Waterglas -belegging (Ook bekend as natriumsilikaatgiet) is 'n vorm van giet van verlore was wat 'n wateroplosbare natriumsilikaatbinder in die keramiekdop gebruik.
As een van die twee belangrikste beleggingsgietmetodes (die ander silika sol), Dit bied 'n balans tussen presisie en koste-effektiwiteit.
Afkomstig van tradisionele verlore was tegnieke in Asië en Europa, Waterglasgietwerk het in die 20ste eeu industriële trekkrag verkry, aangesien gieterye 'n laer koste-alternatief vir kolloïdale-silika-prosesse gesoek het.
Deur gewone materiale te gebruik (kwarts of silikasand met alkali -silikaatbinders), Hierdie proses is goed geskik vir medium-presisie, onderdele met 'n hoë kompleksiteit waar begrotings strenger is.
Tipiese waterglasgietwerk wissel van 'n paar honderd gram tot 150 kg, met maksimum afmetings rondom 1 m, maak dit ideaal vir groter, Koste-sensitiewe komponente.
Wat is die belegging van waterglas -belegging?
Waterglasgietwerk is 'n variant van presisiebelegging (Lost-Wax) rolverdeling waarin natriumsilikaat (“Waterglas”) dien as die keramiekbinder.
In die praktyk, was (of plastiek) patrone word gemaak en in 'n boom saamgestel.
Die patrone is herhaaldelik bedek in 'n mis van fyn vuurvaste deeltjies gebind in natriumsilikaatoplossing, dan bedek met geleidelik growwe pleisterlae om die dop op te bou.
Sodra die dop genees is, die was is gesmelt of gekook, Laat 'n hol vormholte agter. Gesmelte metaal (tipies staal- of ysterlegerings) word in hierdie keramiekdop gegiet.
Na stoling, Die dop word weggebreek om die rolverdeling te openbaar. In kort, Waterglasbeleggingskaste “belê” 'n wasmeester in 'n keramiek-gebaseerde keramiek op natriumsilikaat om die vorm te vorm.
In vergelyking met silika-sol-beleggingsgooi (wat kolloïdale silika en zirkoon-gebaseerde sand gebruik), Die waterglasmetode verhandel 'n mate van oppervlakgehalte vir laer materiaalkoste en eenvoudiger verwerking.
Waarom waterglas gebruik?
Waterglasgietwerk is gewild omdat dit verminder koste en verwerking relatief tot ander presisiemetodes.
Die natriumsilikaatbinder en konvensionele silikasand is goedkoop en maklik om te hanteer, Gereedskap en materiale kos dus baie minder as vir kolloïdale-silika-skulpe.
Byvoorbeeld, Waterglasstelsels vermy die hoë koste van silika-sol- en spesialiteitssand, lewer laer beleggingskoste per deel.
Die proses ook elimineer baie sekondêre bedrywighede: Onderdele kom byna netto uit (benodig dikwels min sweis of bewerking).
In die praktyk, Waterglasgietstukke kan baie ingewikkelde meetkundiges vasvang (met onderknoppies en dun webbe) sonder kerne, vereenvoudigde ontwerp.
Volgens bedryfsbronne, Waterglasgiet-aanbiedinge “Komplekse ontwerp sonder konsephoeke” en "Hoër akkuraatheid in vergelyking met sandgiet",
terwyl u die duur kerns vermy, vorms, of sweislasse wat baie groot sandbesparingsonderdele benodig.
Hierdie buigsaamheid maak dit aantreklik vir Klein-tot-medium produksie loop waar gereedskapskoste tot die minimum beperk moet word.
Terselfdertyd, Waterglasonderdele is oor die algemeen meer akkuraat as sandgiet.
Tipiese dimensionele toleransies is in die omgewing van ISO CT6-CT9, Rofweg ooreenstem.
