Doskonałe produkty odlewane z metalu pochodzą od doświadczonych inżynierów projektantów i odlewni, która może płynnie podążać za projektem. Wybór lub ulepszenie odpowiedniego projektu odlewu do produkcji dużych lub małych części odlewanych z metalu może czasami stanowić wyzwanie. Rozważania dotyczące projektu odlewu to czynniki, które inżynierowie odlewni powinni wziąć pod uwagę podczas opracowywania rozwiązań w zakresie odlewania metali. W tym artykule omówiono wszystkie ważne kwestie związane z projektowaniem odlewów przed procesem odlewania metali. Jest to niezbędne, ponieważ zapewnia stabilność, elastyczność i trwałość produktu. Mamy nadzieję, że ten artykuł będzie pomocny przy wyborze odpowiedniego projektu lub weryfikacji projektu dostawcy dla danego zastosowania.
Każdy inżynier projektant powinien przestrzegać następujących podstawowych zasad projektowania odlewów.
- Wybierz proces odlewania metali/metodę odpowiednią dla charakterystyki mechanicznej części w zależności od rozważań dotyczących projektu odlewu. Na przykład, firma Dawang Metals oferuje trzy procesy odlewania: odlewanie inwestycyjne, odlewanie piaskowe i odlewanie skorupowe. Każdy z procesów odlewania ma swoje zalety i wady.
- Projektanci powinni wziąć pod uwagę lokalizację formy i wrót. Projekt musi uwzględniać równomierne podawanie stopionego metalu.
- Cały proces odlewania musi zapewniać idealne kontrole i praktyki.
Rozważania dotyczące projektu odlewu
Niektóre czynniki wpływają na odlewanie i krzepnięcie stopu podczas odlewania metalu. W szczególności czynniki te wpływają na rodzaj procesu odlewania, kształt sekcji odlewniczych i połączeń, wygląd powierzchni, integralność wewnętrzną stopu odlewniczego i dokładność wymiarową. Czynniki te są wysoce zalecane przy projektowaniu odlewów metalowych.
Profesjonalne projektowanie odlewów pozwala tworzyć wysokiej jakości odlewy metalowe. Zrozumienie geometrii odlewu, rodzaju stopu i preferowanego procesu odlewania jest niezbędne, aby uniknąć wysokich cen i czasochłonnych problemów.
Kształt i rozmiar
Kształt i rozmiar są pierwszymi czynnikami decydującymi o wyborze metody odlewania. Zwykle, jeśli docelowy odlew metalowy ma okrągły kształt, metoda odlewania inwestycyjnego jest najbardziej odpowiednia. Z drugiej strony, inżynierowie mogą wybierać między odlewaniem piaskowym a odlewaniem odśrodkowym w zależności od złożoności projektu.
Ponadto rodzaj metody odlewania metalu zależy również od wielkości odlewu. Fabryki Dawang Metals są w stanie wykonywać ciężkie odlewy metalowe. W takim przypadku metoda odlewania w piasku może wytwarzać cięższe odlewy metalowe niż metoda odlewania inwestycyjnego. Dlatego też kształt i rozmiar są głównymi czynnikami wpływającymi na projekt odlewu w przypadku profesjonalnych projektów.
Fluid Life
Żywotność płynu odnosi się do tego, jak swobodnie stopiony stop metalu przepływa wewnątrz formy. Żywotność płynu to okres od stanu topnienia do stanu chłodzenia, który przepływa przez małe rurki do komory formy o idealnej powierzchni konstrukcyjnej. Żywotność płynu określa grubość ścianki formy i długość cienkiego przekroju. Z drugiej strony, żywotność płynu zależy również od temperatury nadanej wnęce formy.
Unikalne właściwości metalurgiczne i stan chemiczny stopu również decydują o jego trwałości. Żywotność stopu zmienia zatem elementy strukturalne i estetyczne odlewu.
Zestalanie Skurcz
Skurcz metalu odnosi się do wewnętrznej i zewnętrznej zmiany stopionego metalu w stan stały na zaprojektowanej powierzchni. Skurcz ma kluczowe znaczenie w projektowaniu odlewów, ponieważ nieoczekiwanie zmienia wymiar odlewu. Inżynierowie projektujący odlewy muszą wziąć pod uwagę właściwości skurczowe metalu, aby uzyskać dokładny kształt i integralność odlewu.
Podczas chłodzenia stopionego metalu, skurcz krzepnięcia tworzy trzy różne etapy skurczu: Etap kurczenia się cieczy, Etap przejścia cieczy w ciało stałe i Etap krzepnięcia. W rozważaniach dotyczących projektowania odlewów etap skurczu cieczy nie ma znaczącego wpływu, podczas gdy inne etapy krzepnięcia są istotne dla ogólnego projektu.
Oprzyrządowanie to niestandardowy proces tworzenia form, który oblicza wymiar skurczu w celu osiągnięcia wymaganych tolerancji. Odlewanie inwestycyjne lub odlewanie piaskowe dodatkowo wykonuje skurcz krzepnięcia w procesie wlewowym. Wlewanie odnosi się do systemu dostarczania stopionego metalu.
Formacja żużlowa
Niektóre stopy metali są podatne na utlenianie, które tworzy żużel. Żużle te przekształcają się później w okrągłe lub niemetaliczne części odlewu. Odlewnia może jednak rozwiązać ten problem poprzez poprawę jakości i metod odlewania.
W przeciwieństwie do tego, inżynierowie projektowi mogą również rozwiązać ten problem, umieszczając istotne powierzchnie w dolnej części formy, która jest bardziej podatna na utlenianie.
Temperatura nalewania
"Temperatura zalewania" odnosi się do krytycznego punktu temperatury, w którym stopiony metal jest gotowy do umieszczenia w gnieździe formy. Czasami, z powodu nadmiernej temperatury, odlew może mieć lepki piasek lub szorstką powierzchnię.
W takim przypadku koncentracja ciepła może powodować problemy ze stopami o niższej temperaturze. Projektant odlewów może rozważyć lepszą geometrię, aby wyeliminować ciepło w gnieździe formy.
Przepływ płynów
Przepływ stopionego metalu jest jednym z najważniejszych czynników branych pod uwagę przez projektantów odlewów. Laminarny przepływ stopionego metalu powinien być brany pod uwagę w celu uniknięcia nietypowego tworzenia się żużlu, turbulencji, przemieszczania się rdzenia i erozji ścian.
Turbulencja jest jedną z powszechnych wad odlewniczych w metodach odlewania metali. Występują one ze względu na prędkość i kierunek przepływu ciekłego stopionego metalu. Projektanci mogą zmniejszyć turbulencje poprzez ulepszenie systemu wlewowego, aby uzyskać bardziej płynny przepływ stopionego metalu.
Szczególnie ostre narożniki w sekcji projektowej są główną przyczyną turbulencji. Dlatego odlewy narożne muszą być zaokrąglone, aby uniknąć wad, takich jak turbulencje, erozja ścian lub przemieszczenie rdzenia.
System transformacji ciepła
Odpowiedni system ogrzewania jest niezbędny do uzyskania idealnego odlewu metalowego. Dlatego idealny system zarządzania ciepłem jest niezbędny dla geometrii projektu odlewu. Kierunkowe krzepnięcie jest krytycznym czynnikiem przy definiowaniu idealnego systemu zarządzania ciepłem.
Kolidacja kierunkowa odnosi się do procesu krzepnięcia od ścian wnęki do wewnątrz. Odpowiedni projekt geometrii może zapewnić ciągły gradient termiczny, aby uniknąć nieoczekiwanego skurczu. Czasami regularny przepływ cieczy może nie być wystarczający. W takim przypadku zewnętrzne chłodzenie może przyspieszyć krzepnięcie.
Istnieją dwa rodzaje dreszczy: wewnętrzne i zewnętrzne. Chłodziwa wewnętrzne znajdują się zwykle wewnątrz wnęki formy, a zewnętrzne na zewnątrz formy. Chłodziarki zewnętrzne są wykonane z żelaza, miedzi i grafitu, które mogą zmniejszyć ciepło odlewu szybciej niż otaczająca je forma. Głównym celem tych chłodzeń jest zapewnienie prawidłowego procesu krzepnięcia metalu.
.
Dlaczego należy unikać koncentracji metalu w stawach?
Jak wspomniano wcześniej, proces krzepnięcia może nie być podobny we wszystkich miejscach formy. W takim przypadku chłodzenie pomaga wyeliminować ciepło i zapewnić doskonały proces krzepnięcia. Zwykle proces krzepnięcia na złączach jest wolniejszy niż w innych miejscach. Dlatego też wewnętrzne chłodzenie jest tutaj bardzo pomocne.
W takim przypadku należy unikać koncentracji metalu na połączeniach. W przeciwnym razie mogą pojawić się pewne wady odlewnicze spowodowane nieprawidłowym procesem krzepnięcia.
Rozważania dotyczące konstrukcji złącza
Połączenia takie jak L, T, V, Y i + są najczęstszymi przykładami połączeń w odlewach metalowych. Miejsce połączeń ma większą objętość niż inne miejsca części. Ta większa objętość reprezentuje strefę ekstremalnych gorących punktów. Tego typu miejsca mogą powodować nieprawidłowe krzepnięcie.
Projektanci mogą rozwiązać ten problem poprzez przeprojektowanie połączenia z ostrych krawędzi na zaokrąglone rogi. Zastosowanie wewnętrznych chłodzeń dla połączeń typu T i + może rozwiązać ten problem.
Tolerancja wymiarów
Tolerancja jest integralną częścią projektowania odlewów. Tolerancja wymiarowa odnosi się do najbliższego odchylenia od wymaganego pomiaru odlewu metalowego. Zgodnie ze standardową tolerancją odlewania, odlewanie inwestycyjne może ograniczyć tolerancję liniową ±0,13 mm do 25 mm, a odlewanie piaskowe może zdefiniować tolerancję ±0,53 mm do 175 mm. Zwykle odlewanie inwestycyjne ma mniejsze tolerancje niż inne metody odlewania metali.
Wykończenie powierzchni
Wszystkie części odlewane wymagają wykończenia powierzchni. Odnosi się to do zewnętrznej tekstury odlewu metalowego. Zwykle odlewanie inwestycyjne ma lepsze wykończenie powierzchni niż metoda odlewania w piasku. Oznacza to, że odlewanie inwestycyjne wymaga mniej obróbki niż proces odlewania w piasku. Z drugiej strony, jeśli kupujący wymaga odlewu piaskowego z bardziej wyrafinowanym wykończeniem powierzchni, inżynierowie projektowi wybiorą bardziej złożony projekt. Bardziej rozbudowany plan będzie kosztował dodatkowy kapitał i czas.
Wykończenie powierzchni jest zatem integralną częścią czynników branych pod uwagę przy projektowaniu odlewów. Różne metody odlewania wymagają różnych wskaźników wykończenia powierzchni.
Końcowe wymagania dotyczące obróbki
Po uformowaniu stopionego metalu nadal nie osiąga on wymaganego kształtu. Później przejdzie przez końcowy etap obróbki i usunie niektóre części metalowego odlewu. Oznacza to, że inżynierowie projektanci muszą wziąć pod uwagę określoną ilość materiałów usuniętych z ostatniej części odlewu metalowego. Dlatego jest to również integralna część rozważań dotyczących projektowania odlewów.
W odlewach ze stali węglowej warstwa odwęglenia pojawia się podczas procesu odlewania. Dlatego naddatek na obróbkę powinien być równy grubości warstwy odwęglenia. Naddatek na obróbkę wynosi 2 ~ 4 mm, a inne rodzaje obróbki powierzchni 0,5 ~ 1,5 mm.
Obróbka skrawaniem to czasochłonny i kosztowny proces. Z tego powodu Dawang Metals znajduje inne sposoby na znalezienie lepszego rozwiązania. W tym przypadku, zamiast produkcji, kutych części i konwencjonalnego odlewania, proces produkcji w kształcie zbliżonym do siatki łączy odlewanie piaskowe lub odlewanie inwestycyjne z odlewaniem odśrodkowym. Metoda kształtowania zbliżonego do siatki jest bliska wymaganemu wymiarowi. W ten sposób metoda ta zmniejsza potrzebę obróbki końcowej.
Wnioski
Doskonałe odlewanie metali wiąże się z doskonałym projektem i wieloma kwestiami związanymi z projektowaniem odlewów. Dawang Metals wykorzystuje najnowszą technologię do wykonywania wszystkich tych rozważań projektowych. Dzięki temu produkty Dawang cieszą się renomą na światowym rynku odlewniczym.
Jednak nasi klienci mogą wymyślać dowolne projekty odlewów. Sprawdzając względy projektowe, nasi eksperci od odlewów dostarczą w razie potrzeby sugestie projektowe. Nasi klienci mogą również zadawać wszelkie pytania dotyczące metod odlewania.
