Wstęp
Odlewanie to najwcześniejsza technologia obróbki cieplnej metali opanowana przez człowieka, której historia sięga około 6000 lat. Chiny wkroczyły w okres rozkwitu odlewów z brązu pomiędzy około 1700 rokiem p.n.e. a 1000 rokiem p.n.e., a ich kunszt osiągnął bardzo wysoki poziom. Materiałem na formę może być piasek, metal lub nawet ceramika. W zależności od wymagań stosowane metody będą się różnić. Jaka jest charakterystyka każdego procesu odlewania? Jakie produkty się do tego nadają?
1. Odlewanie piaskowe
Materiał odlewniczy: różne materiały
Jakość odlewu: dziesiątki gramów do dziesiątek ton, setki ton
Jakość powierzchni odlewu: słaba
Struktura odlewu: prosta
Koszt produkcji: niski
Zakres zastosowania: Najczęściej stosowane metody odlewania. Formowanie ręczne nadaje się do pojedynczych sztuk, małych partii i dużych odlewów o skomplikowanych kształtach, które są trudne w obsłudze na maszynie formierskiej. Modelowanie maszynowe nadaje się do średnich i małych odlewów produkowanych partiami.
Charakterystyka procesu: Modelowanie ręczne: elastyczne i łatwe, ale ma niską wydajność produkcji, wysoką pracochłonność oraz niską dokładność wymiarową i jakość powierzchni. Modelowanie maszyn: wysoka dokładność wymiarowa i jakość powierzchni, ale wysokie inwestycje.
Krótki opis: Odlewanie piaskowe jest obecnie najczęściej stosowanym procesem odlewania w przemyśle odlewniczym. Nadaje się do różnych materiałów. Stopy żelaza i stopy metali nieżelaznych można odlewać za pomocą form piaskowych. Może produkować odlewy o masie od kilkudziesięciu gramów do kilkudziesięciu ton i większych. Wadą odlewania piaskowego jest to, że można z niego wytwarzać jedynie odlewy o stosunkowo prostych konstrukcjach. Największą zaletą odlewania piaskowego jest: niski koszt produkcji. Jednak pod względem wykończenia powierzchni, metalografii odlewu i gęstości wewnętrznej jest ona stosunkowo niska. Jeśli chodzi o modelowanie, może to być kształt ręczny lub maszynowy. Formowanie ręczne nadaje się do pojedynczych sztuk, małych partii i dużych odlewów o skomplikowanych kształtach, które są trudne w obsłudze na maszynie formierskiej. Modelowanie maszynowe może znacznie poprawić dokładność powierzchni i dokładność wymiarową, ale inwestycja jest stosunkowo duża.
2. Casting inwestycyjny
Materiał odlewniczy: staliwo i stopy metali nieżelaznych
Jakość odlewu: od kilku gramów do kilku kilogramów
Jakość powierzchni odlewu: bardzo dobra
Struktura odlewu: dowolna złożoność
Koszt produkcji: Produkcja masowa jest tańsza niż produkcja całkowicie maszynowa.
Zakres zastosowania: Różne partie małych i złożonych odlewów precyzyjnych ze staliwa i stopów o wysokiej temperaturze topnienia, szczególnie odpowiednie do odlewania dzieł sztuki i precyzyjnych części mechanicznych.
Charakterystyka procesu: dokładność wymiarowa, gładka powierzchnia, ale niska wydajność produkcji.
Krótki opis: Proces odlewania metodą traconego kamienia powstał wcześniej. W naszym kraju proces odlewania metodą inwestycyjną stosowano przy produkcji biżuterii dla szlachty w okresie wiosenno-jesiennym. Odlewy inwestycyjne są na ogół bardziej złożone i nie nadają się do dużych odlewów. Proces jest złożony i trudny do kontrolowania, a użyte i zużyte materiały są stosunkowo drogie. Dlatego nadaje się do produkcji małych części o skomplikowanych kształtach, wysokich wymaganiach dotyczących precyzji lub trudnych do wykonania innych obróbek, np. Łopatek silników turbinowych.
