Pallorautavalu: sovellukset, ominaisuudet ja valmistustekniikat

1. Yleiskuva pallografiittivaluraudasta

Pallorautavalu, joka tunnetaan myös pallomaisena valuraudana tai pallografiittiraudana, on valurautatyyppi, jolle on tunnusomaista sen korkea lujuus, erinomainen sitkeys ja iskunkestävyys. Toisin kuin perinteinen harmaa valurauta, pallografiittivalurauta sisältää nodulaarisia grafiittisulkeuksia, jotka estävät halkeamien leviämisen ja lisäävät sitkeyttä. Sitä käytetään laajalti teollisuudessa, jotka vaativat kestäviä ja monipuolisia komponentteja.

2. Mekaaniset ominaisuudet

Pallorautavalun mekaaniset ominaisuudet tekevät siitä sopivan monenlaisiin teknisiin sovelluksiin. Keskeisiä ominaisuuksia ovat:

• Korkea vetolujuus, tyypillisesti 400 - 700 MPa.
• Erinomainen venymä 10-18 %, mikä tarjoaa erinomaisen sitkeyden verrattuna harmaarautaan.
• Hyvä väsymis- ja iskunkestävyys, mikä tekee siitä luotettavan syklisissä kuormituksissa.
• Kulutuskestävyys, sopii komponenteille, jotka ovat alttiina kitkalle tai hankaukselle.

3. Yleiset sovellukset

Pallorautavalu on erittäin arvostettu sovelluksissa, joissa vaaditaan lujuuden, sitkeyden ja kestävyyden yhdistelmää. Yleisiä sovelluksia ovat:

• Putket ja putkiliittimet vesi- ja viemärijärjestelmiin.
• Autojen komponentit, kuten kampiakselit, vaihteet ja jousitusosat.
• Raskaiden koneiden osat, mukaan lukien maatalous- ja rakennuskoneet.
• Teollisuusventtiilit ja pumppupesät, joissa paine- ja kulumiskestävyys on kriittistä.

4. Valmistustekniikat

4.1 Sulatus ja seostus

Pallorautaa valmistetaan sulattamalla harkkorautaa ja romua kupoli- tai induktiouunissa. Seoselementtejä, kuten magnesiumia tai ceriumia, lisätään indusoimaan nodulaarisen grafiitin muodostumista. Tarkka kemiallisen koostumuksen hallinta varmistaa tasaiset mekaaniset ominaisuudet.

4.2 Valuprosessi

Sula pallografiittivalurauta kaadetaan muotteihin erimuotoisten ja -kokoisten komponenttien muodostamiseksi. Yleisiä valumenetelmiä ovat:

• Hiekkavalu suuriin ja monimutkaisiin muotoihin.
• Investointivalu tarkkuusosille sileillä pinnoilla.
• Kuorivalu keskikokoisille ja pienille komponenteille, jotka vaativat suurta mittatarkkuutta.

4.3 Lämpökäsittely

Lämpökäsittely voi edelleen parantaa pallografiittivaluraudan ominaisuuksia. Yleisiä hoitoja ovat hehkutus stressin lievittämiseksi, karkaisu ja karkaisu kovuuden ja lujuuden lisäämiseksi sekä normalisointi mikrorakenteen jalostamiseksi.

5. Vertailu harmaaraudaan

Pallorautavalu tarjoaa mekaanisesti merkittäviä etuja perinteiseen harmaaraudaan verrattuna. Alla olevassa taulukossa on yhteenveto tärkeimmistä eroista: