Be pagrindų: kodėl proceso pasirinkimas yra strateginis sprendimas
Nors visi trys metodai sukuria metalo formą, jie skirtingai keičia vidinę mikrostruktūrą. Lieto metalo komponentas turi kristalinę struktūrą, idealiai tinkančią vibracijai slopinti, o kaltinė dalis turi kryptingą grūdelių srautą, kuris padidina atsparumą smūgiams.
Netinkamo proceso pasirinkimas turi daugiau įtakos nei vieneto kaina. Tai turi įtakos apdirbimo pašalpai, pristatymo laikui ir laužo kiekiui. Suprasdami, kada naudoti kalimą, o ne liejimą ar suvirinimą, nereikės mokėti už „per-suprojektuotą“ stiprumą arba „nepakankamą suprojektuotą“ ilgaamžiškumą.
Kas yra Casting
Tikslieji liejimo metodai (smėlis, investicijos, liejimas slegiant) Metalo liejimo paslaugos siūlo trumpiausią kelią nuo skysto metalo iki sudėtingos geometrijos.
Smėlio liejimas: geriausiai tinka sunkiems geležies komponentams (iki 100+ tonų), tačiau reikalauja didesnių leistinų nuokrypių.
Investicinis liejimas (Lost Wax): aukso standartaslieti metaliniai komponentaireikalaujantis griežtų leistinų nuokrypių (±0,005 in/in) ir Ra 3.2 paviršiaus apdailos.
Liejimas slėgiu: idealiai tinka didelio-tūrio aliuminio (pvz., A380) arba cinko dalims, kur reikalingos plonos sienos (iki 1,5 mm).
Privalumas: dizaino laisvė
Liejimas yra vienintelis procesas, kuris ekonomiškai{0}}efektyviai sukuria vidines aušinimo galerijas, sudėtingas spirales ir sumažinimus. Jei jūsų daliai reikia „tuščiavidurių“ profilių arba organinių formų, jūsų pagrindinis šaltinis yra pasirinktinis metalo liejimo tiekėjas.
Tipinės medžiagos ir standartai
Dauguma metalo liejimo paslaugų gamintojų dirba su:
Kalusis ketus: (ASTM A536) krumpliaračiams ir siurbliams.
Nerūdijantis plienas: (CF8M/316) vožtuvų korpusams.
Aliuminio lydiniai: (A356) lengviems konstrukciniams korpusams.
Kas yra kalimas - Maksimalus struktūrinis vientisumas
Kalimo metu naudojamos lokalios gniuždymo jėgos, kad metalo grūdelių struktūra būtų suderinta su detalės geometrija. Dėl to gaunamas didesnis atsparumas tempimui ir išeiga
stiprumas, palyginti su atsitiktine grūdelių orientacija, nustatyta liejiniuose.
Kur kalimas pranoksta liejimą
Diskusijose dėl liejimo ir kalimo stiprumo kalimas laimi „saugiai{0}}svarbias dalis. Kadangi procesas pašalina vidinį dujų poringumą ir tuštumus, kaltinės dalys (pvz., 4140 legiruotojo plieno švaistikliai) atlaiko 20-30 % didesnę apkrovą esant dideliam įtempimui.
Šis pranašumas ryškiausias esant cikliniam nuovargiui ir smūginei apkrovai, kai kalimo išlygintas grūdų srautas atitolina plyšio atsiradimą. Vien tik esant statinei tempimo apkrovai, tarpas gerokai susiaurėja. Palyginimas galioja vertinant tą patį lydinį tomis pačiomis termiškai -apdorotomis sąlygomis -, pavyzdžiui, kaltą 4140 plieną (užgesintas ir grūdintas iki ~900 MPa UTS), palyginti su investiciniu-lietiu 4140 lygiaverčiu terminiu apdorojimu.
Jei liejama dalis pagaminta iš žemesnės -specifikacijos lydinio arba kaltinei daliai taikomas agresyvesnis terminio apdorojimo ciklas, skirtumas gali viršyti šį diapazoną bet kuria kryptimi. Aliuminio lydinių stiprumo skirtumas tarp kaltinio ir lietinio paprastai yra mažesnis, nes yra aukštos kokybės-
aliuminio liejinių (pvz., A357-T6) tempiamasis stipris priartėja prie panašių kaltinių lydinių.
Kas yra Suvirinimas
Skirtingai nuo lietinių metalinių komponentų, suvirinant sujungiamos atskiros dalys (plokštės, vamzdžiai ar išspaudos). Tai būtina masyviems rėmams, kur "vokas" yra per didelis liejimo kolbai ar kalimo štampai.
Pagrindinis suvirinimo-pardavimas yra HAZ-sritis, esanti šalia suvirinimo briaunos, kur dėl karščio keičiasi metalo savybės. Norint išvengti konstrukcinių jungčių įtrūkimų, norint tinkamai pagaminti metalą, reikalingas įtempių-pašalinimas arba po-suvirinimo terminis apdorojimas (PWHT).
Mechaninės savybės-Išjungta: duomenimis-pagrįstas palyginimas
|
Turtas |
Liejimas (investicijos) |
Kalimas (uždaroji{0}}štampa) |
Suvirinimas (konstrukcinis plienas) |
|
Tempimo stiprumas |
Vidutinis (500–700 MPa) |
Aukščiausias (800-1200+ MPa) |
Aukštas (priklauso nuo netauriųjų metalų) |
|
Tipiška tolerancija |
±0,1 mm iki ±0,5 mm |
±0,5 mm iki ± 2,0 mm |
±2,0 mm iki ± 5,0 mm |
|
Paviršiaus apdaila |
Ra 1.6 - 3.2 μm |
Ra 6.3 - 12.5 μm |
Ra 12.5 - 25 μm |
|
Vidiniai defektai |
Galimas mikro{0}}poringumas |
Beveik{0}}nulinis poringumas |
Galimas šlakas/susiliejimo trūkumas |
Išlaidų paskirstymas: įrankiai ir vieneto kaina
Įrankių kliūtis
Liejimas: didelės išankstinės šablonų ar štampų išlaidos (5–50 tūkst. ir daugiau).
Kalimas: didžiausia išankstinė grūdinto plieno štampų kaina.
Suvirinimas: minimalios išankstinės išlaidos; daugiausia darbo ir įrangos{0}}varoma.
Gamybos apimties strategija
Didmeninėje prekyboje liejimo dalimis lūžio{0}}taškas paprastai prasideda nuo 100–500 vienetų. Mažo tūrio prototipams (1–10 vnt.) suvirinimas arba CNC apdirbimas iš ruošinių beveik visada yra ekonomiškesnis.
Realūs{0}}pasaulio scenarijai
EV variklio korpusas (aliuminis)
Pasirinkimo liejimas. Plonos sienos, sudėtingos šilumos{1}}išsklaidymo briaunos ir dideli -tūrio (100 000 ir daugiau vienetų) reikalavimai.
Sunkvežimio{0}„Knuckle“ visureigis
Pasirinkimo kalimas. Kodėl? Didelės smūginės apkrovos ir atsparumas nuovargiui yra privalomi keleivių saugumui.
15 pėdų pramoninio maišytuvo rėmas
Pasirinkimo suvirinimas. Per didelis standartinei lietų metalinių komponentų gamyklinei įrangai; leidžia montuoti moduliniu būdu.
Medžiagų suderinamumas
1
Tik liejimas. Dėl didelio anglies kiekio jis nesuvirinamas (skilinėja) ir nepakartojamas (dūžta).
2
Galima išlieti (vakuuminis investavimas) arba kaltas kosmoso reikmėms, tačiau suvirinimui reikalinga griežta argonu{0}}ekranuota aplinka.
3
Puikiai tinka kalti; suvirinimui reikalingas išankstinis -šildymas ir specialūs elektrodai.
Paviršiaus apdaila ir po{0}}apdorojimas
Dažna klaida yra liejinių apdirbimo fazės ignoravimas. Nors investicinis liejimas suteikia „beveik-neto-formą“, svarbiems sujungimo paviršiams (pvz., guolių sėdynėms) visada reikia antrinio CNC apdirbimo. Kaltoms detalėms dažnai reikia didesnio „blyksnio“ pašalinimo ir paviršiaus šlifavimo.
Pramonės standartai ir atitiktis
Patikrinkite, ar jūsų metalo liejimo paslaugų gamintojas arba kalimo įmonė turi
būtini sertifikatai:
Automobiliai: IATF 16949
Orlaiviai: AS9100D
Slėgio įranga: PED 2014/68/EU
Patikra: paprašykite II lygio NDT (neardomojo bandymo), įskaitant rentgeno spindulių ir magnetinių dalelių patikrinimą (MPI).
Kaip išsirinkti tinkamą gamybos partnerį
Svarbūs klausimai jūsų tiekėjui
1. "Ar atliekate kietėjimo modeliavimą?" (Būtina norint išvengti liejinių susitraukimo).
2. "Kokios jūsų galimybės beveik -neto{2}}formos kalimui?" (Siekiant sumažinti medžiagų švaistymą).
3. "Ar esate vertikaliai integruotų metalinių komponentų gamykla?" (Namų apdirbimas ir terminis apdorojimas sumažina pristatymo laiką).
DUK
K: Ar liejimas yra stipresnis nei suvirinimas?
A: Ne iš prigimties. Suvirinimo siūlė dažnai yra tvirtesnė už liejinį, tačiau suvirinimo siūlę supanti plotas (HAZ) gali būti gedimo taškas. Kaltiniai komponentai išlieka stipriausi apskritai.
K: Ar galiu suvirinti liejamą dalį?
A: Taip, jei medžiaga yra liejamas plienas arba tam tikros klasės aliuminis. Tačiau ketaus suvirinimas yra-didelė rizika ir reikalingas
specializuoti nikelio{0}}užpildymo strypai.
Kl .: Kaip sumažinti metalo liejimo paslaugų kainą?
A: Optimizuokite „grimzlės kampus“ ir vienodą sienelės storį, kad sumažintumėte laužo kiekį ir liejimo sudėtingumą.
Kl.: Ar galiu pereiti nuo liejimo prie kalimo vidurinės-programos, jei liejamos dalys ir toliau nepatikrina?
A: Taip, bet už didelę kainą ir laiką. Kalimas pašalina poringumą ir nenuoseklias savybes, tačiau reikalauja naujų štampų (brangesnių nei liejimo modelių), konstrukcijos pakeitimų (grimzlės kampai, geometrija) ir perkvalifikavimo pagal jūsų standartą (pvz., IATF 16949). Pirmiausia paprašykite perdavimo tiekėjo atlikti pagrindinės-priežasties analizės – dauguma problemų kyla dėl proceso parametrų, o ne dėl paties perdavimo. Perjunkite tik tuo atveju, jei dalis tikrai viršija liejimo galimybes.
Kl.: Mano dalis turi sudėtingą vidinę geometriją ir aukštus nuovargio reikalavimus – ar tai reiškia, kad man reikia ir liejimo, ir kalimo?
A: Taip, ir tai įprasta. Pavyzdys: hidraulinio siurblio korpusas – vidinių praėjimų investicinis liejimas, pavaros veleno kalimas. Neverskite vieno proceso visai daliai. Suprojektuokite surinkimą taip, kad kiekvienas komponentas naudotų geriausią procesą. Pakeitimas-: daugiau jungčių sandarinimui / tvirtinimui, todėl reikia surinkimo-lygio DFM peržiūros, o ne tik dalies-lygio.
Kl .: Kaip skiriasi skubių prototipų pristatymo laikas: liejimas, kalimas, suvirinimas?
A: Suvirinimas (iš žaliavos): greičiausias, 1–3 savaites, be įrankių.
Investicinis liejimas (3D-atspausdinti vaško raštai): 3–5 savaitės, nereikia jokių kietų įrankių.
Kalimas (uždaras-štampas): lėčiausias, mažiausiai 8–14 savaičių (štampai + terminis apdorojimas).
„Teisingas“ procesas randamas geometrijos, tūrio ir įtempių reikalavimų sankirtoje. Jei jums reikia sudėtingų detalių,metalo liejimo paslaugosyra jūsų geriausias pasirinkimas. Jei jūsų dalis yra didelio-įtempimo saugos komponentas, pirmenybę teikite kalimui. Masyvioms, mažo tūrio-konstrukcijoms suvirinimas yra pramonės standartas.
Bendradarbiavimas su nestandartiniu metalo liejimo tiekėju, kuris supranta šiuos metalurgijos niuansus, yra pirmasis žingsnis sėkmingos gamybos link.
Straipsnio nuoroda
-- Kalimo pramonės asociacija, forging.org