Индукционные центробежные литейные установки. Тотальная дешифрация.
18 Янв   2015   |  Статьи

Н.А.Швыргун.
Главный конструктор проекта ООО «Спарк-Дон, Лтд»

 
Centrolit-90_full_500_end11_color
Разнообразие индукционных центробежных литейных установок нередко ставит потенциального покупателя в тупик.
Что выбрать? Чем одна установка отличается от другой и как эти отличия влияют на работу? Что означает тот или иной параметр, указанный в технических характеристиках установки? Насколько важно его значение на практике? Какой вариант выбора будет оптимальным по критерию «цена/качество»?

Разобраться в тонкостях технических терминов и технологических нюансов, почерпнутых из рекламных буклетов и «Руководств пользователя» на литейную установку, бывает также трудно как прочесть и дать толкование малоизвестным письменам, написанным условными знаками, шифром.
В предлагаемой Вашему вниманию статье мы постараемся расшифровать наиболее важные характеристики индукционных центробежных литейных установок и дать им оценку.

 

«Энигма» для индукционных центробежных литейных установок. Код доступа.

Alloy type Все наиболее распространённые на рынке индукционные центробежные литейные установки (как отечественного так и импортного производства) расcчитаны на работу со сплавами благородных металлов и сплавами неблагородных металлов (за исключением Титана).
 
Alloy massa Возможность литейной установки работать с широким диапазоном загрузок тигля определяет её качественные характеристики, способность быстро и бережно расплавить сплав без изменения его физико-химических свойств. Для литейных установок задается максимальное и минимальное значения загрузки тигля.
Установки, представленные на рынке России, можно условно разделить на две группы по допустимой массе расплавляемого сплава ( в данном случае мы говорим о сплавах неблагородных металлов CoCr, NiCr):
 

Alloy_

  • Для первой группы максимальная загрузка тигля составляет 100г. Минимальная загрузка тигля составляет от 5 до 10г.
  • Для второй группы максимальная загрузка тигля составляет от 60 до 70г. Минимальная загрузка тигля составляет от 5 до 10г.

 

При выборе установки следует исходить из того, что чем больше допустимый диапазон загрузок тигля, тем лучше.
Умение литейной установки одинаково хорошо работать как с небольшими, так и с максимально возможными массами металла с лучшей стороны характеризует её эффективность.
В первом приближении можно считать, что:
 

  • Уровень мощности установки определяет значение максимально допустимой загрузки тигля. Эта зависимость прямо пропорциональная.
  • Рабочая частота генератора установки определяет минимальное значение допустимой загрузки. Чем выше частота, тем лучше установка будет работать с загрузками малой массы.

 
Отсутствие информации о максимальной или минимальной загрузке для конкретной литейной установки следует воспринимать настороженно и расценивать как вариант недостаточно конкурентноспособный.
 

Green_c1 Nota bene!
Для литейной установки «Центролит-90» минимальное и максимальное количество сплава для установлены в диапазоне от 5г до 100г сплавов неблагородных металлов. Реальные возможности установки гораздо шире. Её заводские испытания проводятся с загрузками в диапазоне 3…150г сплава СоСr.

 
Max_Temp Для плавления различных стоматологических сплавов достаточно, чтобы литейная установка обеспечивала температуру нагрева не менее 1550°C.
Возможность установки обеспечивать большую температуру нагрева (1600…1700°C) характеризует, прежде всего, ее повышенные эксплутационные возможности.
При плавке высокотемпературных сплавов (например, сплавов платины) следует обращать внимание на установки с еще более высокой температурой нагрева — 1750°C и выше.
В целом, можно сделать вывод: чем более высокую температуру нагрева может обеспечить установка, тем лучше.
 
F_gen Величина рабочей частоты генератора индукционной литейной установки в значительной степени влияет на её электрические характеристики и эксплуатационные параметры. При её (частоты) оценке необходимо учитывать не только энергетические характеристики, но и вопросы магнитогидродинамики, т.е. влияние электромагнитного поля индуктора на расплав в тигле.

Рабочая частота генератора должна быть такой, чтобы обеспечивалось оптимальное соотношение силы электродинамической циркуляции металла и высоты мениска.
Циркуляция ускоряет расплавление, выравнивает температуру и химический состав расплава. Однако циркуляция металла имеет и серьезный недостаток, заключающийся в образовании на поверхности расплава выпуклого мениска.
Слишком высокий мениск повышает вероятность преждевременного разрыва оксидной плёнки и дополнительного окисления расплава. Особенно сильно отрицательное влияние мениска на процесс плавки проявляется при использовании в литейных установках генераторов с относительно низкой рабочей частотой.

