Vysoko-chrómová biela liatina (Cr15–Cr28) vyrobená procesom odlievania stratenej peny (LFC) poskytuje vysokú odolnosť proti oderu v kombinácii s presnou -sieťovou- geometriou tvaru. Táto kombinácia znižuje prídavky na hrubé obrábanie, eliminuje uhly úkosu a znižuje celkové náklady na súčiastky pre aplikácie s veľkým opotrebením v baníctve, cemente, výrobe energie a spracovaní kameniva.
Odlievanie zo stratenej peny nahrádza tradičné formy zo zeleného piesku alebo živicového piesku vzormi z expandovaného polystyrénu (EPS) vložených do nespájaného kremičitého piesku. Počas odlievania roztavené železo s vysokým-chrómom odparí vzor EPS a nahradí ho presnou kovovou geometriou. Tento proces poskytuje tesné rozmerové tolerancie (ISO 8062-3 CT6–CT8), eliminuje tradičné deliace čiary formy a vytvára hladké povrchové úpravy (Ra 12,5 – 25 µm), čo umožňuje ťažko{9}}obrábať{10}}vysoké-chrómové komponenty s komplexnými vnútornými priechodmi, odlievaním{1} tenkých stien, minimálnymi stenami a tenkými stenami.
Výrobný proces
Sekvencia odlievania peny s vysokým -chrómovým železom pozostáva zo siedmich kontrolovaných krokov:
Pattern Tooling a predbežné{0}}rozšírenie
Expandovateľné polystyrénové guľôčky s vysokou{0}}hustotou (0,022 – 0,026 g/cm³) prechádzajú predbežnou expanziou parou-, starnutím a automatickým vstrekovaním hliníka do formy, aby sa vytvorili segmenty vzoru.
Montáž a brány
Segmenty vzoru sú zlepené-tavným lepidlom. Systémy žľabov a stúpačiek sú integrované priamo do zostavy EPS.
Aplikácia žiaruvzdorného náteru
Zostavy sa 2 až 3-krát ponoria do keramickej kaše na báze vody- (zmes zirkónu a oxidu kremičitého), aby sa vytvoril priepustný, vysoko{3}}pevný plášť (hrúbka 1,5 až 2,5 mm), potom sa sušia v-miestnostiach s regulovanou teplotou (45 stupňov – 50 stupňov, relatívna vlhkosť)<40%).
Zhutňovanie a balenie do fliaš
Usušený potiahnutý vzor sa vloží do banky s jednou bunkou-. Suchý, nespojený kremičitý piesok (AFS 45–55) sa naplní okolo vzoru pri aplikácii trojosovej vibrácie, aby sa dosiahla maximálna hustota piesku.
Vákuové{0}}asistované liatie
V banke sa nasaje podtlak (0,03–0,05 MPa). Roztavené železo s vysokým-chrómom pri teplote 1 420 stupňov – 1 480 stupňov vstupuje do banky, pričom sa vzor EPS okamžite vyparí, pričom pod vákuom získa svoj presný tvar.
Shakeout & Cleaning
Odliatky sa vo vnútri formy ochladzujú pod nepretržitým vákuom. Po ochladení odliatky voľne padajú z nespojeného piesku-, čím sa eliminuje mechanické poškodenie vytrasením piesku-, po ktorom nasleduje otryskanie (SA 2.5).
Tepelné spracovanie
Odliatky sa podrobujú destabilizačnému zahrievaniu (950 stupňov –1 050 stupňov), ochladzovaniu vzduchom/nútenému chladeniu vzduchom a -popúšťaniu na zmiernenie napätia (200 stupňov – 300 stupňov) s cieľom transformovať mikroštruktúry matrice na martenzit so zabudovanými karbidmi M7C3.
