Wat is centrifugaal gieten?

Centrifugaal gieten draait gesmolten metaal in een mal. Door de rotatie wordt het metaal naar buiten geworpen. Het stolt eerst tegen de malwand en werkt dan naar binnen. Het resultaat is een buis of cilinder met een dichte buitenhuid.

Ik kwam ongeveer veertien jaar geleden in deze kant van het bedrijf terecht toen onze winkel voortijdige defecten kreeg aan de schothoezen. We kochten statisch gegoten hoezen van een leverancier in Ohio. Ze werkten prima voor misschien 35.000 schoten, daarna begon de ID weg te spoelen. Vanuit Wisconsin overgestapt op centrifugaal gegoten hoezen. Hetzelfde H13-materiaal. De mouwen hadden meer dan 90.000 schoten voordat we ze eruit trokken.

Dat trok mijn aandacht.

De natuurkunde

Wanneer je staal in een draaiende mal giet, gaat het zware spul naar buiten. Insluitsels, gasbellen, slakken-het migreert allemaal naar de boring. Het buitenoppervlak wordt schoner dan alles wat u zou kunnen krijgen door statisch gieten. Ook de korrelstructuur is strakker. Snellere koeling aan de matrijswand zorgt daarvoor.

De boring is afval. Je bewerkt het hoe dan ook op de meeste gereedschapstoepassingen, dus wat maakt het uit. Waar het om gaat is dat werkoppervlak op de OD.

De rotatiesnelheid varieert. Onze sleeveleverancier draait ergens rond de 900 RPM voor een standaard aluminium shothuls. Ik vroeg hun metallurg eens of ze sneller konden gaan. Hij zei dat je vanaf een bepaald punt segregatieproblemen krijgt met de carbiden. Ze clusteren bij de OD en je krijgt een broze oppervlaktelaag. Er is een goede plek.

Waar dit ertoe doet bij het spuitgieten

Geschoten mouwen. Dat is 90% van de reden waarom iedereen die zich bezighoudt met spuitgieten zich druk maakt over centrifugaalgieten.

De shothuls zit tussen je pollepel en de dobbelsteen. Gesmolten aluminium van 1250 graden F stroomt er elke cyclus doorheen. De punt van de plunjer glijdt er onder hoge druk heen en weer in. Erosie, thermische schokken, mechanische slijtage-alle slechte dingen gebeuren met een kogelhuls.

Een centrifugaal gegoten huls kan hier beter mee om omdat het oppervlak dichter is. Minder microporositeit betekent minder initiatieplaatsen voor hittecontrole. De eerste scheuren die zich op elk mouwoppervlak vormen, zijn het begin van het einde. Dichter materiaal vertraagt ​​dat.

Voor sommige grotere kernpennen gebruiken we ook centrifugaal gegoten blanco's. Alles met een diameter groter dan ongeveer 5 cm kan de gieterij een betere blanco maken dan we uit staafmateriaal kunnen krijgen. Gesmede staaf in dat formaatbereik heeft soms een porositeit in de middellijn van de originele staaf. Centrifugaal gieten brengt de porositeit daar weg waar u deze gaat machinaal bewerken.

Wat ik heb geleerd

Het prestatieverschil tussen centrifugaalgieten en statisch gieten is afhankelijk van uw toepassing. Zink laten lopen? De mouwen zien lang niet het misbruik dat aluminium creëert. De kostenpremie voor centrifugaalgieten betaalt zich mogelijk niet terug. Aluminium verwerken met snelle cyclustijden en veel metaalsnelheid? Ander verhaal.

Temperatuurbeheersing tijdens het gietproces is belangrijker dan de meeste kopers beseffen. In 2019 bezocht ik een centrifugaalgieterij in Duitsland. Ze bewaakten de giettemperatuur binnen plus of min 15 graden F. Het voorverwarmen van de matrijzen werd op dezelfde manier geregeld. De winkel die ik het jaar ervoor in Mexico bezocht, draaide veel losser. Beiden verkochten een product dat aan dezelfde hardheidsspecificatie voldeed. Het Duitse materiaal presteerde beter in onze matrijzen. Niet dramatisch, maar we hebben het gevolgd.

Bimetaalhulzen zijn steeds gebruikelijker geworden. Het concept is een stevig binnenmateriaal met een harde buitenschaal. Centrifugaal gieten verbindt ze tijdens het stollen. Je krijgt het beste van beide. Wij hebben deze ongeveer vijf jaar geleden geprobeerd. De prestatie was goed, maar de leverancier had leveringsproblemen. Ging terug naar monolithische H13. Gebruik die nog steeds voor een paar grote-klussen waarbij de economie werkt.

Dit spul kopen

De doorlooptijden zijn lang. Minimaal tien weken, vaak langer. Centrifugaalgegoten spuithulzen voor levering volgende week kunt u niet afroepen en bestellen. Plan vooruit of bewaar reserveonderdelen op de plank.

De specificaties zijn belangrijk. Ik heb inkooporders gezien waarop alleen maar stond: "centrifugaal gegoten H13-schothuls" met afmetingen. Dat is niet genoeg. U wilt de minimale G-kracht- of rotatieparameters, de porositeitslimieten voor de OD-zone en de tests die u verwacht specificeren. UT-inspectie van het werkoppervlak is standaard. Sommige leveranciers nemen het mee, andere brengen er extra kosten voor in rekening.

De prijs varieert van 20% tot 35% ten opzichte van statische cast voor vergelijkbare mouwen. Ik heb overal offertes gezien, afhankelijk van leverancier en hoeveelheid. Eenmalige-afleveringen kosten meer per stuk. Als u vijftig hoezen per jaar bij dezelfde leverancier koopt, kunt u onderhandelen.

De grenzen

Centrifugaalgieten maakt cilinders en buizen. Dat is het. Als u interne kenmerken of complexe geometrie nodig heeft, zal dit proces u niet helpen.

Er is ook een praktische minimale wanddikte. Onder ongeveer een halve inch op gereedschapsstaal bevriest het metaal te snel tijdens het draaien. U krijgt onvolledige vulling of porositeit in dunne delen. Geen probleem voor shotsleeves die sowieso dik uitvallen.

Het booroppervlak moet worden bewerkt. Altijd. Sommige kopers denken dat ze geld kunnen besparen door de as-gegoten boring te gebruiken. Ze leren anders.

Ik zie nog steeds winkels met statische gegoten mouwen en vraag me af waarom ze deze zo vaak vervangen. Het kostenverschil vooraf is niet zo groot als je rekening houdt met downtime en arbeid voor het verwisselen van hoezen. Voer de cijfers uit in uw eigen applicatie. Bij iets meer dan ongeveer 50.000 shots jaarlijks volume in aluminium wint centrifugaalgieten meestal.