Как избежать дефектов пористости при центробежном литье
В области современного промышленного производства центробежное литье широко используется при производстве ключевых компонентов в условиях высоких температур, высокого давления и сильных коррозийных сред благодаря своим преимуществам: высокой плотности, однородной структуре и превосходным механическим свойствам. Центробежное литье имеет незаменимые технические преимущества, особенно в производстве высокопроизводительных изделий, таких как высоколегированные трубы, детали оборудования для термообработки, металлургические валки и т. д.
Однако одним из наиболее распространенных и наиболее заметных дефектов процесса центробежного литья является пористость. Пористость не только ухудшает внешний вид отливки, но и может вызвать серьезное ухудшение механических свойств и даже привести к преждевременному выходу из строя в эксплуатации. Компания Wuxi Dongmingguan Special Metal Manufacturing Co., Ltd. уже давно занимается оптимизацией и контролем качества технологии центробежного литья, накопила богатый практический опыт и полагается на современное оборудование для моделирования и испытаний, чтобы эффективно снизить уровень пористости и обеспечить стабильную работу продукции в сложных условиях работы.
Краткий анализ причин появления пор
Образование пор при центробежном литье в основном связано со следующими факторами:
Газосодержание расплава слишком велико: В процессе плавки и разливки жидкий металл поглощает большое количество водорода, кислорода, азота и т. д., образуя закрытые пузырьки.
Сильная турбулентность в процессе разливки: необоснованная скорость и режим разливки приводят к тому, что газ втягивается в расплавленный металл и задерживается в тканях во время охлаждения.
Плохая вытяжка из формы. В конструкции формы не полностью предусмотрена вентиляция, что приводит к задержке газа в форме.
Нерациональное управление скоростью: недостаточная или чрезмерная центробежная сила может препятствовать миграции и выпуску газа в центр.
Испарение элементов сплава или образование химически активных газов: при высоких температурах некоторые элементы сплава могут разлагаться и выделять газы. Если не контролировать, легко образуются микропоры.
Решения и технические пути Уси Дунмингуань
Dongmingguan уже много лет активно занимается производством высоколегированных центробежных отливок, таких как радиационные трубы, ролики для высокотемпературных печей, валки для изготовления бумаги и колосники мусоросжигательных заводов. Он имеет зрелую и стабильную систему процессов. Чтобы эффективно избежать образования пор, компания разработала полный набор систематических решений: от контроля сырья, проектирования процессов, моделирования моделирования до обратной связи по обнаружению:
1. Строгий контроль сырья и управление плавкой.
Предприятие оснащено спектрометрами прямого считывания и портативными спектрометрами для осуществления полного процесса обнаружения содержания газочувствительных элементов (таких как H, O, S и т.д.) в сырье. В процессе плавки содержание газа в расплаве контролируется с помощью рафинирующих агентов и устройств дегазации (таких как вакуумная дегазация или продувка инертным газом), чтобы снизить потенциальный риск образования пор из источника.
2. Интеллектуальное моделирование процесса литья.
С помощью системы моделирования процесса литья ANYCASTING выполняется динамический анализ и визуальное моделирование потока расплавленного металла, пути миграции газа и зоны выхлопа формы для предварительного выявления турбулентных зон, зон застойного газа и потенциальных зон образования закрытых газовых масс для достижения целевых улучшений. Эта технология цифрового прогнозирования делает процесс проектирования более научным и надежным, а вероятность образования пор значительно снижается.
3. Оптимизация параметров заливки и контроля скорости.
В процессе центробежного литья контроль скорости является основным звеном, позволяющим избежать образования пор. Dongmingguan регулирует диапазон скоростей (например, 500–1500 об/мин) в соответствии с различными структурами продукта и характеристиками материала и устанавливает оптимальное линейное распределение скорости в сочетании с толщиной стенки и длиной отливки, чтобы расплавленный металл создавал достаточную центробежную силу во время высокоскоростного вращения, эффективно выталкивая легкие примеси и пузырьки к внутренней поверхности или центральной полости.