Materiály a technické špecifikácie
Rozsah chemického zloženia (ASTM A532 / EN 12513)
|
Stupeň Standard |
Stupeň ASTM |
Cr (%) |
C (%) |
Mo (%) |
Ni (%) |
Mn (%) |
Si (%) |
|
ASTM A532 Trieda II |
Typ B (15 % Cr) |
14.0–17.0 |
2.4–3.6 |
0.5–1.5 |
0,5 max |
0.5–1.5 |
1,0 max |
|
ASTM A532 Trieda II |
Typ D (20 % Cr) |
18.0–23.0 |
2.0–3.3 |
1.0–2.5 |
1,5 max |
0.5–1.5 |
1,0 max |
|
ASTM A532 Trieda III |
Typ A (25 % Cr) |
23.0–30.0 |
2.3–3.0 |
1,5 max |
1,5 max |
0.5–1.5 |
1,5 max |
Mechanické a fyzikálne vlastnosti
|
Nehnuteľnosť |
Štandardná / Hodnota |
|
Rozsah tvrdosti (ako-odliatok) |
45–52 HRC |
|
Rozsah tvrdosti (tepelne{0}}spracované) |
58 – 66 HRC (650 – 850 HV) |
|
Mikroštruktúra |
Dispergované eutektické karbidy M7C3 (do 1800 HV) v martenzitickej matrici |
|
Energia nárazu (Charpy V-zárez) |
5–12 J pri 20 stupňoch |
|
Hustota |
7,6–7,7 g/cm³ |
|
Rozmerová tolerancia |
ISO 8062-3 CT6–CT8 |
|
Drsnosť povrchu |
Ra 12,5 – 25 µm (125 – 250 mikropalcov RMS) |
|
Minimálna hrúbka steny |
5,0 mm |
|
Hmotnostná kapacita |
1,5 kg až 1 800 kg na kus |
Kľúčové vlastnosti produktu
Dizajn s nulovým uhlom ponoru:
Eliminuje uhly ponoru 1 až 3 stupne potrebné pri tradičnom formovaní zo zeleného piesku alebo živicového piesku, čím sa znižuje nadbytočná hmota a minimalizuje sa drahé dokončovacie obrábanie zliatin s vysokou-tvrdosťou.
Integrácia vnútornej dutiny:
Zložité vnútorné prietokové cesty, zahĺbenia a dutiny na zníženie hmotnosti-sú vytvorené priamo prostredníctvom zmontovaných jadier z EPS bez piesku v jadre, unášania jadra alebo škvŕn.
Riadenie mikroštruktúry M7C3:
Presná chémia zliatiny a tepelné profily zhášania riadeným núteným{0}vzduchom poskytujú primárne eutektické karbidy M7C3 s tvrdosťou až 1 800 HV, ktoré ponúkajú 3–5x dlhšiu životnosť ako Ni-tvrdá alebo mangánová oceľ v podmienkach abrazívneho kalu.
Blízke tolerancie tvaru-Net-:
Dosahuje tolerancie ISO 8062-3 CT6–CT8 priamo z tepelného spracovania, čím sa pri kritických lícovaniach znižujú prípustné úbery materiálu na 1,5–3,0 mm.
Odstránenie deliacej linky dielov:
Absencia konvenčných deliacich línií formy znižuje tvorbu výronov, znižuje ručné brúsenie a zabraňuje lokalizovaným bodom tepelného namáhania.
Typické aplikácie
Obežné kolesá kalových čerpadiel, špirálové vložky, hrdlové puzdrá a oterové dosky
Hydrocyklónové vložky a rozvádzače
Vstupné/výstupné vložky a mriežky SAG a guľového mlyna
Vyfukovacie tyče drviča, lámacie dosky a nárazové zástery
Vertikálny valcový mlyn (VRM) brúsi pneumatiky a vložky stolov
Chladnejšie medzirošte a vložky žľabu slinku
Trysky uhoľného horáka a oterové krúžky drviča
Lopatky ventilátora a vložky krytu
Kolená spodných popolových rúr a armatúry stavidla
Obrábanie a sekundárne operácie
Vysoko{0}}chrómové železo-spracované na 58 – 66 HRC sa nedá spracovať konvenčnou-rýchloreznou oceľou (HSS) alebo štandardnými karbidovými nástrojmi. Sekundárne operácie riadime pomocou špecializovaných procesov obrábania:
Kubický nitrid bóru (CBN) a sústruženie PCD:Presné sústruženie vnútorných priemerov, vonkajších priemerov a plochých lícovaných plôch pomocou pevných CNC sústruhov vybavených CBN doštičkami (rezné rýchlosti 40–80 m/min.).
