Prezentare generală a turnării centrifuge
Turnarea centrifugală este un proces care oferă componente cu o soliditate ridicată a materialului. Ca rezultat, este tehnologia de alegere pentru aplicații precum carcasele compresoarelor pentru motoare cu reacție, inelele de uzură hidro, multe produse militare și alte aplicații de înaltă fiabilitate. De asemenea, sa dovedit a fi un mijloc eficient din punct de vedere al costurilor de a oferi forme complexe cu cerințe de prelucrare reduse și costuri de fabricație mai mici în comparație cu piesele forjate și fabricațiile.
Etapele procesului de turnare centrifugă încep cu turnarea metalului topit într-o matriță de filare preîncălzită. Matrița poate fi orientată pe o axă verticală sau orizontală, în funcție de configurația piesei dorite.
Prin rotirea unei matrițe în timp ce metalul topit este turnat în ea, forța centrifugă acționează pentru a distribui metalul topit în matriță la presiuni care se apropie de 100 de ori forța gravitațională. Combinația dintre această presiune aplicată și mecanica inginerească a solidificării controlate și a rafinării secundare produce componente de calitate superioară.
Pe măsură ce matrița începe să se umple, metalul topit mai dens este forțat pe peretele matriței de filare. Solidificarea direcțională a metalului sunet progresează de la OD către orificiu, în timp ce materialul mai puțin dens, inclusiv impuritățile, „plutește” la ID.
Odată ce turnarea s-a solidificat, piesa este îndepărtată din matriță și impuritățile reziduale din ID sunt prelucrate, rezultând o structură fără defecte, fără cavități sau pungi de gaz.
Tipuri de turnare centrifugă
Există două tipuri de procese de turnare centrifugă - verticală și orizontală. În plus, unii producători oferă modelare aproape de rețea care combină beneficiile turnării centrifuge cu modelarea OD, poate chiar cu detaliul finit al unuiturnare de investiții.
Turnare centrifugă verticală
Unii producători produc componente centrifuge, inclusiv unele cu modelare OD, în matrițe care se rotesc în jurul axei verticale. Aceste turnări verticale pot obține acea modelare OD prin inserarea matrițelor de grafit, nisip sau ceramică în matriță - rezultând o post-procesare semnificativ redusă, cum ar fi prelucrarea sau fabricarea.
Detaliile de pe suprafața exterioară a turnării pot fi modificate de la adevărata formă circulară prin introducerea de flanșe sau boturi la diametrul interior al matriței. Piesa finită nu trebuie să fie simetrică, dar, în unele cazuri, matrița de turnare menține echilibrul în timp ce se rotește.
Diametrul interior și, prin urmare, grosimea peretelui turnării sunt în funcție de cantitatea de metal turnată în matrița rotativă și de cantitatea prelucrată. Când turnați vertical, înălțimea turnării va fi de obicei mai mică de două ori lățimea.
Turnare centrifugă orizontală
Unele turnatoare centrifuge produc numai piese turnate orizontale în care matrița se rotește în jurul axei orizontale. Aceasta este o metodă rentabilă pentru producerea de componente tubulare de înaltă calitate.
Acest proces este potrivit în special pentru piesele cilindrice lungi unde lungimea de turnare este semnificativ mai mare decât diametrul exterior. Acestea includ secțiuni de tub drepte, cilindri lungi cu flanșe de capăt sau piese scurte, cum ar fi inele sau flanșe, unde mai multe piese pot fi prelucrate eficient dintr-un cilindru drept.
O matriță lungă de turnare din oțel este rotită la viteză mare în timp ce este poziționată orizontal. Viteza de rotație a matriței este mare, pentru a compensa forțele gravitaționale. Capacele sunt fixate la fiecare capăt al matriței pentru a conține metalul topit și se folosește o pâlnie de turnare pentru a livra o greutate specificată de metal în interiorul matriței.
La fel ca în turnarea verticală, dimensiunea interioară a matriței determină dimensiunea OD a piesei, în timp ce cantitatea de metal turnată în matriță determină dimensiunea ID.
Turnare centrifugă în vid
Turnarea centrifugă în vid este utilizată atunci când detaliile părții și controlul expunerii la atmosferă sunt critice, deoarece unele aliaje, inclusiv superaliaje de nichel-cobalt, sunt reactive la oxigen. În plus față de avantajele turnării în vid, se realizează integritatea inerentă ridicată a metalului furnizată de turnarea centrifugă, inclusiv solidificarea direcțională, absența porozității și modelarea rețelei.Turnare centrifugă în vidfurnizează produse cu o fiabilitate foarte ridicată, adesea folosite în aplicații aerospațiale și militare.
Solidificare direcțională
O dinamică cheie în procesul centrifugal este că solidificarea este reușită să aibă loc într-o singură direcție. Dimensiunea exterioară și forma turnării sunt determinate de suprafața matriței (mucegaie), care acționează ca un răcire pentru a iniția solidificarea. Cu ajutorul materialelor exotermale care pot fi adăugate la ID după turnare, împreună cu radiatorul matriței la OD, un gradient de temperatură are ca rezultat solidificarea direcțională de la OD la ID Metalul lichid este disponibil continuu pentru alimentarea turnării, promovând metal sunet până la ID dacă în cele din urmă s-a solidificat.
Prelucrarea exterioară este de obicei efectuată pentru a elimina rugozitatea suprafeței și pentru a menține concentricitatea cu alezajul. Cu toate acestea, în unele aplicații, o suprafață OD ca turnare este acceptabilă. Orice contracție care apare într-o centrifugă se află la ID, care va fi întotdeauna îndepărtată prin prelucrare.
Când să alegeți turnarea centrifugă
Piese simetrice care se pot roti pe o axa.
Proprietățile materialelor de turnare statică sunt inadecvate.
Contracția liniei centrale este o problemă folosind alte procese de turnare.
Caracteristici limitate de identificare.
Piese mari, până la 135,000 lbs. / 61.350 kg sau mai mult.
Costuri ridicate de prelucrare pentru modelarea OD.
Atunci când este necesar, aliajul nu va funcționa sau nu este fezabil pentru alte procese.
Este necesară o structură de cereale uniformă.
Este necesară integritatea dimensională.
