Keskipakovalu on ainutlaatuinen valuprosessi joka käyttää pyöriviä muotteja vahvojen ja tarkkojen metalliosien valmistukseen. Keskipakovalulla voit valmistaa esineitä, kuten putkia, renkaita tai sylinterivuoria, joissa on vähemmän vikoja ja parempi lujuus kuin muilla menetelmillä.
Jos haluat ymmärtää, miten tämä prosessi toimii ja miksi siihen luotetaan tärkeissä teollisissa töissä, olet oikeassa paikassa. Keskipakovalumenetelmän tuntemus voi auttaa sinua päättämään, onko se paras vaihtoehto seuraavaan projektiisi.
Keskipakovalujen perusteet
Keskipakopuurrevalussa käytetään pyörivää voimaa kiinteiden, pyöreiden materiaalien luomiseen. metalliosatTämä valutekniikka auttaa hallitsemaan sitä, miten sula metalli täyttää muotin ja poistaa loukkuun jääneet kaasut puhtaamman tuotteen aikaansaamiseksi.
Määritelmä ja periaatteet
Keskipakovaluprosessi koostuu joukosta toimenpiteitä, joissa sulaa metallia kaadetaan pyörivään muottiin. Muotti pyörii suurella nopeudella sentrifugissa. Keskipakovoima työntää sitten metallia muotin sisäseinämiä vasten.
Tämä menetelmä sopii parhaiten pyörimissymmetristen osien, kuten putkien, renkaiden ja muiden onttojen lieriömäisten komponenttien, valmistukseen. Se perustuu pyörimisvoimaan, ei painovoimaan, metallin liikuttamiseen ja muodon täyttämiseen. Spin-valu ja rotaatiovalu ovat muita nimityksiä vastaaville menetelmille.
Muotti voi pyöriä joko vaakasuoraan tai pystysuoraan. Perusajatuksena on, että nopeampi pyöriminen antaa enemmän voimaa ja auttaa luomaan tiheitä, korkealaatuisia valukappaleita, joissa on vähän ilmataskuja.
Keskeiset komponentit ja materiaalit
Keskipakovalukoneissa, joita kutsutaan myös sentrifugeiksi, on vahva, pyöreä muottiontelo akselilla. Muotin pyöriessä siihen kaadetaan sulaa metallia tai metalliseoksia. Pyöriminen levittää metallia muotin seinämiä pitkin.
Yleisiä keskipakopuurvalussa käytettäviä metalleja ovat valurauta, teräs, kupari, alumiini, ruostumaton teräs ja nikkelipohjaiset seokset. Muovimateriaaleja, kuten ABS:ää, voidaan käyttää pieniin tai ei-metallisiin osiin, mutta metallit ovat yleisimpiä.
Pääkomponentteihin kuuluvat:
- Muotin ontelo (teräs tai hiekka)
- Ydin (käytetään onttojen osien kanssa)
- Spin-valukone
Koneen asetukset vaihtelevat valmistettavan kappaleen koon ja muodon mukaan. muottimateriaali on kestettävä korkeita lämpötiloja ja pyörimisvoimia.
Edut ja rajoitukset
Keskipakovalu tarjoaa useita etuja. Pyörivä toiminta poistaa loukkuun jääneet kaasut ja epäpuhtaudet, mikä johtaa vahvempiin ja puhtaampiin valuihin. Tällä tavalla valmistetut osat ovat tiheitä ja niillä on hienorakeinen rakenne. Tämä valumenetelmä sopii erinomaisesti saumattomille putkille, holkeille ja renkaille.
Edut:
- Vähän tai ei lainkaan lisäviimeistelyä
- Tekee pyöreitä osia ilman saumoja
- Toimii hyvin monille metalleille ja metalliseoksille
Rajoitukset:
- Hyödyllinen vain muodoille, joilla on pyörimissymmetria
- Ei sovellu monimutkaisille tai yksityiskohtaisille osille
- Tarvitaan erikoistyökaluja ja -koneita
- Prosessi voi joskus jättää pieniä vaihteluita seinämän paksuuteen
Tätä tekniikkaa käytetään pääasiassa silloin, kun tarvitaan vahvoja, pyöreitä ja kestäviä metalliosia.
Keskipakoispainevaluprosessi
Keskipakopuhalluksessa käytetään pyörivää muottia sulan metallin muotoiluun. Jokainen prosessin vaihe vaikuttaa valmiin osan laatuun ja lujuuteen.
Muotin valmistelu ja asennus
Ensin on valmisteltava muotti, joka on yleensä valmistettu teräksestä tai valuraudasta. Muotin pinnalle levitetään erityisiä pinnoitteita metallin virtauksen parantamiseksi ja poistamisen helpottamiseksi. Sitten muotti asennetaan pyörivään koneeseen.
Jos kappaleessa on reikä tai ontto keskusta, sinä aseta ydinYdin luo halutun sisäisen muodon ja sen on sovittava tiiviisti paikalleen. Ytimen asettamisen jälkeen muotti suljetaan ja se kohdistetaan varmistaakseen, että ontelo on hyvin keskitetty pyörimisakseliin nähden.
Muotin oikeaoppinen valmistelu on olennaista. Virheet voivat aiheuttaa materiaalin huonon jakautumisen, epätasaisen seinämän paksuuden tai muita vikoja. Ontelon, tuuletuksen ja lukkojen huolellinen tarkastus varmistaa paremmat valutulokset.
Sulan metallin kaataminen
Sula metalli sulatetaan uunissa ja siirretään valukauhaan. Sitten metalli kaadetaan varovasti kaatoaltaaseen, joka on yhdistetty kehruumuottiin. Kaatamisen on oltava nopeaa mutta tasaista hapettumisen ja ilmataskujen vähentämiseksi.
Pyörivä toiminta on yleensä alkanut ennen valamisen aloittamista. Kaadon aikana keskipakoisvoima siirtää sulaa metallia muotin seinämiä kohti, jolloin ontelo täyttyy nopeasti.
Hyvä kaatotekniikka auttaa välttämään ilmataskuja ja vikoja. Lämpötila ja nopeus valamisen aikana ovat tärkeitä, koska ne vaikuttavat metallin virtaukseen ja jähmettymiseen.
Kehruu ja jähmettyminen
Muotin pyöriessä keskipakovoima työntää sulaa metallia ulospäin. Tämä luo tiheämmän ja tasaisemman osan, erityisesti ulkopinnoille. Voima voi olla moninkertainen painovoimaan verrattuna nopeudesta ja osan koosta riippuen.
Jähmettyminen alkaa muotin seinämästä ja liikkuu sisäänpäin. Tämä suunnattu jähmettyminen auttaa työntämään epäpuhtauksia ja kaasuja kohti sisäpintaa, mikä tekee ulkorakenteesta vahvemman ja vähemmän huokoisen.
Kehruusnopeus ja jäähdytysnopeus säätelevät raerakennetta. Näiden tekijöiden säätäminen parantaa laatua ja vähentää ei-toivottuja vikoja, kuten kutistumista tai kuplia ulkoseinän lähellä.
Keskeiset kohdat tässä vaiheessa:
- Korkea pyörimisnopeus = tiheämpi metalli
- Suunnattu jähmettyminen poistaa epäpuhtauksia ulkokerroksista
- Huolellinen lämpötilan säätö parantaa ominaisuuksia
Jäähdytys ja poisto
Kun kaikki metalli on jähmettynyt, lopetat kehräyksen ja annat valukappaleen jäähtyä lisää. Voit nopeuttaa jäähdytystä ilmalla tai vedellä, mutta hallittu jäähdytys on parempi halkeamien estämiseksi. Mittaustyökalut voivat valvoa jäähdytysprosessi varmistaakseen, että osa pysyy toleranssien rajoissa.
Kun osa on täysin jäähtynyt, avaat muotin ja poistat valukappaleen. Jos käytettiin keernaa, se poistetaan nyt; joskus tarvitaan erikoistyökaluja, jos keerna on tiukasti kiinni.
Sitten valu menee läpi viimeistelytoiminnotTämä sisältää muotin liitoksista muodostuneen ylimääräisen metallin leikkaamisen ja pienten epätäydellisyyksien poistamisen tuotteen lopullisen muodon ja pinnan vaatimusten täyttämiseksi. Asianmukainen poisto ja viimeistely varmistavat, että lopullinen osa täyttää laatu- ja mittastandardit.
