килограму.

Штавише, Буџети алата за ливење у песак почињу од ниских УСД 500 за једноставне шаре, омогућавање економичне производње прототипова и једнократних делова, као и серија се креће у десетине хиљада јединица.

3. Металуршки темељи

Чврсто разумевање металургије угљеничног челика је у основи сваке успешне примене ливења у песак.

Нарочито, међуигра од садржај угљеника, нивои силицијума, и минор легирајућих елемената диктира флуидност, понашање скупљања,

и као ливена микроструктура, од којих сваки утиче на механичке перформансе и склоност дефектима.

Угљеник & Класификација челика

Угљенични челици спадају у три широке категорије на основу њиховог процента масе угљеника:

• Челици са ниским садржајем угљеника (≤ 0.15 % Ц): Попустљивост крајње затезне чврстоће (Утс) од 350-450 МПА и издужења која прелазе 20 %, чинећи их високо дуктилним и заварљивим.
• Челици са средњим угљеником (0.15-0.30 % Ц): Понуда УТС од 450–550 МПа са издужењима од 10-15 %, балансирајући снагу и жилавост.
• Високоугљенични челици (> 0.30 % Ц): Приказ УТС изнад 600 МПА, али њихова кртост као ливена ограничава широку употребу у ливењу у песак.

Уобичајене оцене ливења укључују АСТМ А216 ВЦБ (0.24–0,27 % Ц, УТС ~ 415 МПА), АСТМ А27 (0.23–0,29 % Ц, УТС ~ 345 МПА), и ДИН ГС-42 (0.38–0,45 % Ц, УТС ~ 520 МПА).

Ове оцене илуструју како суптилне промене у садржају угљеника доводе до различитих профила чврстоће и дуктилности.

Улога силицијума у ​​флуидности & Скупљање

Силицијум, типично присутан на 1.8–2.2 %, обавља двоструку функцију:

1. Повећање флуидности: Сваки 0.5 % повећање Си може побољшати флуидност растопљеног челика до 12 %, обезбеђујући потпуније пуњење калупа и репродукцију финијих детаља.
2. Контрола скупљања: Силицијум подстиче графитизацију током очвршћавања, смањење запреминске порозности скупљања за приближно 15 % у поређењу са легурама са ниским садржајем Си.

Сходно томе, ливнице често циљају нивое силицијума близу горњег опсега како би минимизирали унутрашње празнине и побољшали завршну обраду површине.

Додаци за легирање за специјализована својства

Осим угљеника и силицијума, манган, хром, и молибден прилагодите перформансе за захтевна окружења:

• Манган (0.6-1.0 %): Делује као деоксидант, оплемењује величину зрна, и повећава затезну чврстоћу до 20 % без озбиљног угрожавања жилавости.
• Хром (≤ 0.5 %): Повећава очвршћавање и отпорност на хабање, посебно вредан код компоненти подложних абразивним медијима.
• Молибден (≤ 0.3 %): Подиже чврстоћу на високим температурама и отпорност на пузање, што га чини незаменљивим у деловима као што су издувни колектори и тела сифона за пару.

Микроструктура као ливена

Како се растопљени челик хлади у пешчаном калупу, учвршћује се у а ферит–перлит матрица:

• Ферит (софт, Војвода) формира се прво на температурама непосредно испод ликвидуса, пружајући основу за чврстину.
• Бисер (ламеларни цементит–ферит) појављује се на нижим температурама, дајући тврдоћу и отпорност на хабање.

Типичне стопе хлађења од ливеног песка (1–5 °Ц/с) принос а фракција ферита 40–60 %, са перлитом који чини равнотежу.

У дебљим одељцима, спорије хлађење може повећати садржај перлита, повећање тврдоће за до 15 Хб али смањење издужења за 2-3 %.

4. Преглед процеса ливења у песак

Ливање у песак претвара растопљени угљенични челик у сложене облике коришћењем потрошних пешчаних калупа.

Доњи део, детаљно описујемо сваки главни корак—узорак и прављење језгра, конструкција калупа, изливање и учвршћивање, и протресање са чишћењем — уз наглашавање најбољих пракси заснованих на подацима.

