Постачальники пластичних залізних деталей

Загальні методи лиття пластичного заліза

1. Вступ

Ковкий чавун, також званий кулястим або шаровидним графітом, є ливарним сплавом, який поєднує високу міцність на розрив., пластичність, і стійкість до втоми.

Має сферичні графітові конкреції, а не крихкі пластівці сірого чавуну, ковкий чавун доповнює розрив між литою сталлю та звичайним чавуном.

У цій статті розглядаються поширені методи лиття — пісок, черепашка цвіль, постійна цвіль, відцентровий, інвестиції, і безперервне лиття, підкреслюючи їхні принципи, Параметри обробки, механічні наслідки, і відповідність галузі.

2. Що таке ковкий чавун?

Ковкий чавун, також відомий як чавун з шаровидним шаром або чавун із кулястим графітом (СГ залізо), це різновид чавуну, що характеризується наявністю сферичні графітові конкреції в мікроструктурі.

На відміну від традиційних сірий чавун, який містить лусковий графіт, який викликає крихкість і низьку міцність на розрив, морфологія круглого графіту ковкого чавуну значно покращується механічні властивості наприклад пластичність, міцність, і втома.

Деталі для лиття з ковкого чавуну
Деталі для лиття з ковкого чавуну

Основи металургії

В основі продуктивності ковкого чавуну лежить ретельно контрольований хімічний і металургійний процес. Ключові моменти включають:

  • Контроль графітової форми: Визначальною характеристикою ковкого чавуну є його графіт у формі кулі, досягається додаванням невеликої кількості магній (Мг)— зазвичай 0,03–0,05 % — до розплавленого чавуну безпосередньо перед литтям.
    Магній перетворює графіт із пластівців на конкреції.
  • Щеплення: Після лікування магнієм, інокулянти (зазвичай містить феросиліцій, кальцій, і рідкісні землі) додаються для покращення зародження графіту, збільшення кількості та однорідності вузликів.
  • Поведінка затвердіння: Перетворенням із рідкого стану на твердий у ковкому чавуні необхідно керувати, щоб уникнути таких дефектів, як усадочна пористість, кремезний графіт, або утворення карбіду.
    Швидкість охолодження та конструкція форми безпосередньо впливають на форму та кількість конкрецій.

3. Лиття в пісок із ковкого чавуну

Пісочний кастинг є найбільш широко використовуваним методом для ковкого чавуну, що становить ~70% світового виробництва.

Його універсальність—можна виробляти деталі з 0.5 кг до 50 тонн — робить його незамінним як для малих компонентів, так і для великомасштабної інфраструктури.

Колесо для піщаного лиття з ковкого чавуну
Колесо для піщаного лиття з ковкого чавуну

Огляд процесу

  • Підготовка форми: Пісок (кремнезем або олівін) скріплюється глиною (зелений пісок) або смоли (без випічки, холодний ящик) формувати форми.
    Візерунки (деревина, метал, або 3D-друк) створити порожнини, що відповідають формі деталі, з сердечниками (пісок або кераміка) для внутрішніх особливостей.
  • Заливання: Розплавлений ковкий чавун (1300–1350°C), оброблені магнієм/церієм для утворення вузликів, виливається у форму.
    Низька теплопровідність піску уповільнює охолодження, дозволяючи графітовим вузликам утворюватися рівномірно.
  • Затвердіння: Контрольоване охолодження (5-20°C/хв) забезпечує сфероїдізацію графіту; стояки (додаткові металеві резервуари) компенсувати об'ємну усадку на 3–5%..
  • Витрушування та фінішна обробка: Цвіль відривається, і частини очищаються, обрізаний, і термічно оброблені (якщо потрібно).

Матеріали для форм, Зв'язувальні речовини, і Основна практика

  • Зелений пісок: Найбільш поширений для великосерійного виробництва. Використовується кварцевий пісок, змішаний з бентонітовою глиною та водою. Економічний і придатний для переробки.
  • Пісок (Скріплений смолою): Використовується для більших виливків або кращої точності розмірів. Пісок скріплюється фенольною або фурановою смолою, вилікувати хімічним шляхом.
  • Ядра: Виготовляється за допомогою методів холодної коробки або оболонки для створення складних внутрішніх порожнин. Вимагайте вентиляції, щоб уникнути дефектів газу.

