Υλικά χύτευσης 101

Απλός οδηγός για τη χύτευση μετάλλων

  • The metal casting process has over a 7,000-year history and is used in manufacturing. It is defined as the process in which molten metal is poured into a mold that contains a hollow cavity of the desired shape.
  • Metal casting can be divided into two groups by the basic nature of the mold design. i.e. expendable mold and permanent mold castings. It can be further subdivided into groups depending on their pattern material.
  • Υψηλής μηχανικής χύτευσης βρίσκονται στο 90 τοις εκατό των διαρκών αγαθών, όπως αυτοκίνητα, φορτηγά, αεροδιαστημική, τρένα, εξοπλισμός εξόρυξης και κατασκευής, πετρελαιοπηγές, συσκευές, σωλήνες, κρουνοί, ανεμογεννήτριες, πυρηνικές μονάδες, ιατρικές συσκευές, αμυντικά προϊόντα, παιχνίδια και περισσότερο.

Gray iron is one of the most frequently used casting materials in industrial manufacturing. Accounting for a large portion of casting supply markets, it is a strong, versatile substance. Gray iron can be machined easily, tested for quality without using destructive methods, formulated to meet specific application requirements, and cost-effective at high volumes.

Ο χυτός χάλυβας είναι ένα σκληρό υλικό χύτευσης κατάλληλο για μέρη που θα υποστούν εξαιρετική φθορά, κραδασμούς ή μεγάλα φορτία. Είναι χρήσιμο για την αντοχή του στη διάβρωση σε υδατικά περιβάλλοντα και για εφαρμογές που περιλαμβάνουν υψηλές θερμοκρασίες. Ο χάλυβας συχνά αναμιγνύεται με χρώμιο, σίδηρο και νικέλιο για να βελτιώσει περαιτέρω την αντοχή του στη διάβρωση ή στη θερμότητα.

One of the most significant benefits of aluminum casting is that it creates lighter parts—with more surface finishing options than other cast alloys. Moreover, cast aluminum is versatile, and corrosion resistant retains high dimensional stability with thin walls and can be used in almost any industry.

Casted copper alloys have high tensile and compressive strength, have good wear qualities when subjected to metal-to-metal contact, are easily machined, have good thermal and electrical conductivity, and have high corrosion resistance for maximizing product performance. It is mostly used in the fine arts area.

Πράγματα που πρέπει να λάβετε υπόψη όταν επιλέγετε υλικά χύτευσης


Η επιλογή των κατάλληλων υλικών χύτευσης και καλουπιού για ένα συγκεκριμένο έργο μπορεί να είναι μια σημαντική ανησυχία. Μερικοί από τους παράγοντες που πρέπει να λάβετε υπόψη κατά τη λήψη μιας απόφασης χύτευσης περιλαμβάνουν:

Αυτοί οι παράγοντες καθορίζουν το πιθανό σύνολο μεταλλικών κραμάτων που θα μπορούσαν να χρησιμοποιηθούν στη χύτευση του εξαρτήματος. Μπορεί επίσης να είναι ότι η αναγνώριση του καταλληλότερου κράματος θα αποκλείσει ορισμένες από τις διαθέσιμες διαδικασίες χύτευσης, ακόμη και σε αυτό το πρώιμο στάδιο. Εάν αποφασιζόταν, για παράδειγμα, ότι ένας από τους χυτούς ανοξείδωτους χάλυβες ή τους χυτοσίδηρους ήταν το πιο κατάλληλο κράμα, τότε αυτό θα απέκλειε τη χρήση του Die Casting.

Επιπλέον, ο σχεδιαστής θα πρέπει να εργαστεί με άλλες παραμέτρους σχετικά με το κατάλληλο υλικό που θα επιλέξει. Αυτά μπορεί να περιλαμβάνουν το κόστος υλικού, το κόστος κατασκευής, το βάρος του τελικού προϊόντος, το μέγεθος του προϊόντος και το εύρος θερμοκρασίας που μπορεί να χωρέσει το επιλεγμένο υλικό.

Χυτοσίδηρος

Cast iron is a group of iron-carbon alloys with a carbon content between 2% – 4%, along with varying amounts of silicon and manganese and traces of impurities such as sulfur and phosphorus. Its usefulness derives from its relatively low melting temperature. The alloy constituents affect its color when fractured: white cast iron has carbide impurities that allow cracks to pass straight through, grey cast iron has graphite flakes that deflect a passing crack and initiate countless new cracks as the material breaks, and ductile cast iron has spherical graphite “nodules” which stop the crack from further progressing.

Ζητήστε μια προσφορά

Χυτοσίδηρος

Αν και τόσο ο χάλυβας όσο και ο χυτοσίδηρος περιέχουν ίχνη άνθρακα και φαίνονται παρόμοια, υπάρχουν σημαντικές διαφορές μεταξύ των δύο μετάλλων. Ο χάλυβας περιέχει λιγότερο από 2% άνθρακα, γεγονός που επιτρέπει στο τελικό προϊόν να στερεοποιηθεί σε μια ενιαία μικροκρυσταλλική δομή. Η υψηλότερη περιεκτικότητα σε άνθρακα του χυτοσιδήρου σημαίνει ότι στερεοποιείται ως ετερογενές κράμα και επομένως έχει περισσότερες από μία μικροκρυσταλλικές δομές στο υλικό.

Γκρι σίδερο When the metal is fractured, the break occurs along the graphite flakes, which gives it a gray color on the fractured metal’s surface. The name gray iron comes from this characteristic.
Gray iron is not as ductile as other forms of cast iron and its tensile strength is also lower. However, it is a better thermal conductor and has a higher level of vibration damping. It has a damping capacity that is 20–25 times higher than steel and superior to all other cast irons. Gray iron is also easier to machine than other cast irons, and its wear resistance properties make it one of the highest-volume cast iron products.
Λευκό σίδερο When white iron is sheared, the fractured face appears white due to the absence of graphite. The cementite microcrystalline structure is hard and brittle with high compressive strength and good wear resistance. In certain specialized applications, it is desirable to have white iron on the surface of the product. This can be achieved by using a good conductor of heat to make part of the mold. This will draw heat out of the molten metal quickly from that specific area, while the rest of the casting cools at a slower rate.
One of the most popular grades of white iron is Ni-Hard Iron. The addition of chromium and nickel alloys gives this product excellent properties for low-impact, sliding abrasion applications.
Ελατό σίδερο White iron can be further processed into malleable iron through a process of heat treatment. An extended program of heating and cooling, results in the breakdown of the iron carbide molecules, releasing free graphite molecules into the iron. Different cooling rates, and the addition of alloys, produce a malleable iron with a microcrystalline structure.
Εόλκιμος σίδηρος (οζώδης σίδηρος) Ο όλκιμος σίδηρος, ή ο οζώδης σίδηρος, αποκτά τις ιδιαίτερες ιδιότητές του μέσω της προσθήκης μαγνησίου στο κράμα. Η παρουσία μαγνησίου προκαλεί το σχηματισμό του γραφίτη σε σφαιροειδές σχήμα σε αντίθεση με τις νιφάδες του γκρίζου σιδήρου. Ο έλεγχος της σύνθεσης είναι πολύ σημαντικός στη διαδικασία παραγωγής. Μικρές ποσότητες ακαθαρσιών όπως το θείο και το οξυγόνο αντιδρούν με το μαγνήσιο, επηρεάζοντας το σχήμα των μορίων του γραφίτη. Διαφορετικές ποιότητες όλκιμου σιδήρου σχηματίζονται με το χειρισμό της μικροκρυσταλλικής δομής γύρω από το σφαιροειδές γραφίτη. Αυτό επιτυγχάνεται μέσω της διαδικασίας χύτευσης ή μέσω θερμικής επεξεργασίας, ως στάδιο επεξεργασίας κατάντη.

Cast Steel

Η χημική σύσταση του χυτού χάλυβα έχει σημαντική επίδραση στις ιδιότητες απόδοσης και χρησιμοποιείται συχνά για την ταξινόμηση του χάλυβα ή την ανάθεση τυπικών ονομασιών. Οι χυτοί χάλυβες μπορούν να χωριστούν σε δύο ευρείες κατηγορίες - χυτοχάλυβας άνθρακα και κραματοποιημένος χυτός χάλυβας.

  • Carbon cast steels can be classified according to their carbon content. Low-carbon cast steel (0.2% carbon) is relatively soft and not readily heat-treatable. Medium carbon cast steel (0.2–0.5% carbon) is somewhat harder and amenable to strengthening by heat treatment. High carbon cast steel (0.5% carbon) is used when maximum hardness and wear resistance are desired.
  • Alloy steel is categorized as either low or high-alloy. Low-alloy cast steel (≤ 8% alloy content) behaves similarly to normal carbon steel, but with higher hardenability. High-alloy cast steel (> 8% alloy content) is designed to produce a specific property, such as corrosion resistance, heat resistance, or wear resistance.
Ζητήστε μια προσφορά

Κραματοποιημένος χάλυβας (περιλαμβάνεται ανοξείδωτος χάλυβας)

Τα μη σιδηρούχα κράματα έχουν εξαιρετική ικανότητα επεξεργασίας και τα περισσότερα είναι ελαφρύτερα από την οικογένεια σιδήρου, αλλά δεν έχουν την αντοχή και τη σκληρότητα που απαιτούνται για πολλές σοβαρές εφαρμογές.