Паттерн анд Цоремакинг

Прво и најважније, тачност шаблона диктира толеранције при ливењу. Ливнице обично користе:

Паттерн Материалс:

• ЦНЦ обрађен алуминијум задржати ±0,02 мм Димензионална тачност.
• Дрвени узорци (за мале количине) постићи ± 0,2 мм.
• 3Д-штампана смола обрасци елиминишу време испоруке на сложеним облицима.

Цоре Продуцтион:

• Језгра од зеленог песка комбиновати 85–90 % силиција, 5–7 % бентонитна глина, и 2–3 % водити воду, затим компактирати под притиском ваздуха од 4–6 бара.
• Језгра смоле без печења користите фенолна или фуранска везива, нудећи основне снаге 4–6 МПа са пропусношћу изнад 300 Гас м³/м²·мин.

Кроз прецизну шару и израду језгра, ливнице минимизирају варијације димензија и унутрашње дефекте.

Изградња калупа

Моулд Цомпоситион:

• 90 % силиција, 5–7 % глина, и 2-3 % вода за зелено-пешчане калупе.
• Хемијски везни песак (Нпр., фуранска смола) смањити влагу на < 0.5 %, пооштравање толеранција на ЦТ9-ЦТ12.

Збијање & Тврдоћа:

• Мета тврдоћа матрице од 60–70 ХА (Шор А) обезбеђује интегритет калупа и доследно скупљање.
• Правилан пропустљивост (≥ 300 Гас м³/м²·мин) спречава хватање гаса и порозност.

Монтажа калупа:

• Инжењери постављају језгра у кофер и повлаче, коришћењем шаплета или отисака језгра за одржавање поравнања унутар ± 0,5 мм.
• Наносе капуте за раздвајање (типично дебљине 0,1-0,3 мм) за олакшање ослобађања шаре и побољшање завршне обраде површине.

Контролисањем својстава песка и збијања, калупи за ливење у песку се доследно састају ИСО ЦТ11-ЦТ14 могућности.

Изливање и очвршћавање

Са спремним калупима, ливнице настављају:

Припрема топљења:

• Индукционе пећи загревају угљенични челик на 1450–1550 °Ц, држећи 5-10 минута да би се хемија хомогенизовала.
• Инжењери ливнице уклањају шљаку и прилагођавају угљеник и силицијум циљаном саставу (± ± 0.02 % Ц, ± ± 0.05 % И).

Камен & Рисер Десигн:

• Добро избалансиран област капије (капија: однос тркача ~ 1:3) обезбеђује ламинарни ток.
• Рисери величине у 10 % запремине ливења скупљање хране, обично се налази на најтежем делу ради промовисања усмереног очвршћавања.

Стопе хлађења:

• Танки делови се хладе на 5–10 °Ц/с, фаворизујући формирање ферита и финије величине зрна (~ 15 μм).
• Дебели зидови хладе на 1–3 °Ц/с; охладити (Нпр., бакарни уметци) убрзати локално очвршћавање за до 50 %, смањење порозности скупљања.

Комбиновањем прецизне контроле топљења са оптимизованим затварањем, ливнице постижу звук, димензионално конзистентни одливци.

Схаке-Оут, Чишћење, и Фетлинг

Коначно, из калупа излазе одливци:

Схаке-Оут:

• Аутоматски вибрациони системи одвајају песак од метала у року од 5-10 минута по шаржи.

Десандинг & Размазивање:

• Системи ваздуха под високим притиском или пескарење на точковима уклањају остатак песка, постизање основне завршнице од РА 6-12 μм.

Феттлинг Оператионс:

• Радници брусе или машински обрађују капије и стубове, трим блиц, и мешање прелаза, типично уклањање 1-3 мм залиха како би се задовољиле крајње толеранције димензија.

Пре-Инспецтион:

• Одливци се подвргавају визуелној контроли и мерењу димензија (± ± 0.5 мм на критичним карактеристикама) пре преласка на пуну инспекцију.

Систематским истресањем и чишћењем, ливнице припремају одливе од угљеничног челика за ригорозно осигурање квалитета и могуће третмане након ливења.

5. Дизајн за ливење у песак

Ефикасни дизајни ливених чине рачун:

• Нацрт углова (1-3 °): Спречите оштећење узорка; чвршћи углови повећавају хабање алата.
• Машинска залиха (1-3 мм): Осигурава да коначне карактеристике спадају у оквир ЦТ11–ЦТ12 без дораде.
• Цонтрацтион Аллованце (1.0–1,3 мм/100 мм): Компензује скупљање учвршћивања.
• Уједначена дебљина зида (±10 мм): Избегава вруће тачке и унутрашње стресове.
• Филете & Радии (> 1 мм): Смањите концентрације напона и поједноставите проток метала.
• Постављање улаза/успона: Поравнајте успоне са дебелим деловима за унапређење усмерено учвршћивање, смањење порозности скупљања по 30 %.

