EN 
Výrobca kompresora nás nedávno požiadal o kontrolu odliatku valca, ktorý po približne 8 000 prevádzkových hodinách neustále praskal na sedle výtlačného ventilu. Diel bol vyrobený z konvenčnej tvárnej liatiny a režim porušenia kombinoval rázovú únavu s klzným opotrebením. To je presne situácia, keď si odliatky z temperovanej tvárnej liatiny zaslúžia dôkladnú prehliadku predtým, ako niekto prekreslí komponent do ocele.
Temperovaná tvárna liatina, bežne nazývaná ADI, je tvárna liatina, ktorá bola tepelne spracovaná na zhruba dvojnásobnú pevnosť, pričom si zachovala tvarovú voľnosť odliatkov. V mnohých komponentoch, ktoré sa v súčasnosti vyrábajú z kovanej alebo vyrobenej ocele, poskytuje ADI porovnateľné mechanické vlastnosti pri nižšej cene dielov a nižšej hmotnosti. Tento článok vysvetľuje, čo je to ADI, ako funguje proces austemperingu, aké vlastnosti môžete špecifikovať a kde by ste si to mali premyslieť.
Čo je temperovaná tvárna liatina?
ADI začína ako tvárna liatina, tiež známa ako tvárna liatina alebo liatina s guľôčkovým grafitom. Grafit vo svojej štruktúre tvorí skôr malé guľôčky ako vločky nachádzajúce sa v sivej liatine a tento guľovitý tvar dodáva tvárnej liatine húževnatosť a ťažnosť. Ak si potrebujete osviežiť, ako sa vyrába tvárna liatina a ako sa líši od sivej liatiny, tento prehľad tvárnej liatiny vysvetľuje základy.
Austemperovanie transformuje kovovú matricu okolo týchto grafitových uzlíkov na štruktúru nazývanú ausferrit. Ausferrit je zmes jemného ihličkovitého feritu a uhlíkom obohateného austenitu. Nie je to perlit, nie bainit a nie temperovaný martenzit. Kombinácia tejto tvrdej matrice odolnej voči únave s uzlami z tvárneho grafitu dáva ADI jeho nezvyčajný balík vlastností.
Jedným z bežných nedorozumení je, že ADI je jednoducho silnejší druh tvárnej liatiny. Východiskovým materiálom je tvárna liatina, ale tepelným spracovaním sa získavajú vysokopevnostné triedy. Bežná tvárna liatina ponúka pevnosť v ťahu v rozsahu 400 až 700 MPa; ADI triedy začínajú okolo 850 MPa a idú nad 1 400 MPa.
Ako funguje proces temperovania
Austomerovanie je trojstupňové tepelné spracovanie, ktoré si vyžaduje oveľa väčšiu kontrolu ako typický cyklus kalenia a temperovania.
- Austenitizácia: odliatok sa zahreje na austenitickú oblasť, zvyčajne 830 až 930 °C, a udržiava sa, kým matrica nie je úplne austenitická.
- Kalenie: odliatok sa rýchlo prenesie do roztaveného soľného kúpeľa udržiavaného na 230 až 400 °C. Soľný kúpeľ ochladzuje súčiastku dostatočne rýchlo, aby sa zabránilo tvorbe feritu alebo perlitu, ale dostatočne rovnomerne, aby sa minimalizovala deformácia.
- Izotermická transformácia: odliatok je udržiavaný pri teplote soľného kúpeľa počas definovaného času, zatiaľ čo austenit sa transformuje na ausferit.
Kúpeľ s roztavenou soľou je to, čo robí proces praktickým. Kalenie vodou je príliš agresívne pre zložité odliatky a chladenie vzduchom je pre väčšinu sekcií príliš pomalé. Soľ poskytuje rovnomernú, regulovateľnú rýchlosť chladenia. Po izotermickom udržiavaní sa odliatok vyberie a ochladí na teplotu miestnosti.
Teplota soľného kúpeľa má priamy vplyv na výslednú kvalitu. Nižšie teploty, približne 230 až 315 °C, poskytujú vyššiu pevnosť a tvrdosť s menšou ťažnosťou. Vyššie teploty, približne 315 až 400 °C, spôsobujú väčšiu húževnatosť a predĺženie. Rovnaký základný odliatok môže byť temperovaný na niekoľko rôznych tried jednoduchou úpravou tepelného spracovania.
