Turnarea gravitațională, cunoscută și sub numele de turnare permanentă cu matriță, și turnarea cu nisip sunt două procese comune de turnare a metalelor utilizate în nenumărate industrii. Ambele implică turnarea metalului topit într-o cavitate a matriței pentru a forma forma dorită a piesei. Cu toate acestea, tipurile de matriță și aplicațiile optime diferă semnificativ între gravitație și turnarea cu nisip. Aici comparăm aceste două metode de turnare în șapte aspecte cheie:
1. Înaltă calitate și finisare estetică
- Turnarea gravitațională poate obține finisaje excelente ale suprafeței până la valori RMS de 63 de microni sau mai puțin. Conductivitatea termică ridicată a matrițelor metalice permite solidificarea rapidă cu turbulențe minime.
- Turnarea cu nisip are finisaje mai grosiere în jurul valorii de 200-500 microni RMS datorită rugozității matriței și răcirii mai lente în nisip. Cu toate acestea, poate obține în continuare suprafețe netede potrivite pentru multe aplicații.
- Pentru produsele în care aspectul este critic, este favorizată turnarea gravitațională. Procesul poate proiecta logo-uri și modele detaliate cu o bună acuratețe a reproducerii.
- Controlul termic al matrițelor permanente permite, de asemenea, o bună consistență a culorii pentru componentele din metal turnat.
2. Capacitatea de a produce piese mari
- Atât metodele gravitaționale, cât și cele cu nisip pot produce piese turnate foarte mari, cântărind câteva tone. Capacitățile de dimensiune se reduc la echipamentul de turnare și la manipularea metalului la turnătorie.
- Pentru turnarea gravitațională, matrițele mai mari necesită o deschidere și o ridicare mai complexe pentru a asigura livrarea corectă a metalului. Turnarea cu nisip are mai multă flexibilitate în acest sens.
- La China Welong, am produs piese turnate de fier de peste 50 de tone folosind atât procese gravitaționale, cât și nisip. Vă rugăm să întrebați despre capacitățile noastre!
3. Flexibilitate pentru loturi cu volum redus
- Turnarea cu nisip este extrem de flexibilă, capabilă să gestioneze un singur prototip până la serii mici de producție de 1,000 unități la un cost eficient. Fabricarea matriței se repetă pentru fiecare ciclu de turnare.
- Turnarea gravitațională are costuri inițiale mai mari de scule pentru matrițele permanente prelucrate. Acest lucru se echilibrează bine pentru volume de producție medie spre mare de 500 de unități sau mai mult.
- Pentru loturi ocazionale de tiraje scurte între ciclurile de producție, roțile gravitaționale folosesc modele de plăci de potrivire mai puțin costisitoare în loc de matrițe prelucrate complet pentru a economisi costurile cu scule.
4. Precizia dimensională și finisarea suprafeței
- Turnarea gravitațională oferă o mai bună acuratețe dimensională și repetabilitate decât turnarea cu nisip, cu toleranțe menținute în mod obișnuit la ±0,5% sau mai bine. Formele permanente își păstrează dimensiunile la utilizarea repetată.
- Turnarea standard cu nisip are precizii mai mici, în jurul valorii de ±2% toleranță, datorită degradării treptate a matrițelor de nisip prin ciclul termic. Cu toate acestea, nisipurile legate chimic se pot apropia de precizia turnării gravitaționale.
- Conductivitatea termică excelentă a matrițelor metalice turnate prin gravitate oferă, de asemenea, microstructuri mai fine și proprietăți mecanice îmbunătățite în comparație cu turnarea pe nisip.
5. Proprietăți mecanice îmbunătățite
- Solidificarea rapidă a metalului în matrițele permanente prin turnare gravitațională are ca rezultat structuri de granulație mai fine, cu rezistență și ductilitate mai mari. Aliajele pot fi adaptate conform specificațiilor.
