Vodič za vrste procesa livenja

Različite vrste procesa livenja
Jack Lie Stručnjak za CNC mašinsku obradu

Specijalizirani za CNC glodanje, CNC tokarenje, 3D štampanje, lijevanje uretana, brzu obradu alata, brizganje, livenje metala,


Došlo je do porasta broja industrijskih potreba i aplikacija, što je dovelo do porasta potražnje za sofisticiranim i visokokvalitetnim proizvodima. Srećom, procesi livenja mogu se raščlaniti na različite potkategorije, od kojih svaka može proizvesti komplikovane i precizne proizvode prilagođene određenom skupu upotreba i zahtjeva.

Korisno je biti svjestan i prednosti i mana različitih metode livenja prije nego što odlučite koji ćete koristiti kako biste zadovoljili potrebe vašeg proizvodnog projekta. Ovaj članak nudi sažet uvod u različite metode lijevanja, raspravljajući o njihovim prednostima i nedostacima.

Ukratko o proceduri kastinga

Lijevanje je proces proizvodnje koji uključuje izlijevanje rastopljenog metala u kalup, omogućavajući mu da se stvrdne, dok se ohladi na sobnu temperaturu. To rezultira proizvodnjom metalnih komada željenog oblika. Bez obzira na dimenzije komponenti koje se proizvode, sposoban je za stvaranje kompliciranih i sofisticiranih komada.

Budući da livenje može napraviti izotropne metalne komponente u velikom broju, to je prikladna metoda za masovnu proizvodnju zbog svoje sposobnosti. Osim toga, postoji nekoliko oblika livenja, od kojih se svaki razlikuje od drugih po vrsti materijala i kalupa koje koristi za ispunjavanje potreba određenog korisnika.

Postoji mnogo vrsta procesa livenja

Postoji mnogo različitih procesa za livenje, a svaki tip ima jedinstven skup prednosti i nedostataka koji se razlikuju u zavisnosti od zahteva korisnika.

Proces lijevanja u pijesak

Proces lijevanja u pijesak

Metodom lijevanja u pijesak mogu se lijevati različite legure crnih i obojenih metala. Metalne livene komponente za automobile, kao što su blokovi motora, cilindrične glave, radilice, itd., samo su neki od primjera proizvoda koji imaju koristi od njihove široke upotrebe u industrijskim jedinicama za masovnu proizvodnju.

Kalup napravljen od materijala na bazi silicijum dioksida, uključujući prirodno vezani ili sintetički pesak, koristi se da obezbedi ujednačenu površinu kalupa za postupak. Površina kalupa je podijeljena na gornju i donju vučnu polovicu. Ulivanjem rastopljenog metala u kalup i ostavljanjem da se ohladi u željeni oblik je postignuto. Posljednji korak u livenju metala je uklanjanje viška materijala i dorada konačnog proizvoda.

U nastavku saznajte prednosti i nedostatke.

Prednosti:

  • Relativno jeftin u pogledu troškova proizvodnje, posebno u maloj proizvodnji
  • Proizvodnja velikih delova
  • Može liveno gvožđe i legure obojenih metala
  • Može se reciklirati
  • Obrada metala sa visokim tačkama topljenja kao što su titanijum i čelik

Nedostaci:

  • Niži nivo tačnosti u odnosu na druge alternative
  • Nije prikladno za dijelove sa unaprijed određenim specifikacijama veličine i težine
  • Proizvodi napravljeni ovim procesom imaju hrapavu površinu

Gravitaciono livenje pod pritiskom

Gravitaciono livenje pod pritiskom

Gravitaciono livenje pod pritiskom, koje se takođe često karakteriše kao trajno livenje u kalupe, je metoda proizvodnje metala i metalnih legura ponovnim korišćenjem kalupa sastavljenih od metala kao što su čelik, grafit i drugi slični materijali. Ovaj odljevak metala može proizvoditi različite predmete, uključujući zupčanike, mjenjače, priključke za crijeva, kotače, klipove motora itd.

Tokom procesa, gravitacija se koristi kako bi se olakšalo izlivanje tečnog metala direktno u šupljinu kalupa. Matrica može biti nagnuta da upravlja punjenjem, što rezultira većom pokrivenošću. Nakon što je otopljeni metal ostavljen da se ohladi, proizvodi se formiraju tako što se ostavlja da se stvrdne u kalupu. Legure olova, aluminijuma, cinka i magnezijuma, kao i određene bronce i liveno gvožđe, sve je lakše za livenje zahvaljujući ovoj metodi.