Oppervlakafwerkings is ooreenstemmend matig: volgens die orde van RA ~ 6-12 μm (Hulle is 250–500 μT),
beter as groen sand-rolverdeling, maar growwer as silika-sol-beleggingsgieters.
In kort, Waterglasgietwerk word gekies wanneer 'n mens die komplekse vorms nodig het en die sekondêre werk van verlore was-gietwerk nodig het,
Maar 'n strenger begroting of groter grootte maak die hoër koste silika-sol-proses onprakties.
Prosesoorsig
Waterglasbeleggingsgooi volg op die algemene prosedure van verlore was met 'n paar verskille in vormmateriaal:
Waspatroon en boomsamestelling.
'N Meesterpatroon word geproduseer (deur inspuiting giet, 3D Drukwerk, of handbeeldhouwerk) en 'n patroon sterf/vorm gemaak indien nodig.
Wax -replikas van die onderdeel word uit hierdie meester geskep. Verskeie waspatrone is dan op 'n gewone spruit saamgestel (vorm 'n 'boom') Washekke en voerders gebruik.
Hierdie wasgroep vorm baie gietstukke in een giet. Die wasoppervlaktes is 'aangetrek' om nate of defekte te verwyder, wat 'n afwerking op elke patroon oplewer.
Shell -gebou (Keramiekbedekking).
Die wasmontering word herhaaldelik gedoop in 'n vuurvaste suspensie van baie fyn sand of sirkon meel wat in 'n verdunde natriumsilikaatoplossing gesuspendeer is.
Elke dip bedek die was in 'n dun keramieklaag (dikwels 0,5–1 mm) voor die stukkie met growwe sand.
Nadat u oortollige suspensie gedreineer het, n Enkco -laag (Groter silika -sandkorrels) word toegedien deur te giet of te vloei om aan die klewerige suspensie te bind.
Die groep word dan toegelaat om te verhard (Dikwels lugdroogde of lae hitte genees). Hierdie laag-droë siklus word tipies herhaal 4–7 keer Om die nodige dopdikte te bereik (Gewoonlik 5–15 mm totaal).
Tydens hierdie volgorde, latere jasse gebruik grof en soms verskillende refraktories (bv.. fyn silika eerste jasse vir detail, growwe kwarts sand in ruglae) Om krag en deurlaatbaarheid te maksimeer.
In waterglasprosesse, Kwarts/versmelte-silika-sand en alumino-silikate is algemene refraktories. Die hele dop word uiteindelik deeglik gedroog (Soms in humiditeitsbeheerde oonde) Om vog te verwyder.
Ontwaser en skiet.
Die geharde keramiekdop word ontwater deur smelt die was uit die vorm.
Anders as silika-sol-skulpe (wat tipies was was uitbrand in 'n uitbrandingsoond of met vlam), Waterglas-skulpe is dikwels in warm water gedoop of blootgestel word aan stoom om die was te smelt.
Die doel is om die was vinnig skoon te maak, terwyl die skulpspanning tot die minimum beperk word (Natriumsilikaatskille is stywer as dit koud is).
Na ontwatering, Die dop is afgevuur (gesinterd) by hoë temperatuur (Dikwels 800–1000 ° C) om die keramiek te versterk en om die oorblywende organiese produkte uit te brand.
Dit veroorsaak ook dat die natriumsilikaatbindmiddel sinter en gedeeltelik verander, vorm 'n starre, gas-deurlaatbare vorm.
Metaal giet.
Gesmelte metaal word op die gewone manier in die voorafverhitte dop gegiet. Omdat waterglasskille konvensionele silikasand gebruik, Hul hittekapasiteit en termiese geleidingsvermoë is soortgelyk aan sandvorms.
Die dop ondersteun die metaal tot stoling (met minimale krimpholtes as opstaanders gebruik word).
Skulpverwydering en afwerking.
Sodra solied, Die keramiekdop word op meganiese middele verwyder (bv.. Skietblaas, vibrasie of hamer) Om die rolverdeling te openbaar.