- Turnarea cu nisip se răcește mai lent, producând microstructuri mai grosiere. Valorile de rezistență sunt cu 10-30% mai mici decât aceeași turnare gravitațională din aliaj, deși încă potrivite pentru multe aplicații.
- Tratamentele termice post-turnare pot fi aplicate pentru a îmbunătăți anumite proprietăți, după cum este necesar, atât pentru gravitație, cât și pentru nisip.
6. Viteza de producție
- Pentru volume mari, turnarea gravitațională oferă timpi de ciclu și debit mai rapid decât turnarea cu nisip, datorită matrițelor permanente gata de utilizare. Automatizarea totală este mai ușor de implementat
- Turnarea cu nisip este intermitentă, necesitând pregătirea matriței pentru fiecare ciclu de turnare. Cu toate acestea, pentru loturi mici, timpul de realizare a matriței este nesemnificativ.
- Pentru prototipuri și volume mici sub 1,000 unități, turnarea cu nisip oferă livrare mai rapidă, cu costuri inițiale mai mici pentru scule.
7. Cost-Competitivitate
- Turnarea gravitațională implică costuri mai mari de scule pentru matrițele de turnare permanente prelucrate. Cu toate acestea, costul pe parte la volumele de producție este foarte competitiv.
- Turnarea cu nisip are costuri minime de scule pentru modele din lemn sau metal, ceea ce o face ideală pentru prototipuri prin loturi mici. Pentru volume mai mari, costurile forței de muncă devin mai puțin competitive față de gravitația sau turnarea sub presiune.
- Pentru turnarea cu geometrie complexă, turnarea cu nisip este adesea cel mai rentabil proces. Turnarea permanentă necesită porți și coloane mai complexe.
Pe scurt, turnarea cu nisip oferă o flexibilitate de neegalat în ceea ce privește metalele, volumele și costurile. Dar pentru producții medii spre mari, turnarea gravitațională oferă o precizie, un finisaj de suprafață și proprietăți îmbunătățite. Așteptăm întrebări despre nevoile dvs. unice de turnare, vă rugăm să ne contactați la info@welongpost.com!
Referinte:
Qiao, X., Zhao, J., Liu, Y., Chen, X. și Li, H. (2020). Diferențele în microstructura în stare de turnare și tratată termic și comportamentul la coroziune al aliajului Al-Mg-Si-Cu produs prin gravitație și turnare cu nisip de joasă presiune. Metale, 10(4), 462.
He, X., Hao, L., Luo, H., Chen, J., Zhong, Y. și Jiang, Z. (2020). Dezvoltarea unui sistem robotizat de preparare a nisipului pentru turnarea în loturi mici. Materiale, 13(24), 5748.
Souza, JP, Alves, JL, Reis, DAP, Spinelli, D., Cheung, N. și Garcia, A. (2021). Efectul tratamentului termic asupra durității și microstructurii blocurilor de fontă albă ASTM A532. Materiale, 14(9), 2388.
Yuan, C., Liu, Z., Wu, B. și Jiang, J. (2019). Diagnosticare inteligentă a defectelor de turnare pe baza învățării automate și a recunoașterii imaginii. Journal of Intelligent Manufacturing, 30(3), 1193-1205.
Qian, L., Han, Q., Li, W., Sun, H., Zhao, Y. și Zhao, J. (2022). Efectul parametrilor de proces asupra microstructurii și proprietăților mecanice ale oțelului inoxidabil 17-4PH prin turnare centrifugă orizontală. Metale, 12(1), 55.
Zhang, P., Xie, J., Liu, Z., Fu, P. și Peng, Y. (2022). Efectele parametrilor procesului asupra microstructurii și proprietăților mecanice ale aliajului de aluminiu ZL101 turnat în nisip. Metale, 12(1), 152.
Xu, L., Jing, L., Zhang, M., Zhao, J., Zhang, L. și Jia, Z. (2019). Simularea numerică a dinamicii frontului metalic și cercetarea experimentală corespunzătoare privind turnarea centrifugă orizontală. Metale, 9(2), 172.