Odstredivé tlakové liatie je jedinečné proces odlievania ktorý používa rotačné formy na výrobu pevných a presných kovových dielov. Odstredivé liatie môžete použiť na výrobu predmetov, ako sú rúry, krúžky alebo vložky valcov, s menším počtom defektov a lepšou pevnosťou ako iné metódy.
Ak chcete pochopiť, ako tento proces funguje a prečo je dôveryhodný pre dôležité priemyselné úlohy, ste na správnom mieste. Získanie informácií o odstredivom tlakovom liatí vám môže pomôcť rozhodnúť sa, či je to najlepšia voľba pre váš ďalší projekt.
Základy odstredivého tlakového liatia
Odstredivé tlakové liatie využíva rotačnú silu na vytvorenie pevných, okrúhlych kovové častiTáto technika odlievania pomáha kontrolovať, ako roztavený kov napĺňa formu, a odstraňuje zachytené plyny, čím sa dosiahne čistejší produkt.
Definícia a princípy
Proces odstredivého odlievania pozostáva zo súboru postupov, pri ktorých sa roztavený kov nalieva do dutiny rotujúcej formy. Forma sa v odstredivke otáča vysokou rýchlosťou. Odstredivá sila potom tlačí kov na vnútorné steny formy.
Táto metóda je najlepšia na výrobu súčiastok s rotačnou symetriou, ako sú rúry, krúžky a iné duté valcové komponenty. Na pohyb kovu a vyplnenie tvaru sa spolieha na silu z rotácie, nie na gravitáciu. Pre podobné metódy sa používajú aj iné názvy, ako je odlievanie za tepla s rotačnou rotáciou a rotačné odlievanie.
Forma sa môže otáčať horizontálne alebo vertikálne. Základná myšlienka je, že rýchlejšie otáčanie poskytuje väčšiu silu a pomáha vytvárať husté, vysoko kvalitné odliatky s malým počtom vzduchových bublín.
Kľúčové komponenty a materiály
Odstredivé odlievacie stroje, nazývané aj odstredivky, majú pevnú, okrúhlu dutinu formy umiestnenú na hriadeli. Keď sa forma otáča, naleje sa do nej roztavený kov alebo zliatiny. Otáčaním sa kov rozprestiera pozdĺž stien formy.
Medzi bežné kovy na odstredivé tlakové liatie patrí liatina, oceľ, meď, hliník, nehrdzavejúca oceľ a zliatiny na báze niklu. Plastové materiály ako ABS sa môžu použiť na malé alebo nekovové súčiastky, ale kovy sú najbežnejšie.
Hlavné komponenty zahŕňajú:
- Dutina formy (oceľ alebo piesok)
- Jadro (používa sa na duté časti)
- Stroj na odlievanie
Spôsob nastavenia stroja sa mení v závislosti od veľkosti a tvaru, ktorý potrebujete vyrobiť. materiál formy musí odolávať vysokým teplotám a otáčavým silám.
Výhody a obmedzenia
Odstredivé odlievanie ponúka niekoľko výhod. Odstreďovanie odstraňuje zachytené plyny a nečistoty, čo vedie k pevnejším a čistejším odliatkom. Diely vyrobené týmto spôsobom sú husté a majú jemnozrnnú štruktúru. Táto metóda odlievania je ideálna pre bezšvíkové rúry, puzdrá a krúžky.
Výhody:
- Malá alebo žiadna potreba dodatočnej povrchovej úpravy
- Vytvára okrúhle diely bez švov
- Funguje dobre pre mnoho kovov a zliatin
Obmedzenia:
- Užitočné len pre tvary s rotačnou symetriou
- Nie je vhodné pre zložité alebo detailné diely
- Vyžadujú sa špeciálne nástroje a stroje
- Tento proces môže niekedy zanechať mierne odchýlky v hrúbke steny.
Táto technika sa volí hlavne vtedy, keď potrebujete pevné, okrúhle a odolné kovové súčiastky.