6. Способност процеса & Димензионална контрола

Контрола димензија и постизање поновљивих толеранција у ливењу у песку од угљеничног челика остаје и изазов и мерило ливничке изврсности.

Степен толеранције код ливења у песак

Толеранција димензија се односи на дозвољене границе варијације у физичкој димензији ливене компоненте.

У ливењу у песак, толеранције се најчешће сврставају под ИСО 8062-3 стандардне, који дефинише Оцене толеранције ливења (Цт) од ЦТ1 (најпрецизније) до ЦТ16 (најмање прецизно).

За ливење у песку од угљеничног челика, достижне оцене толеранције обично спадају у то:

Процес ливења	ИСО степен толеранције	Опсег толеранције линеарних димензија (мм)
Зелени песак	ЦТ13 – ЦТ14	±2,0 – ±3,5 мм (за 100 мм димензија)
Без песка	ЦТ11 – ЦТ13	±1,0 – ±2,5 мм
Калуп за шкољке	ЦТ8 – ЦТ10	±0,6 – ±1,5 мм

Кључни фактори који утичу на прецизност димензија

1. Карактеристике песка

• Зрно финоће: Финија зрна побољшавају репродукцију детаља и завршну обраду површине, али смањују пропустљивост и могу утицати на интегритет калупа.
• Влага & Садржај везива: Неправилни односи мешавине песка изазивају изобличење калупа или дефекте повезане са гасом, што доводи до димензионалних недоследности.

2. Збијање калупа

• Равномерно сабијање обезбеђује конзистентне димензије шупљине. Неадекватно набијање или вибрације могу изазвати локализовано урушавање или варијације зида.

3. Тачност узорка

• Ношење узорака, топлотна изобличења, или ручно резбарење може унети грешке. ЦНЦ глодани или 3Д штампани обрасци побољшавају поновљивост.

4. Термичко скупљање

• Угљенични челик се обично скупља за 1.0% до 2.5% током очвршћавања и хлађења, зависно од композиције и геометрије.
• Комплексне геометрије могу захтевати диференцијално скупљање.

5. Дебљина пресека

• Подручја танких зидова се брже хладе и уједначеније се скупљају.
• Дебели делови могу показати скупљање средишње линије, топле спотове, или савијање ако није правилно подигнуто или охлађено.

Технике за побољшану контролу димензија

За побољшање прецизности ливења и смањење захтева за накнадном обрадом, модерне ливнице користе неколико стратегија:

• Употреба система за круто обликовање: Хемијски везани пешчани калупи показују бољу стабилност димензија од традиционалног зеленог песка.
• Претходно загревање калупа: Загревање калупа пре изливања смањује температурне разлике и савијање.
• Цхилл Плацемент: Стратешки постављени метални хладњаци убрзавају хлађење у врућим тачкама како би смањили неравномерну контракцију.
• Софтвер за симулацију: Моделирање очвршћавања и термална симулација помажу у предвиђању и компензацији скупљања и изобличења у дизајну.

Очекивања завршне обраде површине

Храпавост површине угљеничног челика ливеног у песку се обично мери у По (микрони):

Процес обликовања	Типична храпавост површине (По)
Зелени песак	12 - 25 μм
Без песка	6 - 12 μм
Лимена љуске	3 - 6 μм

7. Осигурање квалитета & Тестирање

Мецханицал Тестинг

Ливнице потврђују механичке перформансе по:

• АСТМ Е8: Затезна чврстоћа и издужење.
• АСТМ Е23: Ударна жилавост Цхарпи В-зареза.
• Роцквелл Харднесс (ХРЦ 20–30): Мери површинску тврдоћу.

Недеструктивна евалуација

Користимо:

• Радиографија: Детектује унутрашњу порозност ≥ 2 мм.
• Ултразвучно тестирање: Лоцира волуметријске недостатке ≥ 1 мм.
• Инспекција магнетних честица: Открива површинске пукотине ≥ 0.5 мм.