Povrchové a vnútorné brúsenie:Robustné-rotačné a povrchové brúsky so živicovým{1}}kotúčom spájaným diamantom a karbidom kremíka dosahujú ploché tolerancie do 0,02 mm a povrchovú úpravu až do Ra 0,8 µm.
Odovzdať-vložené vložky:Pre miesta skrutkovania sú vložky z mäkkej ocele (ako je nehrdzavejúca oceľ AISI 1020 alebo 304) odliate priamo do vysoko-chrómovaného tela, čo umožňuje štandardné závitovanie bez EDM alebo rezania karbidových závitov.
Elektroerozívne obrábanie (EDM):CNC drôtové EDM a hĺbkové EDM držadlá s tesnou{0}}tolerančnou drážkou, slepými otvormi a montážnymi štrbinami na tvrdených komponentoch.
Kontrola kvality a inšpekcia
Overovanie kvality sa riadi štruktúrovanými testovacími protokolmi naprieč surovinami, procesnými parametrami a hotovými komponentmi:
Overovanie surovín
Optický emisný spektrometer Thermo Fisher (OES) kontroluje každú tavnú naberačku pred poklepaním, čím potvrdzuje súlad prvkov s normami ASTM A532.
In{0}}Process Thermal Control
Pyrometria taveniny a tepelná analýza monitorujú stav roztaveného kovu pred vákuovým liatím.
Mikroštrukturálna inšpekcia
Metalografické vyšetrenie pri zväčšení 500x a 1000x potvrdzuje transformáciu martenzitickej matrice a overuje objemovú frakciu karbidu M7C3 (cieľový rozsah 25 % – 45 %).
Testovanie tvrdosti
Testery King Brinell a Rockwell C vykonávajú 100% audity povrchovej tvrdosti na kritických opotrebovaných povrchoch.
Rozmerové a ne{0}}deštruktívne testovanie (NDT)
• CMM a skenovanie: Hexagon 3D Coordinate Measuring Machine (CMM) a 3D laserové skenery overujú takmer -čisté- rozmery tvaru oproti modelom CAD.
• Ultrazvukové testovanie (UT): Vykonané podľa ASTM A609 na detekciu vnútornej dutiny.
• Kontrola penetrácie farbiva (PT): Vykonáva sa podľa ASTM E165 pre kontrolu povrchových mikro-trhlín.
• Rádiografické testovanie (RT): Dostupné podľa ASTM E94 pre kritické banské a energetické komponenty.
OEM a zákazková výroba
Vyrábame vlastné komponenty z-chrómového železa priamo z 3D modelov zákazníkov a 2D technických výkresov.
Inžinierske schopnosti
• Podpora CAD/CAM: Priamy import súborov STEP, IGES, SolidWorks (.sldprt) a Parasolid (.x_t).
• MagmaSoft Casting Simulation: Modelovanie toku a tuhnutia identifikuje potenciálnu pórovitosť zmršťovania, studené uzávery alebo zachytenie vzduchu pred rezaním nástroja.
• Rýchla výroba nástrojov EPS: Vysoko{0}}rýchlostné CNC obrábanie hliníkových vzorov poskytuje prvé-vzorky výrobkov do 3 až 4 týždňov.
Pracovný postup schvaľovania nástrojov a vzoriek
• DFM Review: Hodnotenie návrhu pre vyrobiteľnosť so zameraním na prechody hrúbky steny, tolerancie opotrebenia a umiestnenie vložiek.
• Overenie MagmaSoft: Správa o tuhnutí predložená kupujúcemu.
• Rezanie hliníkových foriem: Nástroje vyrobené z hliníka 6061-T6.
• Kontrola prvého výrobku (FAI): Správa FAI vybavená 3D skenom CMM, správou z metalurgického laboratória a mapou tvrdosti pred úplným povolením sériovej výroby.