Товщина секції, Поверхнева обробка, і Допуски

Параметр Зелений пісок Пісок на смолі
Мінімальна товщина стінки 5–6 мм 3–4 мм
Поверхнева обробка (Рак) 12.5 - 25 мкм 6.3 - 12.5 мкм
Розмірна толерантність ±0,5 – ±1,5 мм ±0,3 – ±0,8 мм
Діапазон ваги 0.5 кг – 50+ тонн 10 кг – 30+ тонн

Переваги піщаного лиття з ковкого чавуну

  • Універсальність: Підходить як для невеликих точних деталей, так і для великих конструкційних виливків.
  • Низькі витрати на інструменти: Вартість моделі зазвичай коливається від $500 до $5,000, забезпечення економних коротких і середніх тиражів.
  • Гнучкість матеріалу: Сумісний з усіма сортами ковкого чавуну, в тому числі феритні, перлітний, і аустемперовані варіанти.
  • Контроль вузликів: Відносно повільне охолодження піщаних форм забезпечує рівномірне утворення вузликів, має вирішальне значення для досягнення цільового подовження та міцності.

Обмеження піщаного лиття з ковкого чавуну

  • Шорсткість поверхні: Грубіша обробка в порівнянні з формами або литтям по моделлю. Може знадобитися механічна обробка для герметизації поверхонь або точної посадки.
  • Ризик пористості газу: Особливо у формах для зеленого піску, якщо вологість і вентиляція не контролюються належним чином.
  • Розмірна мінливість: Теплове розширення піску та відсутність жорстких стінок форми можуть призвести до невеликого дрейфу розмірів у високоточних деталях.

Загальні застосування піщаного лиття з ковкого чавуну

  • Автомобільні компоненти: Важелі підвіски, гальмівні супорти, корпуси диференціалів.
  • Муніципальна інфраструктура: Кришки люків, дренажні решітки, водопровідна арматура.
  • Техніка: Коробки передач, кришки підшипників, корпуси компресора, Тіла насосів.
  • Енергетика та комунальні послуги: Вузли вітрових турбін, корпуси генераторів, Тіла клапана.

4. Пластична залізна форма кастинг

Лиття в оболонкові форми, також відомий як лиття оболонки, це процес точного лиття в пісок, який використовує пісок, покритий смолою для виготовлення деталей з ковкого чавуну з точними розмірами Чудова обробка поверхні і Тісні допуски.

Він особливо добре підходить для компоненти середнього розміру які вимагають підвищеної деталізації та стабільної продуктивності, пропонуючи баланс між гнучкістю піщаного лиття та контролем розмірів металевих форм.

Деталі ливарної форми з ковкого чавуну
Деталі ливарної форми з ковкого чавуну

Огляд процесу

Процес лиття в кожухову форму для ковкого чавуну включає такі основні етапи:

  • Нагрівання шаблону: Металевий візерунок (зазвичай сталь) нагрівають до 200-300°С.
  • Пісочна аплікація: Кремнеземний пісок, попередньо покритий смолою, роздувається поверх гарячого малюнка, спричиняючи часткове затвердіння смоли та утворення оболонки товщиною 3–10 мм.
  • Формування оболонки: Частково затверділа шкаралупа додатково загартовується в печі або продовжуючи нагрівання на шаблоні.
    Дві половини готуються та з’єднуються для формування повної порожнини форми.
  • Розміщення ядра (якщо потрібно): Порожнисті елементи створюються за допомогою попередньо сформованих піщаних або керамічних стрижнів.
  • Заливання: Розплавлений ковкий чавун (~1350°C), попередньо оброблені магнієм і щеплені, виливається в форму для оболонки.
  • Затвердіння: Швидке та рівномірне охолодження завдяки тонким стінкам форми призводить до дрібних вузликів графіту та щільної мікроструктури.
  • Видалення оболонки та обробка: Після охолодження, крихка оболонка легко відламується, виявлення виливка з відмінною якістю поверхні.

Характеристики покритого смолою піску

Пісок, який використовується для формування раковин, є типовим силікатний пісок високої чистоти, покритий a фенольна смола сполучна:

  • Розмір зерна: Тонкий і сферичний, зазвичай AFS 50–70, що допомагає досягти чудової обробки поверхні.
  • Термічна стабільність: Покриття запобігає розплавленню піску при високих температурах металу.
  • Товщина оболонки: Зазвичай коливається від 3 мм (тонкі стіни) до 10 мм (для більших виливків).

Цей пісок одноразовий, на відміну від зеленого піску, але забезпечує більша точність розмірів і чіткість поверхні.

