Prehľad odstredivého liatia
Odstredivé liatie je proces, ktorý dodáva komponenty s vysokou spoľahlivosťou materiálu. Výsledkom je, že je to technológia voľby pre aplikácie, ako sú puzdrá kompresorov prúdových motorov, hydroopotrebiteľné krúžky, mnoho vojenských výrobkov a ďalšie vysoko spoľahlivé aplikácie. Osvedčil sa tiež ako nákladovo efektívny prostriedok na zabezpečenie zložitých tvarov so zníženými požiadavkami na obrábanie a nižšími výrobnými nákladmi v porovnaní s výkovkami a výrobou.
Kroky procesu odstredivého liatia začínajú naliatím roztaveného kovu do predhriatej spriadacej matrice. Matrica môže byť orientovaná buď na vertikálnej alebo horizontálnej osi v závislosti od konfigurácie požadovanej časti.
Odstreďovaním formy, zatiaľ čo sa do nej nalieva roztavený kov, pôsobí odstredivá sila na distribúciu roztaveného kovu vo forme pri tlakoch blížiacich sa k 100-násobku gravitačnej sily. Kombináciou tohto aplikovaného tlaku a inžinierskej mechaniky riadeného tuhnutia a sekundárnej rafinácie vznikajú komponenty najvyššej kvality.
Keď sa matrica začne plniť, hustejší roztavený kov je nútený k stene rotujúcej matrice. Smerové tuhnutie zvukového kovu postupuje od O.D. smerom k vrtu, zatiaľ čo menej hustý materiál, vrátane nečistôt, "pláva" k I.D.
Po stuhnutí odliatku sa diel odstráni z matrice a zvyškové nečistoty v I.D. sa opracujú, čo vedie k bezchybnej konštrukcii bez dutín alebo plynových vreciek.
Druhy odstredivého odliatku
Existujú dva typy procesov odstredivého liatia – vertikálne a horizontálne. Niektorí výrobcovia navyše ponúkajú tvarovanie takmer siete, ktoré kombinuje výhody odstredivého liatia s tvarovaním O.D, možno aj s hotovým detailominvestičný casting.
Vertikálne odstredivé liatie
Niektorí výrobcovia vyrábajú odstredivé komponenty, vrátane niektorých s tvarovaním O.D, v matriciach rotujúcich okolo vertikálnej osi. Tieto vertikálne odliatky môžu dosiahnuť toto tvarovanie O.D. vložením grafitových, pieskových alebo keramických foriem do matrice , čo vedie k výraznému zníženiu dodatočného spracovania, ako je obrábanie alebo výroba.
Detaily na vonkajšom povrchu odliatku sa môžu modifikovať zo skutočného kruhového tvaru zavedením prírub alebo bossov na vnútorný priemer formy. Hotová časť nemusí byť symetrická, ale v niektorých prípadoch odlievacia forma udržuje rovnováhu pri odstreďovaní.
Vnútorný priemer, a teda hrúbka steny odliatku, sú funkcie množstva kovu naliateho do rotujúcej formy a množstva opracovaného preč. Pri vertikálnom odlievaní bude výška odliatku zvyčajne menšia ako dvojnásobok šírky.
Horizontálny odstredivý odlievač
Niektoré odstredivé kolieska vyrábajú iba horizontálne odliatky, kde sa matrica otáča okolo vodorovnej osi. Ide o nákladovo efektívnu metódu výroby vysokokvalitných rúrkových komponentov.
Tento proces je vhodný najmä pre dlhé valcové časti, kde je dĺžka odliatku výrazne dlhšia ako jeho vonkajší priemer. Patria sem priame rúrkové profily, dlhé valce s koncovými prírubami alebo krátke časti, ako sú krúžky alebo príruby, kde je možné z priameho valca efektívne opracovať viacero častí.
Dlhá oceľová odlievacia forma sa točí vysokou rýchlosťou, pričom je umiestnená vodorovne. Rýchlosť otáčania formy je vysoká, aby sa kompenzovali gravitačné sily. Kryty sú upevnené na každom konci formy, aby obsahovali roztavený kov, a na dodanie špecifikovanej hmotnosti kovu vo vnútri formy sa používa nalievací lievik.
Rovnako ako pri vertikálnom odlievaní, vnútorný rozmer formy určuje veľkosť O.D. dielu, zatiaľ čo množstvo kovu naliateho do formy určuje veľkosť I.D.
Vákuové odstredivé liatie
Odstredivé liatie vo vákuu sa používa vtedy, keď je kritický detail dielu a kontrola vystavenia atmosfére, pretože niektoré zliatiny, vrátane superzliatin niklu a kobaltu, sú reaktívne na kyslík. Okrem výhod odlievania vo vákuu sa realizuje prirodzená vysoká kovová integrita dodávaná odstredivým odlievaním, vrátane smerového tuhnutia, absencie pórovitosti a tvarovania siete.Vákuové odstredivé liatieposkytuje výrobky s veľmi vysokou spoľahlivosťou, často používané v leteckom a vojenskom priemysle.
Smerové tuhnutie
Kľúčovou dynamikou v odstredivom procese je, že k tuhnutiu dochádza jedným smerom. Vonkajšia veľkosť a tvar odliatku je určená povrchom matrice (formy), ktorý pôsobí ako chlad na začatie tuhnutia. Pomocou exotermálnych materiálov, ktoré sa môžu pridať do I.D. po naliatí, spolu s chladičom formy na O.D., má teplotný gradient za následok smerové tuhnutie od O.D. po I.D. Tekutý kov je nepretržite k dispozícii na napájanie odlievania, čím podporuje zvukový kov až do I.D., ak konečne stuhne.
Vonkajšie obrábanie sa zvyčajne vykonáva na odstránenie drsnosti povrchu a udržanie sústrednosti s vŕtom. V niektorých aplikáciách je však prijateľný odliaty povrch O.D. Akékoľvek zmršťovanie, ku ktorému dôjde v odstredivom stave, je na identifikačnom mieste, ktoré sa vždy odstráni obrábaním.
Kedy zvoliť odstredivé liatie
Symetrické časti, ktoré sa môžu otáčať na osi.
Vlastnosti statického odlievacieho materiálu sú nedostatočné.
Zmršťovanie stredovej čiary je problém pri iných procesoch odlievania.
Obmedzené funkcie I.D.
Veľké časti, do 135 000 libier / 61 350 kg alebo viac.
Vysoké náklady na obrábanie tvarovania O.D.
V prípade potreby zliatina nebude fungovať alebo nie je realizovateľná pre iné procesy.
Vyžaduje sa jednotná štruktúra zŕn.
Vyžaduje sa rozmerová integrita.