Za razliku od ostalih postupaka lijevanja pod pritiskom, ovaj koristi metodu odozdo prema gore za punjenje kalupa. Ovom metodom postiže se veća brzina livenja nego lijevanjem u pijesak. Međutim, visoka cijena se uglavnom može pripisati metalnim kalupima potrebnim za proizvodnju.

U nastavku saznajte prednosti i nedostatke.

Prednosti:

  • Veći kvalitet površine proizvoda zbog brzog očvršćavanja
  • Izrađeni proizvodi sa visokom tolerancijom i visokom preciznošću
  • Povećana produktivnost, smanjeni troškovi i vrijeme proizvodnje zahvaljujući kalupima za višekratnu upotrebu
  • Izrađeni proizvodi imaju bolja mehanička svojstva

Nedostaci:

  • Izazov je baciti objekte koji zahtijevaju složene oblike
  • Veći troškovi proizvodnje kalupa
  • U proizvodu može ostati udubljenje kada se odljevak izvadi iz kalupa mehanizmom za izbacivanje

Lijevanje pod pritiskom

Lijevanje pod pritiskom

Postoje dvije metode tlačnog livenja. I niskotlačno i visokotlačno livenje pod pritiskom su primjeri ovog procesa. Lijevanje pod visokim pritiskom je steklo popularnost za masovnu proizvodnju kompliciranih geometrija koje zahtijevaju veliku preciznost. S druge strane, livenje pod niskim pritiskom je metoda izbora za masovnu proizvodnju velikih i jednostavnih komponenti.

Obojeni metali i legure, uključujući cink, kalaj, bakar i aluminijum, se pod visokim pritiskom unose u kalup za višekratnu upotrebu prekriven mazivom u ovoj metodi livenja metala. Neophodno je održavati visok pritisak tokom postupka brzog injektiranja jer sprečava stvrdnjavanje metala. Kao posljednji korak, dolazi do vađenja i dorade odljevka kako bi se eliminirao ostatak otpada.

Punjenje kalupa je mjesto gdje se livenje pod pritiskom i livenje pod pritiskom razlikuju. Za razliku od gravitacionog tlačnog livenja, livenje pod pritiskom koristi pritisak i ubrizgava rastopljeni metal direktno u metalnu matricu. Zatim se tečni metal brzo hladi kako bi se dobio gotov proizvod.

U nastavku saznajte prednosti i nedostatke.

Prednosti:

  • Bliska tolerancija dimenzija i visoka preciznost
  • Odličan kvalitet proizvoda i visoka efikasnost
  • Manje potrebe za mašinskom obradom nakon livenja
  • Nepotreban za zamjenu matrice

Nedostaci:

  • Veći troškovi alata
  • Koristan samo za obojene materijale
  • Nije idealno za strukturne dijelove jer je teško odrediti mehanička svojstva proizvoda
  • Veća kapitalna investicija zbog kompletne instalacije

Investicijski Casting

Dio za investiciono livenje

Investiciono livenje, koje se naziva i livenje u izgubljenom vosku, je metoda izrade keramičkog kalupa od voštanog uzorka kombinovanjem voska sa sredstvom za fluksiranje i vezivom. Kada je kalup spreman, rastopljeni metal se ulijeva u njega kako bi se stvorili odljevci. Proizvodi za livenje metala kao što su zupčanici, ramovi za bicikle, moto diskovi i rezervni delovi za mašine za peskarenje mogu se proizvoditi pomoću livenja po investicionom mehanizmu. Imajte na umu da je to skupa i radno intenzivna metoda koja se može koristiti za masovnu proizvodnju ili komplicirane odljevke.

U nastavku saznajte prednosti i nedostatke.

Prednosti:

  • Idealno za proizvodnju dijelova kojima su potrebni tanki zidovi, visok kvalitet površine i veća složenost
  • Smanjene potrebe za obradom nakon livenja
  • Korisno za livenje legura koje se teško tope poput tankog čelika, nerđajućeg čelika itd
  • Može baciti proizvod pod uglovima od 90 stepeni

Nedostaci:

  • Veći troškovi rada
  • Duži proizvodni ciklus
  • Veći troškovi proizvodnje kalupa
  • Novi zahtjevi kalupa za kreiranje uzoraka voska za svaki ciklus livenja

Gipsani Casting

Gipsani Casting

Lijevanje gipsa je prilično slično livenju u pijesak, s glavnom razlikom u tome što se kalup stvara korištenjem smjese Plaster of Paris. Smanjena toplotna provodljivost i toplotni kapacitet gipsa znače da on hladi metal sporije od peska, što omogućava veću preciznost, čak i u slučaju komponenti uskog poprečnog preseka. Međutim, ne može podnijeti toplinu željeznih materijala na visokim temperaturama.