Переваги контролю температури та розмірів

Лиття в оболонку забезпечує чудову термостійкість завдяки:

  • Рівномірна товщина оболонки: Передбачувані швидкості охолодження посилюють сфероїдізацію графіту.
  • Низька деформація форми: Жорсткі стінки корпусу зменшують ймовірність деформації, забезпечення високої повторюваності розмірів.
  • Реакції чистої поверхні: Менше утворення газу порівняно із зеленим піском, що призводить до меншої кількості дефектів пористості та чудової мікроструктури.

Якість поверхні, Точність, і компроміси з витратами

Параметр Кастинг цвілі з оболонки Лиття із зеленого піску
Поверхнева обробка (Рак) 3.2 - 6.3 мкм 12.5 - 25 мкм
Розмірна толерантність ±0,2 – 0.5 мм ±0,5 – 1.5 мм
Мінімальна товщина стінки 3 мм 5 мм
Вартість шаблону $5,000 - $20,000 $500 - $5,000

Типові випадки використання ливарних форм із ковкого чавуну

Завдяки здатності до тонкої деталізації та надійній мікроструктурі, широко використовується лиття в форми:

  • Автомобільний: Зубчасті носії, кронштейни колінчастого вала, кришки трансмісії.
  • Сільське господарство: Корпуси прецизійних коробок передач, важелі зчеплення.
  • Промислова техніка: Корпуси гідравлічних клапанів, інструментальні рами.
  • Загальне машинобудування: Дужки, ярма, і фланці, що вимагають низької пористості та високої консистенції.

5. Лиття з ковкого чавуну

Втрачене лиття з піни (LFC) виробляє деталі з ковкого чавуну, наближені до чистої форми, зі складною геометрією, усуває потребу в стрижнях або руйнуванні форми.

Він ідеально підходить для деталей зі складними внутрішніми каналами або неправильної форми.

Частина прецизійного лиття з ковкого чавуну
Частина прецизійного лиття з ковкого чавуну

Огляд процесу

  • Створення візерунків: Пінополістирол спінений (EPS) піна формується у формі деталі, з пінополіуретаном для внутрішніх функцій.
    Візерунки зібрані в кластери (Напр., 4–6 блоків двигунів на кластер).
  • Покриття та засипка: Візерунки занурені у вогнетривке покриття (кераміка або графіт) для утворення оболонки 0,5–2 мм, потім поміщають у колбу й оточують незв’язаним піском (вібрували для ущільнення).
  • Заливання: Розплавлений ковкий чавун (1320–1380°C) заливається в шаблон піни, який випаровується (EPS → CO₂ + H₂O) і витісняється металом.
    Вогнетривке покриття запобігає проникненню піску.
  • Затвердіння і струс: Метал твердне навколо піску, який переробляється після струшування.

Переваги лиття з ковкого чавуну з пінопласту

  • Складність: Виготовляє деталі з підрізами, тонкі стіни (≥3 мм), і внутрішні проходи (Напр., блоки двигунів з інтегрованими масляними каналами) які неможливі при піщаному лиття.
  • Ефективність матеріалу: Деталі майже чистої форми зменшують відходи матеріалу на 40–60% порівняно з. пісочний кастинг.
  • Зменшена збірка: Усуває 10–20% кріплень завдяки інтеграції кількох компонентів в одне лиття.

Обмеження лиття з виплавленої піни з ковкого чавуну

  • Вартість візерунка: EPS інструменти ($10,000– 50 000 доларів США) вище, ніж візерунки з піску, потребують обсягів >5,000 одиниць для амортизації.
  • Ризик пористості: Випаровування піни може затримувати гази, вимагають ретельної вентиляції та швидкості заливки.

Застосування лиття з ковкого чавуну за виплавленим способом

  • Автомобільний: Головки циліндрів, впускні колектори, і випадки передачі.
  • Важка техніка: Корпуси гідравлічних клапанів зі складним внутрішнім 油路 (нафтові проходи).

6. Металева форма з ковкого чавуну (Постійна цвіль) Кастинг

Лиття в металеві форми, також згадується як постійне лиття в форму, це метод, який використовує міцні сталеві або чавунні форми, а не одноразові піщані форми.

Для пластичне залізо, цей процес забезпечує відмінні результати розмірна точність, поверхнева обробка, і механічні властивості,

що робить його ідеальним для вимогливих додатків висока консистенція, від помірних до високих обсягів, і Тісні допуски.