3. Utracony odlew pianki
Materiał odlewniczy: różne materiały
Masa odlewnicza: od kilku gramów do kilku ton
Jakość powierzchni odlewu: dobra
Struktura odlewu: bardziej złożona
Koszt produkcji: niższy
Zakres zastosowania: bardziej złożone i różnorodne odlewy stopowe w różnych partiach.
Charakterystyka procesu: Dokładność wymiarowa odlewów jest wysoka, swoboda projektowania odlewów jest duża, a proces jest prosty, ale spalanie wzorcowe ma pewien wpływ na środowisko.
Krótki opis: Odlewanie pianki traconej polega na łączeniu i łączeniu modeli parafinowych lub piankowych podobnych pod względem wielkości i kształtu do odlewów w skupiska modeli. Po posmarowaniu farbą ogniotrwałą i wysuszeniu są one zakopywane w suchym piasku kwarcowym, poddawane wibrowaniu w celu uzyskania odpowiedniego kształtu, a następnie wylewane pod podciśnieniem w celu utworzenia skupiska modelu. Nowa metoda odlewania, w której model odparowuje, ciekły metal zajmuje pozycję modelu, krzepnie i ochładza się, tworząc odlew. Odlewanie pianki traconej to nowy proces, w którym prawie nie ma marginesu i dokładne formowanie. Proces ten nie wymaga wyjmowania formy, powierzchni podziału ani rdzenia piaskowego. Dlatego odlew nie ma wypływek, zadziorów i nachylenia, a także zmniejsza liczbę defektów rdzenia formy. Błędy wymiarowe spowodowane kombinacją.
Powyższe jedenaście metod odlewania ma różną charakterystykę procesu. Przy produkcji odlewów należy dobrać odpowiednie metody odlewania dla różnych odlewów. Tak naprawdę trudno powiedzieć, że trudny w uprawie proces odlewania ma absolutne zalety. W produkcji każdy wybiera również odpowiedni proces i metodę procesu o niższej wydajności kosztowej.
4. Odlewanie odśrodkowe
Materiał odlewu: żeliwo szare, żeliwo sferoidalne
Jakość odlewu: od kilkudziesięciu kilogramów do kilku ton
Jakość powierzchni odlewu: dobra
Struktura odlewu: ogólnie odlewy cylindryczne
Koszt produkcji: niższy
Zakres zastosowania: małe i duże partie odlewów korpusów obrotowych i złączek rurowych o różnych średnicach.
Cechy procesu: Odlewy charakteryzują się wysoką dokładnością wymiarową, gładką powierzchnią, gęstą strukturą i wysoką wydajnością produkcji.
Krótki opis: Odlewanie odśrodkowe (odlewanie odśrodkowe) oznacza metodę odlewania, w której ciekły metal wlewa się do obracającej się formy, napełnia i zestala w odlew pod działaniem siły odśrodkowej. Maszyna używana do odlewania odśrodkowego nazywana jest maszyną do odlewania odśrodkowego.
[Wstęp] Pierwszy patent na odlewanie odśrodkowe zaproponował Brytyjczyk Erchardt w 1809 roku. Dopiero na początku XX wieku metodę tę stopniowo wprowadzano do produkcji. W latach trzydziestych XX wieku w naszym kraju zaczęto również stosować rury odśrodkowe i odlewy cylindrów, takie jak rury żelazne, tuleje miedziane, tuleje cylindrowe, tuleje miedziane bimetaliczne na podłożu stalowym itp. Odlewanie odśrodkowe jest prawie główną metodą; ponadto w walcach ze stali żaroodpornej, niektórych specjalnych półfabrykatach rur stalowych bez szwu, bębnach suszących maszyn papierniczych i innych obszarach produkcyjnych, metoda odlewania odśrodkowego jest również bardzo skutecznie stosowana. Obecnie wyprodukowano wysoce zmechanizowane i zautomatyzowane maszyny do odlewania odśrodkowego oraz zbudowano masową pracownię zmechanizowanego odlewania rur odśrodkowych.
