turnarea metalelor

METAL TURNARE, obtinerea de produse metalice (turnare) prin turnarea metalului topit în matriță. Partea de lucru a matriței este o cavitate, material care se solidifică la răcire, devine un produs de configurație și dimensiuni dorite.

Casting cedat la toate metalele. Cu toate acestea, nu toate metalele au proprietăți de turnare similare, în special fluiditate # 150; capacitatea de a umple o matriță de orice formă. Proprietățile Casting depind în primul rând de compoziția chimică și structura metalică. Importanța are o temperatură de topire. Metale cu un punct de topire scăzut sunt ușor de turnare industriale. metale cea mai înaltă temperatură comun de topire a oțelului. Metale sunt împărțite în feroase și neferoase. metale feroase # 150; Acest oțel, fontă ductilă și fontă. K culoare sunt toate celelalte metale care nu conțin cantități semnificative de fier. Turnarea utilizate, în special, aliaje pe bază de cupru, nichel, aluminiu, magneziu, plumb și zinc. . A se vedea, de asemenea, metale feroase; ALIAJE.

fontă ductilă. Există două clase principale de fontă ductilă: calitate convențională și perlită. Asigurați-piese turnate din fontă ductilă unele aliat. Întindere fier rezistență ductilă este de 250 # 150; 550 MPa. Datorită puterii sale oboseală, rigiditate ridicată și o bună prelucrabilitate, este ideal pentru industria de masini-unelte, și multe alte producții la scară largă. turnate în masă este de la 100 grame la câteva sute de kilograme grosimea în secțiunea transversală nu este de obicei mai mult de 5 cm.

Fonta. Pentru fonta transporta o gama larga de aliaje de fier cu carbon și siliciu conținând 2 # 150; 4% carbon. Turnarea utilizate patru tipuri principale de fontă: gri, alb, albite și jumătate. Rezistența la tracțiune din fontă este de 140 # 150; 420 MPa, iar unele fonte aliate # 150; până la 550 MPa. Pentru fontă caracterizată prin ductilitate scăzută și duritate scăzută; acesta este considerat un material fragil de designeri. Greutatea pieselor turnate # 150; de la 100 de grame la mai multe tone. Piese semifabricate turnate din fonta utilizate în aproape toate industriile. Costul lor este scăzut, iar acestea sunt ușor de mașină.

fonta cu grafit nodular. Dă grafit sferice turnate incluziuni de fier ductilitate și alte proprietăți care îl disting de fier gri. Sferoidal fonta cu grafit este realizată prin tratarea magneziului sau ceriului imediat înainte de turnare. Rezistența la tracțiune din fontă cu grafit nodular este 400 # 150; 850 MPa, ductilitatea # 150; la 20 la 1%. Cu toate acestea, pentru fonta cu grafit nodular se caracterizează prin rezistență la impact redus al unui specimen crestate. Piese turnate pot avea atât masa secțiunii grosime mari și mici # 150; de la 0,5 kg până la câteva tone.

Cupru, alamă și bronz. Există multe aliaje pe bază de cupru diferite potrivite pentru turnare. Cuprul este utilizat în cazurile în care conductivitatea termică și electrică ridicată. Alama (un aliaj de cupru cu zinc) se utilizează atunci când se dorește low-cost, materialul moderat-coroziv pentru o varietate de produse de uz general. Întindere alamă rezistență este turnat 180 # 150; 300 MPa. Bronz (un aliaj de cupru și de staniu, la care se pot adăuga zinc și nichel) este utilizat în cazurile în care este necesară o rezistență crescută. Rezistența la tracțiune a bronz turnat este de 250 # 150; 850 MPa.

Nichel. aliaje de cupru-nichel (Monel tip de metal) au o rezistență ridicată la coroziune. Pentru aliajele de nichel-crom (cum ar fi Inconel și nicrom) sunt caracterizate printr-o rezistență termică ridicată. Aliaje de nichel-molibden sunt foarte rezistente la acizi și acizi oxidanți clorhidric la temperaturi ridicate.

Aluminiu. Piese turnate din aliaje de aluminiu au fost recent folosite din ce în ce din cauza luminozitate și puterea lor. Aceste aliaje au o rezistență destul de bună la coroziune, conductivitatea termică și electrică bună. Rezistența la tracțiune a aliajelor de aluminiu turnate este în intervalul de 150-350 MPa.

Magneziu. Aliaje de magneziu sunt utilizate în cazul în care primul loc este cerința de ușurință. Rezistența la tracțiune a aliajelor de magneziu turnate este 170 # 150; 260 MPa.

Titan. Titan # 150; un material ușor și durabil # 150; Se topește în vid și turnată în forme de grafit. Ideea este că, în procesul de răcire a suprafeței de titan pot deveni contaminate datorită reacției cu materialul matriței. Prin urmare, titan, exprimate în orice altă formă decât formele de pulbere prelucrate mecanic și grafit compactat este foarte contaminat cu o suprafață care se manifestă în duritate crescută și ductilitate redusă la încovoiere. turnare de titan este utilizat în principal în industria aerospațială. Rezistența la tracțiune a titanului turnate # 150; peste 1000 MPa, cu o alungire de 5%.

Rare și metale prețioase. Turnarea de aur, argint, platină și metale rare folosite în bijuterii, tehnica dentară (coroane, umpluturi), prin turnare sunt, de asemenea, unele părți ale componentelor electronice.

Principalele metode de turnare sunt după cum urmează: turnarea statică, turnare prin injecție, turnare prin centrifugare și turnarea sub vid.

turnare statică. Cele mai frecvent utilizate de umplere statică, și anume completați un formular fix. În această metodă metalul topit (sau un metaloid # 150; plastic, sticlă, pastă ceramică) este pur și simplu turnat în cavitatea matriței fixe înainte de a fi umplut și menținut până la solidificare.

turnare prin injecție. Masina de tencuit umple de metal (oțel) mucegai (care este de obicei numită matriță și poate fi multicavity) de metal topit sub presiune 7-700 MPa. Avantajele acestei metode # 150; de înaltă performanță, de înaltă calitate de suprafață, dimensiunile exacte ale articolului turnat și cerința minimă pentru prelucrarea acestuia. Metale tipice pentru turnare prin injecție # 150; aliaje pe bază de zinc, aluminiu, cupru și staniu-plumb. Datorită aliajelor cu temperatură joasă de topire, cum este extrem de manufacturable și permit toleranțe dimensionale mici și caracteristici excelente ale pieselor turnate.

configurația pieselor turnate dificultate în cazul turnării prin injecție este limitată, astfel încât, atunci când desprinderea din matriță de turnare se poate deteriora. În plus, grosimea produsului este oarecum limitat; mai multe produse preferate secțiune subțire în care se topesc uniform și repede se întărește.

Mașini de turnare pentru turnare sub presiune de două tipuri # 150; die camera caldă și rece. Mașinile cu mor camera fierbinte sunt utilizate în principal pentru aliaje pe bază de zinc. Hot-camera imersată în metalul topit; sub o ușoară presiune de aer comprimat sau prin pistonul metalului lichid este deplasat prin camera de presare la cald în matriță. La mașinile de turnare camera rece muri topit aluminiu, magneziu sau cupru aliaj de umplere a matriței sub o presiune de la 35 la de 700 MPa.

Turnare centrifug. La turnarea centrifugală metalul topit este turnat într-o matriță de nisip sau un metal, se rotește în jurul unei axe orizontale sau verticale. Sub influența unor forțe centrifugale de metal a scăzut de la Sprue la periferia matriței, umplerea cavității și se solidifică sale pentru a forma piesa turnată. Turnare centrifug economic și pentru anumite tipuri de produse (axial simetrică de tip țeavă, inele, scoici, etc.) este mai potrivită decât turnarea statică.

