Преглед на процесите на леене под налягане
Какво е кастинг?
Леенето е процес, при който изливате течен материал, обикновено метал, във форма, подобна на детайла, който искате да направите. Течността се охлажда и втвърдява, приемайки формата на формата.
Съществуват много видове леене, като например леене в пясъчни форми, леене под налягане и леене под налягане. Всеки вид използва различен начин за оформяне и втвърдяване на материала. Тези методи могат да работят с метали като алуминий, желязо, стомана и дори някои пластмаси.
Леенето е важно, защото ви позволява да правите малки или големи части с форми, които биха били трудни за получаване с други методи.
Приложения на леенето
Ще намерите отливки в автомобили, сгради, машини и инструменти. Автомобилните двигатели, тръбите, статуите и тежките машини често имат части, изработени чрез леене.
Производителите избират леене, когато се нуждаят от здрави части, които могат да се справят с тежки задачи. Например, блоковете на двигателите и корпусите на помпите често се отливат, защото трябва да бъдат едновременно здрави и да имат детайлни форми.
Леенето помага и за изработката на художествени предмети като метални скулптури и персонализирани дизайни за домашен декор. Процесът поддържа производство с голям обем, така че е чудесен за едновременно изработване на много части.
Основни предимства на леенето
Леенето е ценено заради способността му да създава сложни и големи форми в една стъпка. Можете да оформяте материали, които са трудни за обработка, с помощта на други методи. Това означава, че получавате части, които съответстват точно на вашия дизайн.
Важни предимства включват:
- Спестявания на разходи за големи производствени серии
- Намалена машинна обработка тъй като получавате крайната форма от матрицата
- Гъвкавост на материалите, тъй като много метали и дори пластмаси могат да бъдат отливани
Можете също така да изработвате тънки, детайлни и кухи части, които биха били скъпи или невъзможни за изграждане с помощта на други техники. Леенето е добро решение, когато имате нужда от персонализирана или детайлна метална част, изработена ефикасно.
Методи за леене в пясък
Леенето в пясъчни форми използва различни видове пясък и свързващи вещества за създаване на форми за оформяне на метални части. Изборът на метод за леене в пясъчни форми влияе върху повърхностната обработка, здравината и цената.
Леене в зелен пясък
Леенето в зелен пясък е най-разпространеният метод за леене в пясък. При него се използва смес от кварцов пясък, глина (често бентонит), вода и понякога други добавки. Терминът „зелен“ означава, че пясъкът не се изсушава; той остава леко влажен.
Този метод е популярен, защото е гъвкав, бърз и достъпен. Можете да го използвате както за малки, така и за големи метални части. Повечето железни, стоманени и алуминиеви части се изработват по този начин.
Предимства:
- Ниска цена
- Пясък за многократна употреба
- Лесно за оформяне
Недостатъци:
- По-ниско качество на повърхностната обработка
- По-малко точни допуски
Зелените пясъчни форми не са много здрави, така че са най-подходящи за по-прости части.
Леене на пясъчни смоли
Леенето в пясъчни форми с помощта на смола използва пясък, смесен с химически свързващи вещества като смола. Тези свързващи вещества помагат на пясъчните частици да се слепят и да се втвърдят по-силно от зеления пясък. Формата се втвърдява, създавайки здрава и твърда форма.
Този процес ви осигурява по-добра повърхностна обработка и по-точни форми. Често се използва за сложни части или нужди от по-високо качество. Пясъчните форми от смола могат да се справят с по-детайлни дизайни от формите от зелен пясък.
Предимства:
- Добра точност на размерите
- По-добро покритие на повърхността
- Може да създава сложни форми
Недостатъци:
- По-висока цена от зеления пясък
- Пясъкът от плесени обикновено не е за многократна употреба
Трябва да обмислите леене със смолна пясъчна смола, когато качеството и детайлите са по-важни от цената.
Леене в сух пясък
Леенето в сух пясък е подобно на леенето в зелен пясък, но пясъчната форма се суши във фурна преди изливане на метала. Сушенето на формата увеличава нейната здравина и предотвратява дефекти като газови мехурчета. Това я прави по-подходяща за по-големи или по-тежки отливки.
Процесът отнема повече време заради стъпката на сушене, но формата е по-здрава и по-устойчива на напукване. Сухото леене в пясъчни форми обикновено се избира за много големи части, като тежки машини или големи промишлени компоненти.