Выбор рабочей частоты генератора определяется следующими требованиями:
 

  • электрический КПД установки должен быть максимальным;
  • установка должна обеспечивать эффективную работу при плавке стоматологических сплавов, имеющих различные величины диаметра и высоты отдельных заготовок сплава;
  • величина электродинамических сил, воздействующих на расплав, должна быть оптимальной, с одной стороны, для обеспечения качественного перемешивания расплава, а с другой стороны — для минимизации мениска расплава на завершающем этапе плавки;
  • время достижения расплавом температуры литья должно быть минимальным.

 
С точки зрения удовлетворения этим требованиям, оптимальным будет выбор рабочей частоты генератора литейной установки f>100кГц.
 

Green_c1 Nota bene!
Использование в литейной установке «Центролит-90» генератора с рабочей частотой f=440кГц снимает все ограничения, связанные с минимальными линейными размерами загружаемых в тигель частей металла.
Минимальная величина мениска на заключительной стадии плавки сплава практически исключает вероятность преждевременного разрыва оксидной плёнки и, как следствие, дополнительного окисления расплава. Высокая величина удельной мощности обеспечивает быстрый процесс плавления.

 
Argon Просто хорошо, когда есть такая возможность! Даже, если сегодня Вам кажется это лишним, кто знает, что Вы будете думать по этому поводу завтра?
 
 

Power_max Scene-0Максимальная мощность литейных установок для литья стоматологических сплавов обычно составляет 2500…4500 Вт.
Важно понимать, что сама по себе величина максимальной мощности не в полной мере характеризует литейную установку. Быстрый, эффективный нагрев заготовки, помещенной в тигель, зависит от комплекса параметров: мощности установки, рабочей частоты генератора, конструктивных особенностей индуктора, геометрических размеров самой заготовки и т.д.
Скорость нагрева заготовки пропорциональна рабочей частоте. При прочих равных условиях, установка с максимальной мощностью Р=3500Вт и частотой f=66 кГц уступает по скорости нагрева установке с максимальной мощностью Р=3500Вт и рабочей частотой f=120кГц.
Дальнейшее повышение рабочей частоты генератора приводит к росту скорости нагрева.
 

Green_c1 Nota bene!
Генератор литейной установки «Центролит-90» с максимальной мощностью Р=3500Вт и рабочей частотой 440кГц обеспечивает максимально быстрый нагрев металла, что приводит к сокращению длительности процесса литья и повышению экономической эффективности работы.

 
Power_control Возможность регулировки мощности нагрева является чрезвычайно важной и крайне необходимой характеристикой любой литейной установки.
Оперативно реагировать на ход плавления сплава, держать «на кончиках пальцев» весь процесс — значит полностью контролировать его, направляя в нужное русло. Литейщик, наблюдая за ходом плавки, может, например, быстро уменьшить мощность с целью обеспечения прогрева расплава по всему объему или, наоборот, резко увеличить мощность для максимально быстрого доведения расплава до состояния, пригодного к выполнению литья.

Регулировка мощности может быть реализована двумя способами:
 

  • Плавная регулировка мощности. Диапазон регулирования мощности лежит в диапазоне 0…100%. Дискретность регулирования равен 1%.
  • Дискретная регулировка мощности. Диапазон регулирования 0…100%. Дискретность регулирования от 5% до 20%.

 
Установки с плавной регулировкой мощности удобнее в работе. Наличие плавной регулировки мощности позволяет литейщику острее чувствовать ход плавки и вносить в процесс необходимые коррективы.
 

Green_c1 Nota bene!
В литейной установке Центролит-90 реализована плавная интерактивная регулировка мощности генератора для оперативного выбора оптимального режима плавки в зависимости от типа сплава и его массы. Регулировка мощности нагрева осуществляется литейщиком путем вращения ручки задатчика (энкодера) по ходу процесса плавки.

 
Privod При центробежном способе литья заполнение форм расплавом и его кристаллизация происходят при воздействии на него центробежных сил. Качество литья в значительной степени зависит от умения точно управлять параметрами начального ускорения и скорости вращения центрифуги установки.
При слишком низкой или слишком высокой скоростях вращения появляются дефекты как в процессе литья, так и в отливках.
При заниженной скорости вращения поверхность отливки получается негладкой, возможны непроливы тонкостенных деталей.
В случае завышенной скорости вращения значительно возрастает давление жидкого металла, что вызывает образование трещин, ликвацию (расслоение) компонентов сплава по плотности, вибрацию литейной установки и, как следствие, более быстрый её износ.
Наилучшей скоростью вращения центрифуги является та наименьшая скорость, при которой достигается требуемое качество отливки.
Начальное ускорение центрифуги должно выбираться таким, чтобы обеспечивалась непрерывность истечения расплава металла из тигля (в режиме близком к ламинарному режиму) и равномерность заполнения им литейной полости опоки .
 