Контрола статистичког процеса

Праћењем Цп и ЦПК, ливнице обезбеђују Цпк ≥ 1.33 за критичне димензије.

Први преглед чланка (Фајти) потврђује да почетни одливци испуњавају ДЦТГ захтеве пре пуне производње.

8. Третмани пост-ливења

Док почетни процес ливења дефинише облик и општа својства компоненти од угљеничног челика,

Третмани након ливења играју кључну улогу у побољшању механичких перформанси, Димензионална тачност, квалитет површине, и дуготрајну издржљивост.

Ове секундарне операције нису само побољшања – они су суштински кораци који претварају сирове ливене у индустријске компоненте високих перформанси способне да издрже тешке услове рада.

Топлотни третмани

Одливци од угљеничног челика често пролазе кроз низ Топлотни третмани да прилагоде њихову микроструктуру и побољшају механичка својства.

Избор третмана зависи од захтева примене, жељену тврдоћу, дуктилност, и унутрашње стресно стање.

Нормализација

• Процес: Загревање на ~870–950 °Ц, праћен хлађењем ваздуха.
• Сврха: Пречишћава структуру зрна, ублажава унутрашње напрезање, и побољшава обрадивост.
• Утицај: Промовише уједначену феритно-перлитну матрицу са побољшаном снагом и жилавошћу.

Гашење и каљење

• Процес: Брзо хлађење (обично у уљу или води) од температуре аустенитизације (~840–900 °Ц), након чега следи поновно загревање на ~500–650 °Ц.
• Сврха: Повећава тврдоћу и затезну чврстоћу док контролише ломљивост.
• Типична примена: Компоненте и структурни делови отпорни на хабање изложени удару.

Враголовање

• Процес: Споро хлађење од ~800–850 °Ц.
• Сврха: Омекшава материјал ради лакше обраде и побољшава стабилност димензија.
• Утицај: Производи грубу феритну структуру са смањеном тврдоћом и чврстоћом.

Ублажавање стреса

• Температурни опсег: 540-650 ° Ц.
• Сврха: Смањује заостала напрезања услед неравномерног очвршћавања или машинске обраде без значајног мењања микроструктуре.

Дата Поинт: АСТМ А216 ВЦБ одливци, уобичајени нискоугљенични челик, типично достижу затезне чврстоће од 485–655 МПа након нормализације и каљења.

Методе побољшања површине

Квалитет површине је кључан у срединама изложеним хабању, корозија, или трење. Површински третмани након ливења не само да побољшавају естетику већ и значајно продужавају век трајања компоненти.

Пескарење и сачмарење

• Сврха: Уклања остатак песка, скала, и оксиди; побољшава животни век од замора изазивањем тлачног површинског напрезања.
• храпавост површине: Смањено на 6–12 µм Ра, зависно од медија и интензитета.

Премази и Овлашћење

• Цинк Цоатинг (Поцинљив): Појачава отпорност на корозију, посебно за употребу на отвореном или у мору.
• Фосфатни и црни оксидни премази: Обезбедите подмазивање и минималну заштиту од рђе.
• Хромирање или никловање: Користи се у специјализованим апликацијама за повећану површинску тврдоћу или хемијску отпорност.

Сликање и Превлака у праху

• Уобичајено за некритичне површине, обезбеђујући и отпорност на корозију и визуелну привлачност.
• Обично се примењује након машинске обраде да би се сачувале толеранције димензија.

ЦНЦ обрада ливеног угљеничног челика

Због коже за ливење, микроструктурна хетерогеност, и потенцијална заостала напрезања, ливени угљенични челик захтева пажљиво одабране ЦНЦ обрада стратегије за одржавање толеранције и избегавање хабања алата.

Разматрања обраде:

• Алат за алате: Употреба карбидних или обложених алата за побољшану отпорност на хабање.
• Феедс анд Спеедс: Доња брзина сечења (60–120 м/И) и умерено напајање за смањење брбљања и стварања топлоте.
• Употреба расхладне течности: Емулговане течности за сечење се препоручују за термичку контролу и евакуацију струготине.
• Додатак: Обично се 1–3 мм материјала за машинску обраду оставља на ливеним површинама за завршну обраду.