Keskipakovalujen tyypit
Voit valita useista erityyppisistä keskipakopuoravalumenetelmistä. Näiden menetelmien väliset erot vaikuttavat valukappaleiden muotoihin ja ominaisuuksiin. viimeiset osat.
Vaakasuora keskipakovalu
Vaakasuorassa keskipakovalussa käytetään pyörivää muottia, joka pyörii sivuttain akselinsa ollessa vaakasuorassa asennossa. Sula metalli kaadetaan muotin toiselle puolelle sen pyöriessä. Tätä menetelmää käytetään yleisesti putkien, sylinterien ja pitkien putkien valmistukseen. Suuret tuotantolinjat käyttävät usein tätä menetelmää, koska sillä voidaan nopeasti valmistaa osia, joilla on tasaiset seinämät ja suuri lujuus. Valmiit pinnat ovat yleensä sileitä, mikä vähentää myöhemmin tarvittavan työstön määrää.
Vaakasuorat järjestelmät toimivat parhaiten kappaleille, joiden pituus on paljon suurempi kuin halkaisija. Prosessi voidaan automatisoida suuremman tuoton saavuttamiseksi, mikä myös alentaa työvoimakustannuksia.
Pystysuora keskipakovalu
Pystysuuntaisessa keskipakovalussa käytetään muottia, joka pyörii pystyasennossa ja jonka akseli on pystysuorassa asennossa. Metalli kaadetaan suoraan pyörivän muotin keskiakseliin ja työnnetään ulospäin osan muodostamiseksi. Tämä tekniikka sopii erinomaisesti renkaiden, holkkien ja pienempien, kiekkomaisten osien valmistukseen. Pystysuuntainen asennus mahdollistaa seinämien paksuuden tarkan hallinnan. Se myös helpottaa ei-toivottujen epäpuhtauksien poistamista, koska ne yleensä laskeutuvat lähemmäs keskustaa, poispäin valmiista tuotteesta.
Pystyvalu valitaan usein pienemmille tai symmetrisille osille, joissa tarvitaan pyöreää muotoa. Se on erityisen hyödyllinen silloin, kun vaaditaan tiukkoja toleransseja.
Keskipakoispainevalujen ominaisuudet ja laatu
Keskipakopuhallus tuottaa osia, joilla on tiheät ja tasaiset ominaisuudet, jotka ovat hyödyllisiä monissa vaativissa sovelluksissa. Prosessi parantaa valmiiden komponenttien sisäistä rakennetta, mekaanista lujuutta ja tasaisuutta.
Materiaalin kestävyys ja rakenne
Keskipakopuristimilla valmistetut painevalut ovat materiaaliltaan erittäin lujia. Kun sulaa metallia pyöritetään muotin seinämää vasten, epäpuhtaudet ja kaasukuplat liikkuvat kohti sisäpintaa. Tämä johtaa usein osaan, jolla on erittäin alhainen sisäinen huokoisuus.
Voit odottaa tasaista raerakennetta tai jopa hienojakoistasateen kastelema rakenne lähellä ulkopintaa. Näiden ominaisuuksien ansiosta valukappaleessa on vähemmän todennäköisesti piileviä virheitä.
Jäähdytysnopeuden tarkka hallinta lisää tiheyttä ja luo osan, jolla on luotettavammat ominaisuudet. Muotin seinämän pinnan viimeistely on yleensä tasaisempi ja vaatii vähemmän viimeistelytyötä.
Mekaaniset ominaisuudet ja kestävyys
Keskipakopuristimilla valmistetuilla osilla on yleensä paremmat mekaaniset ominaisuudet verrattuna standardivaluihin. Suuri tiheys ja vähentynyt huokoisuus parantavat sekä lujuutta että väsymiskestävyyttä.
Nämä valukappaleet kestävät toistuvaa rasitusta ja niillä on pienempi todennäköisyys halkeilla tai pettää ajan myötä. Siksi niitä käytetään usein korkean luotettavuuden sovellukset kuten ilmailu- ja avaruustekniikka, pumput ja paineastiat.
Koska rakenne on univormu ja hienorakeinenosilla on yleensä hyvä kulutuskestävyys. Tämä lisää niiden kestävyys ja pidentää niiden käyttöikää, jopa vaativissa olosuhteissa.
