1. Giới thiệu
Thép cacbon đúc đầu tư Hợp nhất nghệ thuật cổ đại với kỹ thuật hiện đại để sản xuất phức tạp, Các thành phần thép cường độ cao.
Bằng cách sử dụng phương pháp WAX bị mất, nơi các mẫu sáp dùng một lần trở thành các bộ phận thép vĩnh viễn, quá trình này đạt được dung sai và hoàn thiện bề mặt không thể tưởng tượng được trong việc đúc cát thông thường.
Rễ của nó kéo dài trở lại 5 000 nhiều năm đến Mesopotamian Lost-Wax Bronzes, Nhưng chỉ vào giữa thế kỷ 20, Foundries Master Steel, điểm nóng chảy cao (1 500–1 600 °C) và phạm vi hóa rắn hẹp.
Hôm nay, Các ngành công nghiệp như dầu & khí đốt, phát điện, máy móc hạng nặng, Và ô tô Phụ thuộc vào vật đúc đầu tư bằng thép carbon cho các thân van, Máy bơm bơm, Vỏ tuabin, và khung cấu trúc.
Bài viết này khám phá các nguyên tắc cơ bản, Lựa chọn hợp kim, Các bước quy trình phù hợp, tính chất vật chất, tác động môi trường, và định vị cạnh tranh của đúc đầu tư bằng thép carbon.
2. Nguyên tắc cơ bản của đúc đầu tư bằng thép carbon
Casting Carbon Steel giới thiệu những thách thức độc đáo. Nhu cầu nhiệt độ đổ cao của nó Hệ thống vỏ chịu lửa có khả năng chịu được nhiệt độ trên 1 700 °C.
Hơn thế nữa, Thép carbon thường thể hiện một khoảng thời gian kết tinh hẹp, thường ít hơn 70 ° C - vì vậy họ co lại nhanh chóng và có nguy cơ độ xốp bên trong.
So với đúc cát, Phương pháp đầu tư cung cấp độ chính xác kích thước ± 0,1 mm trên các tính năng nhỏ (so với ± 1,5 mm) và bề mặt hoàn thiện xuống đến RA 0,8 (so với 12 trận50 50m).
Tuy nhiên, việc rèn vẫn mang lại dòng chảy hạt mịn hơn và cuộc sống mệt mỏi vượt trội, Đưa ra đầu tư trở thành lựa chọn chiến lược khi hình học hình ảnh lớn hơn tối ưu hóa cơ học.
3. Hợp kim thép carbon để đúc đầu tư
Chọn quyền thép cacbon Lớp xác định thành công đúc.
Hàm lượng carbon ảnh hưởng đến sức mạnh, Độ cứng, và co ngót, trong khi hợp kim các yếu tố (Mn, Và, Cr) Kiểm soát độ cứng, sự dẻo dai, và chống mài mòn.
Đúc đầu tư có sức chứa thấp, trung bình-, và thép carbon cao, Mỗi cung cấp các hồ sơ hiệu suất riêng biệt:
- Thép carbon thấp (< 0.25 %C):
-
- Cung cấp độ dẻo tuyệt vời và khả năng hàn.
- Yêu cầu xử lý nhiệt tối thiểu để cung cấp độ bền kéo của 400MP550 MPA.
- Phục vụ tốt trong cơ thể van, mặt bích, và phụ kiện đa năng.
- Thép carbon trung bình (0.25Hàng0,60 %c):
-
- Cân bằng sức mạnh và độ dẻo dai, với sức mạnh kéo của 500MP650 MPa.
- Trả lời tốt để làm nguội & tính khí, đạt được độ cứng lên đến HRC 35 trận40.
- Thường được đúc vào vỏ máy bơm và khung cấu trúc.
- Thép carbon cao (> 0.60 %C):
-
- Cung cấp độ bền kéo ở trên 900 MPa Sau khi xử lý nhiệt.
- Phát triển mạng lưới cacbua cho khả năng chống mài mòn đặc biệt.
