延性鉄部品のサプライヤーとして、私はこれらの多用途のコンポーネントの背後にある製造プロセスについてよく尋ねられます。結節性または球状のグラファイト鉄としても知られる延性鉄は、驚くべき機械的特性を持つ鋳鉄の一種です。そのユニークなグラファイト構造により、伝統的な灰色の鋳鉄と比較して、延性と靭性が高くなります。このブログでは、延性鉄部品の段階的な製造プロセスをご覧ください。
原材料の準備
延性鉄部品の生産の最初の段階は、原材料の調製です。延性鉄の主な成分は、鉄、炭素、シリコンです。高品質の豚の鉄、スクラップ鉄、フェロロイの高品質を調達して、最終製品の望ましい化学組成を確保します。豚の鉄は高い炭素ベースを提供しますが、スクラップ鉄は炭素含有量とリサイクル材料を調整するために使用されます。フェロシリコンやフェロマンガンなどのフェロロイは、合金要素を制御し、延性鉄の機械的特性を改善するために追加されます。
原材料は、延性鉄グレードの特定の要件に従って慎重に計量され、比例しています。化学組成の正確な制御は、グラファイトの形成と最終部分の機械的特性に直接影響するため、重要です。たとえば、炭素含有量は通常3.2％から3.8％の範囲で、シリコン含有量は約1.8％から2.8％です。
溶融
原材料が準備されると、それらは溶けるために炉に積み込まれます。誘導炉は、高効率、正確な温度制御、きれいな融解環境のために、生産プロセスで一般的に使用されています。炉は、原材料を約1400〜1500°Cの温度まで加熱し、そこで溶融鉄に変わります。
融解プロセス中に、硫黄、リン、酸化物などの不純物を除去するために、さまざまなフラックスが溶融鉄に加えられます。これらの不純物は、延性鉄の機械的特性に有害な影響を与える可能性があるため、それらの除去は不可欠です。フラックスは不純物と反応し、溶融鉄の表面に浮かび、簡単に除去できるスラグを形成します。
紡績および接種
溶融鉄が精製された後、次の重要なステップは球体化と接種です。球状化は、鋳鉄のグラファイトフレークを球状結節に変換するプロセスです。これは、通常はマグネシウムベースの合金である球状剤を溶融鉄に加えることによって達成されます。マグネシウムは、鉄の硫黄と酸素と反応し、球状のグラファイト結節の形成を促進します。
接種は、球体化直後に行われます。接種剤、通常はフェロシリコンベースの合金を溶融鉄に加えて、グラファイト結節の核生成を促進します。接種剤は、グラファイト構造を改良し、延性鉄の機械的特性を改善するのに役立ちます。球状化剤と接種剤の量と種類は、均一で細かいグラファイト構造の形成を確保するために慎重に制御されます。
成形
溶融鉄が準備されている間、延性鉄部の型も作られています。砂の鋳造、投資キャスティング、ダイキャスティングなど、いくつかの成形方法があります。当社では、砂鋳造は、柔軟性、低コスト、および大きく複雑な部品を生産する能力のために、最も一般的に使用される方法です。
砂鋳造では、目的の部分のパターンは、木材、プラスチック、または金属から作られています。次に、パターンを砂型に入れ、砂がその周りに圧縮されます。パターンが除去され、部品の正確な形状の砂型に空洞が残ります。コアを金型に挿入して、穴や通路などの内部機能を作成できます。
注ぐ
型の準備が整っていて、溶融鉄が球状化され、接種されたら、注ぐ時が来ました。溶融鉄は、ゲーティングシステムを通じてカビの空洞に慎重に注がれます。ゲーティングシステムは、溶融鉄の滑らかで制御された流れをカビへの流れを確保し、乱流と多孔性や収縮などの欠陥の形成を最小限に抑えるように設計されています。
注ぐ温度と速度は、金型の適切な充填を確保し、早期凝固を防ぐために慎重に制御されます。溶融鉄は、カビで冷却して固化することが許可されています。冷却速度は、延性鉄部のグラファイト構造と機械的特性にも影響します。
シェイクアウトとクリーニング
溶融鉄が固化した後、シェイクアウトと呼ばれるプロセスで型が開いています。次に、キャスト部分を砂型から取り除きます。この段階では、部品は砂やその他の残留物で覆われており、除去する必要があります。ショットブラスト、サンドブラスト、研削などのクリーニングプロセスは、部品から砂、スケール、その他の表面不純物を除去するために使用されます。
熱処理
多くの場合、熱処理は延性鉄部で行われ、機械的特性をさらに改善します。延性鉄の最も一般的な熱処理プロセスには、アニーリング、正規化、クエンチング、および抑制が含まれます。
アニーリングは、内部ストレスを緩和し、機械加工性を改善し、延性鉄の微細構造を均質化するために使用されます。正規化には、部品を高温に加熱してから空気に加熱することが含まれます。それを冷却して、穀物構造を改良し、強度と硬度を改善します。クエンチングと焼き戻しは、消光媒体で部品を迅速に冷却し、それを温度のために低温に再加熱することにより、高強度と靭性を達成するために使用されます。
機械加工
熱処理後、延性鉄の部品は、最終寸法と表面仕上げを達成するために機械加工を必要とする場合があります。ターン、フライス式、掘削、研削などの機械加工操作は、余分な材料を除去し、部品に必要な機能を作成するために使用されます。高度なCNCマシンを使用して精度を使用して精度を使用して実行されます。
品質検査
製造プロセス全体で、延性鉄部品が必要な基準を満たすことを保証するために、厳格な品質管理措置が整っています。目視検査、寸法測定、硬度テスト、超音波検査や磁気粒子試験などの非破壊的検査など、さまざまな検査方法が使用されています。
目視検査は、亀裂、気孔率、包含などの表面欠陥を検出するために使用されます。寸法測定は、精密測定ツールを使用して実行され、パーツが指定された寸法を満たすようにします。硬度テストは、部品の機械的特性を検証するために使用され、非破壊テストは肉眼では見えない可能性のある内部欠陥を検出するために使用されます。
延性鉄部品の例
さまざまな産業向けに幅広い延性鉄部品を生産しています。私たちの人気のある製品には含まれていますコンプレッサーローター、延性鉄部品ギアボックス、 そして延性鉄部の回転段階。これらの部品は、高強度、良好な延性、優れた耐摩耗性で知られているため、要求の厳しいアプリケーションに適しています。
結論
延性鉄部品の製造プロセスは、原材料の準備から最終的な品質検査まで、複数の段階を含む複雑で正確な操作です。各段階では、高品質の延性鉄部品の生産を確保するために、細部への慎重な制御と注意が必要です。
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参照
- ASM Internationalによる「延性鉄鋳物：プロパティ、プロセス、およびアプリケーション」
- RK Rajputによる「Foundry Technology」