Matrițe sunt împărțite în unice și multiple (nisip). Există mai multe forme de metale (matrițe și mucegai) sau grafit sau ceramic refractar.

forme multiple. matrite metalice (matrite si mucegai) pentru oțel sunt de obicei realizate din fontă, uneori # 150; din oțel rezistent la căldură. Turnarea metalelor neferoase, cum ar fi alama, zinc și aluminiu sunt forme de fier, cupru si alama.

Mold. Aceasta este cea mai comună formă de mai multe matrițe. In cele mai multe cazuri, matrița este realizată din fier și este utilizat pentru a obține lingouri din oțel în faza inițială a producției de oțel forjat sau laminat. Pres forme sunt forme de turnare deschise, ca metal le umple în partea de sus a gravitației. Folosit ca „transversal“ matriță deschisă și partea de sus și de jos. Înălțimea matriței poate fi 1 # 150; 4,5 m diametru # 150; 0.3-3 m. Grosimea peretelui matriței de turnare depinde de mărimea. Configurația poate fi diferită # 150; de la rotund la dreptunghiular. Mai multe cavitatea matriței se extinde în sus, este necesar să se extragă lingou.

Gata pentru a umple matrița este situat pe o placă de fier gros. De obicei, mucegaiuri sunt umplute de mai sus. Pereții cavității matriței trebuie să fie netedă și curată; prin turnarea trebuie avut grijă ca metalul nu stropiți sau spray-uri pe pereți. Completat de metal se solidifică în matriță, după care lingoul este îndepărtat ( „lingou dezbrăcat“). După răcirea matriței în interiorul său curat, spray vopsea turnare și utilizat din nou. One oferă o matriță 70 # 150; 100 lingouri. Pentru prelucrarea ulterioară prin forjare sau laminare lingoului este încălzit la o temperatură ridicată.

Matrite. Acesta a închis forme metalice, cu o cavitate interioară care corespunde configurației sistemului sprue (de foraj), articolul și, care sunt realizate prin prelucrare mecanică în fontă, bronz, aluminiu sau bloc de oțel. Matrița este compus din două sau mai multe părți, după care compusul este o mică gaură în capac pentru turnarea metalului topit. Pentru a forma cavități interne în matriță metalică prevăzută gips, nisip, sticlă, metal sau ceramice „tijelor“. Gravity cochilei produse din aliaje de turnare pe bază de aluminiu, cupru, zinc, magneziu, staniu și plumb.

turnarea gravitațională este folosită numai în cazurile în care este necesar să se obțină cel puțin 1000 de piese turnate. mucegai de resurse ajunge la câteva sute de mii de mulaje. Matrița este un fier vechi, atunci când (datorită arderii progresivă a metalului topit) începe să scadă inacceptabilă calitatea suprafeței pieselor turnate și încetează să mai fie menținute la proiectarea lor toleranțe dimensiuni.

Grafit și forme refractare. Aceste forme constau din două sau mai multe părți, cu un compus care formează cavitatea dorită. Matrița poate avea o suprafață verticală, orizontală sau înclinată sau un conector demontat în unități separate; Acest lucru facilitează îndepărtarea piesei turnate. După îndepărtarea matriței pot fi colectate și utilizate din nou. Forme de grafit permit sute de piese turnate, din ceramică # 150; doar câteva.

Grafit forme multiple pot fi fabricate prin prelucrare grafit și turnat ceramic cu ușurință, astfel încât acestea sunt mult mai ieftine decât cochile metalice. Grafit și forme refractare pot fi folosite pentru reinjectarea în cazul pieselor turnate nesatisfăcătoare obținute prin turnare într-o matriță metalică.

forme refractare realizate din caolinul (caolin) și alte materiale vysokoogneupornyh. Acesta utilizează modelul fabricable din metal sau din plastic. argilă pulverulent refractar sau granular frământat cu apă, amestecul rezultat a fost turnat și mucegai preforme calcinată precum și cărămizi sau ustensile.

