Longsheng

Литье металлов является важным процессом формовки металловкоторый нагревает твердый металл до жидкого состояния, а затем заливает его в форму определенной формы. После охлаждения и застывания получается отливка нужной формы. Этот процесс широко используется в машиностроении, аэрокосмической, гидроэнергетике и многих других областях. Однако за этим сложным и тонким процессом всегда обращал внимание инженеров и материаловедов важнейший вопрос:Какие материалы используются при литье металлов, и как эти материалы определяют производительность и использование отливок?

Эта статья направлена на глубокое изучение сутиМатериалы, используемые в литье металлов, от традиционной литой стали и чугуна до современного, широко используемого литого алюминия и литой меди, и даже специальных сплавов и композитных материалов. Выбор и применение каждого материала содержит глубокие научные принципы и инженерную практическую мудрость. Мы проанализируем состав, характеристики и поведение этих материалов в процессе литья, выявив, как они влияют на конечные характеристики отливки и как достичь наилучшего баланса между производительностью литья и стоимостью за счет выбора и оптимизации материала.

Что такое литье металлов?

Литье металлов – это производственный процессЭто включает в себя заливку расплавленного металла в формы для создания3D металлические детали. Форма содержит полости нужной геометрии, а расплавленный металл охлаждается, образуя затвердевшую деталь.
Слово «литье» также относится к деталям, изготовленным в процессе литья, который насчитывает 6000 лет. Исторически сложилось так, что процессы литья использовались для создания сложных и крупных деталей, которые было бы трудно или дорого создать с помощью других производственных процессов.

Литье — лучший выбор для сложных геометрийпотому что это более экономично и процесс проще по сравнению, например, с обработкой на станках с ЧПУ. Но литье также широко используется для самых простых форм из-за быстрого выполнения заказов и больших производственных возможностей. Сегодня использование литых изделий настолько распространено, что независимо от того, в какой среде вы находитесь, вам не обойтись без использования литых изделий. Некоторые примеры литых металлических изделий включают блоки двигателей, пожарные гидранты, электродвигатели, инструменты, светофоры, люки, трубы, клапаны и различные фитинги.

Какие материалы используются при литье металлов?

Широкий выборМатериалы используются при литье металлов, каждый из которых широко используется в различных промышленных сферах благодаря своим уникальным физико-химическим свойствам. Вот некоторые из основных материалов для литья металлов:

чугун

Чугун представляет собой железоуглеродистый сплав с содержанием углерода более 2,1%. Он обладает отличной стабильностью, износостойкостью, амортизацией и другими характеристиками. Существует много типов чугуна, обычно подразделяющихся на белый чугун, серый чугун, ковкий чугун, ковкий чугун, ковкий чугун и т. Д. Серый чугун имеет три структуры: феррит + графит, феррит + графит + перлит и перлит + графит. Он подходит для изготовления деталей, которые выдерживают статические нагрузки. Ковкий чугун – это высокопрочный чугун, получаемый из белого чугуна после длительного графитизационного отжига. Он подходит для изготовления деталей, которые выдерживают ударные нагрузки. Высокопрочный чугун получают путем добавления сфероидизирующих агентов и модификаторов для сфероидизации графита. Его прочность, пластичность и ударная вязкость выше, чем у других чугунов, и он подходит для изготовления сложных деталей, которые выдерживают более высокие нагрузки.

Алюминиевый сплав

Алюминиевые сплавы широко используются благодаря своей низкой плотности, высокой прочности, хорошей коррозионной стойкости и отличным литейным свойствам.Алюминиевый сплав обладает хорошими литейными характеристиками и высокой текучестью. Он может отливать под давлением прецизионные детали сложной формы и тонких стенок, при этом поверхность отливок гладкая. Кроме того, алюминиевые сплавы также могут подвергаться различным поверхностным обработкам, таким как гальваническое покрытие, напыление и т.д. К распространенным литым алюминиевым сплавам относятся ZL101, ZL102 и т. Д. Они подходят для литья деталей сложной формы и средней нагрузки, а также деталей, требующих высокой герметичности, коррозионной стойкости и хороших сварочных характеристик.

