Лиття за виплавленими моделями (лиття за виплавленим-воском) виготовляє металеві компоненти майже-чистої-форми зі складною геометрією, жорсткими допусками на розміри та гладкою поверхнею. Цей виробничий процес зменшує або усуває потребу у вторинній механічній обробці, роблячи його-рентабельним для середнього та великого-виробництва складних структурних і механічних деталей.
Операційні можливості та інженерні обмеження
• Діапазон ваги: від 0,05 до 80 кг (від 0,11 до 176 фунтів) на деталь
• Мінімальна товщина стінки: 1,5 мм (0,060 дюйма) для процесу кремнеземного золю; 3,0 мм (0,120 дюйма) для обробки рідкого скла
• Допуски лінійних розмірів: ISO 8062-3 клас DCTG 4 до DCTG 6 (кремнеземний золь); DCTG 7 до DCTG 9 (водяне скло)
• Як-Шорсткість литої поверхні:
Силіказольний процес: Ra 3,2 мкм – Ra 6,3 мкм (125–250 мкдюймів)
Техніка розчинного скла: Ra 6,3 мкм – Ra 12,5 мкм (250–500 мкдюймів)
• Річна виробнича потужність: до 15 000 метричних тонн сумарного виробництва
Керівництво з вибору процесу для покупців
|
Параметр |
Кремнеземний процес |
Процес водного скла |
|
Типовий вибір сплаву |
Нержавіюча сталь, суперсплави |
Вуглецева та низько{0}}легована сталь |
|
Оздоблення поверхні (Ra) |
3.2 – 6.3 µm |
6.3 – 12.5 µm |
|
Клас толерантності |
ISO 8062-3 DCTG 4–6 |
ISO 8062-3 DCTG 7–9 |
|
Початкова вартість інструменту |
Помірний |
Нижній |
|
Цільова вартість одиниці продукції |
Додатки від середнього до преміум-класу |
Обсяг,-залежний від вартості |
Виробничий процес
На ливарному заводі працюють-лінії лиття за виплавленими моделями з подвійним процесом: кремнеземний золь для високо-точних, корозійно-стійких деталей і водне скло для конструкційних компонентів із вуглецевої сталі.
Потік процесу
• Алюмінієвий інструмент
• Ін'єкція воску
• Складання дерева
• Занурення керамічного шламу
• Депарафінізація та випал
• Розлив і охолодження
• Shakeout & Cut-Off
• Остаточна перевірка
Детальне покрокове-за-виконання
• Виготовлення інструментів і матриць: алюмінієві матриці, оброблені -з ЧПК (сплав 6061/7075), виготовляються з допуском на усадку (зазвичай 1,5%–2,5%), що враховується в моделі САПР на основі динаміки твердіння сплаву.
• Вприскування шаблону: віск-з контрольованою температурою впорскується в алюмінієву матрицю під тиском (2,0–4,0 МПа), щоб створити точну копію цільового компонента.
• Збірка візерунка: окремі воскові візерунки розробляються-і прикріплюються до центральної воскової бігунки (структури дерева) для оптимізації потоку металу та подачі під час затвердіння.
• Shell Building:
Кремнеземний золь: шаблонне дерево занурюється в суспензію колоїдного кремнезему та покривається цирконовим піском (основні шари), а потім мулітовим піском (резервні шари). 5 до 7 шарів, які наносяться із суворим контролем вологості (55% ± 5% RH) між шарами.
Водне скло: Дерево занурюють у суспензію силікатного натрію та заштукатурюють кварцовим піском, затверділим у ванні з хлоридом амонію або сульфатом алюмінію (від 4 до 6 шарів).
• Депарафінізація й автоклав: кожух поміщають у паровий автоклав під високим -тиском (0,6–0,8 МПа, 160–175 градусів), щоб швидко розплавити та видалити віск без розтріскування керамічної оболонки.
• Високо{0}}температурний випал: керамічні оболонки спікаються в обертовій або періодичній печі при температурі від 950 до 1150 градусів протягом 45–90 хвилин, щоб спалити залишкові вуглеводні та досягти міцності конструкції.
• Плавлення та заливка: індукційні печі плавлять сертифіковані сирі злитки. Розплавлений метал очищається від шлаку-, спектрографічно аналізується та заливається в попередньо нагріті форми при температурах від 1450 градусів до 1680 градусів залежно від сплаву.
