Гравитационное литье, также известное как литье в постоянные формы, и литье в песчаные формы — это два распространенных процесса литья металлов, используемых во многих отраслях промышленности. Оба метода включают заливку расплавленного металла в полость формы для придания детали желаемой формы. Однако типы форм и оптимальные варианты применения существенно различаются при гравитационном и песчаном литье. Здесь мы сравниваем эти два метода кастинга по семи ключевым аспектам:
1. Высокое качество и эстетичная отделка.
- Гравитационное литье позволяет добиться превосходного качества поверхности при среднеквадратичном значении 63 микрона или меньше. Высокая теплопроводность металлических форм обеспечивает быстрое затвердевание с минимальной турбулентностью.
- Отливки из песка имеют более грубую поверхность (около 200-500 микрон RMS) из-за шероховатости формы и более медленного охлаждения в песке. Тем не менее, с его помощью все же можно добиться гладких поверхностей, подходящих для многих применений.
- Для продуктов, для которых внешний вид имеет решающее значение, предпочтение отдается гравитационному литью. Этот процесс позволяет создавать подробные логотипы и дизайны с хорошей точностью воспроизведения.
- Термический контроль постоянных форм также обеспечивает постоянство цвета литых металлических деталей.
2. Возможность производить крупные детали.
- Как гравитационным, так и песчаным методом можно производить очень большие отливки весом в несколько тонн. Размерные возможности сводятся к формовочному оборудованию и обработке металла на литейном производстве.
- Для гравитационного литья более крупные формы требуют более сложных литников и подъемников, чтобы обеспечить правильную подачу металла. В этом отношении песчаная отливка обладает большей гибкостью.
- В China Welong мы производим чугунные отливки весом более 50 тонн, используя как гравитационные, так и песчаные процессы. Пожалуйста, узнайте о наших возможностях!
3. Гибкость для партий небольшого объема
- Литье в песчаные формы является чрезвычайно гибким и позволяет с минимальными затратами обрабатывать как отдельные прототипы, так и небольшие производственные партии в 1,000 единиц. Изготовление формы повторяется для каждого цикла литья.
- Гравитационное литье требует более высоких первоначальных затрат на оснастку для обработанных постоянных форм. Это хорошо сочетается с средними и высокими объемами производства (500 единиц и более).
- Для периодических партий мелкого тиража между производственными циклами на предприятиях гравитационного литья используются менее дорогие шаблоны сопрягающих пластин вместо полностью обработанных форм, чтобы сэкономить на затратах на оснастку.
4. Точность размеров и качество поверхности.
- Гравитационное литье обеспечивает более высокую точность размеров и повторяемость, чем литье в песчаные формы, при этом допуски обычно поддерживаются на уровне ±0,5% или выше. Постоянные формы сохраняют свои размеры при многократном использовании.
- Стандартная отливка в песчаные формы имеет меньшую точность (около ±2%) из-за постепенного разрушения песчаных форм в результате термоциклирования. Однако химически связанные пески могут достигать точности гравитационного литья.
- Превосходная теплопроводность металлических форм для гравитационного литья также обеспечивает более тонкую микроструктуру и улучшенные механические свойства по сравнению с литьем в песчаные формы.
5. Улучшенные механические свойства.
- Быстрое затвердевание металла в постоянных формах для гравитационного литья приводит к получению более мелкозернистой структуры с более высокой прочностью и пластичностью. Сплавы могут быть адаптированы к спецификациям.
- Отливка из песка остывает медленнее, образуя более грубую микроструктуру. Значения прочности на 10-30% ниже, чем у того же сплава, отлитого гравитационным способом, хотя он по-прежнему подходит для многих применений.
- Термическая обработка после отливки может применяться для улучшения определенных свойств, необходимых как для силы тяжести, так и для песка.
6. Скорость производства
- При больших объемах литье под действием силы тяжести обеспечивает более быстрое время цикла и производительность, чем литье в песчаные формы, благодаря готовым к использованию постоянным формам. Полную автоматизацию проще реализовать
- Отливка в песок является прерывистой, что требует подготовки формы для каждого цикла литья. Однако для небольших партий время изготовления формы незначительно.
- Для прототипов и небольших объемов менее 1,000 единиц литье в песчаные формы обеспечивает более быструю доставку с меньшими первоначальными затратами на инструменты.
7. Экономическая конкурентоспособность
- Гравитационное литье предполагает более высокие затраты на оснастку для изготовления постоянных формовочных штампов. Однако стоимость детали при объемах производства очень конкурентоспособна.
- Литье в песчаные формы требует минимальных затрат на оснастку для изготовления деревянных или металлических моделей, что делает его идеальным для изготовления прототипов небольшими партиями. При больших объемах затраты на рабочую силу становятся менее конкурентоспособными по сравнению с гравитационным или литьем под давлением.
- Для отливок сложной геометрии формование в песчаные формы часто является наиболее экономически эффективным процессом. Постоянный молдинг требует более сложных литников и стояков.
Таким образом, литье в песчаные формы обеспечивает беспрецедентную гибкость с точки зрения металлов, объемов и стоимости. Но при средних и крупных объемах производства гравитационное литье обеспечивает повышенную точность, качество поверхности и свойства. Мы приветствуем запросы о ваших уникальных потребностях в кастинге. Свяжитесь с нами по адресу info@welongpost.com!
Использованная литература:
Цяо X., Чжао Дж., Лю Ю., Чен Х. и Ли Х. (2020). Различия в литом и термообработанном микроструктуре и коррозионном поведении сплава Al-Mg-Si-Cu, полученного методом гравитационного литья и литья в песчаные формы под низким давлением. Металлы, 10(4), 462.
Хэ, X., Хао, Л., Луо, Х., Чен, Дж., Чжун, Ю. и Цзян, З. (2020). Разработка роботизированной системы подготовки песка для мелкосерийных литейных отливок. Материалы, 13(24), 5748.
Соуза, Дж.П., Алвес, Дж.Л., Рейс, ДАП, Спинелли, Д., Чунг, Н., и Гарсия, А. (2021). Влияние термообработки на твердость и микроструктуру блоков из белого чугуна ASTM A532. Материалы, 14(9), 2388.
Юань К., Лю З., Ву Б. и Цзян Дж. (2019). Интеллектуальная диагностика дефектов литья на основе машинного обучения и распознавания изображений. Журнал интеллектуального производства, 30(3), 1193-1205.
Цянь Л., Хань К., Ли В., Сунь Х., Чжао Ю. и Чжао Дж. (2022). Влияние технологических параметров на микроструктуру и механические свойства нержавеющей стали 17-4PH, полученной методом горизонтального центробежного литья. Металлы, 12(1), 55.
Чжан П., Се Дж., Лю З., Фу П. и Пэн Ю. (2022). Влияние технологических параметров на микроструктуру и механические свойства алюминиевого сплава ZL101, отлитого в песчаные формы. Металлы, 12(1), 152.
Сюй Л., Цзин Л., Чжан М., Чжао Дж., Чжан Л. и Цзя З. (2019). Численное моделирование динамики фронта металла и соответствующие экспериментальные исследования при горизонтальном центробежном литье. Металлы, 9(2), 172.