Предимства:
- По-здрави форми
- Подходящ за големи отливки
- По-малко дефекти при отливане
Недостатъци:
- По-дълго време за производство
- По-скъп от зеления пясък
Този метод е най-подходящ, когато имате нужда от здрави и стабилни форми за мащабни проекти.
Процеси на леене в трайни форми
Леенето във форми за постоянно леене използва издръжливи метални форми вместо еднократни пясъчни форми. Тези процеси ви помагат да произвеждате много части с еднаква форма, гладки повърхности и добра здравина.
Гравитационно леене под налягане
При гравитационното леене под налягане, разтопен метал се излива в метална форма на ръка или с помощта на черпак. Гравитацията помага на метала да запълни всички пространства във формата. Този процес не използва допълнително налягане или вакуум.
Можете да използвате този метод за производство на средни до големи количества метални части. Леенето под налягане е много разпространено за производство на продукти от алуминий, магнезий или медни сплави. Ще получите здрави части с по-добра повърхностна обработка, отколкото при леене в пясъчни форми.
Основни предимства:
- Добра точност на размерите
- Форми за многократна употреба
- По-малко отпадъци в сравнение с леенето в пясък
Често срещани продукти:
- Автомобилни части
- Компоненти на машината
- Тръбни фитинги
Леене под ниско налягане
Леенето под ниско налягане използва специална камера под формата, пълна с разтопен метал. Разтопеният метал се избутва във формата с помощта на ниско въздушно налягане, обикновено под 1 бар.
Това допълнително налягане помага за по-добро запълване на тънките участъци от матрицата, отколкото при гравитационното леене. Процесът е по-бавен, но ще получите по-здрави и по-детайлни части. Този процес работи особено добре с алуминиеви и магнезиеви сплави.
Основни предимства:
- Прецизен контрол върху пълненето
- По-малка порьозност
- Подходящ за тънкостенни части
Често виждате този метод, използван за колела, части на двигателя и корпуси в автомобилната индустрия.
Вакуумно леене под налягане
При вакуумно леене под налягане, вакуумна помпа отстранява въздуха от кухината на формата. Това помага за изтеглянето на разтопен метал във всеки ъгъл на формата.
Получавате части с много малко задържан газ или порьозност, което ги прави едновременно здрави и херметични. Този процес е чудесен, когато се нуждаете от висока прецизност за тънки или детайлни части. Той е отличен избор в индустрии като аерокосмическата и електрониката.
Ключови моменти:
- Много гладки повърхности
- Висока плътност, нисък процент на дефекти
- Чудесно за леки сплави и малки до средни части
Вакуумното леене под налягане често се използва за електрически корпуси, зъбни колела и високопрецизни компоненти.
Инвестиционни и леене по метода на изпарена пяна
Леенето по инвестиционни модели и леенето по метода на изгубена пяна използват модели за оформяне на форми, но използват различни материали и стъпки. Всеки процес е полезен за изработка на части със специфични форми, размери или детайли.
Инвестиционно леене
Леенето по инвестиционни модели използва восъчен или пластмасов модел за изработка на матрица. Първо, моделът се покрива със специална керамична суспензия, след което се покрива с фин пясък. Когато керамичната обвивка се втвърди, восъкът се разтопява, оставяйки кухина.
Изливате разтопен метал в това пространство, за да създадете крайната част. Този метод ви помага да правите сложни форми с гладки повърхности и строги допуски.
Ключови приложения:
- Малки или детайлни метални части
- Високопрецизни компоненти
- Бижута, медицински инструменти и части за аерокосмическата индустрия
Плюсове:
- Подходящ за фини детайли
- Работи с много метали
Недостатъци:
- Повече стъпки и време в сравнение с други методи
- Скъпо за големи части
Леене с изгубена пяна
Леенето с изпарена пяна е подобно, но моделът е от полистиролова пяна вместо от восък. Поставяте модела от пяна в кутия, пълна с пясък. Когато излеете разтопен метал, пяната се изпарява и металът запълва точното пространство, което е оставила пяната.
Това улеснява създаването на форми, които са трудни за производство с други видове леене. Леенето с изпарена пяна е подходящо за големи или сложни части без използване на сърца.
| Функция | Инвестиционно леене | Леене с изгубена пяна |
|---|---|---|
| Модел | Восък/Пластмаса | Пяна |
| Премахване на шаблони | Разтопен | Изпарен |
Получавате по-малко шевове на матрицата, така че прекарвате по-малко време в почистване на готовите части. Този процес е полезен, когато искате да направите прототипи или уникални изделия без скъпи инструменти.
