Точное литье, также известный как точное литье по выплавляемым моделям, Это самый точный процесс литья на земле. Это производственный процесс, который может создавать очень тонкие и самые сложные детали, и при этом передаст все до мельчайших деталей. Независимо от того, делаете ли вы прецизионные литые детали для аэрокосмической промышленности или являетесь скульптором, создающим как небольшие произведения, так и монументальные, он обеспечивает превосходную обработку поверхности и отличную точность размеров.
Практически не существует сплава, который нельзя было бы изготовить с помощью процесса литья по выплавляемым моделям. В этом уникальность и главная особенность процесса литья по выплавляемым моделям. Ассортимент сплавов охватывает практически весь спектр сплавов, используемых в технике.
История и эволюция точного литья
В двадцатом веке процесс литья по выплавляемым моделям претерпел несколько изменений. Первоначально использовалась сплошная форма или блочная форма для литья по выплавляемым моделям, где вся форма заполнялась керамическим материалом. Позже керамический материал был заменен на гипсовую форму для получения более качественной поверхности. Позже был разработан процесс меркаста, где в качестве материала для шаблона использовалась ртуть, но он больше не используется. Наконец, недавно был разработан процесс литья по выплавляемым моделям из керамической оболочки, который получил широкое распространение во всем мире.
За 3000 лет литья бронзы мало что изменилось. Теперь у нас не мехи, а электрические воздуходувки, и вместо высушенного навоза животных мы используем природный газ, но в остальном все осталось по-прежнему. Форму делают из глиняных материалов, как и в старые времена, а воск мы выжигаем.
Особенности процесса литья по выплавляемым моделям
В чем заключаются особенности процесса литья по выплавляемым моделям? Он позволяет получать очень тонкие и самые сложные детали. Вторая особенность - превосходная обработка поверхности; в большинстве случаев не требуется механическая обработка или требуется очень незначительная обработка. Следующая особенность - превосходная точность размеров. Наконец, она может использоваться для литья всех металлов и сплавов.
Если рассматривать различные производственные процессы или процесс литья, то ковкий чугун, инструментальная сталь и суперсплавы не могут быть отлиты с использованием литьё под давлением процесс. Титановые сплавы не могут быть изготовлены с использованием песчаное литьё процесс. Но в процессе литья по выплавляемым моделям могут быть изготовлены все сплавы. Практически нет такого сплава, который нельзя было бы изготовить с помощью процесса литья по выплавляемым моделям.
Этапы процесса инвестиционного литья в керамическую оболочку
Вот основные этапы процесса литья по выплавляемым моделям керамических оболочек:
- Восковая инъекция: В штамп с узором будет введен воск, после чего он будет удален.
- Сборка деталей: Сотни таких деталей создаются за один сеанс, а несколько таких деталей соединяются через центральное дерево для достижения экономии.
- Здание корпуса: Восковой блок погружается в керамический раствор, вынимается и посыпается штукатуркой вокруг рисунка.
- Депарафинизация: Воск из скорлупы нужно полностью вылить.
- Кастинг: Заливка расплавленного металла в керамическую оболочку.
- Нокаут: Разбейте оболочку и извлеките отливку наружу.
- Отсечка: Отделение отдельных отливок от собранного дерева.
- Финишная обработка и вторичные операции: На деталях полируется соответствующая поверхность.
Строительство оболочек: Ингредиенты и этапы приготовления раствора
Как сделать керамическую оболочку? Нам необходимо узнать ингредиенты керамического шлама. Один из них - огнеупорный порошок или мука, составляющие от шестидесяти до восьмидесяти процентов. Чаще всего используются такие огнеупорные порошки, как силикат циркония, плавленый кварц и плавленый оксид алюминия. Второй ингредиент - жидкое связующее, составляющее от пятнадцати до тридцати процентов, в основном этилсиликат или коллоидный кремнезем. Наконец, твердое связующее вещество составляет от пяти до десяти процентов.
Первый слой суспензии - это тонкая текстура, которая легко проникает в детали канавок и гравировки. Следующий слой суспензии более грубый, чем первые погружения, поскольку он создает толстую керамическую оболочку вокруг воскового дерева. Этот цикл повторяется от пяти до семи раз. Между очередными погружениями суспензия должна высохнуть, поэтому температура и влажность тщательно контролируются.
Наука депарафинизации и автоклавная печь
Перед заливкой расплавленного металла в керамическую оболочку воск, находящийся в ней, должен быть полностью удален, и этот процесс называется депарафинизацией. Как правило, для этого используется автоклавная печь. В герметичную печь подается пар под давлением около 8 кг на квадратный сантиметр. Воск расплавляется и удаляется из керамической оболочки.
Мы тщательно следим за тем, чтобы выжечь эти формы. Если бы бронза соприкасалась с воском, это стало бы настоящей проблемой. Бронза заставит воск немедленно превратиться в газ, а газ - это внезапное увеличение объема. Определение взрыва - это внезапное расширение объема. Бронза вполне может вылететь из формы из-за взрыва воска в контакте с бронзой. Этот воск снова будет рафинирован, очищен и снова использован для изготовления узора.