Common high-alloy steels include stainless steel (> 10.5% chromium) and Hadfield’s manganese steel (11–15% manganese). The addition of chromium, which forms a passivation layer of chromium oxide when exposed to oxygen, gives stainless steel excellent corrosion resistance. The manganese content in Hadfield’s steel provides high strength and resistance to abrasion upon hard work.

304 Austenitic stainless steel with Ni content of more than 8%, food grade alloy, can be used to cast stainless steel components for both household and commercial applications. It is the most widely used stainless steel casting material. 304 stainless steel castings can be used in environments where the air is less corrosive.
316 Also austenitic stainless steel with a molybdenum content of up to 3%. For this reason, 316 stainless steel castings have better corrosion resistance than 304 stainless steel castings. Such stainless steel castings are better suited for the marine environment with relatively harsh air conditions or chemical materials that need to be contacted.
304L / 316L Οι μηχανικές ιδιότητες είναι κοντά σε αυτές των υλικών 304 και 316. Το L αντιπροσωπεύει χαμηλότερη περιεκτικότητα σε άνθρακα, γεγονός που καθιστά το υλικό πιο όλκιμο, έχει καλή απόδοση συγκόλλησης και έχει πιο αξιόπιστη αντοχή στη διάβρωση. Η τιμή είναι υψηλότερη από αυτή των υλικών της ίδιας ποιότητας.
410 & 416 Η σειρά 400 ανήκει στον μαρτενσιτικό ανοξείδωτο χάλυβα, ο οποίος χαρακτηρίζεται από υψηλή αντοχή, καλή απόδοση επεξεργασίας και υψηλή σκληρότητα θερμικής επεξεργασίας και δεν περιέχει Ni, επομένως η αντοχή στη διάβρωση είναι ασθενής.
17-4 PH Το 17-4 ανήκει στον μαρτενσιτικό ανοξείδωτο χάλυβα με περιεκτικότητα σε Ni 3%-5% και καλή αντοχή στη διάβρωση. Έχει την υψηλότερη αντοχή στη σειρά από ανοξείδωτο χάλυβα και χρησιμοποιείται συνήθως για προϊόντα και εξαρτήματα που δεν είναι επιρρεπή σε παραμόρφωση.
2205 Duplex stainless steel 2205 is composite stainless steel consisting of 22% chromium, 2.5% molybdenum and 4.5% nickel-nitrogen. It has high strength, good impact toughness and good overall and local resistance to stress corrosion.

Cast Aluminum

One of the most significant benefits of aluminum casting is that it creates lighter parts—with more surface finishing options than other cast alloys. Of course, many engineers choose it because the material is easy to machine and cut. Moreover, cast aluminum is versatile, and corrosion resistant; it retains high dimensional stability with thin walls and can be used in almost any industry.

Ζητήστε μια προσφορά

Κράματα αλουμινίου

Υπάρχουν οκτώ διαφορετικά κράματα αλουμινίου, τα οποία αριθμούνται από το ένα έως το οκτώ. Οι τρεις πρώτοι αριθμοί δείχνουν το κράμα με το οποίο έχει συνδυαστεί το αλουμίνιο. Για τα κράματα χύτευσης, ένα δεκαδικό τοποθετείται μεταξύ του τρίτου και του τέταρτου ψηφίου με τον τέταρτο αριθμό να υποδεικνύει τη μορφή του προϊόντος. Ως πρόσθετος δείκτης, σε κάθε κράμα δίνεται ένας αριθμός ρωγμής, διάβρωσης, φινιρίσματος και σύνδεσης από το ένα έως το πέντε με το ένα να είναι το καλύτερο και το πέντε να είναι το χειρότερο. Τα κράματα της σειράς 1000 έχουν βαθμολογία ένα σε όλες τις κατηγορίες ενώ η σειρά 8000 έχει βαθμολογία πέντε σε όλες τις κατηγορίες.