Mechanické vlastnosti odliatkov ADI
Vlastnosti ADI sú medzinárodne štandardizované, najčastejšie podľa ASTM A897/A897M. Označenie triedy obsahuje tri čísla: pevnosť v ťahu, medza klzu a percento predĺženia. V tabuľke nižšie sú zhrnuté štandardné stupne ADI.
| stupeň | Pevnosť v ťahu | Medza klzu | Predĺženie | Tvrdosť |
|---|---|---|---|---|
| 900-650-10 | 900 MPa (130 ksi) | 650 MPa (94 ksi) | 10% | 269-331 HB |
| 1050-700-7 | 1 050 MPa (152 ksi) | 700 MPa (102 ksi) | 7 % | 302-375 HB |
| 1200-850-4 | 1 200 MPa (174 ksi) | 850 MPa (123 ksi) | 4% | 341-401 HB |
| 1400-1100-1 | 1 400 MPa (203 ksi) | 1 100 MPa (160 ksi) | 1% | 388-477 HB |
| 1600-1300-1 | 1 600 MPa (232 ksi) | 1 300 MPa (189 ksi) | 1% | 402-512 HB |
Čo tieto čísla znamenajú v praxi: trieda 900-650-10 sa správa ako húževnatá konštrukčná liatina s pevnosťou výrazne nad konvenčnou tvárnou liatinou. Trieda 1400-1100-1 pôsobí skôr ako opotrebovaný diel, ktorý tiež nesie značné zaťaženie.
ADI má tiež silný únavový výkon. Ausferitická matrica odoláva iniciácii trhlín a zvyškové napätia v tlaku zanechané austemperovaním zlepšujú pevnosť pri ohybe. Vo všeobecnosti sa ADI porovnáva priaznivo s kalenými a temperovanými uhlíkovými a nízkolegovanými oceľami, čo z neho robí kandidáta na komponenty, kde je v súčasnosti štandardné kovanie alebo výroba ocele.
Aplikácie odliatkov z temperovanej tvárnej liatiny
ADI sa objavuje v pohonných jednotkách automobilov, poľnohospodárskych zariadeniach, banských strojoch, železničných komponentoch a pri manipulácii s priemyselnými kvapalinami. Spoločný závit je časť, ktorá nesie zaťaženie, je vystavená únave alebo opotrebovaniu a ťaží z toho, že ide skôr o odliatok ako o zvarenec alebo výkovok.
Komponenty kompresora
Kompresory spôsobujú cyklovanie tlaku, klzný kontakt a vysoké lokálne namáhanie. Valce, kľukové skrine, taniere ventilov a sedlá výfuku potrebujú materiál, ktorý sa nebude opotrebovávať, nelámať ani praskať počas desiatok tisíc hodín. Odliatky valcov ADI ťažia z kombinácie tvrdosti povrchu vývrtu a schopnosti tlaku. Zlievareň, ktorá už vyrába odliatky valcov kompresora v tvárnej liatine má základné materiálové znalosti potrebné na vyhodnotenie temperovanej verzie pre náročné aplikácie.
Výrobcovia kompresorových valcov na odlievanie na mieru, továreň - Haian Aoyu Machinery Haian Aoyu Machinery Manufacturing Co., Ltd je Čína Výrobcovia odlievacích valcov kompresora a továreň na odlievanie valcov kompresorov, w... Zobraziť produkt → Odliatky čerpadiel a ventilov
Čerpadlá a ventily čelia kavitačnej erózii, abrazívnym médiám a požiadavkám na udržiavanie tlaku. Vysoká tvrdosť ADI odoláva kavitácii a erózii častíc lepšie ako štandardná tvárna liatina, zatiaľ čo ťažnosť nižších tried udržuje súčiastku v bezpečí pri nárazovom zaťažení. Obežné kolesá, oterové krúžky a telesá ventilov sú prirodzenými kandidátmi. Pre odliatky telesa čerpadla pri vysokom spáde alebo v kalovej prevádzke môže špecifikácia austempered triedy zmysluplne predĺžiť životnosť.
Custom Casting Pump body Výrobcovia, továreň - Haian Aoyu Machinery Manufactu Haian Aoyu Machinery Manufacturing Co., Ltd je Čína odlievanie Telo čerpadla Výrobcovia a odlievanie Telo čerpadla Factory, ponúkame vlastné čerpadlo ... Zobraziť produkt → Štruktúry obrábacích strojov
Vodiace systémy obrábacích strojov a konštrukčné komponenty vyžadujú tuhosť, tlmenie a povrchy odolné voči opotrebovaniu. Temperovaná tvárna liatina ponúka vyššiu tvrdosť ako bežná liatina, pričom si zachováva charakter tlmenia vibrácií, vďaka ktorému je liatina hodnotná v obrábacích strojoch. Vodiace lišty, diapozitívy a odliatky základne obrábacích strojov môžu byť vyrobené s takmer čistým tvarom odliatku a potom brúsené alebo škrabané na konečnú geometriu.
