Überblick über den Schleuderguss
Schleuderguss ist ein Verfahren, das Bauteile von hoher Materialfestigkeit liefert. Infolgedessen ist es die Technologie der Wahl für Anwendungen wie Düsentriebwerkskompressorgehäuse, Hydro-Verschleißringe, viele militärische Produkte und andere hochzuverlässige Anwendungen. Es hat sich auch als kostengünstiges Mittel erwiesen, um komplexe Formen mit reduzierten Bearbeitungsanforderungen und niedrigeren Herstellungskosten im Vergleich zu Schmiedeteilen und Fertigungsvorgängen bereitzustellen.
Die Prozessschritte des Schleudergusses beginnen damit, dass geschmolzenes Metall in eine vorgewärmte, sich drehende Matrize gegossen wird. Die Matrize kann je nach Konfiguration des gewünschten Teils entweder auf einer vertikalen oder horizontalen Achse ausgerichtet sein.
Durch das Spinnen einer Form, während das geschmolzene Metall hineingegossen wird, wirkt die Zentrifugalkraft, um das geschmolzene Metall in der Form bei Drücken zu verteilen, die sich der 100-fachen Schwerkraft nähern. Die Kombination aus diesem angelegten Druck und der technischen Mechanik der kontrollierten Erstarrung und Sekundärraffination ergibt Komponenten von höchster Qualität.
Wenn sich die Matrize zu füllen beginnt, wird das dichtere geschmolzene Metall an die Wand der sich drehenden Matrize gedrückt. Die gerichtete Erstarrung von Schallmetall schreitet vom O.D. zur Bohrung fort, während das weniger dichte Material, einschließlich Verunreinigungen, zum I.D. "schwebt".
Sobald der Gussteil erstarrt ist, wird das Teil aus der Matrize entfernt und Restverunreinigungen im I.D. werden weggefräst, was zu einer defektfreien Struktur ohne Hohlräume oder Gastaschen führt.
Arten des Schleudergusses
Es gibt zwei Arten von Schleudergussverfahren – vertikale und horizontale. Darüber hinaus bieten einige Hersteller eine netznahe Formgebung an, die die Vorteile des Schleudergusses mit der O.D.-Formgebung kombiniert, vielleicht sogar mit dem fertigen Detail einesFeinguss.
Vertikaler Schleuderguss
Einige Hersteller produzieren Zentrifugalkomponenten, darunter einige mit O.D-Formgebung, in Matrizen, die sich um die vertikale Achse drehen. Diese vertikalen Gussteile können diese O.D.-Formgebung erreichen, indem sie Graphit-, Sand- oder Keramikformen in die Matrize einführen - was zu einer deutlich reduzierten Nachbearbeitung wie Bearbeitung oder Fertigung führt.
Details auf der Außenfläche des Gussteils können von der echten kreisförmigen Form durch das Einbringen von Flanschen oder Bossen in den Innendurchmesser der Form verändert werden. Das fertige Teil muss nicht symmetrisch sein, aber in einigen Fällen hält die Gießform das Gleichgewicht während des Spinnens aufrecht.
Der Innendurchmesser und damit die Wandstärke des Gussteils sind Funktionen der Menge an Metall, die in die rotierende Form gegossen wird, und der verarbeiteten Menge. Beim vertikalen Gießen beträgt die Höhe des Gussteils in der Regel weniger als die doppelte Breite.
Horizontaler Schleuderguss
Einige Schleuderrollen erzeugen nur horizontale Gussteile, bei denen sich die Matrize um die horizontale Achse dreht. Dies ist eine kostengünstige Methode, um hochwertige Rohrbauteile herzustellen.
Dieses Verfahren eignet sich besonders für lange zylindrische Teile, bei denen die Gießlänge deutlich länger ist als ihr Außendurchmesser. Dazu gehören gerade Rohrabschnitte, lange Zylinder mit Endflanschen oder kurze Teile wie Ringe oder Flansche, bei denen mehrere Teile effektiv aus einem geraden Zylinder bearbeitet werden können.
Eine lange Stahlgussform wird mit hoher Geschwindigkeit gedreht, während sie horizontal positioniert wird. Die Rotationsgeschwindigkeit der Form ist hoch, um die Gravitationskräfte auszugleichen. Abdeckungen sind an jedem Ende der Form befestigt, um das geschmolzene Metall aufzunehmen, und ein Gießtrichter wird verwendet, um ein bestimmtes Metallgewicht in der Form zu liefern.
Genau wie beim vertikalen Guss bestimmt die Innenabmessung der Form die O.D.-Größe des Teils, während die Menge an Metall, die in die Form gegossen wird, die ID-Größe bestimmt.
Vakuum-Schleuderguss
Das zentrifugale Gießen im Vakuum wird verwendet, wenn die Teiledetails und die Kontrolle der Exposition gegenüber der Atmosphäre von entscheidender Bedeutung sind, da einige Legierungen, einschließlich Nickel-Kobalt-Superlegierungen, auf Sauerstoff reagieren. Zusätzlich zu den Vorteilen des Gießens im Vakuum wird die inhärente hohe Metallintegrität des Schleudergusses realisiert, einschließlich der gerichtlichen Erstarrung, der Abwesenheit von Porosität und der Nettoformung.Vakuum-Schleudergussbietet Produkte mit sehr hoher Zuverlässigkeit, die häufig in der Luft- und Raumfahrt und im Militär eingesetzt werden.
Richtungserstarrung
Eine Schlüsseldynamik im Zentrifugalprozess besteht darin, dass die Erstarrung in eine Richtung erfolgt. Die äußere Größe und Form des Gussteils wird durch die Matrizenoberfläche bestimmt, die als Kälte wirkt, um die Erstarrung einzuleiten. Mit Hilfe von exothermen Materialien, die dem I.D. nach dem Gießen zugesetzt werden können, zusammen mit dem Kühlkörper der Form am O.D., führt ein Temperaturgradient zu einer gerichteten Erstarrung von O.D. zu I.D. Flüssigmetall ist kontinuierlich verfügbar, um den Guss zu beschicken und das gesunde Metall zu fördern, bis die ID schließlich erstarrt.
Die Außenbearbeitung wird typischerweise durchgeführt, um die Oberflächenrauheit zu entfernen und die Konzentrizität mit der Bohrung aufrechtzuerhalten. In einigen Anwendungen ist jedoch eine As-Cast-O.D.-Oberfläche akzeptabel. Jede Schrumpfung, die in einer Zentrifuge auftritt, befindet sich am ID, der immer durch Bearbeitung entfernt wird.
Wann Sie sich für Schleuderguss entscheiden sollten
Symmetrische Teile, die sich um eine Achse drehen können.
Die statischen Gussmaterialeigenschaften sind unzureichend.
Die Mittellinienverkleinerung ist ein Problem bei anderen Gießverfahren.
Eingeschränkte ID-Funktionen.
Große Teile, bis zu 135.000 lbs. / 61.350 kg oder mehr.
Hohe Bearbeitungskosten für die OP-Formgebung.
Bei Bedarf funktioniert die Legierung nicht oder ist für andere Prozesse nicht durchführbar.
Eine einheitliche Kornstruktur ist erforderlich.
Dimensionale Integrität ist erforderlich.
