Tubo di sollevamento del liquido in titanato di alluminio

Il componente chiave della fusione “antigravità” è il tubo di sollevamento del liquido ceramico

 Nell'antichità, abbiamo padroneggiato la tecnologia di lavorazione termica dei metalli mediante fusione: la fusione del metallo in un liquido che soddisfa determinati requisiti e la colata nel getto, dopo il raffreddamento, la solidificazione e il trattamento di pulizia per ottenere la forma, le dimensioni e le prestazioni predeterminate del processo di fusione, come il bronzo antico aggiunto al quadro. La formatura a pareti sottili è la direzione di sviluppo della moderna tecnologia di fusione e la premessa per lo sviluppo di prodotti leggeri. Realizzare fusioni a pareti sottili è di grande importanza nei settori aerospaziale, automobilistico, elettronico e in altri settori. Il tipo di riempimento è la chiave per la tecnologia di produzione delle fusioni a pareti sottili. Le fusioni a pareti sottili di grandi dimensioni e complesse presentano una rapida dissipazione del calore, tempi di solidificazione brevi e un'elevata resistenza al riempimento. Pertanto, la formatura della fusione è sempre stata una delle difficoltà nell'industria manifatturiera, ed è particolarmente difficile fondere la formatura di getti a pareti sottili di grandi dimensioni e complesse in superlega.

 La colata antigravità, grazie alla sua ragionevole distribuzione del campo termico, alle caratteristiche di riempimento uniformi e alla buona capacità di ritiro del liquido, è stata ampiamente utilizzata nella produzione di getti in lega di alluminio e magnesio di alta qualità, diventando la tecnologia di formatura più diffusa, in particolare nella produzione di componenti di qualità a pareti sottili, complessi e di grandi dimensioni, diventando un metodo di produzione pressoché insostituibile. La colata può essere suddivisa in colata a bassa pressione, colata a pressione differenziale, colata con regolazione della pressione e colata sotto vuoto.

1. Che cos'è la fusione antigravità?

 Antigravità all'interno della gravità percepita nella vita normale. Prima di parlare di fusione antigravità, è opportuno analizzare il concetto di fusione per gravità. La fusione per gravità si riferisce alla fusione di metallo liquido sotto l'azione della gravità terrestre, nota anche come fusione per gravità. La fusione per gravità generalizzata include la fusione in sabbia, la fusione di metalli, la fusione a fusione, la pressofusione a scomparsa, la fusione in fango, ecc. La fusione per gravità in senso stretto si riferisce principalmente alla fusione di metalli.

La colata antigravità (Counter-Gravity Casting, CGC) è un processo di formatura per fusione sviluppato negli anni '50, che applica il principio di Pascal alla produzione di getti. Si tratta di un metodo per far sì che il metallo nel crogiolo superi la gravità e altre resistenze lungo il tubo di salita sotto l'azione della pressione, ottenendo così il getto sotto pressione. È caratterizzato dal fatto che la forza motrice del liquido di lega che riempie il crogiolo è opposta alla direzione della gravità, e il liquido di lega scorre nella direzione opposta alla gravità.

Principio di Pascal

Trasferimento della pressione del liquido

Pressione aggiunta a un liquido chiuso,

S2 15

Essere in grado di dimensionare invariato su ciascun lato

ECT FS

Per approvare questa legge si chiama

Uno strano

Principio di Pascal. (P1=P2)

 Principio di Pascal: il trasferimento della pressione del liquido.

 Il liquido metallico nella fusione antigravità viene effettivamente riempito sotto l'azione congiunta della gravità e della forza motrice applicata. La forza motrice esterna è la forza dominante nel processo di riempimento del liquido metallico, che consente al liquido metallico di superare la propria gravità, la resistenza della cavità e altre forze esterne per completare il riempimento e la fusione. Grazie alla presenza di una forza motrice esterna, la fusione antigravità diventa un processo controllabile. Nel processo di riempimento del liquido metallico, è possibile realizzare il riempimento a diverse velocità controllando la forza applicata; la fusione viene solidificata sotto una forte azione, migliorando la capacità di riempimento e ritiro del liquido metallico e riducendo i difetti di fusione come fori da ritiro, stomi e fori di spillo.

La tecnologia di formatura antigravità può essere parametrizzata durante l'intero processo di formatura per garantire la riproducibilità del processo, ampiamente utilizzata nella produzione di getti di alta qualità. La fusione antigravità è adatta a un'ampia gamma di applicazioni, tra cui leghe di alluminio, magnesio, rame, titanio, leghe ad alta temperatura e altri materiali, con pesi di fusione da decine di grammi a diverse tonnellate.

