El processament de fosa és un procés en què el líquid de metall fos que compleix els requisits s'aboca en un motlle de fosa específic i s'obté la forma, la mida i el rendiment desitjats després del refredament i la solidificació. S'utilitza àmpliament en l'aeronàutica, l'automòbil, la fabricació de màquines-eina i altres indústries a causa de les seves excel·lents característiques, com ara un fàcil modelat, un baix cost i un menor consum de temps.
La tecnologia de fosa al nostre país no és una tecnologia nova, sinó un patrimoni cultural amb una llarga història. Tanmateix, el procés de fosa tradicional actual no ha pogut satisfer les necessitats modernes dels productes de fosa en termes de qualitat de disseny i conceptes de disseny. Per tant, com crear una nova tecnologia de procés de fosa requereix una discussió i una investigació en profunditat. En comparació amb altres mètodes de processament i conformació, la precisió del procés de fosa és deficient i les propietats estructurals no són tan bones com la forja. Per tant, com millorar la precisió de les peces de fosa i optimitzar les seves propietats estructurals també és digne d'atenció i investigació.
El material per al motlle pot ser sorra, metall o fins i tot ceràmica. Segons els requisits, els mètodes utilitzats variaran. Quines són les característiques de cada procés de fosa? Quin tipus de productes són adequats per a això?
1. Colada de sorra
Material de fosa: diversos materials
Qualitat de fosa: desenes de grams - desenes de tones a centenars de tones
Qualitat de la superfície de colada: mala
Estructura de fosa: senzilla
Cost de producció: baix
Àmbit d'aplicació: Els mètodes de fosa més utilitzats. L'emmotllament manual és adequat per a peces individuals, lots petits i peces de fosa grans amb formes complexes que són difícils d'utilitzar amb una màquina d'emmotllament. El modelatge de màquines és adequat per a peces de fosa mitjanes i petites produïdes en lots.
Característiques del procés: Modelatge manual: flexible i fàcil, però té una baixa eficiència de producció, alta intensitat de treball i poca precisió dimensional i qualitat superficial. Modelatge de màquines: alta precisió dimensional i qualitat superficial, però alta inversió.
La fosa de sorra és el procés de fosa més utilitzat actualment a la indústria de la foneria. És adequat per a diferents materials. Els aliatges ferrosos i els aliatges no fèrrics es poden colar amb motlles de sorra. Pot produir peces de fosa que van des de desenes de grams fins a desenes de tones i més grans. El desavantatge de la fosa de sorra és que només pot produir peces de fosa amb estructures relativament senzilles. El major avantatge de la fosa de sorra és: baix cost de producció. Tanmateix, pel que fa a l'acabat superficial, la metalografia de fosa i la densitat interna, és relativament baixa. Pel que fa al modelatge, pot tenir forma de mà o de màquina. L'emmotllament manual és adequat per a peces individuals, lots petits i peces de fosa grans amb formes complexes que són difícils d'utilitzar amb una màquina d'emmotllament. El modelatge de màquines pot millorar molt la precisió de la superfície i la precisió dimensional, però la inversió és relativament gran.
2. Casting d'inversió
Material de fosa: acer fos i aliatge no fèrric
Qualitat de fosa: diversos grams --- diversos quilograms
Qualitat de la superfície de fosa: molt bona
Estructura de fosa: qualsevol complexitat
Cost de producció: en la producció en massa, és més barat que la producció de mecanitzat completament.
Àmbit d'aplicació: diversos lots de peces de fosa de precisió petites i complexes d'acer fos i aliatges d'alt punt de fusió, especialment adequats per a la colada d'obres d'art i peces mecàniques de precisió.
Característiques del procés: precisió dimensional, superfície llisa, però baixa eficiència de producció.
El procés de càsting d'inversió es va originar abans. Al meu país, el procés de fosa d'inversió s'ha utilitzat en la producció de joies per a nobles durant el període de primavera i tardor. Les peces de fosa d'inversió són generalment més complexes i no són adequades per a peces de fosa grans. El procés és complex i difícil de controlar, i els materials utilitzats i consumits són relativament cars. Per tant, és adequat per a la producció de peces petites amb formes complexes, requisits d'alta precisió o altres processaments difícils de realitzar, com ara les pales de motor de turbina.
3. Colada d'escuma perduda
Material de fosa: diversos materials
Massa de colada: de diversos grams a diverses tones
Qualitat de la superfície de fosa: bona
Estructura de fosa: més complexa
Cost de producció: menor
Àmbit d'aplicació: peces de fosa d'aliatge més complexes i diverses en diferents lots.
Característiques del procés: la precisió dimensional de les peces de fosa és alta, la llibertat de disseny de la fosa és gran i el procés és senzill, però la combustió del patró té cert impacte ambiental.
La fosa d'escuma perduda consisteix a unir i combinar models de parafina o escuma similars en mida i forma a les peces de fosa en grups de models. Després de raspallar-se amb pintura refractària i assecar-los, s'enterren en sorra de quars seca i es fan vibrar per donar-li forma, i s'aboquen sota pressió negativa per vaporitzar el model. , un nou mètode de fosa en què el metall líquid ocupa la posició del model i es solidifica i es refreda per formar una fosa. La fosa d'escuma perduda és un procés nou gairebé sense marge i emmotllament precís. Aquest procés no requereix la presa de motlles, ni la superfície de separació ni el nucli de sorra. Per tant, la fosa no té flaix, rebaves i pendent d'esborrany, i redueix el cost dels nuclis del motlle. Errors dimensionals causats per combinació.
