Центрифугално ливење под притиском је јединствено процес ливења који користи калупе за ротацију за стварање јаких, прецизних металних делова. Можете користити центрифугално ливење за израду предмета попут цеви, прстенова или облога цилиндара са мање дефеката и бољом чврстоћом од других метода.
Ако желите да разумете како овај процес функционише и зашто му се верује за важне индустријске послове, на правом сте месту. Учење о центрифугалном ливењу под притиском може вам помоћи да одлучите да ли је то најбоља опција за ваш следећи пројекат.
Основе центрифугалног ливења под притиском
Центрифугално ливење под притиском користи силу ротације да би створило чврсте, округле метални деловиОва техника ливења помаже у контроли начина на који растопљени метал испуњава калуп и уклања заробљене гасове за чистији производ.
Дефиниција и принципи
Процес центрифугалног ливења састоји се од скупа поступака у којима се растопљени метал сипа у шупљину калупа који се ротира. Калуп се окреће великом брзином у центрифуги. Центрифугална сила затим гура метал према унутрашњим зидовима калупа.
Ова метода је најбоља за израду делова са ротационом симетријом, као што су цеви, прстенови и друге шупље цилиндричне компоненте. Ослања се на силу ротације, а не на гравитацију, да би се метал померио и попунио облик. Ливење центрифугирањем и ротоливење су други називи који се користе за сличне методе.
Калуп се може окретати хоризонтално или вертикално. Основна идеја је да брже окретање даје већу силу и помаже у стварању густих, висококвалитетних одливака са мало ваздушних џепова.
Кључне компоненте и материјали
Машине за центрифугално ливење, које се називају и центрифуге, имају чврсту, округлу шупљину калупа постављену на вратилу. Док се калуп окреће, у њега се сипа растопљени метал или легуре. Окретање шири метал дуж зидова калупа.
Уобичајени метали за центрифугално ливење под притиском укључују ливено гвожђе, челик, бакар, алуминијум, нерђајући челик и легуре на бази никла. Пластични материјали попут ABS-а могу се користити за мале или неметалне делове, али метали су најчешћи.
Главне компоненте укључују:
- Шупљина калупа (челик или песак)
- Језгро (користи се за шупље делове)
- Машина за ливење центрифугирањем
Начин на који подешавате машину мења се у зависности од величине и облика који треба да направите. материјал за калуп мора да издржи високе температуре и силе окретања.
Предности и ограничења
Центрифугално ливење нуди неколико предности. Акција ротације уклања заробљене гасове и нечистоће, што резултира јачим и чистијим одливцима. Делови направљени на овај начин су густи и имају финозрнасту структуру. Ова метода ливења је савршена за бешавне цеви, чауре и прстенове.
Предности:
- Мала или никаква потреба за додатном завршном обрадом
- Прави округле делове без шавова
- Добро функционише за многе метале и легуре
Ограничења:
- Корисно само за облике са ротационом симетријом
- Није добро за сложене или детаљне делове
- Потребни су специјални алати и машине
- Процес понекад може оставити мале варијације у дебљини зида
Ова техника се углавном бира када су вам потребни јаки, округли и издржљиви метални делови.
Процес центрифугалног ливења под притиском
Код центрифугалног ливења под притиском, користите ротирајући калуп за обликовање растопљеног метала. Сваки корак у процесу утиче на квалитет и чврстоћу готовог дела.
Припрема и подешавање калупа
Прво, потребно је да припремите калуп, обично направљен од челика или ливеног гвожђа. На површину калупа се наносе специјални премази како би се побољшао проток метала и олакшало уклањање. Калуп се затим монтира на машину за предење.
Ако део има рупу или шупљину у центру, ви уметните језгроЈезгро ствара жељени унутрашњи облик и мора чврсто да прилегне на своје место. Након постављања језгра, затварате калуп и поравнавате га како бисте били сигурни да је шупљина добро центрирана на оси ротације.
Правилно подешавање калупа је неопходно. Грешке могу проузроковати лошу расподелу материјала, неравномерну дебљину зида или друге недостатке. Пажљив преглед шупљине, вентилације и брава обезбеђује боље резултате ливења.