Специализирани и модерни техники за леене
Някои методи за леене използват специални техники за създаване на здрави, прецизни или уникални метални части. Тези процеси помагат за изработката на изделия като тръби, зъбни колела и дълги метални пръти.
Центробежно леене
Центробежното леене се използва за изработка на кухи, кръгли предмети, като тръби и пръстени. При този процес течният метал се излива в въртяща се форма. Въртенето притиска метала навън към стените на формата, премахвайки въздушните мехурчета и примесите.
Този метод ви дава плътни, здрави и еднородни части без шевове. Вътрешната повърхност обикновено е по-гладка, докато всички примеси се придвижват към центъра, където могат да бъдат отстранени. Работи добре за метали като желязо и стомана, както и за бронз и алуминий.
Типични продукти:
- Водопроводни тръби
- Втулки
- Маховиците
Поради надеждните си резултати, центробежното леене е често срещано при производството на части, които трябва да издържат на тежка употреба или налягане.
Леене в черупкови форми
Леенето във форма за черупки е процес, при който се използва тънка обвивка от пясък и специална смола като форма. Започвате с нагряване на метален модел и покриването му със смес от пясък и смола. Топлината кара обвивката да се втвърди, създавайки здрав, тънък слой от формата.
След като черупката се охлади, тя се отделя от шаблона и се сглобява с друга половина от черупката. След това се излива разтопеният метал, за да се създаде крайната част. Този метод ви осигурява гладки повърхности и остри ръбове, което е полезно, ако искате детайлни или сложни форми.
Основни характеристики на леенето в черупкови форми:
- Добро покритие на повърхността
- Висока прецизност и повторяемост
- Работи за малки до средни части
Често срещаните продукти включват корпуси на клапани, корпуси на зъбни колела и глави на цилиндри.
Непрекъснато леене
Непрекъснатото леене се използва за изработка на дълги форми като пръти, решетки и листове. При този процес се излива разтопен метал в калъп, който е отворен от двата края. Докато металът се охлажда, той бавно излиза от калъпа в непрекъсната заготовка.
Основното предимство е, че можете да произвеждате продукти с почти всякаква дължина с малко отпадъци. Този процес е силно автоматизиран, така че често се използва в големи фабрики. Работи добре за метали като стомана, мед и алуминий.
Предимства на непрекъснатото леене:
- Постоянно качество
- Висока ефективност
- По-ниски производствени разходи
Често виждате този метод, когато правите релси, греди и други метални конструкции, които трябва да бъдат еднакви и здрави.
Процеси на леене под налягане
Леенето под налягане използва високо налягане, за да се вкара разтопен метал в стоманени форми, наричани още матрици. Това е бърз и прецизен процес, което го прави популярен за производство на метални части с гладки повърхности и малки размери.
Има два основни вида: гореща камера и студена камера. Всеки метод е подходящ за определени метали и производствени нужди.
Леене под налягане с гореща камера
Леенето под налягане в гореща камера е най-подходящо за метали с ниски точки на топене, като цинк, магнезий и някои оловни сплави. При този процес системата за впръскване е винаги в контакт със стопения метал. Металът постъпва в матрицата директно от камерата на машината.
Този метод е бърз, с кратки цикли, което ви позволява да произвеждате голям брой части за по-кратко време. Автоматичната работа също така намалява нуждата от труд. Не можете обаче да използвате леене в гореща камера за алуминий или метали с високи точки на топене, тъй като те биха повредили машината.
Леенето под налягане в гореща камера е често срещано за изработка на малки до средни по размер части. Често се използва за автомобилни компоненти, части за играчки и хардуерни изделия. Процесът осигурява прецизни форми и гладки повърхности, с малка нужда от допълнителна довършителна работа.
| Основни предимства | Основни ограничения |
|---|---|
| Бърза скорост на производство | Не е подходящ за алуминий |
| Висока точност | Ограничено до нискотопими метали |
Леене под налягане в студена камера
Леенето под налягане в студена камера се използва за метали с по-високи точки на топене, като алуминий, мед и месинг. Тук металът се топи в отделна пещ, след което се излива в системата за впръскване. Металът се избутва в матрицата с помощта на бутало.
Този метод помага за предпазване на машинните части от топлинни повреди, което е важно при работа с по-горещи метали. Времената за цикъл обаче са малко по-дълги в сравнение с леенето в гореща камера.
Леенето под налягане в студена камера е добър избор за по-големи или по-тежки части, като например блокове на двигатели или корпуси. Процесът ви дава здрави, детайлни части, но може да изисква повече поддръжка за движещите се части, изложени на разтопения метал.