Лиття з ковкого чавуну для деталей машин
Лиття з ковкого чавуну для деталей машин

Гравітація vs. Металеве лиття під низьким тиском

Існує два поширених способи заповнення, які використовуються для лиття у форму з ковкого чавуну:

  • Гравітаційне заповнення: Розплавлений ковкий чавун заливають у форму під дією сили тяжіння. Він простий і широко використовується для малих і середніх деталей.
  • Наповнення низького тиску: Система контрольованого тиску пригнічує метал у форму.
    Це забезпечує плавність, швидше заповнення та мінімізує турбулентність, зменшуючи дефекти оксиду та пористості.

Формові сплави, Попереднє нагрівання, і мастильні матеріали

  • Матеріал прес-форми: Форми зазвичай виготовляють з високоміцна інструментальна сталь або охолоджений чавун. Вони розроблені таким чином, щоб витримувати багаторазові термічні цикли.
  • Попереднє нагрівання: Форми попередньо розігрівають до 200–350°C перед заливкою, щоб зменшити термічний удар і забезпечити стабільне охолодження.
  • Змащування: графіт-, нітрид бору-, або покриття на основі діоксиду цирконію наносяться на порожнину форми, щоб запобігти прилипанню, вивільнення допомоги, і обробка поверхні керування.

Тривалість цвілі зазвичай становить від 10,000 до 100,000 постріли, в залежності від температури сплаву, охолодження форми, і технічне обслуговування.

Мікроструктурні ефекти: Швидше охолодження, Більш тонка матриця

Постійні форми забезпечують набагато швидше охолодження (20-50°C/хв) ніж піщані форми, істотно впливаючи на результуючу мікроструктуру ковкого чавуну:

  • Уточнення графітових вузликів: Більш однорідні та дрібні графітові конкреції (~80–120 вузликів/мм² порівняно з. 30–50 у піщаному лиття).
  • Матрична структура: Більш перлітна або дрібна феритно-перлітна матриця завдяки швидкому затвердінню, підвищення міцності.
  • Покращена щільність: Швидше охолодження також зменшує усадку та газову пористість.

Час циклу, Витрати на інструменти, та економіка обсягу

  • Час циклу: Типово 1.5–5 хвилин на частину, залежно від розміру деталі та системи охолодження.
  • Вартість інструментів: Початкова вартість матриці значно вища, ніж для піщаного лиття — від $30,000 до $150,000.
  • Вартість за деталь: Стає економним, коли виробництво перевищує 10,000 одиниці/рік. Ідеально підходить для тривалого виробництва стандартизованих деталей.

Застосування ковкого чавуну для постійного лиття у форму

Цей метод є кращим у галузях, що потребують суворий контроль розмірів, повторювані механічні властивості, і низька пористість поверхні:

  • Автомобільні компоненти: Гальмівні супорти, поворотні кулаки, контрольні зброї.
  • Гідравлічні та пневматичні: Насосні корпуси, торці гідроциліндра.
  • Системи трансмісії: Коробки передач, Диференціальні випадки, компоненти зчеплення.
  • Промислова техніка: Підшипники, кріплення двигуна, і поворотні частини.

7. Відцентрове лиття з ковкого чавуну

Відцентрове лиття це спеціальний процес лиття, під час якого розплавлений ковкий чавун заливають у форму, що обертається, використовуючи відцентрову силу для рівномірного розподілу металу.

Цей спосіб ідеально підходить для ротаційно-симетричні частини, такі як труби, втулки, вкладиші, і рукава.

Виготовляє виливки з виняткова щільність, структурна цілісність, і механічні показники, що робить його кращою технікою для утримання тиску або критичних до зносу застосувань.

Труба відцентрового лиття з ковкого чавуну
Труба відцентрового лиття з ковкого чавуну

Огляд процесу

  • Налаштування форми: Циліндрична форма (сталь або чавун) обертається зі швидкістю 500–3000 об/хв (вищі швидкості для менших діаметрів).
  • Заливання: Розплавлений ковкий чавун заливають у форму, що обертається, де відцентрова сила рівномірно розподіляє метал по стінці форми, штовхаючи домішки до центру (вирізано пізніше).
  • Затвердіння: Обертання створює радіальний градієнт температури, із зовнішнім шаром (контакту з формою) найшвидше охолодження, утворюючи щільну, дрібнозерниста структура.
    Графітові конкреції розташовані радіально, підвищення міцності.
  • Варіанти: Горизонтальне відцентрове лиття (для довгих труб) і вертикальне відцентрове лиття (для коротких циліндрів, таких як втулки підшипників).