Proces odstredivého tlakového liatia
Pri odstredivom tlakovom liatí sa na tvarovanie roztaveného kovu používa rotujúca forma. Každý krok v procese ovplyvňuje kvalitu a pevnosť hotového dielu.
Príprava a nastavenie formy
Najprv je potrebné pripraviť formu, ktorá je zvyčajne vyrobená z ocele alebo liatiny. Na povrch formy sa nanášajú špeciálne povlaky, ktoré pomáhajú s tečením kovu a uľahčujú jeho vyberanie. Forma sa potom namontuje na otáčací stroj.
Ak má súčiastka otvor alebo dutý stred, vy vložiť jadroJadro vytvára požadovaný vnútorný tvar a musí pevne sedieť na svojom mieste. Po nastavení jadra formu zatvoríte a zarovnáte ju, aby ste sa uistili, že dutina je dobre vycentrovaná na osi otáčania.
Správne nastavenie formy je nevyhnutné. Chyby môžu spôsobiť zlé rozloženie materiálu, nerovnomernú hrúbku steny alebo iné chyby. Starostlivá kontrola dutiny, odvetrávania a zámkov zaisťuje lepšie výsledky odlievania.
Odlievanie roztaveného kovu
Roztavený kov sa roztaví v peci a prenesie do odlievacej panvy. Kov sa potom opatrne naleje do odlievacej nádrže pripojenej k odstredivej forme. Odlievanie musí byť rýchle, ale plynulé, aby sa znížila oxidácia a zachytávanie vzduchu.
Rotačná fáza sa zvyčajne začína pred začiatkom odlievania. Počas odlievania odstredivá sila posúva roztavený kov smerom k stenám formy a rýchlo vypĺňa dutinu.
Správna technika odlievania pomáha predchádzať vzduchovým bublinám a chybám. Teplota a rýchlosť počas odlievania sú dôležité, pretože ovplyvňujú to, ako kov tečie a tuhne.
Zvlákňovanie a tuhnutie
Keď sa forma otáča, odstredivá sila tlačí roztavený kov smerom von. To vytvára hustejší a rovnomernejší diel, najmä na vonkajších povrchoch. Sila môže dosiahnuť niekoľkonásobok gravitačnej sily v závislosti od rýchlosti a veľkosti dielu.
Tuhnutie začína na stene formy a postupuje smerom dovnútra. Toto smerové tuhnutie pomáha tlačiť nečistoty a plyny smerom k vnútornému povrchu, čím sa vonkajšia štruktúra stáva pevnejšou a menej pórovitou.
Rýchlosť odstreďovania a rýchlosť chladenia riadia štruktúru zrna. Úpravou týchto faktorov sa zlepšuje kvalita a redukujú sa nežiaduce chyby, ako je zmršťovanie alebo bubliny v blízkosti vonkajšej steny.
Kľúčové body počas tejto fázy:
- Vysoké rýchlosti odstreďovania = hustejší kov
- Smerové tuhnutie odstraňuje nečistoty z vonkajších vrstiev
- Starostlivá kontrola teploty zlepšuje vlastnosti
Chladenie a odstránenie
Keď všetok kov stuhne, prestanete otáčať a necháte odliatok ďalej vychladnúť. Chladenie môžete urýchliť vzduchom alebo vodou, ale na zabránenie prasklín sa uprednostňuje kontrolované chladenie. Meracie nástroje môžu monitorovať proces chladenia aby sa zabezpečilo, že diel zostane v rámci tolerancií.
Keď je diel úplne vychladnutý, otvoríte formu a vyberiete odliatok. Ak bolo použité jadro, teraz ho vyberiete; niekedy sú potrebné špeciálne nástroje, ak je jadro pevne usadené.
Potom prechádza odliatok dokončovacie operácieTo zahŕňa orezanie prebytočného kovu vytvoreného v spojoch foriem a odstránenie malých nedokonalostí, aby sa splnili požiadavky na konečný tvar a povrch vášho výrobku. Správne odstránenie a konečná úprava zabezpečia, že konečný diel spĺňa štandardy kvality a rozmerov.