• Вибивання й відріз-відсікання: тверді оболонки розбиваються за допомогою пневматичних молотків або струменів води під високим{1}}тиском. Деталі відрізаються від литника за допомогою абразивних відрізних кол-.
• Шліфування та дробеструйна обробка: заглушки литників шліфуються врівень, а деталі обробляються дробом з нержавіючої сталі або глиноземом для однорідної текстури поверхні.
Матеріали та технічні характеристики
Ми обробляємо широкий спектр чорних і -кольорових металів відповідно до стандартів ASTM, AISI, DIN, EN і JIS. Перевірка хімічного складу за допомогою оптичної емісійної спектроскопії (OES) виконується при кожному нагріванні перед заливкою.
Матриця специфікації сплаву
|
Матеріальна сім'я |
Загальні класи (ASTM / DIN) |
Ключові властивості |
Механічний стандартний діапазон |
|
Аустенітна нержавіюча сталь |
CF8 (304), CF8M (316), CF3 (304L), CF3M (316L) |
Висока стійкість до корозії, відмінна міцність |
Міцність на розтяг: більше або дорівнює 485 МПа Текучість: більше або дорівнює 205 МПа Подовження: більше або дорівнює 35% |
|
Мартенситна / феритна нержавіюча сталь |
CA15 (410), CA40 (420), 430 |
Висока твердість, зносостійкість, магнітність |
Розрив: 550 – 850 МПа Твердість: 180 – 450 HBW |
|
Нержавіюча сталь |
17-4PH (CB7Cu-1), 15-5PH |
Висока міцність, хороша стійкість до корозії після термообробки |
Розрив: 930 – 1310 МПа Текучість: 790 – 1170 МПа |
|
Вуглецева сталь |
WCB, WCC, клас 60-30, 1020, 1045 |
Хороша зварюваність, міцність конструкції, економічна |
Розрив: 415 – 655 МПа Текучість: 230 – 345 МПа |
|
Низько{0}}легована сталь |
4130, 4140, 4340, 8620 |
Відмінна прогартовуваність, висока втомна міцність |
Розрив: 650 – 1100 МПа (термічно оброблений) |
|
Дуплекс з нержавіючої сталі |
2205 (UNS S31803), 2507 (UNS S32750) |
Чудова стійкість до точкової корекції (PREN більше або дорівнює 34), висока межа текучості |
Міцність на розтяг: більше або дорівнює 650 МПа Текучість: більше або дорівнює 450 МПа |
|
Жаростійкі-сплави |
Еквівалент HK40, HH, Inconel 625 |
Висока міцність на розрив повзучості до 1050 градусів |
Специфічний для застосування |
Ключові характеристики продукту
Комплексна інтеграція внутрішньої геометрії:
Усуває багато-зварні вузли шляхом консолідації складних внутрішніх каналів, виточок і тонких ребер в один литий компонент.
Усунення кута осідання:
На відміну від піщаного лиття або лиття під тиском, лиття за виплавленими моделями допускає кут осадки нуль- градусів на внутрішніх кишенях і зовнішніх стінках, де зазвичай діють обмеження на тягу серцевини.
Майже{0}}чиста-точність форми:
Зменшує брак матеріалу до 70% порівняно з обробкою з ЧПК із суцільної-заготовки, особливо високо-легованої нержавіючої сталі та нікелевих сплавів.
As-Cast Lettering & Traceability:
Номери деталей, теплові коди, логотипи та стрілки напрямків можна наносити безпосередньо на поверхню компонента з рельєфним текстом (висота мінімум 0,5 мм).
Однорідна зерниста структура:
Контрольований попередній нагрів оболонки та теплоізоляція під час заливки мінімізують градієнти охолодження, що забезпечує постійні ізотропні механічні властивості.
Типові програми
Литі деталі по виплавляним моделям виконують важливі функціональні ролі у важкій промисловості, системі керування рідинами та енергетичному обладнанні:
Відображення механізму додатків
|
Сектор |
Типові компоненти |
|
Транспортування рідин і насоси |
Робочі колеса, спиральні корпуси, корпуси клапанів, фланці |
|
Процеси та автоматизація |
Корпуси витратомірів, важелі приводів, втулки датчиків |
|
Важка та сільськогосподарська техніка |
Кронштейни для зносу, шарнірні штифти, стопорні собачки, муфти |
|
Нафтохімія та енергетика |
Обріз-клапана високого тиску, форсунки для пальника, фітинги для труб |
|
Комерційний автомобіль |
Корпуси турбокомпресора, випускні колектори, кронштейни |
Механічна обробка та вторинні операції
У той час як лиття за виплавленими моделями забезпечує вузькі-чисті форми,-високоточні поверхні розділу вимагають додаткових операцій з ЧПК.