2. Uno dei componenti chiave del casting antigravità: il tubo di sollevamento

Il tubo di sollevamento è uno dei componenti chiave della colata antigravità. Durante il riempimento, sotto l'azione della pressione dell'aria, il liquido metallico entra nel getto dal crogiolo attraverso il tubo di risalita. Durante la fase di scarico della pressione, il liquido metallico non solidificato viene anch'esso riportato nel crogiolo attraverso il tubo di risalita. Come componente importante del sistema di colata, il tubo di sollevamento ha la funzione di deviazione e contrazione. Deve garantire tenuta all'aria, inerzia chimica e affidabilità del processo di riempimento, e svolge un ruolo fondamentale nel processo di colata antigravità. Il tubo di risalita può essere realizzato in diversi materiali; a seconda del materiale, il tubo di risalita si divide principalmente in tubo di risalita metallico e tubo di risalita ceramico. Durante il processo di pressofusione, la fusione di alluminio (temperatura 700~900°C) viene pressato nella cavità dello stampo dal tubo di aspirazione del liquido ogni 3~5 minuti. Il tubo di sollevamento del liquido deve avere un basso coefficiente di dilatazione termica e una buona resistenza agli shock termici per migliorarne la durata.

1. Tubo di sollevamento liquido metallico

I tubi idraulici metallici sono realizzati principalmente con saldatura di tubi in acciaio senza saldatura o fusione di ghisa grigia, con spazzola interna ed esterna e rivestimento ignifugo. I tubi metallici presentano il vantaggio di buone proprietà meccaniche, buona tenuta all'aria, facilità di lavorazione e basso costo. Il difetto è la differenza tra il coefficiente di dilatazione termica del metallo e il rivestimento, la facilità di pelatura del rivestimento, la facilità di corrosione del tubo metallico, l'inquinamento della lega e la deformazione del tubo metallico durante l'uso, che influenzeranno la portata e la direzione del liquido in lega. Inoltre, la durata utile dei tubi in ghisa è breve e il tempo di sostituzione dei componenti influisce sull'efficienza produttiva.

2, tubo di sollevamento in ceramica titanato di alluminio

 La ceramica di titanato di alluminio non solo ha un punto di fusione elevato (1860°C), un basso coefficiente di dilatazione termica (un 2.010-6/K), ma presenta anche le caratteristiche di molti metalli non ferrosi come l'alluminio, quindi è un materiale eccellente per la fabbricazione di tubi di sollevamento liquidi per alluminio fuso. Tuttavia, il titanato di alluminio si decompone facilmente in un -Al2O3 e rutilo TiO2 a 750~1300°C, che si traduce in una riduzione delle proprietà meccaniche del materiale e della resistenza agli shock termici. La ricerca nazionale sui tubi di mandata in titanato di alluminio si concentra principalmente sul miglioramento della loro resistenza agli shock termici. Rispetto ai tradizionali tubi di mandata in ghisa (lo stesso vale per il nitruro di silicio e le ceramiche Ceron menzionate di seguito), è possibile mantenere il calore durante la pressofusione a bassa pressione.

Tubo di sollevamento in titanato di alluminio, buona durata del prodotto di oltre 3 mesi, durata del prodotto normale di circa dieci giorni. Tubo in titanato di alluminio utilizzato da molto tempo, miglior rapporto qualità-prezzo, ampiamente utilizzato.

3. Tubo di sollevamento del liquido ceramico in nitruro di silicio

 Come materiale refrattario avanzato, il nitruro di silicio presenta i vantaggi di un basso coefficiente di dilatazione termica, una buona resistenza all'impatto termico, elevate proprietà meccaniche ad alta temperatura e una forte resistenza all'erosione dei metalli. Il punto di fusione del nitruro di silicio è 1900.°Ce il coefficiente di dilatazione termica è 2,510-6/K, che non inumidisce molti metalli. Il tubo di sollevamento in nitruro di silicio puro ha una migliore resistenza agli shock termici e alla temperatura rispetto al tubo di sollevamento in titanato di alluminio, ha una lunga durata ma è costoso.

Il tubo di sollevamento in nitruro di silicio, costoso ma molto resistente, ha una durata di oltre 14 mesi; utilizzando il nitruro di silicio combinato con il tubo di sollevamento in carburo di silicio, la durata di servizio in funzionamento continuo normale è superiore a 30 giorni, con un buon rapporto qualità-prezzo. Rispetto ad altri materiali, offre una maggiore durata, ma il costo è relativamente elevato. Per scegliere il giusto equilibrio tra prestazioni e durata, è necessario valutare attentamente la selezione del materiale.

4. Tubo di sollevamento liquidi in ceramica Selon

 La ceramica Theron è un materiale sinterizzato ad alta temperatura della serie Si3N4-Al2O3, che viene parzialmente convertito dagli atomi di Al2O3 e O in atomi di Si e N in Si3N4, formando il sistema Si-Al-ON. La ceramica Theron presenta i vantaggi di una buona resistenza alle alte temperature, eccellenti prestazioni chimiche stabili a temperatura ambiente e ad alta temperatura, buona resistenza all'usura, basso coefficiente di dilatazione termica (2,4~3,210-6 / K) e buona resistenza all'impatto termico.