Samankeskisyys ja seinämän paksuus
Keskipakovalu tunnetaan erinomainen samankeskisyysTapa, jolla metalli pakotetaan kehruumuottia vasten, tarkoittaa, että seinämän paksuus on tasainen ja johdonmukainen koko osan ympärillä.
Seinämän paksuuden toleranssi on moniin muihin menetelmiin verrattuna tiukempi. Yksinkertainen kaavio näyttää tyypilliset edut:
| Ominaisuus | Keskipakoispainevalu | Muut valukappaleet |
|---|---|---|
| Samankeskisyys | Korkea | Kohtalainen/Matala |
| Seinän paksuus | Jopa | Voi vaihdella |
| Tiheys | Korkea | Alempi (muuttuva) |
Sileät ja säännölliset sisä- ja ulkopinnat vähentävät ylimääräisen koneistuksen tarvetta. Tämä paitsi säästää aikaa myös pitää lopullisen osan paremmin tarkoitetussa muodossaan.
Keskipakovalujen sovellukset
Keskipakopuhallusta käytetään monilla teollisuudenaloilla. Sitä näkee usein käytettävän moottoreiden sylinterivuorien valmistuksessa, erityisesti autoissa ja kuorma-autoissa. Tämä menetelmä auttaa luomaan vahvoja ja sileitä osia, jotka kestävät pidempään.
Tätä prosessia käytetään myös metalliputkien ja valurautaputkien valmistukseen. Se on hyödyllinen pitkien putkien valmistuksessa. putkimaiset osat kuin putket ja ohutseinäiset sylinteritNäissä osissa on tasaiset seinät ja vähän vikoja.
Tässä on joitakin yleisiä tällä tavalla valmistettuja tuotteita:
| Tuote | Teollisuus |
|---|---|
| Sylinteriputket | Autoteollisuus, Sotilasteollisuus |
| Metalliputket | Rakentaminen, öljy ja kaasu |
| Laakerit | Koneet, Kuljetus |
| Rautatievaunun pyörät | Rautatiet |
| Vauhtipyörät | Autoteollisuus, Teollisuus |
| Hydro kulutusrenkaat | Energia |
| Suihkumoottorin kompressorin kotelot | Ilmailu, sotilas |
| Teleskooppipeilit | Tähtitiede |
Vuonna ilmailu kentältä löydät osia, kuten suihkumoottorin kompressorikotelot valmistettu keskipakovalulla. Näiden osien on oltava erittäin tarkkoja ja vahvoja.
Tämä menetelmä tukee myös sotilassovelluksetEsineitä, kuten laakerit ja tietyt moottorin osat valmistetaan usein tällä tavalla kestävyytensä vuoksi.
Keskipakovalu toimii hyvin putkimaisten tuotteiden prototyyppien valmistukseen, erityisesti silloin, kun tarvitset monimutkaisia muotoja.
Usein kysytyt kysymykset
Miten puolikeskipakovalu eroaa aidosta keskipakovalusta?
Puolikeskipakovalussa muotti täytetään vain osittain sulalla metallilla, ja prosessia käytetään pääasiassa osien, joissa on keskellä oleva ydin, kuten pyörien, valuun. Metalli puristetaan ulospäin pyörittämällä, mutta joitakin osia voidaan muotoilla ytimen avulla.
Aidossa keskipakovalussa muotti pyörii oman akselinsa ympäri ja täyttyy kokonaan. Tämä muodostaa onttoja, pyöreitä osia, kuten putkia tai letkuja, ilman keskimmäistä ydintä.
Mitkä tekijät vaikuttavat keskipakovalun valintaan muiden valutekniikoiden sijaan?
Jos tarvitset tuotteita, joilla on suuri lujuus ja vähemmän vikoja, valitaan usein keskipakovalu. Tämä menetelmä on ihanteellinen pyöreiden, onttojen osien, kuten putkien, holkkien tai renkaiden, valmistukseen.
Voit valita keskipakovalun, jos haluat hallita metallin sisä- ja ulkorakennetta paremmin. Se voi myös vähentää epäpuhtauksia ja kaasutaskuja valmiissa kappaleessa.