Els onze mètodes de colada anteriors tenen diferents característiques de procés. En la producció de fosa, s'han de seleccionar els mètodes de fosa corresponents per a diferents peces de fosa. De fet, és difícil dir que el procés de fosa difícil de cultivar té avantatges absoluts. A la producció, tothom també tria el procés aplicable i el mètode de procés amb un rendiment de menor cost.
4. Colada centrífuga
Material de fosa: fosa grisa, ferro dúctil
Qualitat de fosa: de desenes de quilograms a diverses tones
Qualitat de la superfície de fosa: bona
Estructura de fosa: fosa generalment cilíndrica
Cost de producció: menor
Àmbit d'aplicació: lots petits a grans de peces de fosa de carrosseria giratòria i accessoris de canonades de diversos diàmetres.
Característiques del procés: les peces de fosa tenen una alta precisió dimensional, superfície llisa, estructura densa i alta eficiència de producció.
La fosa centrífuga es refereix a un mètode de fosa en què el metall líquid s'aboca en un motlle giratori, s'omple i es solidifica en una fosa sota l'acció de la força centrífuga. La màquina utilitzada per a la fosa centrífuga s'anomena màquina de fosa centrífuga.
La primera patent per a la fosa centrífuga va ser proposada pel britànic Erchardt l'any 1809. No va ser fins a principis del segle XX que aquest mètode es va adoptar gradualment en la producció. A la dècada de 1930, el nostre país també va començar a utilitzar tubs centrífugs i peces de fosa de cilindres com ara tubs de ferro, mànigues de coure, camisas de cilindres, mànigues de coure bimetàl·liques amb suport d'acer, etc. La fosa centrífuga és gairebé un mètode important; a més, en corrons d'acer resistents a la calor, alguns tubs en blanc especials d'acer sense soldadura, tambors d'assecat de màquines de paper i altres àrees de producció, el mètode de fosa centrífuga també s'utilitza de manera molt eficaç. Actualment, s'ha produït una màquina de colada centrífuga altament mecanitzada i automatitzada i s'ha construït un taller de colada centrífuga mecanitzada de producció massiva.
5. Colada a baixa pressió
Material de fosa: aliatge no fèrric
Qualitat de fosa: desenes de grams a desenes de quilograms
Qualitat de la superfície de fosa: bona
Estructura de fosa: complexa (nucli de sorra disponible)
Cost de producció: el cost de producció del tipus de metall és elevat
Àmbit d'aplicació: lots petits, preferiblement lots grans de peces de colada d'aliatges no fèrrics grans i mitjans, i poden produir peces de fosa de parets primes.
Característiques del procés: l'estructura de fosa és densa, el rendiment del procés és elevat, l'equip és relativament senzill i es poden utilitzar diversos motlles de fosa, però la productivitat és relativament baixa.
La fosa a baixa pressió és un mètode de fosa en què el metall líquid omple el motlle i es solidifica en una fosa sota l'acció del gas a baixa pressió. La fosa a baixa pressió es va utilitzar inicialment principalment per a la producció de peces de fosa d'aliatge d'alumini, i més tard el seu ús es va ampliar encara més per produir peces de coure, peces de ferro i peces d'acer amb punts de fusió elevats.
6. Colada a pressió
Material de fosa: aliatge d'alumini, aliatge de magnesi
Qualitat de fosa: de diversos grams a desenes de quilograms
Qualitat de la superfície de fosa: bona
Estructura de fosa: complexa (nucli de sorra disponible)
Costos de producció: les màquines de fosa a pressió i els motlles són cars de fabricar
Àmbit d'aplicació: producció en massa de diverses peces de fosa d'aliatges no fèrrics de mida petita i mitjana, peces de fosa de parets primes i peces de fosa resistents a la pressió.
Característiques del procés: les peces de fosa tenen una alta precisió dimensional, superfície llisa, estructura densa, alta eficiència de producció i baix cost, però el cost de les màquines i motlles de fosa a pressió és elevat.
La fosa a pressió té dues característiques principals: ompliment d'alta pressió i alta velocitat de motlles de fosa a pressió. La seva pressió específica d'injecció que s'utilitza habitualment és de diversos milers a desenes de milers de kPa, o fins i tot fins a 2 × 105 kPa. La velocitat d'ompliment és d'uns 10-50 m/s, i de vegades pot arribar fins i tot a més de 100 m/s. El temps d'ompliment és molt curt, generalment entre 0,01 i 0,2 s. En comparació amb altres mètodes de fosa, la fosa a pressió té els tres avantatges següents: bona qualitat del producte, alta precisió dimensional de les peces de fosa, generalment equivalent al grau 6 al 7, o fins i tot fins al grau 4; bon acabat superficial, generalment equivalent al grau 5 a 8; resistència Té una duresa més alta i la seva resistència és generalment un 25 ~ 30% superior a la de la fosa de sorra, però el seu allargament es redueix aproximadament un 70%; té unes dimensions estables i una bona intercanviabilitat; pot fundir peces de fosa de parets primes i complexes. Per exemple, el gruix de paret mínim actual de les peces de fosa a pressió d'aliatge de zinc pot arribar als 0,3 mm; el gruix mínim de la paret de les peces de fosa d'aliatge d'alumini pot arribar als 0,5 mm; el diàmetre mínim del forat de fosa és de 0,7 mm; i el pas mínim de rosca és de 0,75 mm.
Hora de publicació: 08-jul-2024