Typy odstredivého tlakového liatia
Môžete si vybrať z niekoľkých typov metód odstredivého tlakového liatia. Rozdiely medzi týmito metódami ovplyvňujú tvary a vlastnosti záverečné časti.
Horizontálne odstredivé tlakové liatie
Horizontálne odstredivé liatie využíva rotujúcu formu, ktorá sa otáča do strán s osou v horizontálnej polohe. Roztavený kov sa nalieva do jednej strany formy počas jej otáčania. Táto metóda sa bežne používa na výrobu rúr, valcov a dlhých potrubí. Túto metódu často používajú rozsiahle výrobné linky, pretože umožňuje rýchlo vyrobiť diely s rovnomernými stenami a vysokou pevnosťou. Hotové povrchy sú zvyčajne hladké, čo znižuje množstvo potrebného obrábania neskôr.
Horizontálne systémy fungujú najlepšie pre objekty, ktorých dĺžka je oveľa väčšia ako priemer. Proces je možné automatizovať pre vyšší výkon, čo tiež znižuje náklady na pracovnú silu.
Vertikálne odstredivé tlakové liatie
Vertikálne odstredivé liatie využíva formu, ktorá sa otáča vzpriamene s osou vo vertikálnej polohe. Kov sa leje priamo do stredovej osi rotačnej formy a tlačí sa smerom von, aby sa vytvoril diel. Táto technika je ideálna na výrobu krúžkov, puzdier a menších diskovitých dielov. Vertikálne nastavenie umožňuje presnú kontrolu hrúbky stien. Uľahčuje tiež odstraňovanie nežiaducich nečistôt, pretože majú tendenciu usadzovať sa bližšie k stredu, ďalej od hotového výrobku.
Vertikálne odlievanie sa často volí pre menšie alebo symetrické diely, kde je potrebný okrúhly tvar. Je obzvlášť užitočné, keď sú potrebné prísne tolerancie.
Vlastnosti a kvalita odstredivých tlakových odliatkov
Odstredivé tlakové liatie vytvára diely s hustými, jednotnými vlastnosťami, ktoré sú užitočné pre mnoho náročných aplikácií. Tento proces zlepšuje vnútornú štruktúru, mechanickú pevnosť a konzistenciu hotových komponentov.
Materiálna odolnosť a štruktúra
Odstredivé tlakové odliatky ponúkajú vysokú pevnosť materiálu. Keď sa roztavený kov točí o stenu formy, nečistoty a bubliny plynu sa pohybujú smerom k vnútornému povrchu. To často vedie k dielu s veľmi nízkou vnútornou pórovitosťou.
Môžete očakávať jednotnú štruktúru zŕn alebo dokonca jemnú gdažďom zasiahnutá štruktúra blízko vonkajšieho povrchu. Vďaka týmto vlastnostiam je menej pravdepodobné, že odliatok bude mať skryté chyby.
Presná kontrola rýchlosti chladenia zvyšuje hustotu a vytvára diel so spoľahlivejšími vlastnosťami. Povrchová úprava pozdĺž steny formy je zvyčajne hladšia a vyžaduje si menej dokončovacích prác.
Mechanické vlastnosti a trvanlivosť
Diely vyrobené odstredivým tlakovým liatím majú zvyčajne lepšie mechanické vlastnosti v porovnaní so štandardnými odliatkami. Vysoká hustota a znížená pórovitosť pomáhajú zvýšiť pevnosť aj odolnosť proti únave.
Tieto odliatky znesú opakované namáhanie a je menej pravdepodobné, že časom prasknú alebo sa zrútia. Preto ich často vidíte používať v vysoko spoľahlivé aplikácie ako napríklad letecký priemysel, čerpadlá a tlakové nádoby.
Keďže štruktúra je uniforma a jemnozrnný, diely majú tendenciu mať dobrú odolnosť proti opotrebovaniu. To prispieva k ich trvanlivosť a vďaka tomu vydržia dlhšie, a to aj v náročných podmienkach.