Цинковый сплав

Цинковый сплав – это сплав на основе цинка с добавлением других элементов. Обладает хорошими литейными свойствами и механическими свойствами. Цинковый сплав имеет большой удельный вес, низкую температуру плавления и легко поддается литью под давлением. При этом отливки из цинкового сплава имеют гладкую поверхность и могут обрабатываться на самых разных поверхностях. Однако цинковый сплав обладает плохой коррозионной стойкостью. Когда примесные элементы в составе сплава превышают норму, это приведет к старению и деформации отливки. Кроме того, литье под давлением из цинкового сплава не подходит для использования в условиях высоких и низких температур (ниже 0°C) труда. К распространенным цинковым сплавам относятся Замак3, Замак5 и др., которые подходят для отливок с низкими требованиями к механической прочности и отливок с определенными требованиями к механической прочности.

Магниевый сплав

Магниевый сплав обладает такими характеристиками, как низкая плотность, хорошая удельная прочность и жесткость, хорошие характеристики гашения вибраций и сильная способность защиты от электромагнитных помех. Магниевый сплав имеет относительно плохие литейные характеристики, низкую текучесть и большую склонность к растрескиванию и усадке. Тем не менее, магниевые сплавы широко используются в автомобилестроении, аэрокосмической промышленности, электронике и других областях, поскольку они могут значительно улучшить экономию топлива, снизить выбросы выхлопных газов и снизить вес изделий. К распространенным литейным магниевым сплавам относятся AZ91D, AM60B и т. д., которые подходят для изготовления автомобильных деталей, аэрокосмических деталей и т. д.

Медный сплав

Медный сплав обладает такими характеристиками, как хорошая электропроводность, теплопроводность, коррозионная стойкость и низкий коэффициент трения. Медные сплавы обладают отличными литейными свойствами и могут быть изготовлены в отливки сложной формы. Медные сплавы широко используются в электронной промышленности, машиностроении, аэрокосмической промышленности, химической промышленности и других областях. Например, в электронной промышленности медные сплавы часто используются для изготовления электронных компонентов; В машиностроении медные сплавы часто используются для изготовления механических деталей, требующих высокой износостойкости и коррозионной стойкости; В аэрокосмической промышленности часто используются медные сплавы, используемые для изготовления деталей с высокой прочностью и ударной вязкостью. К распространенным литым медным сплавам относятся латунь, бронза и т.д. В таблице ниже обобщены и сравненыПреимущества и недостатки распространенных металлических литейных материалов.

Литой материал	Преимущества	Недостатки
Алюминиевые сплавы	Легкий; высокая стабильность размеров; легко забрасывать; хорошая коррозионная стойкость; высокая тепло- и электропроводность; сохраняет прочность при высокой температуре.	Требует использования машин с холодной камерой.
Цинковые сплавы	Самый простой в забросе; высокая пластичность; отличная гладкость поверхности; высокая ударная вязкость; легко покрывается; экономичен для мелких деталей; Обеспечивает длительный срок службы штампа благодаря низкой температуре плавления.	Требуется покрытие для защиты от коррозии; высокая плотность.
Чугун	Низкая цена, хорошая износостойкость, сильная устойчивость к сжатию	Легко образует поры, обладает высокой ломкостью
Магниевые сплавы	Легче всего поддается механической обработке после литья; отличное соотношение прочности и веса; Легкий; Используйте как горячие, так и холодные камерные машины.	Быстро окисляется.
Медные сплавы	Высокая твердость; высокие механические свойства; высокая коррозионная и износостойкость; высокая стабильность размеров.	Высокая стоимость; низкий срок службы штампа; требует использования холоднокамерных машин.

Какие компоненты и добавки входят в состав литья металлов?

Ингредиенты и добавки при литье металлов варьируются в зависимости от конкретного типа металла и потребностей литья. Вот обзор некоторых распространенныхИнгредиенты и добавки для литья металлов:
1. Основные компоненты металлического литья

• Металлические элементы:Материалами для литья в основном являются металлы, которые изначально являются твердыми, но нагреваются до жидкого состояния, такие как медь, железо, алюминий, олово, свинец и т. д. Эти металлические элементы являются основными компонентами литейных сплавов.
• Легирующие элементы:Для того чтобы улучшить и усилить определенные свойства металлов или получить определенные особые свойства, в процессе плавки добавляются легирующие элементы. К обычно используемым легирующим элементам относятся хром, никель, молибден, вольфрам, ванадий, титан, кремний, марганец и т.д. Эти элементы могут повысить прокаливаемость, термопрочность, износостойкость, коррозионную стойкость и т. Д. Металлов.