- Lý tưởng cho các dụng cụ cắt, Mặc tấm, và các thành phần được tải rất nhiều.
4. Quá trình đúc đầu tư phù hợp với thép carbon
Mẫu sáp & Thiết kế gating
Các kỹ sư thiết kế các hệ thống gating cung cấp thép với tốc độ được kiểm soát, Giảm thiểu sốc nhiệt.
Sáp chết hoạt động ở 65 nhiệt75 ° C, và cổng phóng to bằng 20 % so với đúc nhôm để duy trì vận tốc lấp đầy.
Hệ thống vỏ gốm
Foundries thay thế zircon Và Alumina xông silicate Slurries, Xây dựng vỏ 12 trận20 mm.
Sự kết hợp này cung cấp độ khúc xạ ngoài 1 700 ° C và tính thấm để mở rộng khí.
Sương & Shell Burnout
Autoclave sương tại 150 ° C loại bỏ sáp số lượng lớn. Kế tiếp, Lò nung đường dốc tại 2 ° C/phút đến 900 °C, Giữ trong 4 giờ6 giờ. Chu kỳ chậm này ngăn chặn vết nứt vỏ trong khi đốt cháy tất cả các chất hữu cơ.
Thép nóng chảy & Đổ
Lò cảm ứng điện tích nhiệt 1 550 ± 10 °C, đảm bảo 5 % quá nóng. Foundries sử dụng các lớp phủ nghiêng hoặc hỗ trợ chân không để giảm nhiễu loạn; Đoạn đúc nhỏ điền vào 30 trận60 s, lớn hơn trong 2 trận3 phút.
Loại bỏ vỏ & Xử lý bề mặt
Sau 4 giờ8 giờ làm mát, Phi hành đoàn một cách cơ học rũ bỏ đạn pháo, Sau đó, bề mặt nổ tung thành RA 1.6. Máy mài tự động loại bỏ cổng.
Xử lý nhiệt
Làm dịu từ 900 ° C vào dầu hoặc nước, sau đó ôn hòa tại 600 ° C cho 2 giờ. Chu kỳ này mang lại sức mạnh kéo phù hợp với các đối tác rèn (400MP900 MPa) và điều chỉnh độ cứng thành HRC 20 trận55.
5. Cơ khí & Tính chất vật lý
| Tài sản | Thấp-c | Med-C | Cao-c |
|---|---|---|---|
| Độ bền kéo (MPa) | 400Mạnh550 | 500Mạnh650 | ≥900 |
| Sức mạnh năng suất (MPa) | 250Mạnh350 | 300Mạnh450 | 700Tiết850 |
| Độ giãn dài (%) | 20–25 | 15–20 | 2—5 |
| độ cứng (HRC) | 15–20 | 25–35 | 45–55 |
| Độ bền va đập (J, Charpy) | 40–60 | 30550 | 10–20 |
| Độ dẫn nhiệt (W/m·K) | 30Mạnh45 | 28Mạnh40 | 25–35 |
| Mở rộng (10⁻⁶/k) | 11–13 | 12Mạnh14 | 12Mạnh14 |
6. Kháng ăn mòn của đúc đầu tư bằng thép carbon
Đặc điểm ăn mòn của thép carbon
Thép carbon dễ bị oxy hóa và rỉ sét khi tiếp xúc với độ ẩm, ôxy, và các tác nhân ăn mòn như axit, muối, và các chất ô nhiễm công nghiệp.
Tốc độ ăn mòn điển hình trong môi trường khí quyển (ví dụ., đô thị hoặc hàng hải) cho phạm vi thép carbon không được bảo vệ giữa 0.02Hàng0,2 mm/năm, Tùy thuộc vào mức độ nghiêm trọng tiếp xúc.