Sústrednosť a hrúbka steny
Odstredivé tlakové liatie je známe... vynikajúca sústrednosťSpôsob, akým je kov tlačený na spriadaciu formu, znamená, že hrúbka steny je rovnomerné a konzistentné po celom obvode časti.
Môžete očakávať užšiu toleranciu hrúbky steny ako pri mnohých iných metódach. Jednoduchá tabuľka zobrazuje typické výhody:
| Funkcia | Odstredivé tlakové liatie | Ostatné odliatky |
|---|---|---|
| Sústrednosť | Vysoká | Stredná/Nízka |
| Hrúbka steny | Dokonca | Môže sa líšiť |
| Hustota | Vysoká | Nižšia (variabilná) |
Hladké a pravidelné vnútorné a vonkajšie povrchy znižujú potrebu dodatočného obrábania. To nielen šetrí čas, ale tiež udržiava konečný diel vernejší zamýšľanému tvaru.
Aplikácie odstredivého tlakového liatia
Odstredivé tlakové liatie sa používa v mnohých odvetviach. Často sa používa na výrobu vložiek valcov pre motory, najmä v automobiloch a nákladných vozidlách. Táto metóda pomáha vytvárať pevné a hladké diely, ktoré vydržia dlhšie.
Tento proces sa používa aj na výrobu kovových a liatinových rúr. Je užitočný na výrobu dlhých rúrkové časti ako potrubia a tenkostenné valceTieto časti majú rovné steny a málo defektov.
Tu sú niektoré bežne vyrábané produkty týmto spôsobom:
| Produkt | priemysel |
|---|---|
| Vložky valcov | Automobilový priemysel, armáda |
| Kovové rúry | Stavebníctvo, ropa a plyn |
| Ložiská | Stroje, doprava |
| Kolesá železničného vagóna | Železnice |
| Zotrvačníky | Automobilový priemysel, priemysel |
| Hydraulické opotrebovacie krúžky | Energia |
| Kryty kompresorov prúdových motorov | Letectvo a kozmonautika, armáda |
| Zrkadlá ďalekohľadu | Astronómia |
V kozmonautika v tomto poli nájdete časti ako skrine kompresora prúdového motora vyrobené odstredivým tlakovým liatím. Tieto diely musia byť veľmi presné a pevné.
Táto metóda tiež podporuje vojenské aplikáciePoložky ako ložiská a špecifické časti motora sa často vyrábajú týmto spôsobom kvôli ich odolnosti.
Odstredivé odlievanie funguje dobre na prototypovanie rúrkových výrobkov, najmä ak potrebujete zložité tvary.
Často kladené otázky
Aký je rozdiel medzi poloodstredivým odlievaním a skutočným odstredivým odlievaním?
Pri poloodstredivom odlievaní je forma naplnená roztaveným kovom iba čiastočne a tento proces sa používa hlavne na diely s centrálnym jadrom, ako sú kolesá. Kov sa vytláča smerom von otáčaním, ale niektoré diely sa môžu tvarovať pomocou jadra.
Pri skutočnom odstredivom liatí sa forma otáča okolo svojej vlastnej osi a je úplne naplnená. Tým sa vytvárajú duté, okrúhle diely, ako sú rúry alebo trubice, bez použitia centrálneho jadra.
Aké faktory určujú výber odstredivého odlievania oproti iným technikám odlievania?
Ak potrebujete výrobky s vysokou pevnosťou a menším počtom chýb, často sa volí odstredivé liatie. Táto metóda je ideálna pri výrobe okrúhlych, dutých dielov, ako sú rúry, puzdrá alebo krúžky.
Pre lepšiu kontrolu nad vnútornou a vonkajšou štruktúrou kovu si môžete zvoliť odstredivé liatie. Môže tiež znížiť množstvo nečistôt a plynových vrecúšok v hotovom výrobku.