Переваги ковкого чавуну Відцентрове кастинг

  • Щільність і міцність: Відцентрова сила усуває пористість, досягнення 99.9% щільність.
    Межа міцності на розрив на 10-15% вища, ніж у піщанолитого високоміцного чавуну (Напр., EN-GJS-600-3 досягає 650 MPA).
  • Економія матеріалів: Не потрібні стояки, зниження металоємності на 10-20%.
  • Рівномірна товщина стінки: Критичний для напірних труб (Напр., водопроводи зі стінками 10–50 мм).

Обмеження Пластичне залізо Відцентрове кастинг

Хоча це вигідно для певних геометрій, відцентрове лиття має певні обмеження:

  • Геометричні обмеження: Життєздатний лише для осесиметричних форм (Напр., циліндри, кільця, втулки).
  • Високі капітальні витрати: Потрібне спеціальне прядильне обладнання та системи форм.
  • Потрібна механічна обробка: Внутрішня поверхня (отвор) часто вимагає значної механічної обробки для видалення відокремленого металу та досягнення точності розмірів.
  • Обмежене використання ядра: Важко сформувати складні внутрішні геометрії або порожнисті елементи без вторинної обробки.

Застосування відцентрового лиття з ковкого чавуну

Завдяки їх висока сила, стабільність розмірів, і Опір зносу, деталі з ковкого чавуну відцентрового лиття використовуються в:

  • Муніципальний & Промислові трубопроводи
    • Водопровідні та каналізаційні труби (DN80–DN2600) з показниками тиску до 40 бар
    • Трубопровідні системи високого тиску на гірничо-нафтохімічних підприємствах
  • Автомобільний та залізничний
    • Гільзи циліндрів, гальмівні ротори, і маховики
    • Маточини коліс і втулки осей
  • Важка техніка
    • Гідроциліндри, валки для металевих станів, і втулки
    • Корпуси та вкладиші відцентрових насосів
  • Енергія & Морський
    • Вали вітрових турбін, гільзи генератора, і корпуси морських гвинтів

8. Кастинг з пластичних залізних інвестицій

Інвестиційне кастинг, також відомий як воскове лиття, це високоточний метод лиття, придатний для виготовлення деталей з ковкого чавуну зі складною геометрією, Тісні допуски, і чудова обробка поверхні.

Хоча частіше використовується для сталей і суперсплавів, лиття по моделлю пластичне залізо набирає популярності в аерокосмічній галузі, виготовлення клапанів, та медичної техніки, де частина цілісності, якість поверхні, і контроль розмірів є критичними.

Компоненти клапанів для виплавленого лиття з ковкого чавуну
Компоненти клапанів для виплавленого лиття з ковкого чавуну

Огляд процесу

  • Створення візерунків: Віск (або 3D-друкований полімер) вливається в металеві матриці для формування візерунків, які зібрані в дерева (кілька частин на дерево).
  • Будівля оболонки: Візерунки занурюють у керамічну кашу (кремнезем або глинозем) і покритий ліпниною (плавлений кремнезем) для побудови оболонки 5–10 мм. Це повторюється 5–8 разів, потім сушать.
  • Депарафінізація та випал: Для розплавлення воску оболонку нагрівають до 800—1000 °С (перероблений) і затвердіти кераміку.
  • Заливка і затвердіння: Розплавлений ковкий чавун (1350–1400°C) виливається в гарячу оболонку, що сприяє плинності та тонкій мікроструктурі (вузлики <30 мкм).
  • Закінчення: Снаряди розбиті, і частини вирізані з дерева, теплообробка, і оброблений (якщо потрібно).

Досяжні допуски та обробка поверхні

Лиття по моделлю виділяється точністю розмірів і поверхні:

Метрика Типове значення
Розмірна толерантність ± 0,05–0,2 мм (як литий)
Поверхнева обробка Ra 1,6–3,2 мкм
Мінімальна товщина стінки Так само низько, як 1.5 мм, в залежності від геометрії
Повторюваність Високий, підходить для аерокосмічної та оборонної промисловості
Діапазон ваги закидання 50 г до ~5–10 кг на частину (більш важкі деталі складні через крихкість оболонки)

Розгляд вартості та часу виконання

Фактор Опис
Вартість інструментів ~$5,000–$50,000 для металевих штампів (залежно від складності)
Обсяг виробництва Економний для 100– 10 000 одиниць; менше підходить для масового лиття
Час циклу Довше, ніж лиття під тиском (7–14 днів типово)
Вартість окремої частини 2×–10× вище, ніж лиття в пісок (внаслідок праці, матеріали, і точність)

