Επισκόπηση φυγοκεντρικής χύτευσης
Η φυγοκεντρική χύτευση είναι μια διαδικασία που παρέχει εξαρτήματα υψηλής σταθερότητας υλικού. Ως αποτέλεσμα, είναι η τεχνολογία επιλογής για εφαρμογές όπως θήκες συμπιεστών κινητήρων αεριωθουμένων, δακτυλίους υδραυλικής φθοράς, πολλά στρατιωτικά προϊόντα και άλλες εφαρμογές υψηλής αξιοπιστίας. Έχει επίσης αποδειχθεί ότι είναι ένα οικονομικό μέσο παροχής σύνθετων σχημάτων με μειωμένες απαιτήσεις μηχανικής κατεργασίας και χαμηλότερο κόστος κατασκευής σε σύγκριση με σφυρηλάτηση και κατασκευές.
Τα στάδια της διαδικασίας φυγοκεντρικής χύτευσης ξεκινούν με το λιωμένο μέταλλο να χύνεται σε μια προθερμασμένη, περιστρεφόμενη μήτρα. Η μήτρα μπορεί να προσανατολιστεί είτε σε κάθετο είτε σε οριζόντιο άξονα ανάλογα με τη διαμόρφωση του επιθυμητού εξαρτήματος.
Περιστρέφοντας ένα καλούπι ενώ το λιωμένο μέταλλο χύνεται σε αυτό, η φυγόκεντρος δύναμη δρα για τη διανομή του τηγμένου μετάλλου στο καλούπι σε πιέσεις που πλησιάζουν 100 φορές τη δύναμη της βαρύτητας. Ο συνδυασμός αυτής της εφαρμοζόμενης πίεσης και της μηχανικής της ελεγχόμενης στερεοποίησης και δευτερογενούς διύλισης παράγει συστατικά ανώτερης ποιότητας.
Καθώς η μήτρα αρχίζει να γεμίζει, το πιο πυκνό λιωμένο μέταλλο πιέζεται στο τοίχωμα της περιστρεφόμενης μήτρας. Η κατευθυντική στερεοποίηση του υγιούς μετάλλου προχωρά από το OD προς την οπή, ενώ το λιγότερο πυκνό υλικό, συμπεριλαμβανομένων των ακαθαρσιών, "επιπλέει" στο ID
Μόλις στερεοποιηθεί η χύτευση, το τμήμα αφαιρείται από τη μήτρα και οι υπολειμματικές ακαθαρσίες στο ID αφαιρούνται με μηχανική επεξεργασία, με αποτέλεσμα μια δομή χωρίς ελαττώματα χωρίς κοιλότητες ή θύλακες αερίου.
Τύποι Φυγοκεντρικής Χύτευσης
Υπάρχουν δύο τύποι διεργασιών φυγοκεντρικής χύτευσης – κάθετη και οριζόντια. Επιπλέον, ορισμένοι κατασκευαστές προσφέρουν σχεδόν δίχτυ διαμόρφωση που συνδυάζει τα πλεονεκτήματα της φυγοκεντρικής χύτευσης με τη διαμόρφωση OD, ίσως ακόμη και με την τελική λεπτομέρεια ενόςχύτευση επενδύσεων.
Κάθετη Φυγοκεντρική Χύτευση
Ορισμένοι κατασκευαστές παράγουν φυγοκεντρικά εξαρτήματα, συμπεριλαμβανομένων ορισμένων με σχήμα OD, σε μήτρες που περιστρέφονται γύρω από τον κατακόρυφο άξονα. Αυτά τα κατακόρυφα χυτά μπορεί να επιτύχουν αυτή τη διαμόρφωση OD με την εισαγωγή γραφίτη, άμμου ή κεραμικών καλουπιών στη μήτρα – με αποτέλεσμα τη σημαντική μείωση της μετα-επεξεργασίας, όπως η μηχανική κατεργασία ή η κατασκευή.
Οι λεπτομέρειες στην εξωτερική επιφάνεια της χύτευσης μπορούν να τροποποιηθούν από το πραγματικό κυκλικό σχήμα με την εισαγωγή φλάντζες ή προεξοχές στην εσωτερική διάμετρο του καλουπιού. Το τελειωμένο μέρος δεν χρειάζεται να είναι συμμετρικό, αλλά, σε ορισμένες περιπτώσεις, το καλούπι χύτευσης διατηρεί την ισορροπία κατά την περιστροφή.
Η εσωτερική διάμετρος και επομένως το πάχος του τοιχώματος της χύτευσης είναι συναρτήσεις της ποσότητας μετάλλου που χύνεται στο περιστρεφόμενο καλούπι και της ποσότητας που υποβάλλεται σε μηχανική επεξεργασία. Κατά τη χύτευση κάθετα, το ύψος της χύτευσης θα είναι συνήθως μικρότερο από το διπλάσιο του πλάτους.
Οριζόντια φυγοκεντρική χύτευση
Ορισμένοι φυγοκεντρικοί τροχοί παράγουν μόνο οριζόντιες χυτές ύλες όπου η μήτρα περιστρέφεται γύρω από τον οριζόντιο άξονα. Αυτή είναι μια οικονομικά αποδοτική μέθοδος για την παραγωγή σωληνοειδών εξαρτημάτων υψηλής ποιότητας.