Čo by mali kupujúci poskytnúť za RFQ
Ak chcete získať presnú obchodnú ponuku a posúdenie technickej realizovateľnosti do 48 hodín, uveďte nasledujúce podrobnosti:
3D modely a 2D kresby:3D CAD súbory (STEP/IGES) pre geometriu a 2D výkresy (PDF) špecifikujúce kritické tolerancie obrábania, povrchové úpravy a referenčné podklady.
Špecifikácia materiálu:Špecifické označenie triedy/typu ASTM A532, trieda EN 12513 alebo cieľový rozsah chemického zloženia.
Údaje o prevádzkovom prostredí:Pracovné médium (veľkosť abrazívnych častíc, pH kalu, úrovne nárazu, prevádzkové teploty).
Cieľová tvrdosť a tepelné spracovanie:Požadovaný rozsah HRC (napr. 58–62 HRC oproti 62–66 HRC) alebo špecifické požiadavky na teplotu.
Požiadavky na obrábanie:Jasná identifikácia-odlievaných povrchov a úplne opracovaných povrchov vrátane požiadaviek na závitové vložky.
Objemy a harmonogramy objednávok:Počiatočné množstvo vzorky, odhadované ročné využitie (EAU) a veľkosti uvoľnenia šarží.
Požiadavky na kontrolu a certifikáciu:Špecifické požiadavky NDT (UT/PT/RT),{0}}kontrola treťou stranou (SGS/TÜV) alebo certifikáty o skúške materiálu 3.1 podľa EN 10204.
Často kladené otázky
Otázka: Aké sú výsledky odlievania Lost Foam Casting a odlievania do zeleného piesku pre komponenty s vysokým-chrómovým železom?
Odpoveď: Odlievanie zo stratenej peny eliminuje uhly ponoru, znižuje hrubý materiál na obrábanie o 40 % – 60 %, eliminuje vnútorné jadrá a zabraňuje vzniku škvŕn typických pre zelený piesok. Drsnosť povrchu sa zlepšuje z Ra 25–50 µm (zelený piesok) na Ra 12,5–25 µm.
Otázka: Prečo zvoliť Lost Foam Casting pred investičným odlievaním (Lost Wax)?
Odpoveď: Odlievanie zatavením poskytuje o niečo užšie tolerancie, ale stratená pena je výrazne nákladovo{0}}efektívnejšia pre veľké a ťažké{1}} diely podliehajúce opotrebovaniu (10 kg až 1 800 kg). Náklady na nástroje na stratu peny sú nižšie pre stredne-až{7}}veľké komponenty a časy výrobného cyklu sú kratšie.
Otázka: Zvládnu vysoko-chrómové biele odliatky zo stratenej peny{1}}aplikácie?
Odpoveď: Žehličky s vysokým{0}}chrómom ponúkajú vysokú odolnosť proti oderu, ale nižšiu lomovú húževnatosť v porovnaní s austenitickými mangánovými oceľami. Pre prostredie s vysokým-nárazom na drvenie upravíme chémiu zliatiny (pridaním Mo/Ni) a aplikujeme špecifické destabilizačné tepelné úpravy, aby sme maximalizovali húževnatosť matrice, alebo odporúčame úpravy dizajnu kompozitu.
Otázka: Aký je váš štandardný čas na prípravu nových vlastných nástrojov a vzoriek prvých{0}}článkov?
Odpoveď: Výroba hliníkových foriem EPS trvá 15–20 dní. Prvé-vzorky výrobkov (vrátane správ o tepelnom spracovaní, obrábaní a kontrolách) sa odosielajú do 7 až 10 dní po dokončení formy.
Otázka: Aká dokumentácia testovania materiálu je súčasťou dodávky?
Odpoveď: Každá zásielka obsahuje správu o skúške materiálu EN 10204 3.1 s podrobným chemickým zložením (OES), teplotnými profilmi tepelného spracovania, údajmi o tvrdosti po ochladzovaní{1}} a rozmerovými správami FAI.