Можно выделить три группы литейных установок:
 

  • Установки с фиксированным значением начального ускорения и скорости вращения центрифуги. Чаще всего скорость вращения центрифуги таких установок лежит в диапазоне 450…550 об/мин.
  • Установки с регулируемым начальным ускорением и фиксированным значением скорости вращения центрифуги. Начальное ускорение центрифуги таких установок имеет от 2 до 5 ступеней регулирования.
  • Установки на базе управляемого электропривода с регулируемыми начальным ускорением и скоростью вращения центрифуги. Начальное ускорение центрифуги таких установок имеет до 10 ступеней регулирования. Скорость вращения центрифуги может быть задана пользователем в диапазоне 300…600 об/мин.

 
Установки с возможностью регулирования в широких пределах начального ускорения и скорости вращения центрифуги следует считать фаворитами. Они в максимальной степени приспособлены для литья сплавов с различной плотностью и жидкотекучестью.

 
Green_c1 Nota bene!
Управляемый электропривод центрифуги литейной установки «Центролит-90» с широким диапазоном задания скорости вращения центрифуги (300…600 об/мин с шагом 5 об/мин) и её начального ускорения (10 ступеней задания) позволяют без труда выбрать нужный режим работы для качественного литья любого вида сплава.
 

Induct_move По способу перемещения индуктора литейные установки делятся на 2 класса:
 
 

  • Установки с ручным перемещением индуктора.
  • Установки с автоматическим (электропривод) перемещением индуктора.

 
Выбор зависит от личных симпатий. Следует, однако, помнить, что электропривод подъёма и опускания индуктора не только повышает уровень комфорта в работе. Время перемещения индуктора в нижнее положение электроприводом существенно меньше времени, затрачиваемого литейщиком при опускании индуктора в установках с ручным механизмом перемещения индуктора. Температура расплава, таким образом, не успевает значительно понизиться, что благоприятно сказывается на общем результате литья.

 
Green_c1 Nota bene!
«Центролит-90» относится к классу установок с автоматическим (электропривод) перемещением индуктора. Время перемещения индуктора в нижнее положение составляет всего 0,2…0,25 секунды.
Попробуйте! Вам понравится. Вы не захотите больше проводить литьё с помощью рычагов и ручек перемещения индуктора.
 

Centr_control Regul_1_centr Это, пожалуй, один из самых важных параметров, на которые обращают внимание литейщики. И это понятно. От того как реализованы механизмы, позволяющие настраивать установку на работу с опоками разного диаметра и массы, зависит время выполнения литья.
 

По способу регулирования положения опоки относительно тигля существуют установки двух типов:
 

  • Установки с плавным регулированием положения опоки относительно тигля.
  • Установки с дискретным регулированием положения опоки относительно тигля.

 
Установки с плавным регулированием хорошо показывают себя при работе как со стандартными, так и с нестандартными опоками. Сам механизм регулирования у литейных установок такого типа выполнен по-разному. Лучшим следует считать решение, когда ручка регулировки положения опоки вынесена из «горячей зоны».
Установки с дискретным регулированием предполагают настройку под опоки разного диаметра при помощи контейнеров (люлек). Такая система удобна при работе со стандартными опоками. Работа с нестандартными опоками затруднена.
 
По способу настройки под опоки разного веса выделим 3 варианта:
 

  • Настройка под опоки разного веса перемещением противовеса.
  • Настройка под опоки разного веса вращением противовеса.
  • Настройка под опоки разного веса при помощи контейнеров (люлек).

 
В первом случае мы имеем хорошую оперативность при высокой универсальности по отношению к стандартным и нестандартным опокам.
Во втором случае высокая универсальность сопровождается не лучшей оперативностью.
Третий вариант характеризуется высокой степенью оперативности при низкой универсальности.

 
Green_c1 Nota bene!
В индукционной литейной установке «Центролит-90» реализовано плавное регулирование положения опоки относительно тигля. Ручка регулятора положения опоки по высоте вынесена из “горячей зоны”. Установка обладает хорошей оперативностью при высокой универсальности.
Простые и эффективные механизмы балансировки центрифуги и центрирования опоки для быстрой настройки при работе с опоками разного диаметра и веса — это то, что по достоинству оценит каждый литейщик.

