Центробежное литье (промышленное)

Видео производства бетонных труб

Центробежное литье или ротационное литье — это метод литья , который обычно используется для отливки тонкостенных цилиндров. Обычно его используют для литья таких материалов, как металлы, стекло и бетон. Высокое качество достигается за счет контроля металлургии и кристаллической структуры. В отличие от большинства других методов литья, центробежное литье в основном используется для производства осесимметричных заготовок стандартных размеров для дальнейшей механической обработки , а не для изготовления фасонных деталей, адаптированных для конкретного конечного использования.

Материалы

Типичными материалами, которые можно отливать центробежным методом, являются металлы, цемент, бетон, стекло и керамические материалы. Типичными литейными металлами являются железо , сталь , нержавеющая сталь , а также сплавы никеля , алюминия , меди и магния .

Два материала можно объединить, вводя в процессе второй материал. Типичным примером являются чугунные трубы, покрытые изнутри цементом.

Процесс литья металла

При центробежном литье постоянная форма непрерывно вращается с высокой скоростью (от 300 до 3000 об/мин) по мере разливки расплавленного металла. Расплавленный металл распространяется вдоль внутренней стенки формы, где после охлаждения затвердевает. Отливка обычно представляет собой мелкозернистую отливку с особенно мелкозернистым наружным диаметром из-за быстрого охлаждения поверхности формы. Более легкие примеси и включения перемещаются по внутреннему диаметру и могут быть удалены механической обработкой после отливки.

Литейные машины могут быть как горизонтально-, так и вертикально-осными. ^[1] Машины с горизонтальной осью предпочтительны для длинных и тонких цилиндров, а машины с вертикальной осью — для колец и подшипников. ^[2]

Отливки обычно затвердевают снаружи внутрь. Такая направленная затвердевание улучшает некоторые металлургические свойства. Часто внутренний и внешний слои удаляются и только промежуточная столбчатая зона . используется ^[3]

Центробежное литье было изобретением Альфреда Круппа , который использовал его для производства железнодорожных шин ( литых стальных шин для железнодорожных колес), начиная с 1852 года. ^[4]

Приложения

Типичными деталями, изготовленными с помощью этого процесса, являются трубы , маховики , гильзы цилиндров и другие осесимметричные детали . В частности, его используют для литья гильз цилиндров и золотников поршневых двигателей, деталей, которые иначе невозможно было бы надежно изготовить. UFIP известен тем, что применяет этот процесс для производства тарелок .

Особенности центробежного литья

Отливки могут быть изготовлены практически любой длины, толщины и диаметра.
Из одной и той же формы можно изготавливать стенки разной толщины.
Устраняет необходимость в ядрах.
Хорошие механические свойства благодаря зернистой структуре, образованной центробежным действием.
Обычно цилиндрические формы выпускают:
- Размеры до 6 м (20 футов) в диаметре и 15 м (49 футов) в длину.
- С толщиной стенок от 2,5 до 125 мм (от 0,098 до 4,921 дюйма).
- В пределах допуска наружный диаметр 2,5 мм (0,098 дюйма) и внутренний диаметр матрицы 3,8 мм (0,15 дюйма).
- При шероховатости поверхности от 2,5 до 12,5 мм (от 0,098 до 0,492 дюйма) среднеквадратичное значение.

Стекло

Этот метод известен в стекольной промышленности как « вращение ». Центробежная сила прижимает расплавленное стекло к стенкам формы, где оно затвердевает. Процесс охлаждения часто занимает от 16 до 72 часов в зависимости от примесей или объема материала. Типичными продуктами, изготовленными с использованием этого процесса, являются телевизионные трубки и носовые обтекатели ракет. ^{[ нужна ссылка ]}

Центробежное литье также используется для изготовления больших зеркал телескопов , где естественная кривая, за которой следует расплавленное стекло, значительно снижает объем необходимой шлифовки. Вместо того, чтобы заливать стекло в форму, весь поворотный стол, содержащий периферийную форму и задний узор (сотовый рисунок для уменьшения массы готового продукта), помещается в печь и загружается используемым стеклянным материалом. Затем сборку нагревают и вращают на медленной скорости, пока стекло не станет жидким, а затем постепенно охлаждают в течение нескольких месяцев.

Центробежное литье также широко используется для придания стеклу сферических предметов, таких как мрамор . ^{[ нужна ссылка ]}

Преимущества

С помощью этой техники чаще всего отливают цилиндры и формы с вращательной симметрией. Дальние забросы часто производятся так, чтобы длинная ось была параллельна земле, а не стоя, чтобы равномерно распределить действие силы тяжести.

Тонкостенные цилиндры трудно отлить другими способами. Центробежное литье особенно подходит, поскольку оно ведет себя как неглубокие плоские отливки относительно направления центробежной силы.

Центробежное литье также используется для производства предметов в форме дисков и цилиндров, таких как колеса железнодорожных вагонов или машинные детали, где зерно, текучесть и баланс важны для долговечности и полезности готового продукта.

Некруглые формы также могут быть отлиты при условии, что форма имеет относительно постоянный радиус.

См. также

Вращающаяся печь
Центробежное литье - метод использования центробежной силы для изготовления отливок из резиновой формы.
Вращающееся литье (зеркала) - Техника изготовления больших параболических зеркал.

Ссылки

^ «Талса Центробежно-Технический» .
^ «Преимущества и процесс вертикального центробежного литья» . Точные специальности Inc. 19 июля 2018 г. Проверено 28 августа 2018 г.
^ «Центробежное литье» (PDF) . 30 июля 2018 г. Архивировано из оригинала (PDF) 28 июня 2021 г. . Проверено 29 января 2010 г.
^ Манчестер, Уильям (1969). Герб Круппа . Майкл Джозеф. п. 102.

Дальнейшее чтение

Калпакджян, Серопа; Шмид, Стивен Р. Производство и технологии (5-е изд.). п. 525.

Внешние ссылки

Трубы из ковкого чугуна центробежного литья

[1] «Талса Центробежно-Технический» .

[2] «Преимущества и процесс вертикального центробежного литья» . Точные специальности Inc. 19 июля 2018 г. Проверено 28 августа 2018 г.

[3] «Центробежное литье» (PDF) . 30 июля 2018 г. Архивировано из оригинала (PDF) 28 июня 2021 г. . Проверено 29 января 2010 г.

[4] Манчестер, Уильям (1969). Герб Круппа . Майкл Джозеф. п. 102.

[1]

[2]

[3]

[4]