2. Добавки для литья металлов

• Науглероживающий агент:Используется для повышения содержания углерода в металле и улучшения твердости и износостойкости металла. К распространенным науглероживающим агентам относятся науглероживающие вещества кальцинированного угля, графитовые науглероживающие агенты и т. д.
• Раскислитель и десульфуратор:Используется для удаления из металлов вредных элементов, таких как кислород и сера, для улучшения чистоты и качества металлов. Например, кальциевая проволока, кальциевая проволока и т. д. могут использоваться в качестве раскислителя и десульфуратора.
• Добавки к сплавам:Используется для корректировки химического состава металлов с целью получения требуемых свойств и структуры сплава. Эти добавки могут быть соединениями или смесями металлических элементов (таких как феррохром, ферроникель, ферромолибден и т.д.) или неметаллических элементов (таких как кремний, марганец и т.д.).
• Добавки для литья:Такие как бентонит и т.д., могут использоваться в качестве связующего вещества для литейной смеси для повышения прочности и стабильности литейной формы. Кроме того, существуют некоторые специальные вспомогательные средства для литья, такие как флюсы, замутнители и т.д., используемые для улучшения процесса выплавки металла и литья.

Как выбрать материалы на основе процесса литья металла?

Выбор материалов на основе процессов литья металлов является сложным процессомЭто требует учета множества факторов, включая структуру отливки, требования к производительности, размер производственной партии, бюджет затрат и характеристики процесса литья. Ниже приведены некоторые основные принципы и рекомендации по выбору материалов в соответствии с различными процессами литья:

Литье в песчаные формы

Литье в песчаные формы – это универсальный процесс литья, с помощью которого можно отливать любой металлический сплав, будь то черные или цветные металлы. Он широко используется в массовом производстве в промышленных агрегатах, таких как автомобильные металлические литые детали, такие как блоки двигателей, головки цилиндров, коленчатые валы и т. Д.

В процессе используются формы, изготовленные из материалов на основе силикона, таких как песок с естественными связями или синтетический песок, для создания гладкой поверхности формы. Поверхность формы состоит из двух частей: верхней формы (верхняя часть) и нижней формы (нижняя часть). Заливочная чашка используется для заливки расплавленного металла в форму, где он затвердевает для формирования окончательной формы. Наконец, излишки металла обрезаются, чтобы завершить окончательное литое изделие из металла.

1. Принципы выбора материалов:

• Материал литья:различные сплавы металлов, такие как чугун, литая сталь, сплавы цветных металлов и т.д.
• Материалы пресс-форм:Высокотемпературные материалы, такие как кварцевый песок и глина, которые должны обладать хорошей термостойкостью, воздухопроницаемостью и пластичностью.

2. Применимые сценарии:

• Подходит для отливок со сложными формами и большими размерами, особенно толстостенных деталей.
• Подходит для отдельных деталей, небольших партий или крупных отливок, которые трудно использовать другими методами литья.

Литье по выплавляемым моделям

Литье по выплавляемым моделям, также известное как литье по выплавляемым моделям, используется одноразовая восковая модель, покрытая керамическим материалом, который затвердевает в форме отливки. Первым шагом в этом процессе литья является создание восковой модели, обычно изготовленной из воска или пластика. Поскольку процесс требует точных измерений, многочисленные проб и ошибки делают литье по выплавляемым моделям дорогостоящим производственным процессом. Воск заливают в форму, аккуратно удаляют, а затем покрывают клеем или огнеупорным материалом для формирования толстой оболочки. Кроме того, на главных воротах собираются несколько моделей. Как только оболочка застынет, модель переворачивают и нагревают в духовке, чтобы удалить воск. Расплавленный металл заливается в оставшуюся оболочку и затвердевает в форме восковой формы. Кроме того, огнеупорная оболочка отламывается, чтобы обнажить готовую отливку. Этот процесс литья обычно используется для производства компонентов для производства электроэнергии, автомобилестроения и аэрокосмической промышленности.

1. Принципы выбора материалов:

• Материал литья:литая сталь и сплавы с высокой температурой плавления, такие как нержавеющая сталь, жаропрочные сплавы и т. Д.
• Материалы пресс-форм:Восковая модель (для изготовления опытных образцов), керамическая оболочка (для формовки отливок).

2. Применимые сценарии:

• Он подходит для небольших и сложных прецизионных отливок различных партий литой стали и сплавов с высокой температурой плавления.
• Особенно подходит для литья художественных изделий, прецизионных механических деталей и т. Д.

Кастинг

В то время как литье в песчаные формы может плавить сплавы с более высокой температурой плавления, вы можете использовать литье под давлением для придания формы металлам с более низкой температурой плавления. После смены материала с твердого на горячую жидкость расплавленного вы можете впрыскать его в литую форму с длительным сроком службы из закаленной стали. Эти инструменты состоят из полости, сердцевины, а иногда и вставки. В отличие от литья пластмасс под давлением, обработка боковых элементов после литья иногда более целесообразна, чем использование побочных действий. Литье под давлением восходит к 19 веку.

