Đúc ly tâm

Đúc ly tâm bằng đồng thau: Một quy trình đúc tiên tiến để đúc ống bọc chất lượng cao

01 Nguyên lý quy trình - Cơ sở kỹ thuật của quá trình đúc ly tâm

Đúc ly tâm là phương pháp đúc sử dụng lực ly tâm được tạo ra bởi quá trình quay để tạo thành và hóa rắn kim loại lỏng. Nguyên tắc cốt lõi là đổ chất lỏng kim loại nóng chảy vào khuôn quay tốc độ cao.

Dưới tác dụng của lực ly tâm tương đương hàng chục, thậm chí hàng trăm lần trọng lượng, kim loại nóng chảy bám chặt vào thành khuôn tạo thành dạng hình trụ rỗng, dưới áp suất này đông đặc và kết tinh.

Lực ly tâm mạnh mẽ này mang lại hai ưu điểm chính: Thứ nhất, hiệu quả nạp kim loại tốt, tạp chất và khí dễ dàng thải ra ngoài; Thứ hai, hướng làm mát của vật đúc rõ ràng, hình thành sự kết tinh theo hướng từ ngoài vào trong.

Đặc tính hóa rắn định hướng này cải thiện đáng kể các tính chất cơ lý của vật đúc, làm cho quá trình đúc ly tâm đặc biệt thích hợp để sản xuất các bộ phận quay đối xứng như ống lót và ống.

02 Ưu điểm kỹ thuật - Đặc điểm nổi bật của đúc ly tâm

● Chất lượng đúc tuyệt vời

Ưu điểm đáng kể nhất của đúc ly tâm là chất lượng đúc tuyệt vời. Dưới lực ly tâm mạnh, khí và xỉ bao gồm trong chất lỏng kim loại dễ dàng được thải ra, do đó mật độ vật đúc cao và rất ít khuyết tật như lỗ chân lông và xỉ bao gồm.

Mật độ cao này trực tiếp dẫn đến tính chất cơ học tốt hơn, làm cho tính chất cơ học của đồng đúc ly tâm gần với mức độ của quá trình rèn.

● Giảm chi phí sản xuất

Quá trình đúc ly tâm cũng mang lại sự cải thiện đáng kể về năng suất và tiết kiệm chi phí. Không cần sử dụng lõi khi sản xuất vật đúc rỗng, điều này giúp đơn giản hóa đáng kể quy trình sản xuất vật đúc dạng ống và ống bọc ngoài.

Trong khi đó, quy trình này hầu như không tiêu thụ kim loại trong hệ thống cổng và hệ thống ống nâng, giúp cải thiện đáng kể năng suất quy trình và tỷ lệ sử dụng vật liệu. Đối với vật liệu hợp kim đồng có giá trị, lợi ích kinh tế của việc tiết kiệm vật liệu này là đặc biệt rõ ràng.

● Khả năng sản xuất vật liệu composite

Đúc ly tâm cũng cho thấy khả năng sản xuất composite độc ​​đáo. Thật thuận tiện khi chế tạo các vật đúc bằng kim loại tổng hợp của ống và ống bọc, chẳng hạn như ống bọc đồng có lớp lót bằng thép, cuộn lưỡng kim, v.v.

Bằng cách áp dụng công nghệ composite đúc ly tâm kim loại lỏng kép, có thể đạt được hỗn hợp chắc chắn của các kim loại khác nhau như thép và đồng, thép và nhôm, v.v. Giao diện có răng cưa, có độ bền liên kết cao và chất lượng đáng tin cậy.

Điều này mở ra một hướng sản xuất mới cho các bộ phận bằng vật liệu composite được sử dụng trong các điều kiện làm việc đặc biệt.

03 Hạn chế ứng dụng - Ranh giới kỹ thuật của quá trình đúc ly tâm

Mặc dù đúc ly tâm có nhiều ưu điểm nhưng nó không phải là một quy trình phổ quát và hiểu được những hạn chế của nó là điều cần thiết để áp dụng đúng.

Thứ nhất, đúc ly tâm có những hạn chế rõ ràng trong việc sản xuất vật đúc có hình dạng đặc biệt. Nó thích hợp nhất để sản xuất các bộ phận quay đối xứng như xi lanh, ống lót và ống, nhưng rất khó để xử lý các vật đúc có hình dạng phức tạp.

Thứ hai, chất lượng bề mặt bên trong của vật đúc ly tâm kém. Đường kính của lỗ bên trong của vật đúc không chính xác và bề mặt bên trong thô ráp, thường đòi hỏi dung sai gia công lớn. Điều này khiến cho các bước gia công bổ sung trở nên cần thiết đối với các tình huống ứng dụng có yêu cầu bề mặt bên trong cao.

Hơn nữa, đúc ly tâm có xu hướng phân chia trọng lượng riêng. Do đó, nó không phù hợp với các hợp kim dễ bị phân chia trọng lượng riêng như đồng chì.

Cần đặc biệt lưu ý rằng nó không thích hợp để đúc các hợp kim có trọng lượng riêng của tạp chất lớn hơn trọng lượng riêng của kim loại nóng chảy.

04 Ứng dụng thực tế — Giải pháp đúc đồng ly tâm chuyên nghiệp

◆ Đúc ly tâm ống lót bằng đồng thiếc lớn

Trong các ứng dụng thực tế, ống lót bằng đồng thiếc lớn là sản phẩm tiêu biểu của quá trình đúc ly tâm. Loại bộ phận này được sử dụng rộng rãi trong ngành cơ khí, có đặc tính chống mài mòn và tự bôi trơn tuyệt vời, thường được sử dụng trong sản xuất ống lót, ổ trục, bánh răng và các bộ phận chống mài mòn khác.
Ví dụ, đồng thiếc ZCuSn10Pb1, độ bền kéo của điều kiện đúc ly tâm lên tới 330 MPA, cường độ năng suất 170 MPA, độ giãn dài là 4%, độ cứng Brinel có thể đạt tới 785 HBS.
Những dữ liệu này cao hơn đáng kể so với các vật liệu đúc cát cùng loại, phản ánh đầy đủ những ưu điểm của đúc ly tâm trong việc cải thiện tính chất cơ học.

◆ Những thách thức kỹ thuật và biện pháp đối phó

Trong quá trình đúc ly tâm của ống lót bằng đồng thiếc, thách thức chính trong sản xuất là sự phân tách ngược và co ngót. Đồng thiếc có đặc tính chống phân tách, phạm vi nhiệt độ kết tinh rộng nên dễ tạo ra các khuyết tật về độ co ngót và độ xốp.

Để giải quyết vấn đề này, sự co ngót nghiêm trọng do quá trình hóa rắn hai chiều đã được giải quyết thành công bằng cách thêm hợp kim Ni và áp dụng các biện pháp làm mát bằng phun kim loại.

Biện pháp công nghệ tiên tiến này đảm bảo độ ổn định chất lượng của ống lót bằng đồng thiếc lớn trong quá trình đúc ly tâm, giúp độ bền và khả năng chịu áp lực của chúng đáp ứng yêu cầu trong điều kiện làm việc khắc nghiệt.

◆ Phạm vi sản phẩm đa dạng

Công nghệ đúc ly tâm có thể sản xuất nhiều loại sản phẩm hợp kim đồng. Các loại phổ biến bao gồm: QSn4-3, QSn4.4-2.5, QSn7-0.2, ZQSn10-1, ZQSn5-2-5, ZQSN6-6-3, v.v.

Ống đồng, gạch đồng, tấm trượt đồng, bánh răng đồng và các sản phẩm khác được sản xuất từ ​​​​những vật liệu này được sử dụng rộng rãi trong sản xuất điện và điện tử, cơ khí, phương tiện vận tải và các ngành công nghiệp khác, thể hiện hiệu quả kinh tế và kỹ thuật tuyệt vời.

Với sự cải tiến không ngừng về yêu cầu chất lượng của các bộ phận trong ngành sản xuất, vị trí của công nghệ đúc ly tâm trong sản xuất các bộ phận hợp kim đồng sẽ được củng cố hơn. Quá trình này không chỉ phù hợp để sản xuất ống bọc đồng thiếc lớn mà còn cho thấy tiềm năng lớn trong lĩnh vực đúc composite lưỡng kim.

Trong tương lai, với sự phát triển không ngừng của công nghệ composite đúc ly tâm, chúng ta sẽ có thể thấy nhiều vật đúc hợp kim đồng có hiệu suất cao và tuổi thọ cao phục vụ các lĩnh vực công nghiệp khác nhau.

Bất cứ điều gì bạn cần là bộ đồng đúc hợp kim thông thường hoặc đặc biệt, công nghệ đúc ly tâm có thể cung cấp cho bạn giải pháp tối ưu hóa chi phí, hiệu suất tuyệt vời.