Застосування литва з ковкого чавуну

Відливки з ковкого чавуну по виплавленим моделям використовуються у вимогливих додатках, де продуктивність і точність переважають проблеми з вартістю:

Аерокосмічний & Захист

  • Дужки, монтажні кронштейни, та структурні каркаси БПЛА
  • Колектори паливної системи та прецизійні корпуси

Клапани & Контроль рідини

  • Корпуси клапанів і внутрішні компоненти зі складними шляхами потоку
  • Важелі приводу з жорсткими допусками на розміри

Медичний & Оптичні прилади

  • Корпуси обладнання для формування зображень
  • Потрібні компоненти біосумісні покриття і тонкі риси

Робототехніка & Автоматизація

  • Кронштейни датчиків і інструменти для кінця рук
  • Маломасові елементи конструкції з високою довговічністю

9. Безперервне та контргравітаційне лиття з ковкого чавуну:

Методи безперервного та контргравітаційного лиття представляють передові методи лиття, розроблені для підвищення виходу, контроль мікроструктури, і зменшити дефекти у виробництві ковкого чавуну.

Хоча це рідше, ніж традиційне лиття з піску або постійної форми, ці методи набувають все більшого значення для виробництва трубчастих і складних конструкційних деталей із незмінною якістю та зниженою кількістю браку.

Принципи процесу (Постійні форми та контрольоване заповнення)

  • Безперервне лиття: Розплавлений ковкий чавун постійно заливають у водоохолоджуваний, постійна форма або мідна форма, яка рухається безперервно або напівбезперервно, вилучення затверділої нитки або трубки.
    Цей процес дозволяє виготовляти довгі секції майже чистої форми, такі як труби та стрижні, шляхом затвердіння металу під час його просування через форму.
  • Протигравітаційне лиття: У цьому методі, розплавлене залізо втягується вгору в форму з нижнього резервуара за допомогою вакууму або різниці тиску.
    Це контрольоване заповнення зменшує турбулентність, мінімізує захоплення оксиду, і покращує якість наповнення форми.
    У процесі часто використовуються стійкі форми, керамічні форми, або форми з вогнетривким покриттям, призначені для високої теплопровідності та точного контролю швидкості охолодження.

Переваги в урожайності, Скорочення браку, і мікроструктура

Перевага Опис
Висока врожайність Безперервна подача мінімізує відходи металу порівняно з традиційними системами литникових систем, зменшення брухту на до 30%.
Послідовна мікроструктура Контрольоване охолодження сприяє рівномірним графітовим конкреціям і витонченню матриці, підвищення механічних властивостей, таких як міцність на розрив і подовження.
Зменшені дефекти Протигравітаційне заповнення знижує турбулентність, зменшення пористості та оксидних включень.
Покращена обробка поверхні Постійні поверхні прес-форми та постійний потік металу створюють чудову якість поверхні з меншою кількістю механічної обробки.

Виклики (Складність обладнання, масштаб)

  • Високі капіталовкладення: Обладнання для безперервного та протигравітаційного лиття, наприклад вакуумні системи, водоохолоджувані форми, і точне регулювання температури — вимагає значних початкових витрат.
  • Комплексне управління технологічними процесами: Досягнення стабільних показників заповнення, відповідна температура металу, і послідовне щеплення вимагає складного моніторингу та кваліфікованих операторів.
  • Обмеження розміру та геометрії: Зазвичай підходить для довгі трубчасті форми (труби, стрижнів) або структурні частини середнього розміру. Складні геометрії з внутрішніми порожнинами важко відлити за допомогою цих методів.
  • Технічне обслуговування та знос прес-форм: Постійні прес-форми та системи охолодження вимагають регулярного обслуговування, щоб підтримувати якість лиття та уникнути простоїв.

Приклади: Виробництво труб і великих конструктивних деталей

  • Труби з ковкого чавуну: Безперервне лиття широко використовується для виробництва високоякісних водопровідних і каналізаційних труб з постійною товщиною стінки, тонка мікроструктура, і відмінні механічні властивості, відповідність стандартам, таким як EN 545 або ISO 2531.
  • Структурні компоненти: Трубчасті та балкові конструктивні частини середнього розміру, часто використовується в автомобільних рамах або будівельних машинах, виграш від скорочення механічної обробки та кращого використання матеріалу.
  • Гідравлічні циліндри та вкладиші: Лиття в протигравітаційному режимі виробляє компоненти з чудовою внутрішньою поверхнею та точністю розмірів, має важливе значення для герметичності та зносостійкості.