С момента своего появления в мире производства было разработано два типа программ для вашего использования. Первая — это горячая камера, в которую встроена печь для плавления материала. Если вы используете процесс холодной камеры, то вторую процедуру вы плавите материал в отдельной печи, а затем перемещаете расплавленный материал в камеру впрыска. Вы можете реализовать литье под давлением для крупносерийного производства аэрокосмических и автомобильных деталей, а также игрушек, мебели и электроники. Литье под давлением обеспечивается через основные услуги Longsheng, а котировки могут быть созданы с помощью механизма мгновенных котировок.

1. Принципы выбора материалов:

• Материалы для литья:алюминиевый сплав, магниевый сплав, цинковый сплав и т.д., которые требуют хорошей текучести и технологичности.
• Материал формы:Высокопрочные легированные стальные, карбидные или керамические материалы, требующие высокой твердости, высокой износостойкости и высокой термической стабильности.

2. Применимые сценарии:

• Подходит для массового производства различных отливок из цветных сплавов малого и среднего размера, тонкостенных отливок, а также отливок, устойчивых к давлению.
• Литье под давлением имеет высокую точность размеров, гладкую поверхность, плотную структуру, высокую эффективность производства и низкую стоимость.

Какое оборудование требуется для литья металлов?

Литье металлов — это сложный и деликатный процесс, который требует совместной работы различного оборудования для обеспечения качества и эффективности литья.

Плавильная печь

Плавильная печь является ключевым оборудованием в процессе литья металлов. Он отвечает за нагрев металлического сырья до расплавленного состояния для последующей заливки и формовки. Производительность плавильной печи напрямую влияет на эффективность плавления металла, однородность состава и качество отливки. К распространенным плавильному оборудованию относятся:

1. Купол:Используется для плавки металлов, особенно чугуна и т.д.
2. Электродуговая печь:использует высокую температуру дуги для плавления металла.
3. Индукционная печь:Нагревает и плавит металл благодаря принципу электромагнитной индукции.
4. Печь сопротивления:Использует тепло, выделяемое при прохождении электрического тока через резистор, для плавления металла.
5. Отражательная печь:Нагревает и плавит металл за счет отражения тепла.

Оборудование для заливки и охлаждения

Заливочное оборудование отвечает за заливку расплавленного металла в форму, в то время как охлаждающее оборудование отвечает за ускорение процесса охлаждения и затвердевания отливки.

Разливочное оборудование:в том числе для заливки мешков, заливных труб и т.д. Разливочный мешок используется для удержания расплавленного металла и контроля скорости заливки и расхода; Заливочная труба отвечает за введение расплавленного металла из разливочного мешка в форму.
Холодильное оборудование:в том числе охлаждающие вентиляторы, системы охлаждающей воды и т.д. Они ускоряют процесс охлаждения отливок за счет снижения температуры вокруг литейной формы, тем самым повышая эффективность производства и качество отливок.

Инструменты для отделки и очистки

Инструменты для отделки и очистки являются незаменимым оборудованием для последующей обработки в процессе литья металлов. Они используются для улучшенияКачество поверхности и точность размеров отливок.

• Инструменты для снятия заусенцев:такие как шлифовальная машина с жерновами, магнитная полировальная машина и т. Д. Эти устройства удаляют заусенцы и примеси с поверхности отливок с помощью физических или химических методов для улучшения качества поверхности отливок.
• Полировальное оборудование:такие как машина для полировки абразивной ленты, машина для полировки поверхности и т. Д. Они полируют поверхность отливки вращением или трением для достижения необходимого качества поверхности и блеска.
• Другие инструменты для очистки:такие как чистящие средства, пескоструйные аппараты и т.д. Эти инструменты используются для удаления масла, оксидов и других загрязнений с поверхности отливок для обеспечения чистоты и качества отливок.

ЧАСТО ЗАДАВАЕМЫЕ ВОПРОСЫ

1. Какие инструменты нужны для литья металлов?

