Oversikt over sentrifugalstøping
Sentrifugalstøping er en prosess som leverer komponenter med høy materialkvalitet. Som et resultat er det den foretrukne teknologien for applikasjoner som kompressorhus for jetmotorer, hydrosliteringer, mange militære produkter og andre høypålitelige applikasjoner. Det har også vist seg å være et kostnadseffektivt middel for å tilby komplekse former med reduserte maskineringskrav og lavere produksjonskostnader sammenlignet med smiing og fabrikasjoner.
De sentrifugalstøpeprosesstrinn begynner med at smeltet metall helles i en forvarmet, spinnende dyse. Dysen kan være orientert enten på en vertikal eller horisontal akse avhengig av konfigurasjonen av den ønskede delen.
Ved å spinne en form mens det smeltede metallet helles inn i den, virker sentrifugalkraften for å fordele det smeltede metallet i formen ved trykk som nærmer seg 100 ganger tyngdekraften. Kombinasjonen av dette påførte trykket og den tekniske mekanikken med kontrollert størkning og sekundær raffinering produserer komponenter av overlegen kvalitet.
Når dysen begynner å fylles, blir det tettere smeltede metallet tvunget til veggen av den roterende dysen. Retningsbestemt størkning av lydmetall fortsetter fra OD mot boringen, mens det mindre tette materialet, inkludert urenheter, "flyter" til ID
Når støpingen har størknet, fjernes delen fra dysen og gjenværende urenheter i ID maskineres bort, noe som resulterer i en defektfri struktur uten hulrom eller gasslommer.
Typer sentrifugalstøping
Det er to typer sentrifugalstøpeprosesser - vertikal og horisontal. I tillegg tilbyr noen produsenter nesten-nett-forming som kombinerer fordelene med sentrifugalstøping med OD-forming, kanskje til og med med den ferdige detaljen til eninvesteringsstøping.
Vertikal sentrifugalstøping
Noen produsenter produserer sentrifugalkomponenter, inkludert noen med OD-forming, i dyser som roterer rundt den vertikale aksen. Disse vertikale støpegodsene kan oppnå den OD-formingen ved å sette inn grafitt-, sand- eller keramiske former i formen - noe som resulterer i betydelig redusert etterbehandling, som maskinering eller fabrikasjon.
Detaljer på utsiden av støpestykket kan modifiseres fra den sanne sirkulære formen ved innføring av flenser eller knaster til den indre diameteren av formen. Den ferdige delen trenger ikke være symmetrisk, men i noen tilfeller gjør støpeformen det for å opprettholde balansen mens den spinner.
Innerdiameteren og derfor veggtykkelsen til støpegodset er funksjoner av mengden metall som helles inn i den roterende formen og mengden maskinert bort. Ved vertikal støping vil støpehøyden typisk være mindre enn det dobbelte av bredden.
Horisontal sentrifugalstøping
Noen sentrifugale støpemaskiner produserer bare horisontale støpegods der dysen roterer om den horisontale aksen. Dette er en kostnadseffektiv metode for å produsere rørformede komponenter av høy kvalitet.
Denne prosessen er spesielt egnet for lange sylindriske deler hvor støpelengden er betydelig lengre enn dens ytre diameter. Dette inkluderer rette rørseksjoner, lange sylindre med endeflenser, eller korte deler som ringer eller flenser hvor flere deler kan maskineres effektivt fra en rett sylinder.
En lang stålstøpeform spinnes i høy hastighet mens den er plassert horisontalt. Rotasjonshastigheten til formen er høy, for å oppveie gravitasjonskrefter. Deksler er festet i hver ende av formen for å inneholde det smeltede metallet, og en helletrakt brukes til å levere en spesifisert vekt av metall inne i formen.
Akkurat som ved vertikal støping, bestemmer den indre dimensjonen til formen OD-størrelsen på delen, mens mengden metall som helles i formen bestemmer ID-størrelsen.
Vakuumsentrifugalstøping
Sentrifugalstøping i vakuum brukes når detaljdetaljer og kontroll av eksponering for atmosfæren er kritisk siden noen legeringer, inkludert nikkel-kobolt superlegeringer, er reaktive for oksygen. I tillegg til fordelene ved å støpe i vakuum, realiseres den iboende høye metallintegriteten levert av sentrifugalstøping, inkludert retningsbestemt størkning, fravær av porøsitet og nettforming.Vakuum sentrifugalstøpinggir produkter med svært høy pålitelighet, ofte brukt i romfart og militære applikasjoner.
Retningsbestemt størkning
En nøkkeldynamikk i sentrifugalprosessen er at størkning kan skje i én retning. Den ytre størrelsen og formen på støpegodset bestemmes av formoverflaten, som fungerer som en avkjøling for å sette i gang størkning. Ved hjelp av eksoterme materialer som kan tilsettes ID etter helling, sammen med kjøleribben til formen ved OD, resulterer en temperaturgradient i retningsbestemt størkning fra OD til ID Flytende metall er kontinuerlig tilgjengelig for å mate støpegodset, noe som fremmer lydmetall til ID-en er endelig størknet.
Utvendig maskinering utføres vanligvis for å fjerne overflateruhet og opprettholde konsentrisitet med boringen. I noen applikasjoner er imidlertid en støpt OD-overflate akseptabel. Eventuell krymping som oppstår i en sentrifugal er ved ID, som alltid vil bli fjernet ved maskinering.
Når skal du velge sentrifugalstøping
Symmetriske deler som kan rotere på en akse.
Statiske støpematerialeegenskaper er utilstrekkelige.
Midtlinjekrymping er et problem ved bruk av andre støpeprosesser.
Begrensede ID-funksjoner.
Store deler, opptil 135,000 lbs. / 61 350 kg eller mer.
Høye maskineringskostnader for OD-forming.
Når nødvendig legering vil ikke fungere eller er ikke mulig for andre prosesser.
En jevn kornstruktur er nødvendig.
Dimensjonal integritet kreves.