10. Обробка після лиття & Контроль якості виливків з ковкого чавуну

Відливки з ковкого чавуну проходять серію обробка після лиття та етапи забезпечення якості відповідати суворим механічним, розмірний, і вимоги до властивостей поверхні.

Ці процеси є життєво важливими для забезпечення того, щоб литі компоненти відповідали встановленим стандартам продуктивності в таких критичних застосуваннях, як автомобільна, інфраструктура, техніка, і системи тиску.

Автозапчастини для піщаного лиття з ковкого чавуну
Автозапчастини для піщаного лиття з ковкого чавуну

Теплові обробки

Мікроструктуру та механічні властивості ковкого чавуну можна значно покращити або змінити за допомогою термічної обробки, адаптованої до застосування.

Тип термічної обробки Мета Типові результати
Зняття стресу Зменшує залишкові напруги, викликані нерівномірним охолодженням. Мінімізує викривлення, покращує стабільність розмірів.
Відпал Перетворює перлітні або мартенситні структури у феритні. Підвищує пластичність і міцність. Загальне в EN-GJS-400-15.
Нормалізація Покращує зернисту структуру та усуває поділ. Підвищує міцність і твердість на розрив.
Загартування і відпуск Використовується у високоефективних сплавах з ковкого чавуну. Виробляє мартенситні або бейнітні матриці для високої зносостійкості.

Оздоблювальні процеси

Оздоблення після лиття є важливою для видалення надлишків матеріалу, поліпшити якість поверхні, і підготувати виливки для механічної обробки або кінцевого використання.

  • Fettling & Шліфування: Демонтаж воріт, стояки, і прошити за допомогою пилок, м'ясорубки, або інструменти з ЧПК.
  • Вибух: Очищає поверхню високошвидкісним металевим дробом, покращує адгезію фарби/покриття.
  • Обробка: Фрезерування з ЧПУ, обертання, свердління, і розточування для досягнення кінцевих допусків і розмірів.
  • Дешевий & Згладжування поверхні: Особливо критично для ущільнення поверхонь або сполучених поверхонь.

Поверхневі обробки

Обробка поверхні подовжує термін служби компонентів із ковкого чавуну та покращує їхню стійкість до корозії, носити, та умови навколишнього середовища.

Тип лікування Функціонування Типові програми
Малювання & Епоксидне покриття Стійкість до корозії зовнішніх або підземних компонентів. Трубопровідна арматура, кришки люків.
Цинк-фосфатне покриття Підвищує адгезію фарби та стійкість до корозії. Деталі шасі автомобіля.
Оцинкування (рідкісні) Забезпечує жертвенний захист від корозії. Інженерні стовпи, кріплення (рідше для ковкого чавуну).
Азотування/науглерожування Поверхневе зміцнення для зносостійкості. Шестерні, носити пластини, і гальмівні деталі.

Неруйнівне тестування (NDT)

Для забезпечення внутрішньої та поверхневої цілісності, особливо в критично важливих для безпеки програмах, виливки з ковкого чавуну оцінюються за допомогою різних методів НК:

Метод НК Опис Застосування
Магнітопорошковий тест (MT) Виявляє поверхневі та приповерхневі тріщини у феромагнітних виливках. Автомобільні кулаки, деталі підвіски.
Ультразвукове тестування (ЮТ) Визначає внутрішні недоліки, включення, або пористість. Товстостінні компоненти тиску, заготовки шестерень.
Рентгенографія Візуалізує внутрішні порожнини та усадкову пористість. Аерокосмічний, насосні корпуси, і корпуси клапанів.
Випробування на проникнення барвника (Pt) Підкреслює поверхневі тріщини та пористість (обмежене використання в залізі). Оброблені ущільнювальні поверхні, дрібні прецизійні деталі.

