Översikt över Centrifugalgjutning
Centrifugalgjutning är en process som levererar komponenter med hög materialhållfasthet. Som ett resultat är det den teknik som valts för applikationer som jetmotorkompressorhus, hydroslitringar, många militära produkter och andra högtillförlitliga applikationer. Det har också visat sig vara ett kostnadseffektivt sätt att tillhandahålla komplexa former med minskade bearbetningskrav och lägre tillverkningskostnader jämfört med smide och tillverkningar.
De centrifugala gjutprocessstegen börjar med att smält metall hälls i en förvärmd, spinnform. Formen kan vara orienterad antingen på en vertikal eller horisontell axel beroende på konfigurationen av den önskade delen.
Genom att snurra en form medan den smälta metallen hälls i den verkar centrifugalkraften för att fördela den smälta metallen i formen vid tryck som närmar sig 100 gånger tyngdkraften. Kombinationen av detta applicerade tryck och den tekniska mekaniken för kontrollerad stelning och sekundär raffinering ger komponenter av överlägsen kvalitet.
När formen börjar fyllas, tvingas den mer täta smälta metallen till väggen av den snurrande formen. Riktad stelning av ljudmetall fortskrider från OD mot hålet, medan det mindre täta materialet, inklusive föroreningar, "flyter" till ID:n
När gjutgodset har stelnat, avlägsnas delen från formen och kvarvarande föroreningar i ID maskinbearbetas, vilket resulterar i en defektfri struktur utan håligheter eller gasfickor.
Typer av centrifugalgjutning
Det finns två typer av centrifugalgjutningsprocesser – vertikala och horisontella. Dessutom erbjuder vissa tillverkare nästan nätformning som kombinerar fördelarna med centrifugalgjutning med OD-formning, kanske till och med med den färdiga detaljen av eninvesteringsgjutning.
Vertikal centrifugalgjutning
Vissa tillverkare tillverkar centrifugalkomponenter, inklusive några med OD-formning, i formar som roterar runt den vertikala axeln. Dessa vertikala gjutgods kan uppnå den OD-formningen genom att infoga grafit-, sand- eller keramiska formar i formen - vilket resulterar i avsevärt minskad efterbearbetning, som bearbetning eller tillverkning.
Detaljer på utsidan av gjutgodset kan modifieras från den verkliga cirkulära formen genom införande av flänsar eller utsprång till formens innerdiameter. Den färdiga delen behöver inte vara symmetrisk, men i vissa fall gör gjutformen det för att bibehålla balansen medan den snurrar.
Innerdiametern och därför väggtjockleken hos gjutgodset är funktioner av mängden metall som hälls i den roterande formen och mängden som bearbetats bort. Vid vertikal gjutning kommer höjden på gjutstycket typiskt att vara mindre än dubbelt så långt.
Horisontell centrifugalgjutning
Vissa centrifugalgjutmaskiner producerar endast horisontella gjutgods där formen roterar runt den horisontella axeln. Detta är en kostnadseffektiv metod för att producera högkvalitativa rörformade komponenter.
Denna process är speciellt lämpad för långa cylindriska delar där gjutlängden är betydligt längre än dess ytterdiameter. Detta inkluderar raka rörsektioner, långa cylindrar med ändflänsar eller korta delar som ringar eller flänsar där flera delar kan bearbetas effektivt från en rak cylinder.
En lång gjutform av stål snurras i hög hastighet medan den är placerad horisontellt. Formens rotationshastighet är hög för att kompensera gravitationskrafterna. Lock är fixerade i varje ände av formen för att innehålla den smälta metallen och en hälltratt används för att leverera en specificerad vikt metall inuti formen.
Precis som vid vertikal gjutning avgör formens inre dimension OD-storleken på delen, medan mängden metall som hälls i formen avgör ID-storleken.
Vakuumcentrifugalgjutning
Centrifugalgjutning i vakuum används när detaljdetaljer och kontroll av exponering för atmosfären är avgörande eftersom vissa legeringar, inklusive nickel-kobolt superlegeringar, är reaktiva mot syre. Förutom fördelarna med att gjuta i vakuum, realiseras den inneboende höga metallintegriteten som levereras av centrifugalgjutning, inklusive riktad stelning, frånvaro av porositet och nätformning.Vakuum centrifugalgjutningtillhandahåller produkter med mycket hög tillförlitlighet, som ofta används inom flyg- och militära tillämpningar.
Riktad stelning
En nyckeldynamik i centrifugalprocessen är att stelning lyckas ske i en riktning. Den yttre storleken och formen på gjutgodset bestäms av formen (formens) yta, som fungerar som en kyla för att initiera stelning. Med hjälp av exoterma material som kan läggas till ID efter gjutning, tillsammans med kylflänsen i formen vid OD, resulterar en temperaturgradient i riktad stelning från OD till ID Flytande metall är ständigt tillgänglig för att mata gjutgodset, vilket främjar ljudmetall tills ID:t om slutligen stelnat.
Exteriör bearbetning utförs vanligtvis för att avlägsna ytjämnhet och bibehålla koncentricitet med hålet. I vissa tillämpningar är dock en gjuten OD-yta acceptabel. Eventuell krympning som uppstår i en centrifugal är vid ID, som alltid kommer att tas bort genom bearbetning.
När ska man välja centrifugalgjutning
Symmetriska delar som kan rotera på en axel.
Det statiska gjutmaterialets egenskaper är otillräckliga.
Mittlinjekrympning är ett problem med andra gjutprocesser.
Begränsade ID-funktioner.
Stora delar, upp till 135,000 lbs. / 61 350 kg eller mer.
Höga bearbetningskostnader för OD-formning.
När så krävs kommer legeringen inte att fungera eller är inte genomförbar för andra processer.
En enhetlig kornstruktur krävs.
Dimensionell integritet krävs.