 
Opoka Все центробежные литейные установки могут работать со стандартными (1Х…9Х) и нестандартными опоками (Dmax=90mm, Hmax=75mm).
 
 
U_main В зависимости от предъявляемых требований к параметрам питающей сети литейные установки можно разбить на 2 группы:
 
 

  • 220В +/- 10%, 50Гц (в паспорте на изделие может быть указано в виде 198…242В, 50 Гц).
  • 230В +/- 10%, 50Гц (в паспорте на изделие может быть указано в виде 200…240В, 50 Гц).

 
Установки с питающим напряжением 230В +/- 10%, 50Гц для нормального функционирования при эксплуатации в России (напомним, что номинальное значение питающей сети в РФ составляет 220В +/- 10%, 50Гц) обычно требуют применения стабилизатора напряжения соответствующей мощности.

 
Green_c1 Nota bene!
Центробежная индукционная литейная установка «Центролит-90» предназначена для работы с питающей сетью 220В +/- 10%, 50Гц.
Реализованная в установке функция автоматической компенсации колебаний напряжения питающей сети (220В, 50Гц) делает возможной работу литейной установки со «слабой сетью» без изменения времени литья.
 

Massa Центробежные литейные установки могут быть настольного или напольного исполнения. Первые имеют меньшие габариты и вес. Они, на наш взгляд, более универсальны с точки зрения использования как в клиниках так и в небольших лабораториях. Свободного пространства, как правило, всегда не хватает.

 
 

Price 6 000 …12 000 USD. В зависимости от страны и фирмы производителя оборудования. Выбор ценовой категории — Ваш личный выбор!
Деньги… Здесь часто бывает также как и со свободным пространством.

 
 

«Знание — сила!»

Друзья, «Энигма» для индукционных центробежных литейных установок «взломана». Все, что раньше представлялось Вам набором абстрактных физических величин и не ясных до конца определений и терминов, выстроилось в стройную систему знаний.
 
В Ваших руках все секретные коды от мучительного вопроса: «Какую именно индукционную центробежную литейную установку выбрать».
Теперь Вы сможете легко принять правильное решение!

Рекомендуемый выбор.

Центробежная индукционная литейная установка «Центролит-90».
Идеальный выбор для прецизионного литья стоматологических сплавов.
 
Centrolit-90_full_370

  • Надёжный и мощный высокочастотный генератор для обеспечения минимального времени плавки.
  • Плавка в среде атмосферы или в среде защитного газа (Аргон) для максимально бережного плавления сплава.
  • Работа с использованием стандартных (1х…9х) и нестандартных опок с максимальным диаметром до 90мм и высотой до 75мм. Тип используемого тигля — «Форнакс».
  • Плавная интерактивная регулировка мощности генератора для оперативного выбора оптимального режима плавки в зависимости от типа сплава и его массы.
  • Компенсация колебаний напряжения питающей сети (220В, 50Гц) делает возможной работу литейной установки со «слабой сетью» без изменения времени литья.
  • Электропривод подъёма и опускания индуктора для комфортной работы. Время перемещения индуктора в нижнее положение составляет 0,2…0,25 секунды. Это существенно меньше времени, затрачиваемого литейщиком при опускании индуктора в установках с ручным механизмом перемещения индуктора. Температура расплава, таким образом, не успевает значительно понизиться.
  • Управляемый электропривод центрифуги с широким диапазоном задания скорости вращения центрифуги (300…600 об/мин с шагом 5 об/мин) и её начального ускорения (10 ступеней задания) позволяет проводить без проблем литье сплавов с различной плотностью и текучестью.
  • Система контроля с функцией отслеживания технологических параметров процесса литья (мощность нагрева, время плавки, начальное ускорение и скорость вращения центрифуги, время вращения центрифуги) делает работу на установке максимально простой, комфортной и эффективной.
  • Индикация состояния датчиков установки (наличие потока охлаждающей жидкости и её температуры, положение индуктора и крышки рабочей камеры, параметры питающего сетевого напряжения) для информирования оператора о ходе работы.
  • Информационный графический дисплей и многофункциональный регулятор (энкодер) позволят легко выбрать нужный режим работы.
  • Очень простые и максимально эффективные механизмы балансировки центрифуги и центрирования опоки для быстрой настройки при работе с опоками разного диаметра и веса.
  • Центролит-90. Притяжение классики. Просто и надёжно.

     

    Adobe_32 Статья «Индукционные центробежные литейные установки. Тотальная дешифрация.» в PDF-формате.

      Написать новое сообщение