Oorblywende kwartsand word skoongemaak. Die gietboom word uitmekaar gesny, en hekke en opstygers word afgewerk.
Finaal afwerking kan slyp insluit, CNC -bewerking, en oppervlakbehandelings soos nodig.
Omdat die aanvanklike dopafwerking matig is, Waterglasgietstukke benodig dikwels 'n mate van oppervlakte of bewerking, Maar minder as Green-sand-gietstukke.
Deurslaggewend, Die waterglasproses verskil van 'n silika-sol-proses hoofsaaklik in Binder en Dewax -metode.
In waterklas giet, natriumsilikaat (alkali -silikaat) Stel deur droog en te genees, terwyl silika-sol (kolloïdale silika) skulpe verhard hoofsaaklik deur gelasie.
Ontwakking word met warm water uitgevoer (n Nat ontwas) In plaas van vlam. Hierdie verskille beïnvloed siklusstyd en kwaliteit.
Byvoorbeeld, Nat-e-Dewax is sagter op bros skulpe, Maar dit verg hantering van afvalwater. Ook, Waterglas-skulpe het gewoonlik 'n laer termiese stabiliteit as silika-sol-ssol-skulpe, Soos hieronder bespreek.
Bindmiddelstelsel
Die bindmiddel in die waterglasgiet is natriumsilikaatoplossing (KOMMOLE na₂OI · leiband). Hinsies, Waterglas is hoogs alkalies (pH ~ 11–13) en gemaak met 'n sekere silika-tot-Soda-verhouding.
Tipiese formulerings wissel van a 2:1 na 3.3:1 Sio₂:Na₂o gewigsverhouding (dikwels uitgedruk deur module, bv.. M = 2.0 beteken ongeveer 2.3 dele sio₂ per na₂o).
Die verhouding en vaste stowwe -inhoudbeheer sleutel eienskappe. Laer verhoudings (Meer na₂o) Gee 'n meer vloeiende suspensie en vinniger set-op-droog, maar ook 'n meer higroskopiese en laer-refraktorigheid bindmiddel.
Hoër verhoudings (Meer sio₂) Verhoog hitteweerstand en laer pH.
Waterglas is waterdun (viskositeit soortgelyk aan water) en genees deur verdamping en ligte hitte. Soos dit droog word, Dit vorm 'n rigiede amorfe silikaatglasnetwerk.
Die bindmiddel is higroskopies, Dus moet skulpe deeglik gedroog word voordat dit geskiet of blootgestel word aan vogtige lug of water, of hulle kan weer sien en verneder.
In diens, Residuele vog kan lei tot stoomsakke of poreusheid as metaal te warm gegiet word. Die uithardingsfase sluit gewoonlik by 100–200 ° C in om die dop volledig te verhard en vog af te dryf.
Voordele van natriumsilikaatbinders sluit hul lae koste in, Onbeperkte “rakleeftyd”, en gemak van gebruik (Geen giftige oplosmiddels of suurkatalisators nie).
Hulle is gestel deur eenvoudige droging (of met 'n soutkuur) en lewer baie stywe skulpe op.
Nietemin, Beperkings bestaan: Hul hoë alkaliniteit kan vuurvaste korrels of metaal aanval (Veral aluminium, wat gasoplaai veroorsaak), en hul glasagtige aard gee 'n laer sterkte-sterkte as silika-sol-skulpe.
In die algemeen, Waterglasskille versag as dit bo ~ 800–900 ° C verhit word, Hulle pas dus staal-/ysterlegerings, maar is marginaal vir baie warm-gietende legerings.
Ten spyte hiervan, natriumsilikaat bly a Bewese bindmiddel in die bedryf. Dit is een van drie konvensionele bindmiddels (saam met etielsilikaat en kolloïdale silika) word gereeld aangehaal vir die maak van beleggingsvorm.