Výrobcovia základne vlastného odlievacieho stroja, továreň - Haian Aoyu Machinery Manufa Haian Aoyu Machinery Manufacturing Co., Ltd je Čína základňa odlievacieho stroja Výrobcovia a základňa odlievacích strojov Factory, ponúkame zákazkové... Zobraziť produkt → Úvahy o nákladoch a dizajne
ADI nie je automaticky správnou odpoveďou pre každý casting. Tepelné spracovanie zvyšuje náklady a dodatočné náklady musia byť odôvodnené.
Zníženie hmotnosti
Pretože ADI je zhruba dvakrát pevnejší ako konvenčná tvárna liatina, profily môžu byť vyrobené tenšie. Zníženie hmotnosti o 20 až 30 percent je reálne, keď sa existujúci diel z tvárnej liatiny prepracuje v ADI. Pri výmene oceľového dielu sú náklady na kilogram ADI nižšie a ušetríte zváranie a obrábanie po zváraní, ktoré vyžaduje oceľový zvarenec.
Obrábanie po temperovaní
Temperované železo je tvrdé, zvyčajne 300 HB a viac. Vŕtanie, závitovanie a frézovanie po tepelnom spracovaní si vyžaduje nástroje z tvrdokovu a zvyšuje náklady na obrábanie. Mnohí výrobcovia obrábajú súčiastku v stave z tvárnej liatiny a potom ju takmer v poslednom kroku vytemperujú. To funguje, keď tepelné spracovanie nedeformuje diel nad toleranciu. Ak sa obrábanie musí uskutočniť po austemperovaní, udržujte malé rezervy a plánujte tvrdšie nástroje.
Veľkosť sekcie a citlivosť procesu
Odozva izotermického kalenia závisí od hrúbky prierezu. Ťažké časti sa môžu v strede ochladzovať príliš pomaly, čím vzniká zmiešaná štruktúra s nižšími vlastnosťami, ako uvádza testovací kupón. Rovnomerná hrúbka steny a hladké prechody vás chránia pred týmto rizikom. Vaša zlieváreň by mala potvrdiť, že zvolenú triedu možno dosiahnuť v najhrubšej časti dielu.
Overenie kvality
Vlastnosti ADI nemožno overiť samotným meraním tvrdosti. Skúšobné kupóny z rovnakého tepla, ťahové skúšky, metalografické vyhodnotenie a prieskumy tvrdosti na odliatku sú bežným overovacím balíkom. Ak dodávateľ nemôže poskytnúť túto dokumentáciu, zaobchádzajte so špecifikáciou materiálu opatrne. V kroku tepelného spracovania sa vytvára alebo stráca kvalita ADI.
Partnerstvo so zlievárňou, ktorá pozná tvárnu liatinu
Základný odliatok určuje, ako ďaleko vás môže izotermické kalenie dostať. Kvalita taveniny, nodularita, kontrola zmršťovania a konzistentné chemické zloženie sú stanovené v zlievarni predtým, ako sa diel dostane do soľného kúpeľa. Tu pridáva hodnotu špecializovaná zlieváreň tvárnej liatiny.
Haian Aoyu Machinery Manufacturing Co., Ltd. je zlievareň tvárnej liatiny a sivej liatiny v Nantongu v Číne, ktorá dodáva odliatky z kompresorov, čerpadiel, ventilov a obrábacích strojov zákazníkom v Severnej Amerike, Európe a Ázii. S ročnou kapacitou 20 000 ton spoločnosť vyrába presné rodiny komponentov, kde sa ADI najčastejšie používa, vrátane telies a valcov kompresorov, telies čerpadiel a základov obrábacích strojov. Jeho inžiniersky tím posudzuje podmienky zaťaženia a servisné prostredia pri každom projekte, vďaka čomu je štádium cenovej ponuky správnym časom na otázku, či si austpered grade zaslúži pozornosť.
Keď prídete do zlievárne ohľadom ADI, prineste si tri veci: kompletnú históriu zaťaženia dielu, očakávaný mechanizmus opotrebovania a rozmerové tolerancie, ktoré musia prežiť tepelné spracovanie. Mnohé súčiastky, ktoré sa v súčasnosti vyrábajú z konvenčnej tvárnej liatiny alebo oceľových výkovkov, by sa mohli vyrábať ako odliatky z temperovanej tvárnej liatiny. Materiál je vo výrobe overený desaťročiami a jediný spôsob, ako zistiť, či sa hodí pre váš komponent, je porozprávať sa so zlievarňou, ktorá tomuto procesu rozumie.