Formele One-off. Pe nisipul mucegaiuri impus mult mai puține condiționări decât oricare altul. Acestea sunt potrivite pentru producerea de piese turnate de orice dimensiune, orice formă, din orice aliaj; acestea sunt cel mai puțin exigente de proiectare a produsului. Forma clepsidră confecționată dintr-un material refractar ductil (tipic nisip de siliciu), conferindu-i configurația dorită pentru solidificarea metalului inundat reținut de această configurație și pot fi separate din matriță.

Amestecul de formare se obține prin amestecarea apei într-un nisip special mașină cu argilă și lianți organici.

Atunci când se produc mucegai nisip furniza aceasta gaura sprue superioară cu „cupa“ pentru turnarea de metal și sistemul alergător interior de canale pentru alimentarea metalului topit turnat în timpul solidificării, ca și datorită altfel la contracție în timpul solidificării (caracteristică majorității metalelor) în piesa turnată poate forma goluri (goluri de contracție).

Matrite pentru turnare BELLS

matrite Shell. Astfel de forme sunt de două tipuri de materiale cu punct de topire scăzut (gips) și dintr-un material cu un punct de topire ridicat (bazat pe pulberea fină de silice). mucegai de ghips coajă prin amestecarea într-un material de gips apă cu lianți (de întărire rapidă polimer), până la o consistență subțire și un model de turnare amestec oblitsovyvaya. După ce materialul matriței sa întărit, este tăiat, tratat, și se usucă și apoi „imperecheate“ și umple cele două matrițe. Această metodă de turnare este adecvat numai pentru metale neferoase.

Turnarea de turnare de investiții ceară. O astfel de metodă de turnare este folosit pentru metale prețioase, oțel și alte aliaje cu punct de topire ridicat. În primul rând, o matriță este făcută corespunzător pieselor turnate. De obicei, este realizat din metal cu punct de topire scăzut sau (prelucrate) din alamă. Apoi, umplerea formei cu parafină, plastic sau mercur (după ce a fost congelat) pentru a obține un model de turnare. Modelul este căptușit cu material refractar. Materialul matriței coajă este preparat dintr-o pulbere fină de material refractar (de exemplu, pulbere de silice) și un liant lichid. Un strat de căptușeală refractară este compactat prin vibrație. Odată ce sa întărit, matrița este încălzită, modelul de ceară este topită sau fluidul curge din matriță de plastic și. Matrița este apoi ars pentru a elimina gazele într-o stare încălzită și se toarnă metalul lichid, care ajunge prin gravitație, sub presiune sau aer comprimat prin forța centrifugă (în mașină de turnare prin centrifugare).

mucegai ceramic. mucegai ceramic realizat din lut de porțelan,, mulitul (silicat de aluminiu) vysokoogneupornyh silimanit sau alte materiale. La fabricarea acestor forme sunt, de obicei modele fabricable din metal sau din material plastic. material refractar pudră sau granule este amestecat cu un liant lichid (silicat de etil) studnepodobnoy consistență. Doar a făcut formă de plastic, astfel încât modelul poate fi scos din ea fără a deteriora cavitatea matriței. Matrița este apoi arsă la o temperatură ridicată și se toarnă metalul topit dorit # 150; oțel, aliaj solid sfărâmicios, un aliaj pe baza de metale rare, și așa mai departe. Această tehnică permite producerea de orice tip și formă potrivite atât la scară mică și pentru producția de volum. Cm. Și produse ceramice.

Yudkin VS Producerea și turnarea aliajelor de metale neferoase. M. 1967 # 150; 1971
Bauman BV și colab., turnatorie. M. 1971
Yuri Stepanov și colab., tehnologie de turnătorie. M. 1983