Кроме того, процесс постепенной разливки снижает скорость удара жидкого металла в форму, подавляет образование турбулентности и использует конструкцию формы для наклонной разливки или разливки снизу, чтобы улучшить стабильность наполнения и еще больше уменьшить явление захвата воздуха.
4. Точная конструкция пресс-формы и компоновка системы вентиляции.
На этапе проектирования пресс-формы техническая группа компании использует CAD/UG для трехмерного моделирования, разумно устанавливает вытяжные каналы и вентиляционные отверстия, чтобы обеспечить плавный выпуск избыточного газа из полости формы при высокоскоростном вращении во избежание образования застоявшихся газовых пор.
5. Строгий контроль качества и обратная связь по замкнутому контуру.
Готовые отливки подвергаются ряду методов неразрушающего контроля, таких как ультразвуковая дефектоскопия, магнитопорошковая дефектоскопия и испытание на герметичность, в сочетании с анализом кристаллической фазы, 3D-сканированием и геометрическим сравнением, чтобы точно определить источник дефектов и сформировать механизм обратной связи с обратной связью для технологических данных. Этот процесс не только улучшает стабильность продукта, но и обеспечивает научную основу для последующих усовершенствований процесса.
Как избежать дефектов включений при центробежном литье
В современной литейной промышленности дефекты включения (включения) являются одним из важных факторов, влияющих на внутреннее качество и эксплуатационные характеристики металлических отливок. Включения не только ослабляют механические свойства материала, но также могут стать причиной возникновения угроз безопасности, таких как трещины, утечки и усталостное разрушение. Контроль образования и распределения включений особенно важен для отливок, работающих в условиях высоких температур, высокой коррозии и высоких нагрузок. Являясь эффективным методом литья, центробежное литье (центробежное литье) обеспечивает структурное преимущество, позволяющее избежать включений благодаря своим уникальным принципам процесса.
Анализ причин включений в отливках
Включения в основном исходят из следующих аспектов:
Включения окисления и шлаковые включения при плавке;
Посторонние предметы, попавшие в форму или систему заливки;
Частицы, образующиеся в результате реакции неметаллических элементов в составе сплава;
Частицы шлака или твердой фазы, которые не могут быть эффективно отделены во время рафинирования и разливки.
Оставаясь в отливке, эти включения существенно влияют на ее плотность, однородность и усталостную прочность. Поэтому в высокотехнологичных сценариях применения, таких как радиационные трубы, печные ролики, высокотемпературные трубопроводы и другие компоненты, эффективный контроль включений стал одним из ключевых показателей качества отливки.
Как структурно избежать дефектов включений при центробежном литье
центробежное литье Сам процесс имеет физические характеристики естественного «удаления включений»:
Эффект центробежного разделения
В высокоскоростно вращающейся форме расплавленный металл под действием центробежной силы быстро перемещается к стенке формы, а включения низкой плотности и газы выбрасываются к центру или верху, тем самым «физически удаляясь» и концентрируясь в центре отливки или зоне стояка. Это делает фактическую площадь готового продукта (стенка трубы, рукав и т. д.) чистой по структуре и чрезвычайно низким содержанием примесей.
Динамический процесс затвердевания
Центробежное литье реализует динамический процесс затвердевания слой за слоем «снаружи внутрь». Внешний слой затвердевает первым, образуя оболочку, и включения нелегко завернуть в затвердевающий слой. В то же время остаточный расплав на более поздней стадии разливки легче сконцентрировать в центре отливки и удалить при последующей обработке.
Применимо для очистки системы сплавов
heat-resistant, wear-resistant and corrosion-resistant alloys produced by Wuxi Dongmingguan, such as high chromium, high nickel, nickel-based alloys, high-sulfur free-cutting steel, etc., have stable composition and high control precision, and are particularly suitable for centrifugal casting to obtain the ideal effect of uniform organization and low inclusion content.
Меры контроля включения в Дунмингуане: двойная гарантия управления технологиями
Как профессиональный производитель с годовой мощностью разливки 5000 тонн, компания Wuxi Dongmingguan применяет полный цикл управления процессом контроля включений:
1. Генерация управляющих включений из источника
Сырье проверяется при поступлении на завод, а для определения чистоты металла используются спектрометры прямого считывания и портативные спектрометры;
Строгая предварительная обработка перед плавкой и оптимизация различных элементов сплава в соответствии с результатами моделирования ANYCASTING;
Контроль процесса предпечного рафинирования и шлакоудаления, в том числе стандартизированное использование шлаковых адсорбентов и флюсов;
Температура перед печью и время металлургической реакции точно контролируются, чтобы избежать перегрева или пригорания металла.
2. Технологическая схема обеспечивает внешний отвод включений.
design of centrifugal casting molds fully considers the combination of inclusion collection area and riser system;
Контролируйте скорость вращения и скорость потока разливки, чтобы оптимизировать состояние потока металла и уменьшить турбулентность;
Перед использованием предварительно нагрейте форму до заданной температуры, чтобы избежать шлаковых включений, вызванных холодным металлом;
Закрытое управление во время процесса заливки для предотвращения внешнего загрязнения пылью.
3. Многомерные методы обнаружения обеспечивают чистоту готового продукта.
Дунмингуань оснащен рядом высококлассного оборудования обнаружения:
Ультразвуковой дефектоскоп позволяет обнаружить включения и глубину их распределения;
Магнитопорошковый дефектоскоп идентифицирует мельчайшие неметаллические посторонние предметы;
Система сравнительного анализа GEOMAGIC с помощью лазерного 3D-сканера может обеспечить высокоточное сравнение размеров продукта и модели конструкции, а также помочь в обнаружении внутренних аномалий тканей;
Кристаллофазовый анализатор оценивает чистоту микроструктуры;
Все данные испытаний архивируются и управляются с помощью цифровой системы для обеспечения полной прослеживаемости качества.
Какие детали подходят для центробежного литья?
В области современного производства металлов центробежное литье является эффективным и высококачественным процессом обработки металлов давлением. Благодаря уникальному технологическому механизму и превосходному качеству готовой продукции он играет незаменимую роль во многих высокотехнологичных отраслях промышленности. В этом процессе используются высокоскоростные вращающиеся формы для равномерного распределения жидкого металла по стенкам формы под действием центробежной силы, благодаря чему получаются высокопроизводительные отливки с одинаковой толщиной стенок, плотной структурой и примесями, сосредоточенными в центре или исключенными. По сравнению с традиционным статическим литьем центробежное литье имеет значительные преимущества в структурной прочности, внутреннем качестве и сроке службы готовой продукции.
Являясь профессиональной компанией по литью специальных металлов, компания Wuxi Dongmingguan Special Metal Manufacturing Co., Ltd. уже давно занимается исследованиями, разработками и производством изделий центробежного литья из жаропрочных, износостойких и коррозионностойких сплавов. Опираясь на свое превосходное географическое положение на берегу озера Тайху и сильную техническую мощь, компания продолжает расширять область применения центробежного литья для удовлетворения разнообразных потребностей отечественных и зарубежных клиентов в высокопроизводительных деталях.
Какие детали подходят для центробежного литья?
Центробежное литье лучше всего подходит для изготовления деталей с симметричной полой структурой, высокими требованиями к осевой прочности, а также устойчивостью к коррозии при высоких температурах и высоком давлении. Согласно производственному опыту Dongmingguan, применимые детали можно грубо классифицировать следующим образом:
1. Детали оборудования для высокотемпературной термообработки.
se parts need to operate for a long time in a high temperature environment (generally 800℃~1200℃), requiring the material to have excellent oxidation resistance, thermal fatigue resistance and organizational stability. Centrifugal casting can significantly improve the density and thermal deformation resistance of parts, and is an ideal choice for manufacturing such equipment parts.
Типичные продукты:
Радиационные трубы
Подовые ролики печи
Конвейерные ролики
Приспособления для термообработки, вешалки и т. д.
Компания Wuxi Dongmingguan поставляла партиями радиационные трубы и печные ролики, отлитые центробежным способом, многим известным отечественным и зарубежным производителям оборудования для термообработки (таким как Epson, Aixie Lin, Fengdong). В реальном использовании они показали долгий срок службы и отличную устойчивость к высоким температурам, успешно заменяя многие импортные аналогичные продукты.
2. Ролики для металлургии и сталепрокатной промышленности.
Ролики в металлургическом оборудовании обычно подвергаются сложным механическим нагрузкам и термическим циклам, предъявляют чрезвычайно высокие требования к конструктивной прочности и устойчивости к термическим трещинам. Центробежное литье может не только обеспечить однородную структуру и отсутствие усадочных трещин, но также еще больше повысить производительность и экономичность роликов за счет разработки внутренних и внешних сплавов.
Типичные продукты:
Ролики для нагревательной печи холодной прокатки
Прижимные ролики горячей прокатки
Конвейерные ролики, правильные ролики и т.д.
high alloy furnace rollers, glass rollers, and galvanized tank sinking rollers produced by Dongmingguan are widely used in high-temperature continuous production lines such as steel and glass. They have been exported to Europe, Japan, South America and other countries and regions, and are well received by customers.
3. Износостойкие/коррозионностойкие трубопроводные изделия.
Для трубопроводов в таких отраслях, как нефтяная, химическая, бумажная промышленность и охрана окружающей среды, где необходимо транспортировать агрессивные или высокотемпературные среды в течение длительного времени, традиционное литье трудно обеспечить требования к сроку службы. Процесс центробежного литья позволяет добиться плотной структуры стенок трубы, бездефектной структуры, отсутствия песчаных отверстий и пор на внутренней стенке, тем самым значительно улучшая устойчивость трубной арматуры к коррозии и давлению.
Типичные продукты:
Трубы центробежного литья с высоким содержанием серы, автоматная резка
Жаростойкие трубы из сплавов с высоким содержанием хрома и никеля
Высоколегированные коррозионностойкие трубы на основе никеля или железа
Валки для целлюлозы, конвейерные ролики, тонущие трубы
Dongmingguan может производить различные изделия из труб центробежного литья с наружным диаметром от 50 мм до 1000 мм и длиной до 4000 мм, а также может настраивать комплексные услуги по составу сплавов, термической и механической обработке в соответствии с требованиями клиентов, предоставляя многосценарные решения для нефтехимической и энергетической промышленности.
4. Полые вращающиеся детали, выдерживающие высокие нагрузки.
Такие детали, как гильзы цилиндров двигателя, износостойкие втулки, втулки подшипников и т. д., к этим деталям обычно предъявляются высокие требования к точности размеров, износостойкости и концентричности внутреннего и внешнего кругов. Центробежное литье позволяет значительно улучшить соосность деталей и сократить припуски на обработку, а также является экономически эффективным выбором для массового производства таких деталей конструкций.
Преимущества центробежного литья в Уси Дунмингуань
Мощные технологические возможности: годовая мощность литья 5000 тонн, с различными характеристиками форм и возможностями управления скоростью для удовлетворения потребностей в центробежном литье различных размеров и материалов.
Специализированные материалы: фокусируясь на термостойких, износостойких и коррозионностойких сплавах, он может точно соответствовать различным сценариям использования в тяжелых условиях.
Полное оборудование: оснащено оборудованием для термообработки, таким как печи отжига и печи нормализации, а также оборудованием для полного процесса обработки, таким как токарные, фрезерные и расточные станки, для обеспечения комплексной доставки от литья до готовой продукции.
Ведущий контроль качества: Полное испытательное оборудование, включая спектрометры прямого считывания, кристаллические фазовые анализаторы, 3D-сканеры, ультразвуковые дефектоскопы, магнитопорошковые дефектоскопы и т. д., чтобы предоставить клиентам полную гарантию качества процесса.
Расширенная поддержка программного обеспечения: введение программных платформ, таких как моделирование литья ANYCASTING и моделирование напряжений ABAQUS, для улучшения управляемости процесса и снижения затрат на пробы и ошибки.
Центробежное литье