Точное литье: Плавление и затвердевание металла
Керамические формы должны быть нагреты, прежде чем в них будет залит расплавленный металл. Мы предварительно нагреваем форму до оранжевого цвета, чтобы она оказывала наименьшее сопротивление бронзе, когда та заливается в камеру. Бронза буквально застывает при температуре 1850 градусов; мы плавим ее примерно до 2000 градусов и вскоре заливаем.
Во время плавки бронзовых слитков на поверхность всплывают такие дефекты, как песок или материал пресс-формы. Мы удаляем окалину с поверхности. После того как раковина заполнена жидким металлом, ее необходимо отложить для остывания. Свежезалитые керамические оболочки выделяют много тепла. Внутри формы сначала застывают самые тонкие участки, а затем более толстые.
Послеинвестиционное литье: Выбивка, отсечка и отделка
Выбивание означает разрушение оболочки и удаление отливки наружу. Моторизованное зубило используется для отламывания керамической оболочки от литой детали. Металлическое дерево подвергается пескоструйной обработке, чтобы удалить все оставшиеся следы керамической оболочки. Следы должны быть удалены из отливки, поэтому мы используем пескоструйную систему.
Отливки обрезаются по воротам, в результате чего на местах ворот остаются излишки материала - это и есть обрезки. Для этого чаще всего используется шлифовальный круг. Отливки подвергаются термообработке для нормализации металла. На детали наносится соответствующее покрытие; наиболее распространены зеркальная и сатинированная поверхности. Конечный продукт не будет иметь дефектов и будет визуально привлекательным.
Литейные сплавы и их промышленное применение
Общие литейные сплавы включают:
- Ковкий чугун: Изготавливается методом легирования, при котором графитовые хлопья превращаются в шаровидные конкреции. Используется для производства оборонных компонентов, автомобильных деталей, а также компонентов насосов и клапанов.
- Углеродистые стали: Обычно используется в широком спектре отраслей, таких как внутренние механизмы замков, горнодобывающая промышленность, военное и огнестрельное оружие, а также транспортные детали.
- Инструментальные стали: Особенно часто используется для изготовления различных инструментов, например, фрез.
- Нержавеющие стали: Изготавливается с зеркальной отделкой для максимальной устойчивости к коррозии.
- Алюминиевые и магниевые сплавы: Используется для аэрокосмических компонентов, где есть несколько тонких ребер.
- Титановые сплавы: Диффузор реактивного двигателя и детали подвески болидов Формулы-1.
- Суперсплавы: Например, крыльчатка турбины с очень тонкими лопастями и сложной формой.
Инновации: Быстрое прототипирование при литье по выплавляемым моделям
Самым сложным моментом в литье по выплавляемым моделям является изготовление шаблона. Изготовить деталь очень сложно, поэтому для производства деталей появилось быстрое прототипирование. К важным процессам относятся:
- Стереолитография (SLA): Лазерный луч падает на жидкую смолу фотополимера, и она становится твердой. Он отверждается слой за слоем.
- Селективное лазерное спекание (SLS): Аналогично стереолитографии, но здесь используется порошок.
- 3D-печать: Лазерная система заменяется жидким клеем.
- Моделирование методом наплавленного осаждения (FDM): Головка разжижителя перемещается в направлении x и y, создавая тонкий лист за один раз.
Технические стандарты, касающиеся этих материалов, см. Американское общество по испытаниям и материалам (ASTM).
Будущее индустрии литья по выплавляемым моделям: Ледяные узоры
Ледяные узоры очень эффективны в процессе литья по выплавляемым моделям. Преимущества ледяных узоров заключаются в улучшении качества поверхности и устранении трещин в оболочке во время удаления узора. Когда мы повышаем температуру, из-за аномального расширения воды ее объем уменьшается до четырех градусов по Цельсию. Поскольку объем уменьшается, раковина не будет трескаться. Это самое большое преимущество. Материал для выкройки - вода или лед - стоит недорого.
Бронза - очень архивный материал. Создавая бронзу, мы думаем не только о выставке в этом году, но и о том, как ее будут рассматривать будущие поколения. Это язык, основанный на человеческой истории. Искусство - для тех, кто решительно настроен, для тех, кто отказывается сдаваться.
Углубите свои знания о производстве точного литья
Изучите наши подробные руководства, чтобы понять, какой процесс подходит для вашего конкретного проекта:
- Цинковое литье под давлением по сравнению с алюминиевым литьем под давлением: Сравнение стоимости и возможностей "лицом к лицу".
- Руководство по выбору сплава: Понимание того, какие металлы лучше всего подходят для сложных геометрических форм.
- Операции вторичной отделки: Как мы добиваемся зеркальной и сатиновой отделки литых деталей.
- Услуги по быстрому прототипированию: Ускорьте производство с помощью SLA- и FDM-шаблонов.
Для получения более подробной технической информации вы можете посетить Институт инвестиционного литья или изучите новейшие стандарты на сайте Американское общество литейщиков.
Готовы повысить качество производства точного литья с помощью высококачественных компонентов?
Если вам требуется сложная детализация литья по выплавляемым моделям или высокая производительность литья под давлением, мы готовы помочь.
