Przegląd odlewania odśrodkowego
Odlewanie odśrodkowe to proces, który dostarcza komponenty o wysokiej wytrzymałości materiału. W rezultacie jest to technologia wybierana do zastosowań, takich jak obudowy sprężarek silników odrzutowych, pierścienie hydrostatyczne, wiele produktów wojskowych i inne zastosowania o wysokiej niezawodności. Okazało się również, że jest opłacalnym sposobem zapewniania złożonych kształtów przy zmniejszonych wymaganiach w zakresie obróbki i niższych kosztach produkcji w porównaniu z odkuwkami i fabrykami.
Etapy procesu odlewania odśrodkowego rozpoczynają się od wlania stopionego metalu do wstępnie ogrzanej, przędzalniczej matrycy. Matryca może być zorientowana na osi pionowej lub poziomej, w zależności od konfiguracji pożądanej części.
Poprzez wirowanie formy, podczas gdy stopiony metal jest do niej wlewany, siła odśrodkowa działa, aby rozprowadzić stopiony metal w formie pod ciśnieniem zbliżonym do 100-krotności siły grawitacji. Połączenie tego przyłożonego ciśnienia i mechaniki inżynieryjnej kontrolowanego krzepnięcia i wtórnej rafinacji daje komponenty najwyższej jakości.
Gdy matryca zaczyna się wypełniać, gęstszy stopiony metal jest dociskany do ścianki wirującej matrycy. Kierunkowe krzepnięcie zdrowego metalu postępuje od średnicy zewnętrznej do otworu, podczas gdy mniej gęsty materiał, w tym zanieczyszczenia, „pływa” do ID
Po zestaleniu się odlewu część jest usuwana z matrycy, a pozostałe zanieczyszczenia w ID są obrabiane, co skutkuje wolną od defektów strukturą bez wnęk i kieszeni gazowych.
Rodzaje odlewów odśrodkowych
Istnieją dwa rodzaje procesów odlewania odśrodkowego – pionowe i poziome. Ponadto niektórzy producenci oferują kształtowanie zbliżone do siatki, które łączy zalety odlewania odśrodkowego z kształtowaniem OD, być może nawet z gotowym detalemodlewanie inwestycyjne.
Pionowe odlewanie odśrodkowe
Niektórzy producenci wytwarzają elementy odśrodkowe, w tym niektóre z kształtowaniem OD, w matrycach obracających się wokół osi pionowej. Te pionowe odlewy mogą osiągnąć to kształtowanie OD poprzez wstawienie form grafitowych, piaskowych lub ceramicznych do matrycy - co skutkuje znacznie zmniejszonym przetwarzaniem końcowym, takim jak obróbka lub wytwarzanie.
Szczegóły na zewnętrznej powierzchni odlewu mogą być modyfikowane z prawdziwego okrągłego kształtu przez wprowadzenie kołnierzy lub występów do wewnętrznej średnicy formy. Gotowa część nie musi być symetryczna, ale w niektórych przypadkach forma odlewnicza utrzymuje równowagę podczas przędzenia.
Średnica wewnętrzna, a tym samym grubość ścianki odlewu, są funkcjami ilości metalu wlanego do formy obrotowej i ilości obrabianej. Podczas odlewania w pionie wysokość odlewu będzie zwykle mniejsza niż dwukrotność szerokości.
Odlewanie odśrodkowe poziome
Niektóre kółka odśrodkowe wytwarzają tylko odlewy poziome, w których matryca obraca się wokół osi poziomej. Jest to opłacalna metoda wytwarzania wysokiej jakości elementów rurowych.
Proces ten jest szczególnie odpowiedni dla długich części cylindrycznych, gdzie długość odlewu jest znacznie dłuższa niż jego średnica zewnętrzna. Obejmuje to proste odcinki rur, długie cylindry z kołnierzami końcowymi lub krótkie części, takie jak pierścienie lub kołnierze, gdzie wiele części można skutecznie obrabiać z prostego cylindra.
Długa stalowa forma odlewnicza jest wirowana z dużą prędkością w pozycji poziomej. Prędkość obrotowa formy jest wysoka, aby zrównoważyć siły grawitacyjne. Na każdym końcu formy zamocowane są pokrywy, aby pomieścić stopiony metal, a lejek do nalewania służy do dostarczania metalu o określonej masie do wnętrza formy.
Podobnie jak w przypadku odlewania pionowego, wymiar wewnętrzny formy określa wielkość OD części, a ilość metalu wlanego do formy określa wielkość ID.
Odlewanie odśrodkowe próżniowe
Odlewanie odśrodkowe w próżni stosuje się, gdy szczegóły części i kontrola narażenia na działanie atmosfery mają kluczowe znaczenie, ponieważ niektóre stopy, w tym superstopy niklowo-kobaltowe, reagują z tlenem. Oprócz zalet odlewania w próżni, uzyskuje się nieodłączną wysoką integralność metalu zapewnianą przez odlewanie odśrodkowe, w tym kierunkowe krzepnięcie, brak porowatości i kształtowanie siatki.Odlewanie odśrodkowe próżniowedostarcza produkty o bardzo wysokiej niezawodności, często wykorzystywane w zastosowaniach lotniczych i wojskowych.
Krzepnięcie kierunkowe
Kluczową dynamiką w procesie odśrodkowym jest to, że zestalanie odbywa się w jednym kierunku. Zewnętrzny rozmiar i kształt odlewu jest określony przez powierzchnię matrycy (formy), która działa jak chłód, inicjując krzepnięcie. Za pomocą materiałów egzotermicznych, które można dodać do średnicy wewnętrznej po wylaniu, wraz z radiatorem formy przy średnicy zewnętrznej, gradient temperatury powoduje kierunkowe krzepnięcie od średnicy zewnętrznej do średnicy wewnętrznej Ciekły metal jest stale dostępny do zasilania odlewu, co sprzyja dźwięk metalu, aż ID, jeśli w końcu się zestali.
Obróbka zewnętrzna jest zwykle wykonywana w celu usunięcia chropowatości powierzchni i utrzymania współosiowości z otworem. Jednak w niektórych zastosowaniach dopuszczalna jest powierzchnia odlewana OD. Wszelkie skurcze występujące w wirówce znajdują się w ID, które zawsze będzie usuwane przez obróbkę skrawaniem.
Kiedy wybrać odlew odśrodkowy?
Symetryczne części, które można obracać wokół osi.
Właściwości materiału do odlewów statycznych są niewystarczające.
Kurczenie linii środkowej jest problemem przy innych procesach odlewania.
Ograniczone funkcje identyfikacji.
Duże części, do 135,000 funtów. / 61 350 kg lub więcej.
Wysokie koszty obróbki dla kształtowania OD.
Gdy jest to wymagane, stop nie będzie działał lub nie jest możliwy do zastosowania w innych procesach.
Wymagana jest jednolita struktura ziarna.
Wymagana jest integralność wymiarowa.
