Đứng đầu 8 Phương pháp đúc đồng và đồng

1. Giới thiệu

Đồng và hợp kim của nó chiếm một vai trò quan trọng trong ngành công nghiệp hiện đại do chúng Độ dẫn điện nổi bật, chống ăn mòn, Và Hiệu suất nhiệt.

Về mặt lịch sử, các nền văn minh có từ 5000 Bc đúc bằng đồng trong khuôn đá đơn giản, Đặt nền tảng cho các kỹ thuật tinh vi ngày nay.

Trong bài viết này, Chúng tôi khám phá toàn bộ phương pháp đúc dựa trên đồng, Kiểm tra các nguyên tắc luyện kim của họ, và các kỹ sư hướng dẫn trong việc lựa chọn quy trình tối ưu cho các ứng dụng khác nhau.

2. Nguyên tắc cơ bản của đúc kim loại

Mọi phương pháp đúc đều tuân theo bốn giai đoạn cốt lõi:

1. Tạo khuôn - Kỹ thuật viên tạo thành một khoang trên cát, kim loại, gốm sứ, hoặc thạch cao phản chiếu hình học phần.
2. Đổ - Lò làm tan chảy đồng (điểm nóng chảy 1 083 °C) hoặc hợp kim lên đến 1 600 °C, Sau đó đổ chất lỏng vào khuôn.
3. kiên cố hóa - Làm mát được kiểm soát, hướng dẫn theo độ dẫn nhiệt (~ 400 W/m · k cho đồng) và vật liệu nấm mốc phát triển cấu trúc vi mô.
4. Lắc - Một khi rắn, Đoạn đúc thoát khỏi khuôn và trải qua việc làm sạch và sau khi xử lý.

Đồng cầu có độ dẫn nhiệt cao đồng Nỗi nóng trước khi nóng (200400400 ° C.) và kiểm soát đổ chính xác để duy trì tính trôi chảy (Độ nhớt ~ 6 MPA · s tại 1 200 °C).

Ngoài ra, Đồng giãn nở nhiệt (16.5 Mạnhm/m · k) Yêu cầu độ lệch mẫu chính xác để đạt được kích thước cuối cùng.

3. Phương pháp đúc hợp kim đồng chính

đồng Và hợp kim của nó -Đồng thau, đồ đồng, Đồng-Nickels, Và những người khác - được chọn sử dụng một loạt các phương pháp phù hợp với khối lượng sản xuất khác nhau, yêu cầu cơ khí, và dung sai kích thước.

Mỗi kỹ thuật mang các lợi thế và giới hạn riêng biệt dựa trên các đặc điểm hợp kim và kết quả thành phần mong muốn.

Phần này khám phá các phương pháp đúc hợp kim đồng nổi bật nhất trong sản xuất hiện đại, cùng với những hiểu biết kỹ thuật để hướng dẫn lựa chọn quy trình.

Đúc cát

Tổng quan về quy trình & Thiết bị
Đúc cát vẫn là một trong những phương pháp lâu đời nhất và được sử dụng rộng rãi nhất để đúc hợp kim đồng. Nó liên quan đến việc đóng gói cát xung quanh một mẫu có thể tái sử dụng bên trong hộp khuôn.

Cát được liên kết với đất sét (cát xanh) hoặc cứng bằng hóa chất (cát được hỗ trợ liên kết nhựa). Sau khi loại bỏ mẫu, kim loại nóng chảy được đổ vào khoang.

 

Thuận lợi

• Chi phí dụng cụ thấp, Thích hợp cho thấp- đến các khối lượng trung bình chạy
• Kích thước phần linh hoạt- từ một vài ounce đến vài tấn
• Khả năng tương thích hợp kim rộng

Hạn chế

• Bề mặt thô hoàn thiện (RA 6.3-25 Pha)
• Dung sai lỏng lẻo (Thông thường ± 1,5 Mạnh3 mm)
• Yêu cầu gia công sau đúc cho hầu hết các ứng dụng chính xác

Sự đầu tư (Mất sáp) Đúc

Xây dựng vỏ chính xác
Đúc đầu tư Sử dụng mô hình sáp được phủ bằng bùn gốm để xây dựng một loại mỏng, Khuôn vỏ chính xác cao. Sau khi kiệt sức, kim loại nóng chảy được đổ vào khuôn gốm được làm nóng trước.

Những lợi ích

• Xuất sắc Độ chính xác chiều (± 0,1 Ném0,3 mm)
• Lý tưởng cho phức tạp, Hình học vách mỏng
• Thượng đẳng bề mặt hoàn thiện (RA 1.6-3,2)

Thử thách

• Chi phí công cụ cao hơn (Do nhu cầu tiêm chết)
• Thời gian chu kỳ dài hơn, đặc biệt là để xây dựng vỏ và kiệt sức
• Thường là kinh tế chỉ cho Khối lượng từ trung bình đến cao sản xuất

Vỏ đúc đúc

Chi tiết quy trình
Đúc vỏ sử dụng một mẫu kim loại được làm nóng bằng cát liên kết nhựa. Khi tiếp xúc với nhiệt, nhựa đặt để tạo thành một lớp vỏ mỏng hoạt động như khuôn.

Quá trình này tạo ra các vật đúc chính xác và sạch hơn so với đúc cát truyền thống.

Thuận lợi

• Cải thiện chất lượng bề mặt và định nghĩa
• Dung sai chặt chẽ hơn hơn khuôn cát xanh
• Giảm phụ cấp gia công Do đúc hình dạng gần ròng

Hạn chế

• Chi phí vật liệu cao hơn (nhựa chuyên dụng và cát silica)
• Công cụ mẫu đắt tiền (Mô hình kim loại cần thiết)

Đúc ly tâm

Ngang vs. Thiết lập dọc
Trong đúc ly tâm, kim loại nóng chảy được đổ vào khuôn xoay, hoặc theo chiều ngang hoặc chiều dọc.

Lực ly tâm phân phối kim loại trên tường khuôn, giảm thiểu độ xốp và đảm bảo tính toàn vẹn vật liệu tuyệt vời.

Ưu điểm chính

• Mật độ cao và độ xốp giảmCác thành phần giữ áp suất
• Sự hóa rắn định hướng Tăng cường tính chất cơ học
• Thích hợp cho ống lót, nhẫn, ống, và các bộ phận rỗng
• Đúc dọc thường được sử dụng cho các bộ phận nhỏ; ngang cho các xi lanh lớn

Hạn chế

• Giới hạn Các bộ phận đối xứng xoay vòng
• Thiết lập công cụ là phức tạp và tốn kém hơn hơn đúc tĩnh

Lạnh đúc

Kiểm soát hóa rắn
Đúc lạnh sử dụng khuôn kim loại (Thường sắt hoặc thép) Để chiết nhanh nhiệt từ kim loại nóng chảy. Sự hóa rắn nhanh chóng này tinh chỉnh cấu trúc hạt và tăng cường tính chất cơ học.

Điểm mạnh

• Sản xuất khó hơn, Đúc dày hơn (lên đến 50% Tăng độ cứng VS. đúc cát)
• Tuyệt vời cho đồng phosphor và gunmetal
• Hiệu quả chi phí cho Đúc vào các thanh, que, và các bộ phận nhỏ

Hạn chế

• Ít phù hợp hơn cho hình học phức tạp
• Phạm vi kích thước hạn chế do các hạn chế của khuôn

Đúc chết (Buồng nóng và buồng lạnh)

Quá trình phun áp lực
Đúc chết liên quan đến việc tiêm hợp kim đồng nóng chảy vào khuôn thép có độ bền cao dưới áp suất cao.

Máy chế biến lạnh thường được sử dụng do các điểm nóng chảy cao của hợp kim đồng.

Thuận lợi

• Tỷ lệ sản xuất nhanh—Ideal cho sản xuất hàng loạt
• Hoàn thiện bề mặt vượt trội và độ chính xác (RA 1-2 Pha, Dung sai ± 0,05 mm)
• Giảm hoặc loại bỏ gia công

Hạn chế

• Không phải tất cả các hợp kim đồng đều thích hợp (ví dụ., Đồng thau kẽm cao có thể ăn mòn chết)
• Công cụ chết là đắt (Đầu tư của $50,000 hoặc hơn)
• Tốt nhất cho khối lượng trung bình đến cao

Truyền liên tục

Tổng quan về quy trình
Kim loại nóng chảy được đổ vào một khuôn làm mát nước liên tục hình thành và kéo kim loại hóa rắn thông qua hệ thống rút tiền.

Đầu ra phổ biến bao gồm thanh, thanh, và phôi cho gia công xuôi dòng hoặc lăn.

Thuận lợi

• Năng suất cao với sự can thiệp tối thiểu của con người
• Tính chất cơ học tuyệt vời Do sự hóa rắn có kiểm soát
• Bề mặt mịn và độ thẳng phù hợp cho gia công thức ăn tự động
• Tỷ lệ phế liệu thấp và năng suất tốt hơn (qua 90% sử dụng vật liệu)

Hợp kim điển hình

• Đồ đồng, chì đồng tiền, Phosphor Bronzes, và đồng-nikels

Mốc thạch cao đúc

Chuyên dùng
Quá trình này sử dụng các khuôn thạch cao hoặc gốm được hình thành xung quanh một mô hình để nắm bắt chi tiết tốt và dung sai chặt chẽ.

Khuôn được loại bỏ sau khi đúc bằng cách phá vỡ hoặc hòa tan thạch cao.

Thuận lợi

• Tuyệt vời cho hình dạng phức tạp Và hoàn thiện bề mặt mịn
• Tốt cho nguyên mẫu Và âm lượng thấp sản xuất

Hạn chế

• Tính thấm thấp—Limits đến kích thước đúc
• Thời gian chuẩn bị lâu hơn Và Cuộc sống nấm mốc hạn chế

Bảng so sánh tóm tắt

4. Hợp kim đồng phổ biến được sử dụng trong đúc

Foundries đúc một loạt các hợp kim dựa trên đồng, mỗi thiết kế để cân bằng sức mạnh cơ học, chống ăn mòn, Hiệu suất nhiệt và điện, và khả năng đúc.

5. Phần kết luận

Đồng và đồng - Các xưởng đúc hợp kim cung cấp một hộp công cụ phong phú các phương pháp đúc trị giá, độ chính xác, Hiệu suất cơ học, Và khối lượng sản xuất.

Bằng cách hiểu các sắc thái của quy trình từ vật liệu nấm mốc và quản lý nhiệt đến hành vi hợp kim, các thiết kế có thể tối ưu hóa thiết kế một phần, giảm thiểu phế liệu, và đảm bảo hiệu suất đáng tin cậy.

Như các công nghệ như thế nào Chế tạo khuôn phụ gia Và Mô phỏng thời gian thực trưởng thành, Đúc đồng sẽ tiếp tục phát triển, duy trì vai trò quan trọng của nó trong sản xuất hiệu suất cao.

Tại CÁI NÀY, Chúng tôi rất vui khi thảo luận về dự án của bạn sớm trong quá trình thiết kế để đảm bảo rằng bất kỳ hợp kim nào được chọn hoặc điều trị sau khi đúc được áp dụng, Kết quả sẽ đáp ứng các thông số kỹ thuật cơ học và hiệu suất của bạn.

Để thảo luận về các yêu cầu của bạn, e-mail [email protected].

Câu hỏi thường gặp

Tất cả các hợp kim đồng có thể được đúc không?

KHÔNG. Chỉ các hợp kim cụ thể như Đồng nhôm, Đồng thau kéo cao, Và Đồng thau silicon phù hợp cho đúc chết do áp lực cao và làm mát nhanh chóng liên quan.

Hợp kim như đồng phốt pho hoặc Gunmetal phù hợp hơn với cát hoặc lạnh đúc.

Điều gì khác biệt giữa đúc ly tâm và lạnh?

• Đúc ly tâm sử dụng lực quay để đẩy kim loại nóng chảy vào khuôn, sản xuất dày đặc, Các thành phần không có khuyết tật (Lý tưởng cho đường ống, ống lót, và tay áo).
• Lạnh đúc sử dụng khuôn kim loại tĩnh để củng cố nhanh chóng bề mặt, cải thiện tính chất cơ học và giảm kích thước hạt, đặc biệt là hiệu quả đối với Đồ đồng.

Tại sao đúc liên tục được ưa thích cho các thanh hợp kim đồng khối lượng lớn?

Đúc liên tục Cung cấp chất lượng nhất quán, Tính chất cơ học tuyệt vời, và tỷ lệ phế liệu thấp.

Nó tối ưu cho đồng phốt pho, Gunmetal, Và đồng pha chì phôi thép, đặc biệt là khi được tích hợp với các quá trình lăn hoặc đùn.

Cần xử lý hậu kỳ gì sau khi đúc hợp kim đồng?

Tùy thuộc vào phương pháp đúc và hợp kim, xử lý hậu kỳ có thể bao gồm:

• Điều trị nhiệt để giảm căng thẳng hoặc lão hóa (Đặc biệt đối với đồng beryllium)
• Gia công cho các bề mặt quan trọng hoặc dung sai chặt chẽ
• Hoàn thiện bề mặt như đánh bóng hoặc lớp phủ để bảo vệ ăn mòn hoặc thẩm mỹ