11. Порівняння методів лиття з ковкого чавуну

Метод лиття Типовий діапазон розмірів деталей Шорсткість поверхні (Рак, мкм) Розмірна толерантність Вартість інструментів Ключові переваги Типові програми
Пісочний кастинг 0.5 кг – 50,000 кг 12.5–25 ±0,5 – ±1,5 мм Низький ($500– 5000 доларів) Висока гнучкість, низька вартість, підходить для великих деталей, вміщує складні ядра Блоки двигуна, коробки передач, відливки інфраструктури
Кастинг цвілі з оболонки 0.1 кг – 30 кг 3.2–6,3 ±0,2 – ±0,5 мм Середній ($5,000– 20 000 доларів США) Висока точність розмірів, гладка поверхня, підходить для тонкостінних деталей Насосні корпуси, дужки, дрібні прецизійні деталі
Лиття в металеві форми 0.1 кг – 100 кг 6.3–12,5 ±0,1 – ±0,3 мм Високий ($50,000– 200 000 доларів США) Швидке охолодження, багаторазові форми, покращена міцність і консистенція Гальмівні супорти, важелі підвіски, компоненти насоса
Відцентрове кастинг Ø50 мм – Ø3000 мм (циліндричні) 3.2–12,5 ±0,3 – ±0,8 мм Середній ($10,000+) Висока щільність, мінімальні дефекти, відмінні механічні властивості Труби, рукава, вкладиші, гідроциліндри
Інвестиційне кастинг 0.01 кг – 50 кг 1.6–3,2 ±0,05 – ±0,2 мм Високий ($20,000+) Виняткова точність, тонкі риси, Відмінна обробка поверхні Аерокосмічні кронштейни, клапани, хірургічні компоненти
Загублений кастинг піни 0.2 кг – 100+ кг 6.3–12,5 ±0,3 – ±0,8 мм Середній–Високий ($10,000– 50 000 доларів США) Форма майже сітчаста, немає розділових ліній, ідеально підходить для складних геометрій Блоки двигуна, випадки передачі, гідравлічні корпуси
Безперервний / Протигравітаційне лиття Великі конструктивні або трубчасті частини 6.3–12,5 ±0,2 – ±0,5 мм Дуже високий ($100,000+) Висока врожайність, рівномірна мікроструктура, автоматизований процес Заготовки для труб, суцільні профілі, конструкційні виливки

12. Критерії вибору процесу

  • Геометрія & Розмір: Складні форми можуть вимагати інвестицій або методів втрати піни.
  • Механічні вимоги: Висока міцність надає перевагу відцентровим, постійне формування; критична втома сприяє інвестиціям.
  • Поверхня & Потреби толерантності: Більш жорсткі специфікації вимагають постійного або виплавленого лиття.
  • Обсяг & Вартість: Лиття в пісок найкраще підходить для невеликих обсягів; постійна форма підходить для великих тиражів.
  • Фактори навколишнього середовища: Розгляньте матеріали форми, викиди, і вогнетривкі відходи.

13. Висновок

Оптимальні методи лиття з ковкого чавуну залежать від балансуючої геометрії, механічні вимоги, якість обробки, і вартість.

Розуміння мікроструктурних результатів кожного процесу гарантує, що інженери можуть вибрати найкращий підхід, будь то універсальність лиття в пісок або точність лиття за виплавленими моделями та відцентрового лиття.

THIS пропонує послуги лиття з ковкого чавуну

В Це, ми спеціалізуємося на постачанні високоякісних виливків із ковкого чавуну, використовуючи повний спектр передових технологій лиття.

Незалежно від того, чи вимагає ваш проект гнучкості лиття із зеленого піску, точність черепашка цвіль або інвестиційне кастинг,

міцність і послідовність металева форма (постійна цвіль) кастинг, або щільність і чистота, що забезпечується відцентровий і втрачене лиття піни,

DEZE має інженерний досвід і виробничі потужності, щоб точно задовольнити ваші специфікації.

Наше підприємство обладнано для виконання будь-яких завдань, починаючи від розробки прототипів і закінчуючи масовим виробництвом, підтримується суворим контроль якості, простежуваність матеріалу, і металургійний аналіз.

З автомобільний та енергетичний сектори до інфраструктура та важка техніка, DEZE пропонує індивідуальні рішення для лиття, які поєднують у собі металургійну досконалість, розмірна точність, і довгострокову продуктивність.

Поширені запитання

Чому варто вибрати ковкий чавун замість сірого чавуну чи сталі?

Ковкий чавун забезпечує чудову міцність, пластичність, обробка, і економічна ефективність — ідеально підходить для литих компонентів із високим навантаженням.

Чи відрізняється щеплення залежно від методу лиття?

Так. Методи швидшого охолодження, такі як постійна цвіль, вимагають більш енергійної інокуляції для утворення вузликів; піщане лиття є більш пробачливим.

Чи можуть деталі лиття по виплавленим моделям відповідати міцності лиття в пісок?

Так, незважаючи на менший розмір, тонка мікроструктура може забезпечити однакові або кращі механічні характеристики.

Прокрутіть на вершину