Послідовність операції
Необроблене лиття →-Внутрішня обробка з ЧПК → Термічна обробка → Оздоблення поверхні
-Можливості обробки вдома
• Токарна обробка з ЧПУ: Діаметр до 500 мм; точність позиціонування в межах ±0,005 мм.
• 4-- та 5-осьові фрезерні центри: складне профілювання поверхні, вирівнювання отвору з жорстким допуском (підгонка H7) і точна площинність торця (<0.01 mm).
• Нарізання різьби: нарізання внутрішньої/зовнішньої різьби метричної, NPT, BSPP та UNC.
Обробка термічної обробки
• Відпал у розчині: 1040 градусів –1120 градусів з наступним швидким загартуванням водою для аустенітних нержавіючих сталей (відновлює стійкість до корозії та гомогенізує структуру).
• Нормалізація та зняття напруги: повітряне охолодження 850–900 градусів для гомогенізації зернистої структури вуглецевої та легованої сталі перед механічною обробкою.
• Загартування та відпуск (Q&T): загартування в маслі/воді з подальшим відпуском для досягнення цільових значень HRC (наприклад, 28–34 HRC або 45–52 HRC).
• Зміцнення на старіння: умови H900, H1150 для нержавіючої сталі 17-4PH для підвищення міцності на розрив.
Варіанти обробки поверхні
• Електрополірування (Ra < 0,4 мкм для санітарних застосувань)
• Пасивація (відповідність ASTM A967)
• Оцинкування / фосфатне покриття / E-покриття
• Чорне оксидне покриття
• Порошкове та рідке фарбування
Контроль та перевірка якості
Забезпечення якості починається з перевірки сировини та продовжується перевіркою розмірів після-механічної обробки. Кожне відправлення супроводжується сертифікатом перевірки EN 10204 3.1.
Матриця перевірки забезпечення якості
|
Категорія перевірки |
Метод випробування / Обладнання |
Згідно стандарту |
|
Хімічний склад |
Оптичний{0}}спектрометр із прямим зчитуванням (OES) |
ASTM E415 / ASTM E1086 |
|
Механічні випробування |
Універсальний тестер на розтяг, удар за Шарпі, твердість (HB/HRC) |
ASTM A370 / ISO 6892-1 |
|
Не-руйнівний контроль (NDT) |
Радіографічне обстеження (рентгенівське дослідження) Тест на проникнення рідини (PT) Магнітопорошковий тест (MT) |
ASTM E192 / ASTM E446 ASTM E1417 / ISO 3452-1 ASTM E1444 |
|
Контроль розмірів |
Координатно-вимірювальна машина (CMM), оптичний профілометр |
ISO 10360 |
|
Мікроструктура |
Металографічний мікроскоп |
ASTM E45 / ISO 4967 |
OEM та виготовлення на замовлення
Ми виготовляємо спеціальні компоненти виключно за-технічними кресленнями та специфікаціями, які надає клієнт.
Графік виконання проекту
|
етап |
Хронологія |
Ключові результати |
|
Етап 1 |
1–2 тиждень |
Огляд DFM і дизайн прес-форм, моделювання затвердіння |
|
Етап 2 |
3–4 тиждень |
Обробка інструментів з ЧПУ та пробне вприскування воску |
|
Етап 3 |
5–6 тиждень |
T1 Виробництво зразків лиття та перший звіт про інспекцію товару (FAIR) |
|
Етап 4 |
Тиждень 7+ |
Затвердження масового виробництва та партійне відправлення |
Деталі робочого процесу проектування
• Перевірка технологічності (DFM): інженерно-технічне забезпечення оцінює зміни товщини стінки, концентрацію термічної маси, розташування ліній роз’єднання та вимоги до тягової форми перед різанням інструменту.
• Моделювання затвердіння: програмне забезпечення для моделювання Anycasting / MAGMASOFT моделює швидкість розплавленого металу, криві охолодження та тенденцію до усадки, щоб позиціонувати стояки та затвори, усуваючи внутрішню пористість перед різанням сталі.