Αυτή η διαδικασία είναι ιδιαίτερα κατάλληλη για μεγάλα κυλινδρικά μέρη όπου το μήκος χύτευσης είναι σημαντικά μεγαλύτερο από την εξωτερική του διάμετρο. Αυτό περιλαμβάνει ευθύγραμμα τμήματα σωλήνων, μακριούς κυλίνδρους με ακραίες φλάντζες ή κοντά εξαρτήματα όπως δακτυλίους ή φλάντζες όπου πολλά μέρη μπορούν να κατεργαστούν αποτελεσματικά από έναν ευθύ κύλινδρο.
Ένα μακρύ καλούπι χύτευσης από χάλυβα περιστρέφεται με υψηλή ταχύτητα ενώ είναι τοποθετημένο οριζόντια. Η ταχύτητα περιστροφής του καλουπιού είναι υψηλή, για να αντισταθμίσει τις δυνάμεις βαρύτητας. Τα καλύμματα στερεώνονται σε κάθε άκρο του καλουπιού για να περιέχουν το λιωμένο μέταλλο και χρησιμοποιείται ένα χωνί χύτευσης για την παροχή ενός συγκεκριμένου βάρους μετάλλου μέσα στο καλούπι.
Όπως και στην κάθετη χύτευση, η εσωτερική διάσταση του καλουπιού καθορίζει το μέγεθος OD του εξαρτήματος, ενώ η ποσότητα μετάλλου που χύνεται στο καλούπι καθορίζει το μέγεθος ID.
Φυγοκεντρική χύτευση σε κενό
Η φυγοκεντρική χύτευση σε κενό χρησιμοποιείται όταν η λεπτομέρεια των μερών και ο έλεγχος της έκθεσης στην ατμόσφαιρα είναι κρίσιμοι, καθώς ορισμένα κράματα, συμπεριλαμβανομένων των σούπερ κραμάτων νικελίου-κοβαλτίου, αντιδρούν στο οξυγόνο. Εκτός από τα πλεονεκτήματα της χύτευσης σε κενό, επιτυγχάνεται η εγγενής υψηλή ακεραιότητα μετάλλου που παρέχεται από τη φυγοκεντρική χύτευση, συμπεριλαμβανομένης της κατευθυντικής στερεοποίησης, της απουσίας πορώδους και της διαμόρφωσης διχτυού.Φυγοκεντρική χύτευση κενούπαρέχει προϊόντα με πολύ υψηλή αξιοπιστία, που χρησιμοποιούνται συχνά στην αεροδιαστημική και στρατιωτικές εφαρμογές.
Κατευθυντική στερεοποίηση
Μια βασική δυναμική στη φυγόκεντρη διαδικασία είναι ότι η στερεοποίηση γίνεται προς μία κατεύθυνση. Το εξωτερικό μέγεθος και το σχήμα της χύτευσης καθορίζεται από την επιφάνεια της μήτρας (καλούπι), η οποία λειτουργεί ως ψύξη για την έναρξη της στερεοποίησης. Με τη βοήθεια εξωθερμικών υλικών που μπορούν να προστεθούν στο ID μετά την έκχυση, μαζί με την ψύκτρα του καλουπιού στο OD, μια διαβάθμιση θερμοκρασίας οδηγεί σε κατευθυντική στερεοποίηση από OD σε ID. Το υγρό μέταλλο είναι συνεχώς διαθέσιμο για την τροφοδοσία της χύτευσης, προωθώντας ήχο μέταλλο μέχρι να στερεοποιηθεί τελικά το ID.
Η εξωτερική κατεργασία συνήθως εκτελείται για την αφαίρεση της τραχύτητας της επιφάνειας και τη διατήρηση της ομοκεντρικότητας με τη διάτρηση. Ωστόσο, σε ορισμένες εφαρμογές, μια επιφάνεια OD ως χυτή είναι αποδεκτή. Οποιαδήποτε συρρίκνωση συμβαίνει σε φυγόκεντρο βρίσκεται στο ID, το οποίο θα αφαιρείται πάντα με μηχανική κατεργασία.
Πότε να επιλέξετε τη φυγόκεντρη χύτευση
Συμμετρικά μέρη που μπορούν να περιστρέφονται σε έναν άξονα.
Οι ιδιότητες του στατικού υλικού χύτευσης είναι ανεπαρκείς.
Η συρρίκνωση της κεντρικής γραμμής είναι ένα πρόβλημα με άλλες διαδικασίες χύτευσης.
Περιορισμένες δυνατότητες ταυτότητας.
Μεγάλα εξαρτήματα, έως 135,000 λίβρες. / 61.350 kg ή περισσότερο.
Υψηλό κόστος κατεργασίας για τη διαμόρφωση OD.
Όταν απαιτείται, το κράμα δεν θα λειτουργήσει ή δεν είναι εφικτό για άλλες διεργασίες.
Απαιτείται ομοιόμορφη δομή κόκκων.
Απαιτείται ακεραιότητα διαστάσεων.