Dopmateriaal en konstruksietegnieke
Die dop vir waterglasglas is byna geheel en al gebou silika-gebaseerde refraktories. In die praktyk, Die primêre materiale is silika of kwarts sand (versmelt of kristallyne), Moontlik gemeng met alumino-silikate.
Tipiese deeltjiegroottes vir prima (fyn) jasse kan 100–200 maas wees (75–150 μm) om detail vas te lê, terwyl rugsteunjasse grof sand gebruik (bv.. 30–60 maas).
Sirkoon word selde in waterglas-skulpe gebruik (Anders as silika-sol-skulpe) As gevolg van koste - eerder, Goedkoper silika -sand word in diens geneem.
Fyner alumina of Titania -meel kan bygevoeg word om termiese skokweerstand te verbeter, Maar die basis is silika.
pH -beheer is van kardinale belang in die mis. Die natriumsilikaatbinder is baie alkalies, So dikwels 'n klein hoeveelheid buffer of sout (soos natriumbikarbonaat) word bygevoeg om geltyd aan te pas en onmiddellike genesing te voorkom.
Vervaardigers monitor die mis (dikwels ongeveer 11–12) en viskositeit om konstante deklaagdikte te verseker. Te veel hoë alkaliniteit kan veroorsaak dat die eerste laag voortydig op die was gel.
In die praktyk, Waterglas-skulpe gebruik 4 na 7 deklaaglae (Prime Coat plus verskeie pleistersteun met jasse).
Byvoorbeeld, 'N Aanvanklike duik in 'n fyn silika -suspensie word gevolg deur pleisterwerk met fyn kwartsand (Hierdie 'prima jas' sluit in patroondetail).
Daaropvolgende jasse gebruik geleidelik grof sand om krag op te bou. Elke deklaag moet droog word (Dikwels 1-2 uur by kamertemperatuur of vinniger in 'n lae-hitte-oond) Voor die volgende jas.
Die finale dopdikte is gewoonlik in totaal van 5-15 mm.
Tydens droging, Temperatuur en humiditeit word noukeurig beheer - te vinnig droog kan die dop kraak, terwyl te stadig droging kan hardloop of verdraaiing veroorsaak.
In vergelyking met silika-sol-skulpe, Waterglas-skulpe is geneig om te wees Sterk maar minder vuurvaste.
Gesmelte silika -lae gee ordentlike warm krag tot ~ 900 ° C, Maar verder kan die natriumsilikaatglasnetwerk begin versag.
Daarenteen, Silika-sol-skulpe gebruik dikwels zirkoon- en alumina-lae wat stabiel is bo 1200 ° C.
Met ander woorde, Silika-sol-vorms kan die hoër gietemperature van superlegerings beter weerstaan, terwyl waterglas-skulpe tipies beperk is tot staal en strykysters.
Gietmetale en verenigbaarheid
Waterglasgietwerk presteer met gewone ysterhoudende legerings. Tipiese staal sluit in koolstofstaal, laag- en mediumlegeringsstaal, hittebestand vlekvrye staal, en mangaanstaal.
Cast Irons (grys en rekbaar) word ook gereeld gegiet. Hierdie legerings kan in die 1400–1600 ° C -reeks gegiet word sonder om die silika -dop katastrofies te beskadig (met behoorlike hitte skedules).
In werklikheid, Waterglas is veral gewild vir Dra dele en swaar komponente van staal gemaak, waar die ekstra dopsterkte (In vergelyking met sandbesparing) en kompleksiteit betaal af.
Waterglas is minder geskik vir reaktiewe of ligte metale. Aluminium en magnesiumlegerings, byvoorbeeld, benodig baie droog, skoon skulpe.
Enige vog of koeldrank in die dop kan waterstofporositeit in aluminium opwek of oksidasie veroorsaak.