• Параметри прототипування:
Quick-Turn SLA/3D-друковані візерунки з воску: 7–10 днів для фізичних функціональних прототипів без важких інструментів.
Інструмент із твердого алюмінію: 21–28 днів для зразків виробничого-класу T1.
• Перший звіт про перевірку товару (FAIR): надається з повним розмірним макетом (дані ШМ), аналізом хімічного складу, даними механічних випробувань і сертифікатами матеріалів.
Що повинні надати покупці для запиту пропозицій
Щоб отримати точну комерційну пропозицію та технічний огляд протягом 24-48 годин, будь ласка, вкажіть у своєму запиті такі дані:
Інженерні креслення:
• 3D-модель CAD: формати файлів STEP (.stp), IGES (.igs) або SolidWorks (.sldprt).
• 2D-креслення: формат PDF із критичними допусками, визначенням геометричних розмірів і допусків (GD&T), очікуваною обробкою поверхні та описами обробки.
Характеристики матеріалів:Точна марка матеріалу (наприклад, ASTM A351 CF8M, AISI 4140) або необхідні механічні параметри.
Обсяги замовлення:Очікуване річне використання (EAU) і початкові кількості пілотної партії.
Термічна обробка та обробка поверхні:Вимоги до твердості, характеристики пасивації, покриття або фарбування.
Якість і обсяг перевірки:Необхідне покриття НК (наприклад, 100% PT, 5% рентгенівське -випробування), вимоги до випробувань під тиском (бар/PSI) і потреби в спеціальних сертифікатах (EN 10204 3.1 / 3.2).
Вимоги до упаковки:Антикорозійне пакування VCI, індивідуальне пакування в коробці або стандартне експортне палетування.
Часті запитання
З: Яка головна відмінність між золем кремнезему та литтям з водяного скла?
Відповідь: У процесі кремнеземного золю використовуються цирконовий пісок і тонкодисперсні колоїдні кремнеземні сполучні, що забезпечує чудову обробку поверхні (Ra 3,2–6,3 мкм) і вищу точність розмірів (ISO 8062-3 DCTG 4–6). Він є основним для деталей із нержавіючої сталі та високо-сплавів. У процесі виробництва рідкого скла використовуються кварцовий пісок і силікат натрію, що забезпечує більш шорстку поверхню (Ra 6,3–12,5 мкм) і менші допуски (DCTG 7–9), але забезпечує нижчу вартість одиниці для компонентів з вуглецевої та низьколегованої сталі.
З: Які загальні допуски на розміри можна зберегти без механічної обробки?
Відповідь: Для лиття по виплавленим моделям із кремнеземного золю лінійні допуски зазвичай відповідають стандарту ISO 8062-3 DCTG 4 до DCTG 6 (приблизно ±0,15 мм на 25 мм). Вирівнювання критичних отворів, ущільнювальних поверхонь і різьбових отворів вимагає обробки з ЧПУ після лиття.
З: Як запобігти внутрішній усадці пористості в товстостінних-секціях?
Відповідь: Інженери використовують програмне забезпечення моделювання термічного затвердіння для моделювання розміщення литників і стояків. Для секцій із великою концентрацією маси блоки охолодження або ізольовані стояки включені в конструкцію оболонки для посилення спрямованого затвердіння в напрямку живильного литника.
З: Який типовий час виконання нових інструментів і початкових зразків?
A: Стандартне виготовлення алюмінієвих інструментів вимагає від 20 до 25 днів. Виробництво зразків, термічна обробка та звітування про розміри ШМ вимагають додаткових 7–10 днів. Загальний час від схваленого 3D CAD до доставки зразка зазвичай становить від 30 до 35 календарних днів.
Запитання: чи можна використовувати 3D-друковані зразки для мало{1}}виробництва?
A: Так. SLA (стереолітографія) або SLS 3D-друковані візерунки з воску/PMMA можна безпосередньо-занурювати в суспензію для виготовлення металевих відливок без використання алюмінієвих інструментів. Це скорочує час виконання робіт до 7–10 днів для тестування прототипу чи-невеликих серій (< 50 units).
Питання: чи надаєте ви сертифікати випробувань млина разом із поставками?
Відповідь: Кожне відправлення включає сертифікат EN 10204 3.1 на матеріал із детальним описом фактичного термохімічного аналізу (результати OES), міцності на розрив, межі текучості, подовження, показників ударної напруги (якщо перевірено) та показників твердості.