La ceramica Theron combina le prestazioni complete del nitruro di silicio (elevata resistenza, durezza, tenacità alla frattura e bassa dilatazione termica) e dell'allumina (resistenza alla corrosione, inerzia chimica, resistenza alle alte temperature e all'ossidazione), con eccellenti proprietà termiche e meccaniche. Secondo i dati, il tubo di sollevamento liquido in ceramica Selon, prodotto da un'azienda specializzata, offre un'eccellente resistenza agli urti termici e una durata utile fino a 12 mesi.

5. Tubo di sollevamento liquidi in materiale composito

Il tubo idraulico in materiale composito è realizzato principalmente in acciaio fuso e acciaio resistente al calore come scheletro, mentre le superfici interne ed esterne sono rivestite o ricoperte con ceramiche resistenti alle alte temperature e altri materiali non metallici di un certo spessore. Presenta i vantaggi di una buona tenuta all'aria e di elevate proprietà meccaniche del tubo idraulico in metallo, nonché della resistenza alle alte temperature e della stabilità chimica alle alte temperature dei materiali non metallici. Il processo di fabbricazione di questi tubi di sollevamento è complesso e il costo è elevato.

Rispetto a quanto sopra, la serie di ceramiche in titanato di alluminio viene presentata come segue:

1. Contesto della produzione del prodotto:

Il titanato di alluminio (Al2TiO5) è un composto refrattario costituito da una mole di allumina (Al2O3) e una mole di biossido di titanio (TiO2). Questo materiale ceramico policristallino viene solitamente preparato mediante sinterizzazione di reazione di allumina e polvere di biossido di titanio per formare una soluzione solida stechiometricamente proporzionale. Grazie alla sua buona resistenza chimica, alla bassa conduttività termica e all'elevata resistenza agli shock termici (dovuta al basso coefficiente di dilatazione termica), il titanato di alluminio può diventare un materiale adatto a varie applicazioni tecnologiche, come componenti di fusione (ugelli, crogioli, porte), convertitori per veicoli a motore e stampi per l'industria del vetro. La serie di ceramiche in titanato di alluminio con elevata resistenza a temperatura ambiente e ad alta temperatura, resistenza alla corrosione e bassa dilatazione termica, assenza di scorie, assenza di crepe, lunga durata e assenza di infiltrazioni con soluzioni di alluminio, lo rendono un materiale ideale per l'industria metallurgica della fusione a bassa pressione per tubi liquidi, acqua e scarichi. Attualmente, i tubi di sollevamento liquidi di alta qualità dipendono ancora principalmente dalle importazioni, in primo luogo per i costi elevati e in secondo luogo perché la continuità produttiva non può essere garantita. La nascita dei tubi di sollevamento liquidi in composito ceramico di titanato di alluminio ha un'importanza di vasta portata per la trasformazione e la promozione della tecnologia industriale tradizionale cinese e per la rivitalizzazione dell'industria elettronica automobilistica.

 Caratteristiche del prodotto:

1. Eccellente resistenza al calore e agli urti. Il titanato di alluminio (Al2TiO5) è caratterizzato da un'eccellente resistenza al calore e agli urti. Nonostante la bassa variazione di resistenza, i componenti realizzati con questo materiale sono in grado di resistere anche a tali sollecitazioni.

2, con alluminio fuso e altre soluzioni di metalli non ferrosi non si infiltra. Il titanato di alluminio è un materiale ceramico che non può essere inumidito dall'alluminio liquido ed è anche noto per la sua eccellente resistenza agli shock termici.

3, temperatura ambiente più elevata e intensità di temperatura elevata. Temperatura di esercizio: dilatazione termica estremamente bassa di 900℃ (<1×10-6 K 0-1 tra 20 e 600°C) elevato isolamento (1,5 W / mK).

4. Eccellente resistenza all'usura e alla corrosione. Il basso modulo di Young (da 17 a 20 GPa) offre una buona resistenza chimica e una scarsa bagnabilità del metallo fuso. L'eccellente resistenza chimica e all'usura garantisce un'elevata purezza del metallo fuso.

5 e un coefficiente di dilatazione termica inferiore. Il titanato di alluminio può facilmente resistere alle difficili condizioni dell'industria dei metalli fusi non ferrosi, poiché i materiali tradizionali non sono in grado di resistere al calore di questo settore.

6, con una bassa conduttività termica. Questo rende i tubi in titanato di alluminio ideali per le fonderie di alluminio. La sua bassa conduttività termica consente di risparmiare energia, ha un comportamento incomparabile all'impatto dello shock termico, solitamente utilizzato per resistere all'elevato livello di stress termico dei componenti, può consentire alla macchina di colata a bassa pressione nel processo produttivo di raggiungere la sua automazione e continuità, migliorando l'efficienza produttiva e riducendo i costi di produzione.

3. Indicatori di performance del prodotto:

4. dimensione del prodotto:

Nota: in base alle esigenze del cliente, è possibile lavorare vari tipi di tubi di sollevamento in titanato di alluminio.