Phương pháp điều trị bề mặt và lớp phủ bảo vệ
Để tăng cường độ bền và khả năng chống ăn mòn, Các vật đúc bằng thép carbon thường được phủ hoặc xử lý. Phương pháp phổ biến bao gồm:
- Mạ kẽm (Lớp phủ kẽm nóng)
Cung cấp bảo vệ catốt và được sử dụng rộng rãi trong các ứng dụng cấu trúc và ngoài trời. Kẽm dễ bị ăn mòn, che chắn chất nền thép. - Lớp phủ phốt phát
Được áp dụng như một tiền xử lý để vẽ hoặc cho các ứng dụng chống hao mòn. Tăng cường độ bám dính của sơn và cung cấp bảo vệ ăn mòn nhẹ. - sơn tĩnh điện hoặc hội họa
Lớp phủ epoxy hoặc polyurethane thường được sử dụng cho thiết bị công nghiệp và hàng tiêu dùng để cải thiện tính thẩm mỹ và bảo vệ rào cản. - mạ điện (ví dụ., kẽm, Niken)
Thích hợp cho các thành phần nhỏ và chính xác. Cung cấp mượt mà, bề mặt chống ăn mòn đồng nhất. - Lớp lót polymer hoặc lớp phủ cao su
Được sử dụng trong môi trường ăn mòn cao như xử lý hóa học hoặc ứng dụng xử lý nước.
7. Tại sao đúc đầu tư bằng thép carbon
Chọn đúc đầu tư bằng thép carbon mang lại những lợi thế vô song khi các ứng dụng yêu cầu Hình học phức tạp, dung sai chặt chẽ, Và Hiệu suất cơ học mạnh mẽ.
Dưới, Chúng tôi phác thảo các lý do chính khiến các kỹ sư và người ra quyết định ủng hộ quá trình này:
Chi tiết đặc biệt và độ chính xác
Đúc đầu tư tái tạo các tính năng tốt, bức tường mỏng (xuống 2 mm), và các góc nhọn - trong một lần đổ.
Do đó, Bạn đạt được Dung sai kích thước chặt chẽ như ± 0,1 mm Và bề mặt hoàn thiện xuống RA 0.8 ừm, cắt gia công thứ cấp bằng cách lên đến 60 %.
Tính linh hoạt hợp kim trên các phạm vi carbon
Cho dù bạn cần điểm carbon thấp (A216 WCB) Đối với các cơ thể van chống ăn mòn, Thép carbon trung bình (A297) Đối với vỏ máy bơm,
hoặc hợp kim carbon cao (A11540) cho các bộ phận chống hao mòn, Đúc đầu tư có thể chứa tất cả.
Kết quả là, Bạn duy trì các tham số quy trình nhất quán trong khi điều chỉnh các thuộc tính cơ học 400 Độ bền kéo MPA đến hơn 900 MPa.
Tổ hợp, Sản xuất gần lưới
Bằng cách loại bỏ lõi và tham gia, Đầu tư đúc hợp nhất các tổ hợp vào các thành phần đơn lẻ. Giảm các mối hàn, ốc vít, và đường dẫn rò rỉ.
Ví dụ, Một cơ thể van mỏ dầu từng yêu cầu bốn mảnh đúc cát hiện đang xuất hiện khi một trong một đúc liền mạch, Slashing Lao động Lao động bằng cách 50 % và cải thiện độ tin cậy.
Năng suất cao và hiệu quả vật liệu
Thiết kế vỏ cẩn thận và tốc độ đổ có kiểm soát giảm thiểu độ xốp co ngót, lái xe Năng suất đầu tiên ở trên 90 %.
Hơn thế nữa, Tối ưu hóa gating và riser cắt giảm sử dụng thép bằng cách 15 % so với đúc cát, giảm chi phí nguyên liệu và phế liệu.
Hiệu quả chi phí cho khối lượng thấp đến trung bình
Mặc dù dụng cụ cho chết sáp và vỏ gốm (USD 15 000550 000) vượt quá sự đúc cát, hòa vốn thường xảy ra tại 1 000—5 000 các bộ phận mỗi năm.
