Огляд відцентрового лиття
Відцентрове лиття — це процес, який забезпечує виготовлення компонентів високої міцності. Як результат, це технологія вибору для таких застосувань, як корпуси компресорів реактивних двигунів, гідравлічні компенсаційні кільця, багато військових виробів та інших високонадійних застосувань. Він також виявився економічно ефективним засобом створення складних форм зі зниженими вимогами до механічної обробки та нижчими витратами на виробництво порівняно з куваннями та виготовленням.
Етапи процесу відцентрового лиття починаються з того, що розплавлений метал заливають у попередньо нагріту форму, що обертається. Залежно від конфігурації необхідної деталі матриця може бути орієнтована по вертикальній або горизонтальній осі.
Обертаючи форму під час заливання розплавленого металу, діє відцентрова сила, розподіляючи розплавлений метал у формі під тиском, який у 100 разів перевищує силу тяжіння. Поєднання цього прикладеного тиску та інженерної механіки контрольованого затвердіння та вторинного очищення виробляє компоненти найвищої якості.
Коли матриця починає заповнюватися, більш щільний розплавлений метал притискається до стінки обертової матриці. Направлене затвердіння міцного металу просувається від зовнішнього діаметра до отвору, тоді як менш щільний матеріал, включаючи домішки, «пливе» до внутрішнього
Після того, як відливка затвердіє, деталь виймають із матриці, а залишкові домішки з внутрішньої сторони видаляють механічним способом, у результаті чого утворюється бездефектна структура без порожнин або газових кишень.
Види відцентрового лиття
Існує два типи процесів відцентрового лиття – вертикальний і горизонтальний. Крім того, деякі виробники пропонують майже чисте формування, яке поєднує переваги відцентрового лиття з зовнішнім формуванням, можливо, навіть із готовою деталлюлиття по моделлю.
Вертикальне відцентрове лиття
Деякі виробники виробляють відцентрові компоненти, в тому числі з зовнішнім діаметром, у штампах, що обертаються навколо вертикальної осі. Ці вертикальні виливки можуть досягти такої зовнішньої форми, вставляючи графітові, піщані або керамічні форми в матрицю, що призводить до значного скорочення подальшої обробки, як-от механічна обробка або виготовлення.
Деталі на зовнішній поверхні виливка можуть бути змінені зі справжньої круглої форми шляхом введення фланців або виступів до внутрішнього діаметра форми. Готова деталь не обов’язково має бути симетричною, але в деяких випадках це робить ливарна форма, щоб підтримувати баланс під час обертання.
Внутрішній діаметр і, отже, товщина стінки відливки залежать від кількості металу, залитого у форму, що обертається, і кількості металу, що оброблюється. При вертикальному лиття висота лиття зазвичай буде меншою ніж подвійна ширина.
Горизонтальне відцентрове лиття
Деякі відцентрові машини виготовляють лише горизонтальні виливки, де матриця обертається навколо горизонтальної осі. Це економічно ефективний метод виробництва високоякісних трубчастих деталей.
Цей процес особливо підходить для довгих циліндричних деталей, де довжина відливки значно більша за зовнішній діаметр. Це включає в себе прямі секції труб, довгі циліндри з кінцевими фланцями або короткі деталі, такі як кільця або фланці, де кілька деталей можна ефективно виготовити з прямого циліндра.
Довга форма для лиття сталі обертається на високій швидкості в горизонтальному положенні. Швидкість обертання прес-форми висока, щоб компенсувати сили тяжіння. Кришки закріплені на кожному кінці форми для утримання розплавленого металу, а розливна лійка використовується для доставки заданої ваги металу всередину форми.
Так само, як у вертикальному литті, внутрішній розмір прес-форми визначає зовнішній розмір деталі, тоді як кількість металу, залитого у форму, визначає внутрішній розмір.
Вакуумне відцентрове лиття
Відцентрове лиття у вакуумі використовується, коли деталі деталі та контроль впливу атмосфери є критичними, оскільки деякі сплави, у тому числі нікель-кобальтові суперсплави, реагують на кисень. На додаток до переваг лиття у вакуумі реалізується властива висока цілісність металу, що забезпечується відцентровим литтям, включаючи спрямоване затвердіння, відсутність пористості та формування сітки.Вакуумне відцентрове литтязабезпечує продукти з дуже високою надійністю, які часто використовуються в аерокосмічній та військовій сферах.
Спрямоване затвердіння
Ключова динаміка відцентрового процесу полягає в тому, що затвердіння відбувається в одному напрямку. Зовнішній розмір і форма виливка визначається поверхнею матриці (форми), яка діє як охолоджувач, щоб ініціювати затвердіння. За допомогою екзотермічних матеріалів, які можуть бути додані до внутрішнього діаметра після заливки, разом із тепловідводом прес-форми на OD, температурний градієнт призводить до спрямованого затвердіння від OD до ID. Рідкий метал постійно доступний для живлення лиття, сприяючи міцний метал до остаточного затвердіння ID.
Зовнішня механічна обробка зазвичай виконується для усунення шорсткості поверхні та підтримки концентричності з отвором. Однак у деяких застосуваннях прийнятна поверхня зовнішнього діаметра, що має литий вигляд. Будь-яка усадка, що виникає у відцентровій машині, є на ID, який завжди усувається механічною обробкою.
Коли вибрати відцентрове лиття
Симетричні деталі, які можуть обертатися навколо осі.
Статичні властивості ливарного матеріалу недостатні.
Звуження центральної лінії є проблемою при використанні інших процесів лиття.
Обмежені функції ID.
Великі частини, до 135000 фунтів. / 61 350 кг або більше.
Високі витрати на обробку для формування OD.
При необхідності сплав не працюватиме або непридатний для інших процесів.
Потрібна однорідна зерниста структура.
Потрібна цілісність розмірів.