Ливење растопљеног метала
Растопљени метал се топи у пећи и преноси у ливни лонац. Метал се затим пажљиво сипа у ливни базен повезан са ротационим калупом. Сипање мора бити брзо, али равномерно како би се смањила оксидација и заробљавање ваздуха.
Акција ротације је обично почела пре почетка ливења. Док ливите, центрифугална сила помера растопљени метал према зидовима калупа, брзо испуњавајући шупљину.
Добра техника ливења помаже у избегавању ваздушних џепова и дефеката. Температура и брзина током ливења су битне јер утичу на то како метал тече и стврдњава се.
Предење и очвршћавање
Како се калуп окреће, центрифугална сила потискује растопљени метал ка споља. Ово ствара гушћи и уједначенији део, посебно на спољашњим површинама. Сила може достићи неколико пута већу силу гравитације у зависности од брзине и величине дела.
Чвршћавање почиње на зиду калупа и креће се ка унутра. Ово усмерено очвршћавање помаже у потискивању нечистоћа и гасова ка унутрашњој површини, чинећи спољашњу структуру јачом и мање порозном.
Брзина центрифугирања и брзина хлађења контролишу структуру зрна. Подешавање ових фактора побољшава квалитет и смањује нежељене недостатке, као што су скупљање или мехурићи близу спољашњег зида.
Кључне тачке током ове фазе:
- Високе брзине окретања = гушћи метал
- Усмерено очвршћавање уклања нечистоће из спољашњих слојева
- Пажљива контрола температуре побољшава својства
Хлађење и уклањање
Након што се сав метал стврдне, престајете са ротацијом и пустите да се одливак додатно охлади. Можете убрзати хлађење ваздухом или водом, али је контролисано хлађење пожељније да би се спречиле пукотине. Алати за мерење могу пратити процес хлађења како би се осигурало да део остане у оквиру толеранција.
Када се део потпуно охлади, отворите калуп и извадите одливак. Ако је коришћено језгро, сада га уклоните; понекад су потребни посебни алати ако је језгро чврсто постављено.
Кастинг затим пролази кроз завршне операцијеОво укључује обрезивање вишка метала формираног на спојевима калупа и уклањање малих несавршености како би се испунили коначни захтеви облика и површине вашег производа. Правилно уклањање и завршна обрада осигуравају да коначни део испуњава стандарде квалитета и димензија.
Врсте центрифугалног ливења под притиском
Можете бирати између неколико врста метода центрифугалног ливења под притиском. Разлике између ових метода утичу на облике и својства завршни делови.
Хоризонтално центрифугално ливење под притиском
Хоризонтално центрифугално ливење користи ротирајући калуп који се окреће бочно, са осом у хоризонталном положају. Растопљени метал се сипа у једну страну калупа док се он окреће. Ово се обично користи за израду цеви, цилиндара и дугачких цеви. Велике производне линије често користе ову методу јер може брзо да направи делове са уједначеним зидовима и високом чврстоћом. Готове површине су обично глатке, што смањује количину машинске обраде потребне касније.
Хоризонтални системи најбоље функционишу за објекте чија је дужина много већа од пречника. Процес се може аутоматизовати за већи учинак, што такође смањује трошкове рада.
Вертикално центрифугално ливење под притиском
Вертикално центрифугално ливење користи калуп који се окреће усправно, са осом у вертикалном положају. Метал се сипа директно у централну осу калупа за ротацију и потискује ка споља да би се обликовао део. Ова техника је идеална за производњу прстенова, чаура и мањих делова у облику диска. Вертикално постављање омогућава прецизну контролу дебљине зидова. Такође олакшава уклањање нежељених нечистоћа, јер се оне обично таложе ближе центру, даље од готовог производа.
Вертикално ливење се често бира за мање или симетричне делове где је потребан округли облик. Посебно је корисно када су потребне мале толеранције.
Особине и квалитет центрифугалних ливених делова
Центрифугално ливење под притиском производи делове са густим, уједначеним својствима који су корисни за многе захтевне примене. Процес побољшава унутрашњу структуру, механичку чврстоћу и конзистентност готових компоненти.
Чврстоћа и структура материјала
Центрифугално ливење под притиском нуди високу чврстоћу материјала. Како се растопљени метал ротира уз зид калупа, нечистоће и мехурићи гаса се крећу ка унутрашњој површини. То често резултира делом са веома ниском унутрашњом порозношћу.
