Процесс литья в постоянные формы предполагает повторное использование форм для изготовления деталей, в то время как при литье в расходные формы используются одноразовые формы. Хотя расплавленный алюминий является исходным материалом для этих двух методов, различия в форме и изменении формы материала, прочности изделия в конечном итоге и стоимости резко отличаются.
Среди нескольких отраслей промышленности, использующих алюминий в качестве одного из самых универсальных материалов, следует отметить, что это связано с его соотношением прочности и веса, некоррозионностью и электропроводностью. Для придания алюминию формы деталей и компонентов используются два основных процесса, а именно литье в постоянную форму и литье в расходуемую форму. Процедура, используемая в обоих этих процессах, не одинакова, а конечный продукт имеет свои механические характеристики, применение и производственные потребности.
Это руководство должно содержать информацию о различиях в технологическом процессе, механических свойствах, стоимости, применении и воздействии на окружающую среду, чтобы принять обоснованное решение о следующем проекте, который вы, возможно, будете реализовывать.
Сравнение и отличие литья в постоянную форму от литья в расходуемую форму
Что такое литье в постоянные формы?
Литье в постоянные формы - это процесс заливки расплавленного алюминия в металлическую форму, которая может быть использована для создания множества деталей. Он хорошо подходит для изготовления деталей, требующих высокой прочности и точности размеров. Материалом для формы обычно служит чугун или сталь, чтобы вещество могло подвергаться воздействию тепла расплавленного алюминия в течение большого количества циклов. Этот процесс идеально подходит для массового производства деталей среднего и большого объема.
Характерной особенностью литья в постоянные формы является:
- Существуют многоразовые формы: Металлические формы являются многоразовыми, поэтому их экономически выгодно использовать для массового производства.
- Точные размеры: Формы имеют высококачественные размеры.
- Сила: Детали получаются более прочными по сравнению с теми, которые создаются с помощью других методов литья.
- Отделка поверхности: Это позволяет получить высококачественную отделку поверхности, а послепечатные процессы сведены к минимуму.
Общие области применения:
- Автозапчасти, такие как блоки, корпуса и кронштейны.
- Конструктивные элементы аэрокосмических аппаратов.
- Промышленные детали высокой и средней прочности.
Что такое литье в расходуемую форму?
Литье в расходуемые формы подразумевает изготовление формы, которая разрушается только после одного применения. Популярными являются литье в песчаные формы, литье по выплавляемым моделям и литье в оболочковые формы. Этот процесс часто используется при разработке сложных или индивидуальных деталей, не требующих больших объемов. В расходных формах существует большая свобода проектирования, а также вариативность материалов.
Некоторые основные атрибуты литья в расходуемые формы:
- Одноразовые формы: Формы выбрасываются после литья, что увеличивает цену за единицу продукции.
- Сложная геометрия: Они подходят для изготовления деталей со сложной геометрией или с внутренней стороны.
- Сокращение расходов на материалы: Формы могут быть изготовлены из различных материалов, например, песка или керамики.
- Отделка поверхности: Для обработки поверхности может потребоваться дополнительная постобработка.
Общие области применения:
- OEM и заказные детали и прототипы.
- Компоненты для аэрокосмической и оборонной промышленности.
- Скульптура, предметы искусства и декора.
Производственные процессы
Процесс литья под давлением:
- Плавление алюминия: Алюминий расплавляется в печи до жидкого состояния.
- Заливка в формы: Жидкий алюминий заливается в постоянную металлическую форму.
- Охлаждение и затвердевание: Алюминий остывает и застывает в полости.
- Удаление плесени: Форма удаляется, и из нее извлекается отливка, которая в процессе литья приобрела форму, обеспечивающую прочность детали, но ни в коем случае не самое слабое место.
- Отливка Постобработка: При необходимости отливку можно обжечь, обработать или доработать.
Ключевые характеристики:
- Идеально подходит для выполнения сложных проектов.
- Высокая скорость производства.
- Экономия при больших объемах.
Процесс литья в формы поставляется с расходными материалами:
- Подготовка формы: Одноразовая форма изготавливается из некоторых материалов, таких как песок, керамика или ракушка.
- Индукционное плавление и заливка: Расплавленный алюминий заливается в форму.
- Охлаждение и затвердевание: Дайте изделию остыть и затвердеть.
- Уничтожение плесени: Чтобы извлечь готовую деталь, форма разрушается.
- Постобработка: Возможна дополнительная обработка/финишинг.
Ключевые характеристики:
- Лучше подходит для изготовления нестандартных или малосерийных деталей.
- Способность придавать замысловатые формы и черты.
- Увеличение стоимости единицы продукции.
Микроструктура и механические свойства
Микроструктура, а также механические свойства алюминия во многом зависят от процесса производства.
Структура зерна
- Постоянное литье в формы: Зерна в постоянных литейных формах очень мелкие и равномерные, что объясняется контролируемым охлаждением металлических форм. Это повышает прочность и механические свойства.
- Литье в расходуемые формы: При литье в расходуемую форму зернистость менее равномерна, зерна крупнее, поэтому прочность и пластичность меньше.
Пористость и дефекты
- Литье в постоянные формы: Металлические формы используются для уменьшения внутренних пор и внутренних дефектов в отливке, что делает ее прочной и надежной.
- Литье в расходуемые формы: Расходуемая пресс-форма имеет пористую структуру, что может привести к появлению внутренних дефектов, таких как газовая пористость или усадочная полость, в результате чего деталь будет плохо работать под нагрузкой.
Механические характеристики
Таблица 1: Механические характеристики
| Недвижимость | Литье в постоянные формы | Литье в расходуемые формы |
| Прочность на разрыв | Высокий | Умеренный |
| Предел текучести | Высокий | Умеренный |
| Сопротивление усталости | Превосходно | От умеренного до низкого |
| Пластичность | Высокий | От низкого до умеренного |
| Прочность | Высокий | Умеренный |
Материалы Роботы для литья в постоянную форму
Металлические формы
Формы для литья в постоянные формы обычно изготавливаются из стали, чугуна или легированных сталей. Они выбираются в сочетании с такими высокотемпературными и устойчивыми к циклам материалами. Стальные формы особенно предпочтительны из-за их долговечности и прочности, в то время как чугунные формы обеспечивают хорошую теплопроводность.
Metals – the casting
Наиболее часто используемыми металлами для производства литья в несъемные формы являются:
- Алюминий: Он мягкий, легкий и обладает антикоррозийными свойствами, что идеально подходит для высокопрочных применений.
- Магний: Классифицируется как легкий, но прочный металл, популярный в аэрокосмической и даже автомобильной промышленности.
- Цинк: Он обладает хорошей прочностью и пластичностью и часто применяется в крупносерийном литье под давлением.
- Эти металлы в сочетании с прочными формами позволяют получать прочные, точные и стабильные отливки.
Сырье для литья в расходуемую форму
Материалы для пресс-форм
При литье в расходные формы формы жертвуются при каждом использовании. Они могут состоять из множества типов форм, поэтому технология литья может быть различной:
- Песок: Чаще всего песок используется при литье в песчаные формы, где для изготовления формы используется смесь кварцевого песка и связующих веществ.
- Керамика: Применяется в литье по выплавляемым моделям, а тонкие порошки керамики изготавливаются в виде оболочек для литья металла с высокой точностью.
- Штукатурка и ракушки: Они применяются в процессе литья с потерянным воском и литья в оболочковые формы при изготовлении деталей с мелкими деталями и жесткими допусками.
Metals – the casting
Литье в расходуемые формы имеет широкий спектр металлов, которые можно использовать по своему усмотрению, в том числе:
- Алюминий: Алюминий, известный своим легким весом и универсальностью, широко используется в промышленных материалах в автомобильной промышленности и потребительских товарах.
- Сталь и железо: Они широко используются в процессе литья в песчаные формы и литья по выплавляемым моделям для изготовления промышленных машин, инструментов и конструкционных элементов.
- Латунь и бронза: Идеально подходит для литья сложных деталей, таких как декоративные элементы, клапаны и фитинги.
- Титан: Титан стоит дороже, но он находит применение в таких специальных областях, как аэрокосмическая промышленность и имплантируемые медицинские устройства, поскольку отличается прочностью и устойчивостью к коррозии.
- Требования: Расходные формы должны быть изготовлены из материала, соответствующего сложности детали и отливаемого металла, а также требованиям производства.
Типы форм для литья в постоянные формы
1. Литье в гравитационные постоянные формы
При гравитационном литье в постоянные формы расплавленный металл заливается в полость многоразовой формы под действием силы тяжести. Она используется для изготовления высококачественных простых деталей с хорошей отделкой поверхности. Она подходит для таких металлов, как алюминий и магний, и обычно применяется там, где требуется выполнить детали умеренной прочности.
2. постоянная пресс-форма низкого давления (LOPRVM)
Низкое давление. Расплавленный металл при литье в постоянную форму под низким давлением впрыскивается в форму под небольшим давлением, что облегчает заполнение полостей сложных форм с гладкой поверхностью. Этот процесс обычно применяется для алюминиевых и магниевых сплавов и подходит для деталей с высоким уровнем механических свойств и близкими допусками.
3. Литье в постоянные формы под высоким давлением (HPDC)
Этот подход подразумевает впрыск расплавленного металла под давлением в форму, что обеспечивает быстрое заполнение и высокую эффективность процесса. Он находит широкое применение в крупномасштабном производстве деталей, таких как автозапчасти и детали, где требуется точность, прочность и гладкая поверхность.
4. Литье под давлением
Литье под давлением - это литье в неразъемную форму; после заполнения формы расплавленным металлом этот металл выдавливается из формы. Оно в основном используется при крупносерийном производстве деталей сложной формы, например, автомобильных, а в качестве металлов для литья под давлением обычно используются алюминий, цинк и магний.
Виды литья в расходуемых формах
1. Литье в песок
Одним из самых распространенных и универсальных процессов литья в расходные формы является литье в песчаные формы. Он подразумевает формирование формы, которая изготавливается из смеси песка, глины и воды. Расплавленный металл заливается в форму после ее подготовки. Литье крупных деталей с использованием песчаного литья идеально и широко применяется для таких металлов, как алюминий, железо и сталь. Оно применимо в мало- и среднесерийном производстве.
2. Литье по выплавляемым моделям (литье по выплавляемым моделям)
Применяется литье по выплавляемым моделям, которые изготавливаются в виде керамической оболочки, отделенной от воскового шаблона. После того как шаблон удален после расплавления, в форму заливается расплавленный металл. Этот метод лучше всего использовать, когда детали очень детализированы, и он хорошо применим в отраслях, производящих авиационную продукцию, медицинское оборудование и ювелирные изделия. Литье по выплавляемым моделям позволяет обрабатывать детали высокой точности и сложной геометрии.
3. Литье в оболочковые формы
Литье в оболочковые формы - это процесс нанесения на оболочку чрезвычайно тонкостенной формы, сформированной путем нанесения так называемого шаблона, представляющего собой тонкий слой песка и клея. После заливки формы шаблон снимается, а полость заполняется расплавленным металлом. Этот метод обычно применяется для изготовления мелких деталей и имеет более высокую степень отделки по сравнению с песчаное литьё. В основном применяется для алюминиевых, латунных и стальных сплавов.
4. Литье по литой пене
Если формой служит шаблон из пенопласта, это называется литьем с потерями. Пенопластовый шаблон имеет керамическую оболочку, и когда расплавленный металл заливается в форму, пена расплавляется и испаряется. В основном такое литье применяется при изготовлении отливок сложной формы, а наиболее распространенными отраслями, где используется этот вид литья, являются автомобильная и аэрокосмическая промышленность.
5. Центробежное литье
Центробежное литье Процесс центробежного литья заключается в заливке расплавленного металла во вращающуюся форму. Под действием центробежной силы металл отбрасывается к внешней стороне формы, в результате чего образуется прочная отливка. Этот метод применяется для изготовления цилиндрических изделий, таких как трубы, трубки и втулки, особенно из чугуна, стали и бронзы.
Приложения
Применение литья в постоянных формах:
Детали, изготовленные методом литья в неразъемные формы, подходят для использования там, где требуются высокая прочность, точность и долговечность. Они подходят для средне- и крупносерийного производства, например, в автомобильной, аэрокосмической промышленности и промышленном машиностроении.
Общие области применения:
- Блоки автомобильных двигателей: Проектирование автомобильного блока двигателя со сложной внутренней геометрией.
- Аэрокосмические компоненты: Конструктивные детали, которые имеют малый вес и высокую прочность.
- Промышленное оборудование: Компоненты с отличными эксплуатационными характеристиками, такие как насосы и корпуса насосов, а также кронштейны.
Применение литья в расходуемых формах:
Литье в расходуемые формы является идеальным выбором в тех случаях, когда разрабатываются малосерийные, индивидуальные или прототипные проекты, а гибкость конструкции имеет жизненно важное значение. Оно получило широкое распространение в таких отраслях, как аэрокосмическая и оборонная промышленность и производство изделий на заказ.
Общие области применения:
- Аэрокосмические компоненты: Специальные детали, включающие лопатки турбины и детали двигателя.
- Защита: Уникальные детали, изготовленные на заказ, и детали военного назначения.
- Искусство и скульптура: Проектирование и персонализация или аппликация художественных изделий.
Цена и эффективность, Стоимость и эффективность производства, Стоимость и эффективность производства
Литье в постоянные формы:
- Стартовые расходы: Очень дорогостоящая оснастка для металлических форм.
- Стоимость за единицу: снижение стоимости каждой детали при крупносерийном производстве.
- Скорость производства: Это ускоряет процесс при больших объемах производства.
- Долговечный: Металлические формы служат долго, что в конечном итоге приводит к снижению затрат.
Литой-металл-инструмент-расширяющаяся-формочка
- Стартовые затраты: Низкая стоимость оснастки, используемой в расходных пресс-формах.
- Стоимость за единицу: Это более дорогостоящий способ, который требует от производителя больших затрат на изготовление одной детали из-за одноразовых форм.
- Скорость производства: Замедление происходит потому, что производство связано с созданием форм и более длительными процессами охлаждения.
- Долговечность: Пресс-формы производят только одну единицу продукции, что увеличивает стоимость каждого изделия.
Экологические соображения
Использование энергии
- Литье в постоянные формы: Как правило, для этого требуется меньше энергии, чем при использовании металлических форм.
- Литье в расходуемые формы: Расход энергии на единицу продукции выше, особенно при изготовлении сложных форм.
Использование материалов
- Литье в постоянные формы: Поток материалов отличный, отходов мало.
- Литье в расходуемые формы: Использование пресс-форм приводит к большим отходам материала, так как они используются один раз.
Возможность вторичной переработки
- Литье в постоянные формы: Алюминий легко перерабатывается, а после его использования можно получить прибыль.
- Литье в расходуемые формы: В большинстве случаев формы не подлежат переработке, хотя алюминий можно перерабатывать.
Когда предпочесть литье в постоянные формы литью в расходуемые формы
- Крупносерийное производство: Литье в постоянные формы более экономично при больших объемах производства, поскольку формы могут использоваться многократно, а также обеспечивает высокую скорость производства.
- Элементы высокой прочности: В тех случаях, когда конечный продукт должен обладать высокой прочностью, жесткими допусками и низким уровнем внутренних дефектов, предпочтительным вариантом является литье в постоянную форму.
- Применение компонентов: Литье в постоянные формы предпочтительнее для сложных геометрических форм, где не требуется усложнять внутреннее применение компонентов, например, в автомобильных деталях и промышленности.
- Длинные производственные циклы: Долгосрочные производственные проекты, предусматривающие использование формы и повторное использование форм в долгосрочной перспективе, также должны использовать литье в постоянные формы, поскольку оно является долгосрочным и эффективным.
Ситуация, когда нужно выбрать расходное литье вместо постоянного литья
- Малые объемы или изготовление на заказ: Малые объемы или изготовление на заказ при низкой начальной стоимости инструмента, что было слабым местом литья в расходуемые формы.
- Геометрия и замысловатые узоры: Если изделие имеет сложные внутренние системы или очень детализированные конструкции и формы, которые трудно реализовать с помощью постоянных форм, подойдет литье в расходуемые формы.
- Высокотемпературные сплавы: Литье в расширяемые формы может применяться в тех случаях, когда необходимо отлить металл или сплав, плавящийся при очень высокой температуре, например, сталь или титан, поскольку обычно только металлы с низкой температурой плавления, такие как алюминий или цинк, могут быть отлиты в неразъемные формы.
- Прототипирование и одноразовые продукты: В случае, когда компания тестирует новый дизайн своего продукта или когда требуется единичный компонент, изготовленный по индивидуальному заказу, расходные пресс-формы окажутся лучше, поскольку стоимость их изготовления ниже.
GC Precision Mold: Высококачественные услуги по изготовлению пресс-форм
Компания GC Precision Mould занимается проектированием, изготовлением и разработкой пресс-форм на заказ, отвечающих потребностям любой из следующих отраслей промышленности: автомобильной, аэрокосмической, электронной и производства медицинского оборудования. У нас работают лучшие специалисты, способные создать пресс-формы выдающегося качества и уровня точности благодаря использованию современных технологий и самых совершенных инструментов. Вам может потребоваться прототип пресс-формы или крупносерийное производство; независимо от того, какая пресс-форма вам нужна, мы являемся экономически эффективным и надежным поставщиком. Качество и удовлетворенность клиентов являются центральными для нашей компании, GC Precision Mould, и мы гарантируем, что все проекты, за которые мы беремся, будут выполнены в соответствии с высокими стандартами, которые позволят нашим клиентам достичь высоких результатов.
Заключение
Литье в постоянные формы и литье в расходуемые формы имеют свои преимущества в зависимости от цели и требований к созданию. Можно заметить, что литье в постоянные формы следует использовать в средне- и крупносерийном производстве, которое требует акцента на точность и высокий уровень детализации, в то время как литье в расходуемые формы следует использовать, когда требуется большая гибкость для создания сложных конструкций, нестандартных деталей и малосерийного производства.
Выбирая между этими двумя процессами, следует учитывать характер свойств материала, объем требуемого производства, цену и сложность конструкции. Зная как достоинства, так и недостатки всех методов, производители имеют возможность выбрать наилучший метод литья для конкретного проекта, гарантируя тем самым эффективное производство с наилучшими характеристиками конечного продукта.
Вопросы и ответы
1. Какой из них дешевле для кастинга масштабных постановок?
Литье в постоянные формы становится дешевле при больших объемах производства, так как формы можно использовать снова и снова, что сокращает производственный процесс.
2. Можно ли использовать комплексное проектирование при литье в расходуемые формы?
Да, литье в расходуемые формы лучше всего подходит для производства сложных и запутанных конструкций, например, деталей с внутренней геометрией.
3. Какой способ литья лучше подходит с точки зрения прочности?
Литье в постоянные формы обычно дает более качественные детали, а литье в расходуемые формы может использоваться в высокопрочных областях, особенно в аэрокосмической и оборонной промышленности.
4. Есть ли отходы материалов при двух видах литья?
При литье в расходуемые формы отходы материала больше, так как формы используются только один раз, по сравнению с постоянными формами, которые имеют меньше отходов.