Posebno, metoda livenja u gipsani kalup može proizvesti odljevke od samo 30 grama do 45 kg. Slika ispod prikazuje ovu tehniku sa livenom komponentom debljine preseka od 1 mm.

U nastavku saznajte prednosti i nedostatke.

Prednosti:

  • Visoka tačnost dimenzija
  • Završna obrada glatke površine
  • Sposobnost livenja složenih oblika sa tankim zidovima

Nedostaci:

  • Viši troškovi proizvodnje od većine operacija livenja
  • Materijal za oblikovanje gipsa će možda trebati često mijenjati
  • Nije izvodljivo za materijale visoke tačke topljenja
  • Za razliku od livenja u pijesak, korišteni materijal je nestabilan

Centrifugal Casting

Centrifugal Casting

Centrifugalno livenje, koje se često naziva roto livenje, je postupak koji koristi centrifugalne sile za proizvodnju cilindričnih komada za upotrebu u industrijskim okruženjima. U ovoj metodi livenja metala, rastopljeni metal se sipa u rotirajuću matricu koja je zagrijana prije početka procesa. Kada je kalup pod velikim pritiskom, centrifugalne sile pomažu u distribuciji rastaljenog metala kroz kalup.

Pravo centrifugalno livenje, polucentrifugalno livenje i vertikalno centrifugalno livenje su tri vrste centrifugalnog livenja. Kod pravog centrifugalnog livenja puni se samo polovina kalupa, dok se kod polucentrifugalnog livenja puni ceo kalup. Međutim, kod istinskog centrifugalnog livenja, rastopljeni metal prianja uz bočne zidove zbog konstantne rotacije. Vertikalno centrifugalno lijevanje, s druge strane, koristi usmjereno oblikovanje na isti način kao i pravo centrifugalno lijevanje.

Cilindri i drugi rotirajući oblici su uobičajeni rezultati centrifugalnog livenja – predmeti kao što su ležajevi, klipni prstenovi, ploče kvačila, košuljice cilindara, itd. Metalni nedostaci kao što su rupe za izduvavanje, skupljanje i džepovi za gas mogu se minimizirati izlivanjem iz centra kalupa . Nažalost, ne mogu se koristiti sve legure metala ovom metodom.

U nastavku saznajte prednosti i nedostatke.

Prednosti:

  • Manji gubitak i veći proizvodni prinosi
  • Odlivci velike gustine gotovo bez defekata
  • Olakšati proizvodnju kompozitnih metalnih odljevaka cijevi i rukava
  • Nema potrebe za usponima i kapijama

Nedostaci:

  • Potrebna su veća ulaganja
  • Visoki troškovi za kvalifikovanu radnu snagu
  • Ograničeno na proizvodnju dijelova specifičnih oblika

Lost-Foam Casting

Poput investicionog livenja, proces livenja izgubljene pjene koristi uzorak pjene umjesto voštanog. Premazivanje vatrostalnom keramikom nastaje nakon izrade uzorka i može se postići uranjanjem, premazivanjem, prskanjem ili četkanjem. Proizvod se zatim lijeva izlivanjem rastopljenog metala u kalup.

Ova metoda se primjenjuje na mnoge materijale, uključujući ugljični čelik, legirani čelik, legure željeza, legure lijevanog željeza i mnoge druge. Konkretno, metoda livenja izgubljene pjene koristi se za proizvodnju robe kao što su kućišta pumpe, ventili, armature i vatrogasni hidranti.

Visoka preciznost i tačnost u proizvodnji samo su dvije od mnogih prednosti livenja izgubljene pjene. Ipak, ova metoda je nepraktična za aplikacije male količine zbog nekoliko ograničenja.

U nastavku saznajte prednosti i nedostatke.

Prednosti:

  • Visoko precizno livenje
  • Dostupan za fleksibilan dizajn
  • Isplativo za veliku proizvodnju
  • Jasna proizvodnja

Nedostaci:

  • Visoki troškovi uzorka za malu proizvodnju
  • Višestruki proizvodni procesi dovode do sporijeg vremena isporuke
  • Potencijalno izobličenje i oštećenje uzorka kao rezultat niske čvrstoće

Vakuumsko livenje

Vakuumsko livenje

Po definiciji, vakuumsko livenje je metoda livenja u kojoj se šupljina kalupa evakuiše pod pritiskom od 100 bara ili manje. Otopljeni materijal se ulijeva u šupljinu kalupa unutar vakuumske komore kako bi se spriječilo stvaranje mjehurića zraka u metalu. Dok se metal ubrizgava u kalup, vakuumska drenaža šupljine matrice pomaže da se zarobljeni plinovi iz šupljine svedu na minimum. Sljedeći korak je stvrdnjavanje metala u komori prije nego što se pusti iz kalupa.