9. Кључне индустријске примене

Уље & Гасна индустрија

• Тела вентила
• Кућишта пумпе
• Прирубнице и фитинзи

Производња тешке опреме

• Кућишта мењача
• Трацк Линкс анд Идлерс
• Противтегови

Развој инфраструктуре

• Поклопци и оквири за шахтове
• Раилваи Цомпонентс
• Делови система за воду и канализацију

Аутомобили и транспорт

• Компоненте мотора
• Делови шасије и вешања
• Делови за камионе и приколице

Генерација електричне енергије

• Кочиони турбина
• Посуде под притиском
• Компоненте измењивача топлоте

Маринац и бродоградилиште

• Пропелер вратила и лежајеви
• Компоненте палубних машина
• Фиттингс трупа

Обновљива енергија

• Чворишта и оквири ветротурбина
• Компоненте хидроелектричне турбине
• Соларне монтажне конструкције

10. Уобичајене класе ливења угљеничног челика (Глобални преглед)

11. ОвоМогућности ливења у песак

Као поуздано име у прецизном ливењу метала, ДЕЗЕ Ливница доноси деценије искуства и иновације у индустрију ливења у песку од угљеничног челика.

Комбиновање напредних објеката, робусне инжењерске праксе, и ригорозно осигурање квалитета,

Ово етаблирао се као стратешки партнер за захтевне глобалне клијенте широм нафте & гас, транспорт, енергија, и секторе тешке опреме.

Инфраструктура ливнице & Технологија

Ово ради са потпуно интегрисаним линијама за ливење песка дизајнираним за одливци средњег и великог обима у распону од 2 кг до преко 5,000 кг. Наши објекти се одликују:

• Аутоматске линије за обликовање за високу поновљивост и доследну тачност димензија
• Флексибилни типови калупа: зелени песак, фуран без печења, и системи везани за смолу
• 3Д-штампани узорци и ЦНЦ-обрађени алати за брзу израду прототипа и сложене геометрије
• Капацитет топљења на лицу места са електричним лучним и индукционим пећима које подржавају и угљеничне и нисколегиране челике

Понуђене класе угљеничног челика

Производимо широк спектар класа угљеничних челика, прилагођена како за структуралне тако и за апликације које су критичне према хабању, укључујући:

• АСТМ А216 ВЦБ – Компоненте које одржавају притисак, угљенични челик опште намене
• АСТМ А27 разред 60-30 / 70-36 – Општа индустријска употреба, ниске до средње снаге
• АСТМ А148 105-85 – Ливење високе чврстоће за отпорност на хабање и замор
• Прилагођене оцене са легирајућим елементима (ЦР, Мо, Мн, У) да испуни спецификације клијената

Све композиције талине су проверене коришћењем спектрометријска анализа и контролисано у границама строгих толеранција за конзистентност.

Димензионална прецизност & Контрола процеса

Ово баца на степене толеранције између ЦТ10 - ЦТ13, са достижним завршним обрадама површине од РА 6-12 μм, у зависности од процеса калупа и сложености дела.

Димензиона тачност је побољшана кроз:

• Контролисано сабијање калупа и регулација влаге
• Симулације процеса коришћењем МАГМАсофт® и Проказ за гатинг, рисер, и оптимизација очвршћавања
• Праћење у току процеса и Контрола статистичког процеса (Спц) да се варијације ливења минимизирају

За критичне компоненте, ЦТ скенирање и ЦММ инспекција потврди геометријску усклађеност и унутрашњи интегритет.

Услуге пост-цастинга

За испоруку компоненти спремних за склапање, Ово нуди свеобухватан пакет услуга завршне обраде и накнадне обраде:

• Термичка обрада у кући: нормализација, враголовање, гашење, и каљење
• Обрада до уских толеранција са ЦНЦ стругањем, глодање, и бушење
• Заштита површине: сачмарење, сликање, цинковање, и прилагођени премази
• Неразорно тестирање (НДТ): ултразвучни, радиографски, и инспекција магнетне честице

12. Закључак

Ливење у песку од угљеничног челика даје неупоредиву вредност за тешка оптерећења, компоненте велике запремине.

Интеграцијом здравих металуршких пракси, робусне контроле процеса, дизајн за ливење, и ригорозни КА, произвођачи могу произвести издржљиве делове који испуњавају строге функционалне захтеве по конкурентним ценама.

Ово је савршен избор за ваше производне потребе ако вам је потребан квалитетан квалитет услуге ливења у песку од угљеничног челика.

Контактирајте нас данас!