Titanium en ander reaktiewe legerings vereis gewoonlik silika-sol of keramiekskulpstelsels (of vakuum smelt) Omdat waterglasskille nie die vereiste traagheid of suiwerheid het nie.
(Prakties, Lost-Wax-gietwerk van titanium word byna uitsluitlik met vuurvaste sirkon/aluminiumoksied-shell-stelsels gedoen, nie waterglas nie.)
Dus, Metallurgiese verenigbaarheid is 'n belangrike oorweging: Waterglas word gekies wanneer die gegote metaal versoenbaar is met silika (ysterstelsels) En die prosesekonomie is nodig.
Wat metallurgie betref, Waterglasskille kan die gietkwaliteit beïnvloed.
Byvoorbeeld, Koolstofstaal kan effense vergassering by die Shell -koppelvlak ondergaan as dit met versuurde water ontwater word, Neutrale water word dus gebruik.
Gasdeurlaatbaarheid van die keramiek help om waterstof en gas te ontluik; nietemin, Enige onvoldoende ontwatering of vog kan gasporositeit veroorsaak.
Krimpporositeit word soos gewoonlik via stygers en ventilasies bestuur.
In die algemeen, Waterglasgietstukke gedra hulle metallurgies soos ander presisie-gietstukke van dieselfde metaal-die dopchemie het 'n minimale legeringseffek, maar dit kan die ontbinding van die oppervlak effens verander.
Behoorlike prosesbeheer (soos vakuum of inert-atmosfeer vir sekere staal) kan toegepas word soos nodig, maar is onafhanklik van die bindmiddeltipe.
Dimensionele akkuraatheid en oppervlakafwerking
Waterglasbeleggingsgietstukke bereik matige presisie. Dimensioneel verdraagsaamheid is tipies ISO CT7-CT9 vir algemene afmetings. (Vir fyn mure, Verdraagsaamheid kan ontspan na CT9 of CT10.)
Om dit in perspektief te plaas, ISO CT7 op a 50 MM -funksie laat ongeveer ± 0,10 mm afwyking toe, terwyl CT6 ± 0,06 mm sou wees.
In die praktyk, Klein onderdele en goed gekontroleerde prosesse kan CT6-CT7 benader,
Maar groter of meer ingewikkelde gietstukke is dikwels in die CT8-CT9-reeks.
Dit is vergelykbaar met fyn sandgietverdraagsaamheid.
Daarenteen, Hoër-end silika-sol gietstukke kan CT4-CT6 op klein afmetings bereik, Waterglas is dus minder akkuraat met ongeveer een verdraagsaamheidsgraad.
Kwaliteitsbewuste winkels sal die toleransies op grond van ISO spesifiseer 8062, Let dikwels op “CT8” as 'n basislyn vir waterglasprosesse.
Die oppervlakafwerking is ook growwer as silika-sol, maar gladder as sandgiet. Tipies oppervlak ruwheid Vir die waterglas is die bestelling van die orde van RA 6–12 μm (250–500 min).
Een gieterij het berig dat die waterglasgietwerk ongeveer RA = bereik het 12.5 μm in vergelykingstoetse. Daarenteen, Silika-sol-dele kan RA 3–6 μm bereik.
Die hoër ruwheid van waterglas is te danke aan die groter korrelgroottes in die dop en die aard van die natrium-silicate bindmiddel.
Faktore wat die afwerking beïnvloed, sluit in die inhoud van slurryvaste stowwe, Stucco korrelgrootte, dop dikte, en patroongehalte.
Byvoorbeeld, Fyner prima-jasse en addisionele prima lae kan die oppervlakgehalte verbeter.
Nietemin, Ontwerpers moet 'n growwer aanvanklike oppervlak verwag: Tipiese gietstukke het dikwels ligte maal of bewerking nodig om die gladheid rondom RA 3-6 μm vir kritieke oppervlaktes te bereik.
Om akkuraatheid te bestuur, Die meeste winkels gebruik Dimensionele inspeksie (kalipers, CMM, meters) op eerste dele en produksiemonsters.