Σειρά 1000 The 1000 series is the purest of the alloys with 99% aluminum content. It is soft and ductile with excellent workability. The 1000 series can endure extreme forming since it hardens slowly. It is easily weldable and performs well during processing.
Σειρά 2000 The 2000 series are alloyed with copper-containing 2% to 10% copper and small additions of other elements. Copper enhances the strength and hardness of aluminum but reduces its ductility and corrosion resistance. Series 2000 is difficult to weld but heat treatable.
Σειρά 3000 The primary alloying element for series 3000 is manganese. The combination of manganese with aluminum has good corrosion resistance but is moderately strong. It is a non-reinforced aluminum alloy that has been heat treated. The main benefits of series 3000 are its low density, good plasticity and weldability, corrosion resistance, ductility, and exceptionally smooth finished surface.
Σειρά 4000 The 4000 series are alloyed with silicon, which gives the alloy a low melting point and improves its fluidity. It is one of the more popular casting alloys due to the ease of forming it in its molten state. The 4000 series is used as a welding and brazing filler.
Σειρά 5000 The 5000 series are alloyed with magnesium, which gives it exceptional tensile strength and formability. It is classified as a high-strength sheet and plate alloy with high weldability. The preference of the 5000 series for sheet metal applications is due to its resistance to acids and alkali corrosion. These characteristics make the 5000 series adaptable to harsh hostile environments.
Σειρά 6000 The 6000 series are alloyed with magnesium and silicon, which gives the alloy strength, mechanical properties, and corrosion resistance. Some versions of the 6000 series are combined with series 4000 and 5000 to enhance the properties of the 6000 series. The processing of the 6000 series requires specialized technologically advanced equipment, which is complex and expensive. Added to its excellent corrosion resistance and oxidation is the ease with which it can be coated and treated as well as its workability.
Σειρά 7000 The 7000 series of aluminum alloys are the strongest and most resilient of the alloys with a strength factor that is two-thirds of industrial-grade A3 steel. Due to its high hardness, the 7000 series have exceptional wear resistance, good mechanical properties, and anode reaction. It is ideal for casting parts that are required to endure a great deal of stress such as aircraft components. Zinc is the alloy of 7000 aluminum, which helps increase its hardness though zinc has the same hardness as aluminum on the Mohs scale.
Σειρά 8000 Το κύριο κράμα της σειράς 8000 είναι ο κασσίτερος με μικρές ποσότητες χαλκού και νικελίου. Αν και αυτό το κράμα έχει χαμηλή αντοχή, έχει εξαιρετική ικανότητα επεξεργασίας και αντοχή στη φθορά. Η διαμόρφωση των κραμάτων για τη σειρά 8000 αλλάζει ανάλογα με τον τρόπο χρήσης του προϊόντος που θα παραχθεί. Η διαμόρφωσή του καθορίζει την απόδοση θερμοκρασίας, την πυκνότητα και την ακαμψία του μετάλλου.

Cast Copper

Cast copper alloys have high tensile and compressive strength, have good wear qualities when subjected to metal-to-metal contact, are easily machined, have good thermal and electrical conductivity, and have high corrosion resistance for maximizing product performance. It is mostly used in the fine arts area.

Επειδή είναι εύκολο στη χύτευση, έχει μακρά ιστορία επιτυχημένης χρήσης, είναι άμεσα διαθέσιμο από πολλές πηγές, μπορεί να επιτύχει μια σειρά από φυσικές και μηχανικές ιδιότητες και επεξεργάζεται εύκολα, συγκολλάται, συγκολλάται, γυαλίζεται ή επιμεταλλώνεται.

Ζητήστε μια προσφορά

Χύτευση κραμάτων χαλκού

Pure copper is extremely difficult to cast as well as being prone to surface cracking, porosity problems, and the formation of internal cavities. The casting characteristics of copper can be improved by the addition of small amounts of elements including beryllium, silicon, nickel, tin, zinc, chromium, and silver.

Τα χυτά κράματα χαλκού χρησιμοποιούνται για εφαρμογές όπως ρουλεμάν, δακτύλιοι, γρανάζια, εξαρτήματα, σώματα βαλβίδων και διάφορα εξαρτήματα για τη βιομηχανία χημικής επεξεργασίας. Αυτά τα κράματα χύνονται σε πολλούς τύπους χυτών όπως άμμος, κέλυφος, επένδυση, μόνιμη μούχλα, χημική άμμος, φυγοκεντρική και χύτευση υπό πίεση.

Brasse Οι ορείχαλκοι είναι κράματα χαλκού στα οποία ο ψευδάργυρος είναι η κύρια προσθήκη κραμάτων.
Brasses may also contain specified quantities of lead, tin, manganese, and silicon.
The lower the zinc content in the copper-tin-(lead)-zinc alloys, the more copper-like, or “red” they appear.
Μπρούντζος Ο όρος «μπρούτζος» αρχικά αναφερόταν σε κράματα στα οποία ο κασσίτερος ήταν το κύριο στοιχείο κράματος.
Οι μπρούτζοι από κασσίτερο προσφέρουν εξαιρετική αντοχή στη διάβρωση, σχετικά υψηλή αντοχή και καλή αντοχή στη φθορά. Χρησιμοποιούνται σε ρουλεμάν με χιτώνια, φθείρονται ιδιαίτερα καλά από το χάλυβα.
Monel/ Cupronickel The nickel-tin bronzes are characterized by moderate strength and very good corrosion resistance, especially in aqueous media. One member of this family, C94700, can be age-hardened to typical tensile strengths as high as 75 ksi(517 MPa). Wear resistance is particularly good. Like tin bronzes, nickel-tin bronzes are used for bearings, but these versatile alloys more frequently find application as valve and pump components, gears, shifter forks and circuit breaker parts.