Можете очекивати уједначену структуру зрна или чак фину грану.кишна структура близу спољашње површине. Ове карактеристике чине одливак мање склоним скривеним дефектима.
Пажљива контрола брзине хлађења повећава густину и ствара део са поузданијим својствима. Површинска обрада дуж зида калупа је обично глађа и захтева мање завршне обраде.
Механичка својства и издржљивост
Делови направљени центрифугалним ливењем под притиском обично имају побољшана механичка својства у поређењу са стандардним одливцима. Висока густина и смањена порозност помажу у повећању чврстоће и отпорности на замор.
Ови одливци могу да поднесу поновљена напрезања и мања је вероватноћа да ће пуцати или отказивати током времена. Зато их често виђате како се користе у апликације високе поузданости као што су ваздухопловство, пумпе и посуде под притиском.
Пошто је структура униформа и ситнозрнаст, делови обично имају добру отпорност на хабање. Ово доприноси њиховој издржљивост и чини их трајнијим, чак и у тешким условима.
Концентричност и дебљина зида
Центрифугално ливење под притиском је познато по одлична концентричностНачин на који се метал притиска на калуп за предење значи да је дебљина зида равномерно и доследно свуда око дела.
Можете очекивати мању толеранцију на дебљину зида него код многих других метода. Једноставан графикон приказује типичне предности:
| Карактеристика | Центрифугално ливење под притиском | Остали одливци |
|---|---|---|
| Концентричност | Високо | Умерено/Ниско |
| Валл Тхицкнесс | Чак | Може да варира |
| Густина | Високо | Доња (променљива) |
Глатке и правилне унутрашње и спољашње површине смањују потребу за додатном машинском обрадом. Ово не само да штеди време већ и одржава коначни део вернијим свом предвиђеном облику.
Примене центрифугалног ливења под притиском
Центрифугално ливење под притиском се користи у многим индустријама. Често се користи за израду кошуљица цилиндара за моторе, посебно у аутомобилима и камионима. Ова метода помаже у стварању јаких и глатких делова који дуже трају.
Овај поступак можете пронаћи и за израду металних цеви и цеви од ливеног гвожђа. Користан је за израду дугих цевасти делови као цеви и танкозидни цилиндриОви делови имају равне зидове и мало недостатака.
Ево неких уобичајених производа направљених на овај начин:
| Производ | Индустрија |
|---|---|
| Цилиндарске кошуљице | Аутомобилска, војна |
| Металне цеви | Грађевинарство, нафта и гас |
| Лежајеви | Машине, транспорт |
| Точкови железничког вагона | Железнице |
| Замајци | Аутомобилска индустрија, индустрија |
| Хидро прстенови за хабање | Енергија |
| Кућишта компресора млазног мотора | Ваздухопловство, војска |
| Огледала телескопа | Астрономија |
У ваздухопловство пољу, можете пронаћи делове попут кућишта компресора млазног мотора направљено центрифугалним ливењем под притиском. Ови делови морају бити веома прецизни и чврсти.
Ова метода такође подржава војне применеСтавке попут лежајеви и одређени делови мотора се често праве на овај начин због њихове издржљивости.
Центрифугално ливење Добро функционише за израду прототипова цевастих производа, посебно када су вам потребни сложени облици.
Често постављана питања
По чему се полуцентрифугално ливење разликује од правог центрифугалног ливења?
Код полуцентрифугалног ливења, калуп је само делимично испуњен растопљеним металом, а поступак се углавном користи за делове са централним језгром, попут точкова. Метал се истискује ка споља ротирањем, али неки делови могу бити обликовани помоћу језгра.
Код правог центрифугалног ливења, калуп се окреће око своје осе и потпуно се пуни. Ово формира шупље, округле делове као што су цеви или тубице без употребе централног језгра.
Који фактори одређују избор центрифугалног ливења у односу на друге технике ливења?
Ако су вам потребни производи са високом чврстоћом и мање дефеката, често се бира центрифугално ливење. Ова метода је идеална за израду округлих, шупљих делова попут цеви, чаура или прстенова.
Можете одабрати центрифугално ливење за бољу контролу над унутрашњом и спољашњом структуром метала. Такође може смањити нечистоће и гасне џепове у готовом предмету.