Automobilski, zrakoplovni, električni, pomorski, komunikacijski i drugi sektori samo su neki od mnogih koji redovito koriste metodu vakuumskog tlačnog livenja. Stoga su automobilski elementi karoserije i strukturne komponente šasije samo dva primjera onoga što se može napraviti korištenjem ove tehnike.

U nastavku saznajte prednosti i nedostatke.

Prednosti:

  • Poboljšana mehanička svojstva i poboljšan kvalitet površine tlačnog livenja
  • Idealan za proizvodnju proizvoda sa tankim zidovima
  • Omogućava zavarivanje i termičku obradu proizvoda
  • Savršeno za proizvodnju malih serija

Nedostaci:

  • Visoki troškovi alata
  • Kalup koji se koristi u procesu nije izdržljiv
  • Potencijalni problemi sa šupljinom

Squeezing Casting

Lijevanje pod pritiskom, također poznato kao tekuće kovanje, je hibridna metoda oblikovanja metala koja kombinuje kovanje i livenje u trajnim kalupima u jednom koraku. Tokom ovog postupka, određena količina rastopljene metalne legure se ubacuje u kalup. Zatim se koristi pritisak za oblikovanje materijala u željenu konfiguraciju. Nakon toga, metalna komponenta se zagrijava na temperaturu veću od njene točke topljenja i uklanja se iz kalupa.

Konkretno, livenje pod pritiskom je metoda livenja koja obećava upotrebu u proizvodnji kritičnih bezbednosnih komponenti za automobilske sisteme. Na primjer, okviri šasije, nosači, čvorovi, spojevi prostornog okvira i aluminijski prednji zglobovi upravljača su svi primjeri komponenti kritičnih za sigurnost.

Prednosti livenja i kovanja spojene su u ovom konkretnom odlivaku metala. Na primjer, korištenje visokog pritiska tokom procesa stvrdnjavanja pomaže u izbjegavanju skupljanja i poroznosti. S druge strane, zbog posebnih potreba za alatom, ova metoda livenja nije toliko popularna za masovnu proizvodnju kao neke druge metode livenja.

U nastavku saznajte prednosti i nedostatke.

Prednosti:

  • Izbjegavajte unutrašnje defekte kao što su rupe za skupljanje, pore itd
  • Završne obrade glatke površine
  • Izbjegnite pukotine od livenja
  • Sprečiti rasipanje sirovina
  • Proizvodi visoke čvrstoće

Nedostaci:

  • Cjelokupni proces je dug i potrebna je precizna kontrola
  • Geometrija dijela je manje fleksibilna
  • Niža produktivnost

Continuous Casting

U skladu s onim što naziv kaže, omogućava masovnu proizvodnju metalnih profila stabilnih poprečnih presjeka. Ova posebna metoda livenja se često koristi u proizvodnji čeličnih šipki. Osim toga, vertikalno livenje proizvodi polukontinuirane odljevke kao što su gredice, ingoti, šipke i drugi slični predmeti.

Tokom ovog postupka, rastopljeni metal se sipa unaprijed određenom brzinom u kalup otvorenog kraja koji je ohlađen vodom. Ovaj kalup je dizajniran da omogući da se površina čvrstog metala razvije na vrhu tekućeg metala u sredini kalupa. Stoga se stvrdnjavanje metala odvija spolja prema unutra. Čim se ovaj postupak završi, metalne niti mogu se uklanjati iz kalupa na kontinuiran način. Mehaničke makaze ili pokretne oksiacetilenske baklje mogu se koristiti za odsijecanje dužina predmeta koje su unaprijed određene.

Proizvodi izrađeni postupkom kontinuiranog livenja često su debeli, homogeni i konstantni u cijeloj svojoj cjelini. Njegova upotreba je ograničena na gore navedene aplikacije.

U nastavku saznajte prednosti i nedostatke.

