Ποια είναι η διαδικασία χύτευσης βαρύτητας?

Στη σφαίρα της μεταλλικής κατασκευής, Η διαδικασία χύτευσης βαρύτητας κατέχει σημαντική θέση. Είναι ευρέως - χρησιμοποιούμενη μέθοδος για την παραγωγή υψηλών - ποιοτικά μεταλλικά εξαρτήματα σε διάφορες βιομηχανίες. Χύτευση βαρύτητας, επίσης γνωστή ως μόνιμη χύτευση καλουπιών, είναι μια τεχνική που αξιοποιεί τη δύναμη της βαρύτητας για να γεμίσει ένα καλούπι με λιωμένο μέταλλο. Αυτή η διαδικασία διαφέρει από άλλες μεθόδους χύτευσης όπως η χύτευση, που βασίζονται σε ψηλά - έγχυση πίεσης λιωμένου μετάλλου.

1. Δημιουργία προτύπων και προετοιμασία μούχλας

• • Το πρώτο βήμα στη χύτευση βαρύτητας δημιουργεί ένα μοτίβο. Αυτό το μοτίβο είναι ένα αντίγραφο του τελικού μέρους και χρησιμοποιείται για να φτιάξει το καλούπι. Στη σύγχρονη κατασκευή, Τα μοτίβα συχνά σχεδιάζονται χρησιμοποιώντας υπολογιστή - υποβοηθούμενη σχεδίαση (ΠΑΛΗΑΝΘΡΩΠΟΣ) Λογισμικό και στη συνέχεια παράγεται μέσω μεθόδων όπως 3D εκτύπωση ή κατεργασία. Μόλις το μοτίβο είναι έτοιμο, Το καλούπι γίνεται. Το καλούπι αποτελείται συνήθως από δύο μισά (ένα σταθερό μέρος και ένα κινητό μέρος) που είναι ακριβώς επεξεργασμένα για να σχηματίσουν την κοιλότητα για το τετηγμένο μέταλλο. Αυτά τα καλούπια γίνονται σε αυστηρές ανοχές για να εξασφαλιστεί η ακρίβεια διαστάσεων της τελικής χύτευσης.

• • Πριν χρησιμοποιήσετε το καλούπι, είναι πριν - θερμαίνεται σε συγκεκριμένη θερμοκρασία. Το pre - Η θέρμανση εξυπηρετεί πολλαπλούς σκοπούς. Βοηθά στην εξασφάλιση της ομαλής ροής του τετηγμένου μετάλλου στο καλούπι μειώνοντας τη διαφορά θερμοκρασίας μεταξύ του μετάλλου και του καλουπιού. Επιπλέον, Μπορεί να αποτρέψει το θερμικό σοκ στο καλούπι, που θα μπορούσε να προκαλέσει ρωγμές με την πάροδο του χρόνου. Η θερμοκρασία στην οποία το καλούπι είναι προ - - Η θερμαινόμενη εξαρτάται από τον τύπο του μετάλλου που χυτεύεται. Για παράδειγμα, Κατά τη χύτευση αλουμινίου, το καλούπι μπορεί να είναι πριν - θερμαίνεται γύρω 200 - 300° C.

2. Ασθενείς εφαρμογής επικάλυψης

• • Μετά από πριν - θέρμανση, Εφαρμόζεται μια ανθεκτική επικάλυψη στις εσωτερικές επιφάνειες του καλουπιού. Αυτή η επίστρωση εξυπηρετεί αρκετές σημαντικές λειτουργίες. Λειτουργεί ως πράκτορας απελευθέρωσης, διευκολύνοντας την αφαίρεση της στερεοποιημένης χύτευσης από το καλούπι. Βοηθά επίσης να απομονώσει το καλούπι από το υψηλό - θερμοκρασία τετηγμένο μέταλλο, που μπορεί να επεκτείνει τη διάρκεια ζωής του καλουπιού. Εξάλλου, Η επικάλυψη μπορεί να επηρεάσει το φινίρισμα της επιφάνειας της χύτευσης. Διατίθενται διαφορετικοί τύποι ανθεκτικών επικαλύψεων, και η επιλογή εξαρτάται από παράγοντες όπως ο τύπος του μετάλλου που χυτεύεται και τα επιθυμητά επιφανειακά χαρακτηριστικά του τελικού προϊόντος.

3. Το κλείσιμο και το μεταλλικό χύμα

• • Μόλις εφαρμοστεί η επίστρωση, Τα δύο μισά του καλουπιού είναι προσεκτικά ευθυγραμμισμένα και κλειστά για να σχηματίσουν σφραγισμένη κοιλότητα. Το τετηγμένο μέταλλο, που διατηρήθηκε στην κατάλληλη θερμοκρασία στον κλίβανο, στη συνέχεια χύνεται στο καλούπι μέσα από ένα sprue (ένα κανάλι στο καλούπι μέσω του οποίου εισέρχεται το μέταλλο). Η διαδικασία χύσης απαιτεί δεξιότητα και ακρίβεια. Ο ρυθμός απόρριψης πρέπει να ελέγχεται προσεκτικά για να εξασφαλιστεί ότι το τετηγμένο μέταλλο γεμίζει το καλούπι ομοιόμορφα και εντελώς χωρίς να προκαλεί υπερβολική αναταραχή. Εάν η χύση είναι πολύ γρήγορη, Μπορεί να οδηγήσει στο σχηματισμό τσέπης αέρα ή εκτόξευσης, που μπορεί να οδηγήσει σε ελαττώματα στη χύτευση.

4. Στερεοποίηση και ψύξη

• • Αφού το καλούπι γεμίζει με λιωμένο μέταλλο, αφήνεται να κρυώσει. Η διαδικασία ψύξης είναι κρίσιμη καθώς καθορίζει τη μικροδομή και τις μηχανικές ιδιότητες της τελικής χύτευσης. Το τετηγμένο μέταλλο στερεοποιείται από τις εξωτερικές επιφάνειες της κοιλότητας του καλουπιού προς το κέντρο. Σε ορισμένες περιπτώσεις, Οι ρυθμοί ψύξης μπορούν να ελεγχθούν για να επιτευχθούν συγκεκριμένες ιδιότητες στη χύτευση. Για παράδειγμα, Η ταχεία ψύξη μπορεί να οδηγήσει σε μια λεπτότερη δομή σιτηρών, που μπορεί να ενισχύσει τη δύναμη του μετάλλου. Για τον έλεγχο του ρυθμού ψύξης, Μπορούν να χρησιμοποιηθούν τεχνικές όπως η χρήση πτερυγίων ψύξης στο καλούπι ή η εμβέλεια του καλουπιού σε ένα μέσο ψύξης. Ο χρόνος που απαιτείται για στερεοποίηση εξαρτάται από διάφορους παράγοντες, συμπεριλαμβανομένου του πάχους της χύτευσης και του τύπου μετάλλου. Τα παχύτερα χυτά θα χρειαστούν φυσικά περισσότερο χρόνο για να στερεοποιηθούν σε σύγκριση με τα λεπτότερα.

5. Άνοιγμα μούχλα και αφαίρεση μέρους

• • Μόλις το μέταλλο έχει στερεοποιηθεί πλήρως, Το καλούπι ανοίγει. Αυτό γίνεται συνήθως χρησιμοποιώντας μηχανικά μέσα, όπως ένας υδραυλικός τύπος ή ένας απλός μηχανισμός μοχλού. Στη συνέχεια, η στερεοποιημένη χύτευση απομακρύνεται προσεκτικά από το καλούπι. Σε ορισμένες περιπτώσεις, Η χύτευση μπορεί ακόμα να συνδεθεί με τα συστήματα sprue και άλλα τροφοδοσία (όπως οι δρομείς), που χρησιμοποιούνται για την παροχή πρόσθετου μετάλλου κατά τη διάρκεια της στερεοποίησης για να αντισταθμίσουν τη συρρίκνωση. Αυτά τα υπερβολικά υλικά αφαιρούνται στα επόμενα βήματα.

6. Γαρνίρισμα, Τερματισμός, και επιθεώρηση

• • Τα τελικά βήματα στη διαδικασία χύτευσης βαρύτητας περιλαμβάνουν το κόψιμο του περίσσειας υλικού από τη χύτευση. Αυτό περιλαμβάνει την κοπή του sprue, δρομείς, και οποιοδήποτε φλας (Λεπτά στρώματα περίσσειας μετάλλου που μπορεί να έχουν σχηματιστεί κατά μήκος των αρμών καλουπιών). Η κοπή μπορεί να γίνει χρησιμοποιώντας μεθόδους όπως πριόνισμα, άλυση, ή χρησιμοποιώντας εξειδικευμένα μηχανήματα κοπής. Μετά το κόψιμο, Η χύτευση μπορεί να υποβληθεί σε περαιτέρω λειτουργίες τελικής λήψης για να επιτύχει το επιθυμητό τελείωμα της επιφάνειας. Αυτό μπορεί να περιλαμβάνει λείανση, στίλβωμα, ή πυροβολισμό. Τελικά, Η χύτευση επιθεωρείται για τυχόν ελαττώματα. Μη - καταστροφικές μεθόδους δοκιμών όπως το x - Η επιθεώρηση ακτίνων ή οι υπερηχητικές δοκιμές μπορούν να χρησιμοποιηθούν για τον έλεγχο των εσωτερικών ελαττωμάτων, Ενώ η οπτική επιθεώρηση χρησιμοποιείται για τον έλεγχο της επιφάνειας - επίπεδα ελαττώματα.

1. Ακρίβεια διαστάσεων

• • Βαρύτητα - Τα κομμάτια χύτευσης γενικά προσφέρουν καλή ακρίβεια διαστάσεων. Ενώ οι ανοχές μπορεί να μην είναι τόσο σφιχτές όσο αυτές που επιτυγχάνονται - χύτευση πίεσης, είναι ακόμα επαρκή για πολλές εφαρμογές. Η ακρίβεια της χύτευσης εξαρτάται από παράγοντες όπως η ακρίβεια του καλουπιού, η διαδικασία χύσης, και το ποσοστό ψύξης. Με σωστό σχεδιασμό μούχλας και έλεγχο της διαδικασίας χύτευσης, Διαστασιολογικές ανοχές περίπου ± 0,01 - 0.02 μπορούν να επιτευχθούν ίντσες.

2. Φινίρισμα επιφάνειας

• • Το επιφανειακό φινίρισμα της βαρύτητας - Τα κομμάτια είναι σχετικά ομαλά. Η στρωτή ροή του τετηγμένου μετάλλου κατά τη διάρκεια της ρίψης βοηθά στη δημιουργία μιας σχετικά καθαρής επιφάνειας. Ωστόσο, σε σύγκριση με το Die - κομμάτια, Η επιφάνεια μπορεί να είναι ελαφρώς πιο χονδροειδής. Αυτό συμβαίνει επειδή δεν υπάρχει υψηλό - δύναμη πίεσης για να ωθήσει το τετηγμένο μέταλλο σταθερά στα τοιχώματα του καλουπιού για να δημιουργήσετε ένα σούπερ - ομαλή φινίρισμα. Αλλά για πολλές εφαρμογές, το επιφανειακό φινίρισμα της βαρύτητας - Τα κομμάτια είναι αποδεκτά χωρίς εκτεταμένη ανάρτηση - επεξεργασία. Σε ορισμένες περιπτώσεις, Εάν απαιτείται καλύτερος φινίρισμα επιφάνειας, μπορεί να πραγματοποιηθεί εργασίες τερματισμού όπως στίλβωση ή εκτόξευση.

3. Μηχανικές ιδιότητες

• • Βαρύτητα - Τα κομμάτια έχουν συχνά καλές μηχανικές ιδιότητες. Η διαδικασία αργής και ελεγχόμενης στερεοποίησης μπορεί να οδηγήσει σε μια πιο ομοιόμορφη μικροδομή σε σύγκριση με κάποιες άλλες μεθόδους χύτευσης. Αυτό μπορεί να οδηγήσει σε καλή δύναμη, σκληρότητα, και αντίσταση κόπωσης. Για παράδειγμα, Στην περίπτωση χύτευσης κράματος αλουμινίου, Οι μηχανικές ιδιότητες μπορούν να ενισχυθούν περαιτέρω μέσω διαδικασιών θερμικής επεξεργασίας. Η θερμική επεξεργασία μπορεί να τροποποιήσει τη μικροδομή του κράματος, αυξάνοντας τη δύναμη και τη σκληρότητα του.

1. Αυτοκινητοβιομηχανία

• • Στην αυτοκινητοβιομηχανία, Η χύτευση βαρύτητας χρησιμοποιείται για την παραγωγή ποικίλων εξαρτημάτων. Εξαρτήματα κινητήρα όπως κυλινδροκεφαλές, πολλαπλές εισόδου, Και τα έμβολα συχνά γίνονται χρησιμοποιώντας αυτή τη διαδικασία. Αυτά τα εξαρτήματα απαιτούν καλές μηχανικές ιδιότητες και ακρίβεια διαστάσεων για να εξασφαλιστεί η αποτελεσματική λειτουργία του κινητήρα. Βαρύτητα - Οι τροχοί χύτευσης είναι επίσης συνηθισμένοι, Ειδικά για ψηλά - Οχήματα απόδοσης και πολυτελείας. Η διαδικασία επιτρέπει την παραγωγή τροχών με σύνθετα σχέδια και καλή δύναμη - να - αναλογίες βάρους.

2. Αεροδιαστημική βιομηχανία

• • Η βιομηχανία αεροδιαστημικής χρησιμοποιεί επίσης τη χύτευση βαρύτητας για ορισμένα εξαρτήματα. Εξαρτήματα όπως εξαρτήματα κινητήρα αεροσκαφών, δομικά στοιχεία, και τα υδραυλικά εξαρτήματα παράγονται μερικές φορές μέσω χύτευσης βαρύτητας. Το ψηλό - απαιτήσεις ποιότητας της αεροδιαστημικής βιομηχανίας, Όσον αφορά τις ιδιότητες του υλικού και την ακρίβεια διαστάσεων, μπορεί να ικανοποιηθεί με προσεκτικά τον έλεγχο της βαρύτητας - διαδικασία χύτευσης. Για παράδειγμα, εξαρτήματα από υψηλά - κράματα αντοχής αλουμινίου ή κράματα τιτανίου μπορεί να είναι βαρύτητα - cast για να επιτύχει την απαραίτητη δύναμη και ανθεκτικότητα διατηρώντας παράλληλα το βάρος στο ελάχιστο.

3. Βιομηχανικά μηχανήματα

• • Στην κατασκευή βιομηχανικών μηχανημάτων, Η χύτευση βαρύτητας χρησιμοποιείται για την παραγωγή εξαρτημάτων όπως περιβλήματα αντλιών, σώματα βαλβίδων, και κενά εργαλεία. Αυτά τα μέρη πρέπει να είναι ανθεκτικά και σε θέση να αντέξουν τις σκληρές συνθήκες λειτουργίας των βιομηχανικών εφαρμογών. Βαρύτητα - Τα συστατικά χύτευσης μπορούν να παρέχουν την απαιτούμενη σταθερότητα αντοχής και διαστάσεων για αυτές τις εφαρμογές. Για παράδειγμα, Ένα περίβλημα της αντλίας που παράγεται από τη χύτευση βαρύτητας μπορεί να έχει σύνθετο σχήμα για να βελτιστοποιήσει τη ροή του υγρού διατηρώντας παράλληλα καλή δομική ακεραιότητα.

4. Καταναλωτικά αγαθά και διακοσμητικά αντικείμενα

• • Η χύτευση βαρύτητας χρησιμοποιείται επίσης στην παραγωγή καταναλωτικών αγαθών και διακοσμητικών αντικειμένων. Σκεύη κουζίνας, όπως το cast - σιγουριά σιδήρου, συχνά γίνονται χρησιμοποιώντας αυτήν τη διαδικασία. Το cast - Το σιδερένιο υλικό παρέχει εξαιρετικές ιδιότητες συγκράτησης θερμότητας, Και η βαρύτητα - Η διαδικασία χύτευσης επιτρέπει την παραγωγή σκευών με ομαλές επιφάνειες και ακριβείς διαστάσεις. Διακοσμητικά αντικείμενα, όπως ορείχαλκο ή χάλκινα γλυπτά και διακοσμητικό υλικό, παράγονται επίσης συνήθως μέσω της χύτευσης βαρύτητας. Η διαδικασία επιτρέπει τη δημιουργία περίπλοκων σχεδίων με καλά επιφανειακά τελειώματα.

1. Μπορεί να χρησιμοποιηθεί χύτευση βαρύτητας για υψηλή - παραγωγή όγκου?

• • Η χύτευση βαρύτητας συνδέεται συχνότερα με το μέσο - να - χαμηλός - παραγωγή όγκου. Ενώ είναι δυνατόν να το χρησιμοποιήσετε για υψηλά - παραγωγή όγκου, Η διαδικασία μπορεί να μην είναι τόσο αποτελεσματική τόσο υψηλή - χύτευση πίεσης όσον αφορά τους χρόνους κύκλου. Η χύτευση βαρύτητας έχει συνήθως μεγαλύτερους χρόνους κύκλου λόγω του χειροκίνητου ή του ημι - - Χειροκίνητη φύση της διαδικασίας χύσης. Ωστόσο, με κάποια αυτοματοποίηση στο χύμα και το καλούπι - Διαδικασίες χειρισμού, Μπορεί να κλιμακωθεί σε κάποιο βαθμό για υψηλότερο - παραγωγή όγκου. Αλλά για εξαιρετικά υψηλό - απαιτήσεις έντασης ήχου, χύτευση ή άλλο υψηλό - Οι διαδικασίες χύτευσης ταχύτητας μπορεί να είναι πιο κατάλληλες.

2. Ποιο είναι το μέγιστο μέγεθος των εξαρτημάτων που μπορούν να παραχθούν χρησιμοποιώντας χύτευση βαρύτητας?

• • Το μέγιστο μέγεθος των εξαρτημάτων που μπορούν να παραχθούν με χύτευση βαρύτητας περιορίζεται κυρίως από το μέγεθος του φούρνου, η χωρητικότητα της κουτάλας, και το καλούπι - παραγωγή δυνατοτήτων. Γενικά, Η χύτευση βαρύτητας μπορεί να παράγει σχετικά μεγάλα μέρη σε σύγκριση με μερικές άλλες μεθόδους χύτευσης. Για παράδειγμα, Μεγάλα μπλοκ κινητήρα ή βιομηχανικά εξαρτήματα μηχανημάτων με σημαντικές διαστάσεις μπορεί να είναι βαρύτητα - εκμαγείο. Ωστόσο, Καθώς αυξάνεται το μέγεθος του μέρους, Προκλήσεις όπως η εξασφάλιση της ομοιόμορφης πλήρωσης του καλουπιού και της σωστής στερεοποίησης γίνονται πιο έντονες. Αλλά με τον σωστό σχεδιασμό και τον έλεγχο της διαδικασίας χύσης, Τα μέρη που ζυγίζουν αρκετές εκατοντάδες κιλά ή περισσότερα μπορεί να είναι επιτυχώς βαρύτητα - εκμαγείο.

3. Πώς συγκρίνεται το κόστος της χύτευσης βαρύτητας με τη χύτευση?

• • Το αρχικό κόστος εργαλείων για χύτευση βαρύτητας είναι γενικά χαμηλότερο από αυτό της χύτευσης. Βαρύτητα - Τα καλούπια χύτευσης είναι σχετικά απλούστερα στο σχεδιασμό και την κατασκευή, ειδικά για λιγότερο σύνθετα μέρη. Ωστόσο, το - Το κόστος παραγωγής μονάδων της χύτευσης βαρύτητας μπορεί να είναι υψηλότερο για υψηλά - παραγωγή όγκου. Αυτό οφείλεται στο γεγονός ότι η χύτευση με μήτρα έχει μικρότερους χρόνους κύκλου και υψηλότερα ποσοστά παραγωγής, που μειώνει το per - κόστος μονάδας για μεγάλες ποσότητες. Για μικρό - να - μέσον - παραγωγή όγκου, Η χύτευση βαρύτητας μπορεί να είναι περισσότερο κόστος - αποτελεσματικό λόγω του χαμηλότερου κόστους εργαλείων του. Αλλά για ψηλά - Παραγωγή όγκου σύνθετων εξαρτημάτων με στενές ανοχές, Η χύτευση μπορεί να προσφέρει καλύτερο κόστος - συνολικά πλεονέκτημα.