Ngược lại, rèn hoặc gia công các hình dạng phức tạp như vậy phát sinh chi phí mỗi phần cao hơn nhiều và thời gian dẫn lâu hơn.
Ứng dụng công nghiệp chiến lược
Các ngành công nghiệp như dầu & khí đốt, phát điện, ô tô, Và thiết bị nặng dựa vào các vật đúc đầu tư bằng thép carbon cho các thành phần quan trọng, Khuỷu tay ống xả tuabin, khớp nối,
Vì phương pháp cân bằng hiệu suất, độ tin cậy, và quay vòng.
8. Ứng dụng đúc thép carbon
Dầu & Công nghiệp khí đốt
- Thân van và bộ truyền động
- Đầu nối ống và khớp nối
- Vỏ bơm áp suất cao
- Mặt bích, khuỷu tay, và các thành phần điều khiển dòng chảy
Phát điện
- Vỏ tuabin hơi nước
- Vỏ máy bơm và động vật phun
- Các thành phần hộp số
- Bộ khuếch tán ống xả
Máy móc hạng nặng và thiết bị công nghiệp
- Vỏ bánh
- Hỗ trợ mang
- Đầu nối khung và giá đỡ
- Các bộ phận chống hao mòn
Ô tô và Vận tải
- Vũ khí và giá đỡ treo
- Động cơ gắn kết
- Các thành phần chỉ đạo và liên kết
- Các bộ phận hệ thống phanh
- Bộ ghép và phụ kiện xe lửa
Nông nghiệp & Thiết bị ngoài cao
- Chân cày
- Các thành phần xi lanh thủy lực
- Nâng móc và xiềng xích
- Bộ phận khung
Phòng thủ & Quân đội
- Vũ khí nhà ở
- Cơ chế kích hoạt
- Các thành phần xe chiến thuật
- Giá đỡ cấu trúc và giá treo
Công nghiệp hàng hải
- Phụ kiện boong
- Cấu trúc hỗ trợ động cơ
- Vỏ tời
Sự thi công & Phần cứng cấu trúc
- Thành phần cần cẩu
- Đầu nối giằng
- Khung thang máy
- Khớp nối cốt thép
Dụng cụ và đồ đạc
- Thiết bị gia công
- Người định vị hàn
- Cánh tay robot và dụng cụ hấp dẫn
9. Các loại thép carbon điển hình được sử dụng trong đúc đầu tư
Sau đây là danh sách các loại thép carbon điển hình thường được sử dụng trong quá trình đúc chính xác (đúc đầu tư),
Bao gồm nhiều tiêu chuẩn quốc tế, thuận tiện cho các công ty sản xuất toàn cầu tham khảo và chọn:
| Tiêu chuẩn & Cấp | Hàm lượng cacbon (C) | Độ bền kéo (MPa) | Ứng dụng điển hình |
|---|---|---|---|
| ASTM A216 WCB | 0.17% tối đa | 415Tiết485 | Van, máy bơm, mặt bích, Ứng dụng áp lực chung |
| ASTM A352 LCB | 0.20% tối đa | 485Mạnh620 | Hệ thống áp suất nhiệt độ thấp |
| ASTM A105 | 0.35% tối đa | 485Mạnh655 | Bình bích rèn, phụ kiện, bình chịu áp lực |
| ASTM AISI 1020 | 0.18–0,23% | 395Mạnh510 | Bộ phận máy, trục, linh kiện ô tô |
| ASTM AISI 1030 | 0.28–0,34% | 450Mạnh600 | Thanh cấu trúc, Tấm đường sắt, trục khuỷu |
| ASTM AISI 1045 | 0.43–0,50% | 570Mạnh750 | Bánh răng, trục, bu lông, trục khuỷu |
| ASTM AISI 1055 | 0.50–0,60% | 610Mạnh830 | Nhông xích, ống lót, dụng cụ cầm tay |
| ASTM AISI 1080 | 0.75–0,88% | 720Tiết880 | Lò xo, Lưỡi dao, bộ phận chịu mài mòn |
| Một C22 (1.0402) | ~ 0,22% | 400Mạnh500 | Rút xe ô tô, thiết bị xây dựng |
| Và C45 (1.0503) | ~ 0,45% | 570Mạnh800 | Trục, cọc sợi, cam |
| DIN GS-C25 | ~ 0,25% | 450Mạnh600 | Các bộ phận kỹ thuật nói chung |
| Chỉ S25C | ~ 0,25% | 440Mạnh580 | Rèn, đòn bẩy, liên kết |
| Anh ấy là s45c | ~ 0,45% | 570Mạnh800 | Bộ phận truyền, bánh răng |
| GB 25# | ~ 0,25% | 450Mạnh600 | Máy móc nông nghiệp, linh kiện ô tô |
| GB 45# | ~ 0,45% | 570Mạnh750 | Các bộ phận cấu trúc cường độ cao |
10. Phần kết luận
Đầu tư bằng thép carbon Casting Bridges Artology và luyện kim nhiệt độ cao, cung cấp các bộ phận kết hợp Hình học phức tạp, dung sai chặt chẽ, Và Hiệu suất cơ học mạnh mẽ.
Trong khi chi phí công cụ cao và xử lý độ nhạy đặt ra những thách thức, Những tiến bộ trong vật liệu vỏ và giám sát kỹ thuật số đang giảm thời gian và khuyết tật.
Bằng cách chọn cấp độ thép phù hợp, Tối ưu hóa hệ thống Gating và Shell, và áp dụng các phương pháp điều trị nhiệt thích hợp,
Các nhà sản xuất có thể tận dụng việc đúc đầu tư để đáp ứng nhu cầu khó khăn nhất trong năng lượng, máy móc, và vận chuyển.
CÁI NÀY Công nghệ là một nhà sản xuất nổi tiếng của Trung Quốc chuyên đúc đầu tư bằng thép carbon, Cung cấp các giải pháp xử lý kim loại toàn diện phù hợp với các ứng dụng công nghiệp khác nhau.
Với hơn hai thập kỷ kinh nghiệm, CÁI NÀY đã trở thành một đối tác đáng tin cậy cho các khách hàng tìm kiếm sự chính xác cao, Các thành phần đúc tùy chỉnh.
Câu hỏi thường gặp
Dung sai điển hình có thể đạt được với việc đúc đầu tư bằng thép carbon?
Đúc đầu tư thường đạt được dung sai chiều của ± 0,10 mm cho các tính năng nhỏ và lên đến ± 0,5 mm cho các tính năng lớn hơn, Tùy thuộc vào độ phức tạp và kích thước của thành phần.
Làm thế nào mạnh mẽ là đúc đầu tư bằng thép carbon?
Tùy thuộc vào cấp độ và điều trị nhiệt, cường độ kéo dài từ 400 MPA đến hơn 900 MPa. Thép carbon có thể được làm cứng để cải thiện khả năng chống mài mòn và tuổi thọ mệt mỏi.
Là xử lý nhiệt cần thiết sau khi đúc?
Đúng, Trong hầu hết các trường hợp. Phương pháp điều trị nhiệt như bình thường hóa, ủ, hoặc làm nguội và ủ được áp dụng để tăng cường tính chất cơ học và giảm bớt căng thẳng nội bộ.
Mức độ hoàn thiện bề mặt cho thép carbon đúc đầu tư là gì?
Đúc đầu tư có thể đạt được hoàn thiện bề mặt của RA 3.2-6.3 Pha, mịn hơn đáng kể so với đúc cát và thường được chấp nhận mà không cần gia công thêm.
Hình học phức tạp và các tính năng nội bộ có thể được sử dụng?
Đúng. Đúc đầu tư cho phép hình gần n-net sản xuất hình học phức tạp, bao gồm sự cắt ngắn, chi tiết đẹp, và những bức tường mỏng—Có đầu vào việc loại bỏ nhu cầu hàn hoặc lắp ráp.