Prednosti:

  • Širok raspon dimenzija dijelova za livenje
  • Smanjen gubitak materijala
  • Konstantna proizvodnja rezultira smanjenim troškovima

Nedostaci:

  • Skupljanje po središnjoj liniji može doći kada nema kontinuiranog hlađenja kalupa
  • Visoka početna investicija i veliki prostor za objekte
  • Lijevajte samo jednostavne oblike sa konstantnim poprečnim presjekom

Shell Molding

Shell Molding

Proces livenja poznat kao livenje školjke koristi kalupe za jednokratnu upotrebu. Prilično je sličan postupku lijevanja pijeskom, samo što je šupljinu kalupa formirana očvrslom pješčanom školjkom, a ne tikvicom s pijeskom. Upotrebljeni pijesak je finije veličine od pijeska koji se koristi u procesu lijevanja u pijesak. Kombinira se sa smolom kako bi se podvrgao toplinskoj obradi i mogao se učvrstiti u ljusku koja okružuje uzorak.

Prelivanje se koristi za proizvodnju raznih industrijskih predmeta, kao što su kućišta mjenjača, klipnjače, čamci malih dimenzija, haube vozila, glave cilindra, bregaste osovine, tijela ventila i tako dalje.

Proizvodi za livenje imaju površinsku završnu obradu koja je visokog kvaliteta i preciznih dimenzija. Ipak, komadi koji se mogu izlivati ovom metodom ograničeni su po veličini i težini.

U nastavku saznajte prednosti i nedostatke.

Prednosti:

  • Nema zahtjeva za dalju mašinsku obradu
  • Omogućava livenje složenih delova sa tankim zidovima
  • Niske potrebe za kvalifikovanom radnom snagom

Nedostaci:

  • Nije idealno za proizvodnju male količine
  • Veličina i težina dijela su ograničeni
  • Visoki troškovi velikog livenja zbog posebnog metalnog uzorka

Temeljni koraci raznih produkcija livenja

Procesi livenja se često sastoje od niza osnovnih koraka, kao što je kreiranje uzorka i kalupa, odabir legura metala za izlivanje i, na kraju, dorada komponente koja je izlivena.

Pattern Making

Prilikom izrade uzorka potrebno je prvo definirati oblik koji će kalup poprimiti. Vosak, pijesak, smola, pa čak i drvo su neki od materijala koji se koriste u tu svrhu.

Izrada kalupa

U sljedećem koraku, postoji potreba za proizvodnjom različitih kalupa koji se mogu koristiti za livenje. Pijesak, gips ili keramička školjka mogu se koristiti za stvaranje kalupa koji se koristi samo jednom. Svaki od ovih pristupa proizvodnji nije sličan ostalim. Peć se također može koristiti za spaljivanje uzoraka formiranih od pjene ili voska.

Odaberite Metalne legure

U zavisnosti od željenih svojstava, livenje se može napraviti od legura gvožđa ili obojenih legura. Legure su neka vrsta hemijskog sastava elemenata sa mehaničkim kvalitetima koji su optimalni za livene primene u kojima će se na kraju koristiti. Neki primeri legura gvožđa su kovno gvožđe, sivo gvožđe i čelik. Nasuprot tome, obojeni metali sadrže elemente kao što su bronza, bakar i legure aluminijuma.

Rastopite i ulijte leguru

Nakon što su metalne legure odabrane, metal se sipa u kalup. Komad čvrstog metala stavlja se na lončić i zagrijava na otvorenom plamenu ili u peći dok se ne rastopi. Rastopljeni metal se može sipati direktno iz lončića u manji kalup. Ipak, metal će možda morati biti prebačen u veću kutlaču prije nego što se izlije u kalup za veće odljevke.

Finishing

Nakon što se odljevak očvrsne, proizvod se može ukloniti i dati mu konačnu metalnu završnu obradu. Ribanje ili mašinska obrada glomaznijeg otpadnog materijala su dvije druge metode koje se koriste tokom procesa završne obrade.

Radite s Runsomom na rješavanju vaših potreba za kastingom

Odabir odgovarajućeg pristupa livenju i odgovarajućeg nivoa kompetencije za vaše proizvode je od suštinskog značaja. Runsom stavlja na raspolaganje tim kvalifikovanih inženjera sa bogatom stručnošću u raznim uslugama livenja, uključujući usluge livenja pod pritiskom, usluge vakuumskog livenja i usluge brizganja takođe se nude kako bi zadovoljili različite zahtjeve. U boljoj smo poziciji da vam pružimo savjet i odgovorimo na sva pitanja ili nedoumice koje imate zbog stručnosti našeg funkcionalnog tima.

Samo pošaljite svoje CAD datoteke i crteže na mreži i dobićete brzi citat u roku od 24 sata da saznamo koliko je naša sposobnost bacanja nevjerovatna.


Ostali članci koji bi vas mogli zanimati: