Gravitaciono livenje, takođe poznato kao trajno livenje u kalup, i livenje u pesak su dva uobičajena procesa livenja metala koji se koriste u bezbrojnim industrijama. Oba uključuju izlivanje rastopljenog metala u šupljinu kalupa kako bi se formirao željeni oblik dijela. Međutim, tipovi kalupa i optimalne primjene značajno se razlikuju između gravitacije i lijevanog u pijesak. Ovdje upoređujemo ove dvije metode bacanja u sedam ključnih aspekata:
1. Visokokvalitetna i estetska završna obrada
- Gravitaciono livenje može postići odlične završne obrade površine do RMS vrijednosti od 63 mikrona ili manje. Visoka toplotna provodljivost metalnih kalupa omogućava brzo očvršćavanje uz minimalnu turbulenciju.
- Odliveni pijesak imaju grublje završne obrade oko 200-500 mikrona RMS zbog hrapavosti kalupa i sporijeg hlađenja u pijesku. Međutim, još uvijek može postići glatke površine pogodne za mnoge primjene.
- Za proizvode kod kojih je izgled kritičan, preferira se gravitacija. Proces može baciti detaljne logotipe i dizajne sa dobrom tačnošću replikacije.
- Termička kontrola trajnih kalupa takođe omogućava dobru konzistenciju boje za livene metalne komponente.
2. Sposobnost proizvodnje velikih dijelova
- I gravitacijski i pješčani metod mogu proizvesti vrlo velike odljevke težine nekoliko tona. Mogućnosti veličine svode se na opremu za oblikovanje i rukovanje metalom u ljevaonici.
- Za gravitaciono livenje, veći kalupi zahtevaju složenije zatvaranje i podizanje kako bi se osigurala pravilna isporuka metala. Pješčani odljev ima veću fleksibilnost u tom pogledu.
- U China Welongu smo proizveli gvožđe od preko 50 tona koristeći gravitacioni i peščani proces. Raspitajte se o našim mogućnostima!
3. Fleksibilnost za serije male količine
- Lijevanje u pijesak je izuzetno fleksibilno, sposobno za rukovanje pojedinačnim prototipovima do malih serija od 1,000 jedinica isplativo. Izrada kalupa se ponavlja za svaki ciklus livenja.
- Gravitaciono livenje ima veće prvobitne troškove alata za mašinski obrađene trajne kalupe. Ovo dobro balansira za srednje do velike količine proizvodnje od 500 jedinica ili više.
- Za povremene kratkotrajne serije između proizvodnih ciklusa, gravitacijski kotači koriste jeftinije uzorke pločastih ploča umjesto potpuno obrađenih kalupa kako bi uštedjeli na troškovima alata.
4. Preciznost dimenzija i završna obrada površine
- Gravitacijsko livenje nudi bolju dimenzijsku tačnost i ponovljivost od livenja u pijesak, sa tolerancijama koje se rutinski održavaju na ±0.5% ili bolje. Trajni kalupi zadržavaju svoje dimenzije pri višekratnoj upotrebi.
- Standardno livenje u pesku ima nižu tačnost oko tolerancije od ±2% zbog postepene degradacije peščanih kalupa tokom termičkog ciklusa. Međutim, kemijski vezani pijesak može se približiti preciznosti gravitacijskog bacanja.
- Odlična toplotna provodljivost metalnih kalupa za gravitaciono livenje takođe daje finije mikrostrukture i poboljšana mehanička svojstva u poređenju sa livenim od peska.
5. Poboljšana mehanička svojstva
- Brzo skrućivanje metala u trajnim kalupima za livenje gravitacijom rezultira finijim zrnastim strukturama sa većom čvrstoćom i duktilnošću. Legure se mogu prilagoditi specifikacijama.
- Odliven pijesak hladi se sporije, stvarajući grublje mikrostrukture. Vrijednosti čvrstoće su 10-30% niže od iste legure, iako je još uvijek pogodno za mnoge primjene.
- Termički tretmani nakon livenja mogu se primijeniti kako bi se poboljšala određena svojstva po potrebi i za gravitaciju i za pijesak.
6. Brzina proizvodnje
- Za velike zapremine, gravitaciono livenje obezbeđuje brže cikluse i propusnost od livenja u pesku, zahvaljujući trajnim kalupima spremnim za upotrebu. Potpuna automatizacija je lakša za implementaciju
- Lijevanje u pijesak je povremeno i zahtijeva pripremu kalupa za svaki ciklus livenja. Međutim, za male serije, vrijeme izrade kalupa je beznačajno.
- Za prototipove i male količine ispod 1,000 jedinica, livenje u pijesak obezbjeđuje bržu isporuku sa nižim početnim troškovima alata.
7. Troškovna konkurentnost
- Gravitacijsko livenje uključuje veće troškove alata za mašinski obrađene trajne kalupe. Međutim, cijena po dijelu u obima proizvodnje je vrlo konkurentna.
- Lijevanje u pijesak ima minimalne troškove alata za drvene ili metalne uzorke, što ga čini idealnim za prototipove u malim serijama. Za veće količine, troškovi rada postaju manje konkurentni u odnosu na gravitaciju ili livenje pod pritiskom.
- Za odljevke složene geometrije, pješčano oblikovanje je često najisplativiji proces. Trajno oblikovanje zahtijeva složenije kapije i uspone.
Ukratko, livenje u pijesak pruža neusporedivu fleksibilnost u pogledu metala, zapremine i cijene. Ali za srednje do visoke proizvodne serije, gravitacijsko livenje daje poboljšanu preciznost, završnu obradu površine i svojstva. Pozdravljamo upite o vašim jedinstvenim potrebama za livenjem, kontaktirajte nas na info@welongpost.com!
Reference:
Qiao, X., Zhao, J., Liu, Y., Chen, X., & Li, H. (2020). Razlike u livenom i termički obrađenoj mikrostrukturi i korozijskom ponašanju legure Al-Mg-Si-Cu proizvedene gravitacijskim i pješčanim odljevcima pod niskim pritiskom. Metali, 10(4), 462.
He, X., Hao, L., Luo, H., Chen, J., Zhong, Y., i Jiang, Z. (2020). Razvoj robotskog sistema za pripremu pijeska za male serije odlivaka. Materijali, 13(24), 5748.
Souza, JP, Alves, JL, Reis, DAP, Spinelli, D., Cheung, N., & Garcia, A. (2021). Utjecaj toplinske obrade na tvrdoću i mikrostrukturu blokova od bijelog lijevanog željeza ASTM A532. Materijali, 14(9), 2388.
Yuan, C., Liu, Z., Wu, B., i Jiang, J. (2019). Inteligentna dijagnoza grešaka u livenju zasnovana na mašinskom učenju i prepoznavanju slika. Journal of Intelligent Manufacturing, 30(3), 1193-1205.
Qian, L., Han, Q., Li, W., Sun, H., Zhao, Y., & Zhao, J. (2022). Utjecaj parametara procesa na mikrostrukturu i mehanička svojstva 17-4PH nehrđajućeg čelika horizontalnim centrifugalnim lijevanjem. Metali, 12(1), 55.
Zhang, P., Xie, J., Liu, Z., Fu, P. i Peng, Y. (2022). Utjecaj parametara procesa na mikrostrukturu i mehanička svojstva legure aluminija ZL101 za livenje u pijesak. Metali, 12(1), 152.
Xu, L., Jing, L., Zhang, M., Zhao, J., Zhang, L., & Jia, Z. (2019). Numerička simulacija dinamike fronta metala i odgovarajuće eksperimentalno istraživanje horizontalnog centrifugalnog livenja. Metali, 9(2), 172.