В процессе литья металлов требуются различные инструменты, и каждый из этих инструментов выполняет различные функции, чтобы обеспечить плавный ход процесса литья и качество отливок. К распространенным инструментам для литья металлов в основном относятся литейные изделия из песка: они используются для переворачивания песчаной формы, чтобы отливка могла обрабатываться на протяжении всего процесса литья. Щипцы для пресс-форм: используются для удержания форм или отливок для обработки и перемещения на протяжении всего процесса литья. Скребок для ворот: используется для очистки ворот и обеспечения плавной заливки расплавленного металла в форму. Твердомер: используется для проверки твердости отливок с целью определения соответствия их качества стандартам. Шлифовальный станок: используется для модификации поверхности отливок и разрезанных отливок для удаления плохих поверхностей и порезов.улучшить качество поверхности отливок. Кроме того, существуют воздушные угловые шлифовальные машины, скребки, электродрели, болгарки, электромолотки и т.д.
2. Какие материалы чаще всего используются при литье металлов?

Наиболее часто используемыми материалами в литье металлов являются железо, алюминий, медь, цинк и другие металлы и их сплавы. Каждый из этих материалов имеет свои уникальные характеристики и применимые сценарии. Например, железо: обладает хорошей литейностью и механическими свойствами и широко используется в различных сферах. Алюминий: имеет низкую температуру плавления и хорошую коррозионную стойкость, подходит для изготовления легких и высокопрочных отливок. Медь: обладает отличной тепло- и электропроводностью и часто используется при изготовлении электроприборов и тепловых компонентов. Цинк: имеет низкую температуру плавления и хорошую текучесть, подходит для изготовления отливок со сложными формами.
3. Как выбрать правильный материал для моего проекта по литью?

Выбор подходящего материала для литейного проекта – сложный процессЭто требует учета множества факторов, чтобы гарантировать, что выбранный материал будет соответствовать потребностям проекта. Прежде всего, необходимо уточнить специфику использования, рабочую среду, напряженные условия и т.д. отливки, чтобы определить требуемые требования к эксплуатационным характеристикам. В соответствии с потребностями проекта выберите материалы с соответствующими физическими свойствами (такими как плотность, теплопроводность, коэффициент линейного расширения и т. д.), химическими свойствами (такими как коррозионная стойкость, стойкость к окислению и т. д.) и механическими свойствами (такими как прочность, твердость, ударная вязкость и т. д.) Материал. Учитывайте текучесть литья, усадку, склонность к сегрегации и другие технологические свойства материала, чтобы обеспечить плавный ход процесса литья и качество отливок. В том числе цена материала, стоимость обработки, срок службы и т.д., чтобы выбранный материал не только соответствовал требованиям по эксплуатационным характеристикам, но и обладал хорошими экономическими показателями.
4. В чем преимущества использования сплавов в литье?

Использование сплавов в литье имеет множество преимуществ по сравнению с отдельными металлами, и эти преимущества делают сплавы широко используемыми в области литья. Основным преимуществом является то, что сплав позволяет улучшить свои физико-химические и механические свойства за счет корректировки его состава, таких как повышение прочности, твердости, износостойкости, коррозионной стойкости и т.д. Сплавы обычно обладают лучшей текучестью, что способствует уменьшению дефектов литья и повышению точности размеров и качества поверхности отливок. Благодаря легированию можно разрабатывать легирующие материалы с определенными свойствами для удовлетворения потребностей различных областей и конкретных применений. В некоторых случаях использование сплавов может снизить общие затраты за счет снижения затрат на обработку, улучшения использования материала или увеличения срока службы.

Сводка

Обычные литейные материалы в основном включают алюминиевый сплав, цинковый сплав, чугун, медный сплав, магниевый сплав и т. Д.Каждый материал имеет свои уникальные характеристики и сферу применения. При выборе литейных материалов необходимо всесторонне учитывать форму, размер и требования к эксплуатационным характеристикам отливки. а также производственные затраты и другие факторы для обеспечения качества и производительностиОтливки соответствуют проектным требованиям.

Отказ

Содержание этой страницы носит справочный характер.Луншэнне дает никаких явных или подразумеваемых заверений или гарантий в отношении точности, полноты или действительности информации. Никакие эксплуатационные параметры, геометрические допуски, специфические конструктивные особенности, качество и тип материала или качество изготовления не должны подразумевать то, что сторонний поставщик или производитель будет поставлять через сеть Longsheng. Это ответственность покупателяПоиск коммерческого предложения на запчастидля определения конкретных требований к этим деталям.ПожалуйстаСвяжитесь с намидля получения дополнительной информацииинформация.

Команда Луншэн

Эта статья была написана несколькими авторами Longsheng. Longsheng является ведущим ресурсом в производственном секторе, сОбработка с ЧПУ,Изготовление листового металла,3D-печать,литье под давлением,Штамповкии многое другое.