5. Odlewanie niskociśnieniowe
Materiał odlewu: stop metali nieżelaznych
Jakość odlewu: dziesiątki gramów do dziesiątek kilogramów
Jakość powierzchni odlewu: dobra
Struktura odlewu: złożona (dostępny rdzeń piaskowy)
Koszt produkcji: Koszt produkcji metalu jest wysoki
Zakres zastosowania: małe partie, najlepiej duże partie dużych i średnich odlewów ze stopów metali nieżelaznych oraz możliwość wytwarzania odlewów cienkościennych.
Charakterystyka procesu: Struktura odlewu jest gęsta, wydajność procesu jest wysoka, sprzęt jest stosunkowo prosty i można stosować różne formy odlewnicze, ale wydajność jest stosunkowo niska.
Krótki opis: Odlewanie pod niskim ciśnieniem to metoda odlewania, w której ciekły metal wypełnia formę i zestala się, tworząc odlew pod działaniem gazu pod niskim ciśnieniem. Odlewanie niskociśnieniowe początkowo stosowano głównie do produkcji odlewów ze stopów aluminium, później jego zastosowanie zostało rozszerzone na produkcję odlewów z miedzi, odlewów z żeliwa i odlewów ze stali o wysokich temperaturach topnienia.
6. Odlewanie ciśnieniowe
Materiał odlewu: stop aluminium, stop magnezu
Jakość odlewu: od kilku gramów do kilkudziesięciu kilogramów
Jakość powierzchni odlewu: dobra
Struktura odlewu: złożona (dostępny rdzeń piaskowy)
Koszty produkcji: Maszyny i formy do odlewania ciśnieniowego są drogie w produkcji
Zakres zastosowania: Masowa produkcja różnych małych i średnich odlewów ze stopów metali nieżelaznych, odlewów cienkościennych i odlewów odpornych na ciśnienie.
Charakterystyka procesu: Odlewy mają wysoką dokładność wymiarową, gładką powierzchnię, gęstą strukturę, wysoką wydajność produkcji i niski koszt, ale koszt maszyn i form do odlewania ciśnieniowego jest wysoki.
Krótki opis: Odlewanie ciśnieniowe ma dwie główne cechy: wypełnianie form pod wysokim ciśnieniem i dużą prędkością. Powszechnie stosowane ciśnienie właściwe wtrysku wynosi od kilku tysięcy do kilkudziesięciu tysięcy kPa, a nawet do 2×105 kPa. Prędkość napełniania wynosi około 10 ~ 50 m/s, a czasami może nawet osiągnąć ponad 100 m/s. Czas napełniania jest bardzo krótki, zwykle mieści się w zakresie 0,01 ~ 0,2 s. W porównaniu z innymi metodami odlewania, odlewanie ciśnieniowe ma następujące trzy zalety: dobrą jakość produktu, wysoką dokładność wymiarową odlewów, na ogół równoważną poziomowi 6 do 7, a nawet do poziomu 4; dobre wykończenie powierzchni, ogólnie odpowiadające poziomowi 5 do 8; wytrzymałość Ma wyższą twardość, a jego wytrzymałość jest na ogół o 25% do 30% większa niż w przypadku odlewów piaskowych, ale jego wydłużenie jest zmniejszone o około 70%; ma stabilne wymiary i dobrą zamienność; może odlewać cienkościenne i złożone odlewy. Na przykład obecna minimalna grubość ścianek części odlewanych ciśnieniowo ze stopu cynku może osiągnąć 0,3 mm; minimalna grubość ścianki odlewów ze stopów aluminium może osiągnąć 0,5 mm; minimalna średnica otworu odlewniczego wynosi 0,7 mm; a minimalny skok gwintu wynosi 0,75 mm.
Czas publikacji: 18 maja 2024 r
