Care este procesul de fabricație al axului brațului din oțel turnat?

1. Pregătirea materialului
Primul pas în producție Ax braț din oțel turnat este de a selecta oțelul potrivit. Alegerea oțelului este crucială pentru performanța turnării finale. De obicei se folosesc oțel carbon, oțel aliat sau oțel special, care au proprietăți mecanice excelente și rezistență la coroziune. Oțelul carbon are rezistență și duritate ridicate, ceea ce este potrivit pentru fabricarea pieselor care trebuie să reziste la sarcini mari; oțelul aliat îmbunătățește și mai mult rezistența la uzură, rezistența la coroziune și duritatea materialului prin adăugarea altor elemente (cum ar fi crom, nichel și molibden). Selectarea materialelor se bazează nu numai pe cost, ci și pe condițiile de utilizare ale produsului, proprietățile mecanice necesare și cerințele de mediu.
După ce materialul este pregătit, acesta este de obicei topit. Topirea este un proces foarte critic. Oțelul trebuie încălzit până la punctul de topire (de obicei între 1370°C și 1530°C) până când este complet topit. Pentru a se asigura că performanța oțelului este optimă, compoziția chimică trebuie ajustată în timpul procesului de topire. Prin adăugarea de elemente de aliere specifice, durabilitatea, rezistența la coroziune și rezistența la temperaturi ridicate a oțelului pot fi îmbunătățite. Aceste pretratări afectează în mod direct calitatea produsului final și asigură că procesul de turnare ulterior poate decurge fără probleme.

2. Proiectare și fabricare matrițe
Proiectarea matriței este un pas foarte critic în fabricarea arborelui brațului din oțel turnat. Calitatea și designul matriței determină în mod direct forma finală și performanța turnării. Formele sunt de obicei împărțite în forme de nisip de unică folosință și forme metalice reutilizabile. Turnarea cu nisip este de obicei folosită pentru a face piese turnate cu forme complexe sau dimensiuni mari, în timp ce turnarea cu matrițe metalice este potrivită pentru producerea de piese relativ simple cu cerințe de înaltă precizie.
La proiectarea matriței, trebuie luați în considerare factori precum rata de contracție, viteza de răcire și fluiditatea materialului turnării pentru a se asigura că turnarea nu va avea defecte precum fisuri și pori în timpul procesului de răcire. În același timp, proiectarea dimensiunii matriței ar trebui să ia în considerare pe deplin schimbarea de volum a oțelului în timpul răcirii pentru a evita stresul inutil. De obicei, designerii folosesc software de proiectare asistată de computer (CAD) pentru a proiecta cu precizie matrița și pentru a prezice probleme potențiale prin simularea procesului de turnare. În cele din urmă, matrița produsă nu trebuie doar să îndeplinească cerințele de dimensiune, dar să aibă și o rezistență suficientă și rezistență la temperaturi ridicate pentru a face față procesului de perfuzie a oțelului topit.

3. Topire și turnare

Topirea este o etapă critică în procesul de fabricație a axului brațului din oțel turnat, care determină compoziția chimică și proprietățile materialului turnării finale. În acest proces, oțelul este încălzit până la o stare complet topit, de obicei la o temperatură între 1370°C și 1530°C. În timpul topirii, temperatura și compoziția oțelului trebuie monitorizate în mod constant pentru a se asigura că calitatea oțelului lichid îndeplinește cerințele așteptate. Pentru piese turnate de înaltă performanță, tratamentul de rafinare este de obicei efectuat pentru a îndepărta impuritățile din oțel și pentru a îmbunătăți puritatea materialului.

După ce oțelul este complet topit, acesta este turnat în matriță. Procesul de turnare necesită o îngrijire specială, iar viteza de turnare, presiunea și temperatura trebuie controlate strict pentru a evita bulele sau alte defecte ale oțelului lichid în timpul procesului de turnare. Turnătoriile moderne folosesc adesea echipamente automate pentru a finaliza acest proces pentru a asigura acuratețea și consistența. După turnare, oțelul lichid începe să se răcească și să se solidifice, formând treptat forma turnării. Acest proces necesită ca operatorul să aibă o experiență vastă pentru a se asigura că nu sunt generate pori, fisuri sau alte defecte de turnare în timpul procesului de turnare și răcire.

4. Răcire și solidificare
După ce oțelul lichid este injectat în matriță, procesul de răcire este veriga cheie în formarea turnării. În timpul procesului de răcire, oțelul se solidifică treptat din starea lichidă pentru a forma forma finală a arborelui brațului din oțel turnat. Viteza și metoda de răcire afectează direct structura internă, dimensiunea granulelor și proprietățile mecanice ale turnării. Răcirea prea rapidă poate provoca o tensiune mai mare în interiorul turnării și chiar poate provoca fisuri; în timp ce răcirea prea lent poate provoca creșterea boabelor și poate reduce duritatea materialului. Turnătoriile proiectează de obicei metode și timpi de răcire adecvati în funcție de dimensiunea, grosimea și materialul diferitelor piese turnate.
În timpul procesului de răcire, turnarea se va micșora în mod natural, așa că acest lucru trebuie luat în considerare la proiectarea matriței. Tehnologia modernă de turnare folosește tehnologia de simulare pe computer pentru a controla cu precizie procesul de răcire pentru a se asigura că dimensiunea și forma turnării îndeplinesc cerințele de proiectare. După răcire, turnarea este îndepărtată din matriță. În acest moment, axul brațului din oțel turnat s-a format practic, dar pot exista încă nisip rezidual, orificii de turnare sau bavuri în exces pe suprafață, ceea ce necesită o prelucrare ulterioară.

5. Demolare și tratare preliminară
După ce axul brațului din oțel turnat este răcit și solidificat, acesta trebuie deformat. Demolarea este procesul de îndepărtare a turnării finite din matriță, fie mecanic, fie manual. Metodele de demolare variază în funcție de tipul de matriță. Pentru turnarea cu nisip, matrița este distrusă în timpul demulării, deci este necesară o matriță nouă pentru fiecare turnare. Pentru turnarea matriței metalice, matrița poate fi refolosită, dar este totuși necesar să se asigure că suprafața turnării nu este deteriorată în timpul demulării.
După demulare, suprafața turnării are de obicei un gura de turnare, exces de bavuri de metal și reziduuri de mucegai de nisip. Pentru a obține un grad mai mare de precizie și finisare a suprafeței turnării, sunt necesare o curățare și o prelucrare prealabilă. Metodele obișnuite includ utilizarea instrumentelor mecanice pentru a îndepărta fulgerul și bavurile sau utilizarea sablare pentru a curăța nisipul de suprafață. Scopul prelucrării preliminare este de a se asigura că aspectul turnării îndeplinește cerințele și de a pune bazele pentru prelucrarea și tratarea de precizie ulterioară.