Aangesien die waspatroon en boom 'n mate van veranderlikheid instel, noukeurige uitleg en krimpvergoeding is nodig.
Die koëffisiënte van termiese sametrekking vir staal (rondom 1.6 mm/m · 100 ° C) word gebruik om patrone te skaal. Prosesdokumentasie definieer krimpfaktore en toleransies per ISO.
Kwaliteitskontrole en inspeksie
Kwaliteitskontrole in waterglas-gietspieëls Ander gieterijdissiplines. Kritieke stappe word in verskeie stadiums geïnspekteer:
- Shell Inspeksie: Voordat dit giet, Skulpe word ondersoek vir krake, blase, of onvolledige deklaag.
Kontrakteurs meet dikwels dopdikte met ultrasoniese meters en verifieer dat elke laag eenvormig is. Enige delaminering of speldgate kan gietdefekte veroorsaak.
Houers met nat mis word gemonitor vir pH en vaste stowwe; Variasies kan swak skulpe produseer. Droër oonde word gekontroleer vir eweredige hitteverspreiding. - Dimensionele tjeks: Na skudding en afwerking, gietstukke word gemeet aan ontwerpafmetings.
Eerste artikels ondergaan tipies CMM-inspeksie om kritieke afmetings binne die gespesifiseerde toleransieklas te verifieer (bv.. ISO CT8).
Eenvoudige meetblokke of plugmeters word gebruik vir gatdiameters. Omdat die boomhoogte en waskrimping klein foute byvoeg, Dit is algemeen om patroonmeesterafmetings aan te pas as uitloop plaasvind. - Defekopsporing: Waterglasgietstukke kan defekte soos gasporositeit hê, insluitings, of dopfusie defekte.
Algemene inspeksiemetodes sluit X-straal/radiografie in (om interne holtes of insluitings te vind), fluoresserende penetrant (vir oppervlakkrake en poreusheid), en magnetiese deeltjie-toetsing (vir ysterhoudende dele).
Waar toepaslik, Druktoetsing of vloeitoetse word toegepas. Metallurgiese analise (makro -ets, mikrografieë) kan tydens prosesontwikkeling gebruik word.
Alle toetsing moet verwysingsstandaarde hê (bv.. ASTM E165 vir penetrant, ASTM E446 vir radiografie) Om aanvaarding te definieer. - Prosesdokumentasie: Streng naspeurbaarheid word op die waterglasgooi gehandhaaf. Rekords sluit in verhoudings van die mismengsel, genesingskedules, en oond tye.
Baie gieterye gebruik kontrolelyste in die proses (Temperatuurlogboeke vir Dewax -oonde, humiditeit logs vir droogkamers, en bindmiddelgebruik logs).
Vir onderdele met hoë betroubaarheid (bv.. lugvaartkomponente), 'N Volledige hitte -kode en chemiese/fisiese sertifisering vergesel die deel.
ISO 9001 of NADCAP -standaarde kan dokumentasie in kritieke bedrywe reguleer.
In die algemeen, Die beheerfilosofie is om elke stap te standaardiseer sodat enige gietversaking na die oorsaak daarvan opgespoor kan word (bv.. 'n onstabiele suspensie of 'n gemiste droogsiklus).
Ekonomiese oorwegings
Waterglasverlore-wax-gietstuk word gewaardeer vir Koste-effektiwiteit In geskikte toepassings. Belangrike ekonomiese faktore sluit materiële koste in, kraam, siklus tyd, en opbrengs:
- Materiaal: Natriumsilikaatbindmiddel en kwartsand is goedkoop in vergelyking met kolloïdale silika en sirkon.
Byvoorbeeld, Natriumsilikaatoplossing kan 'n paar sent per kilogram kos, terwyl kolloïdale silika -binders 'n orde van meer kos.
Die soute of versnellers wat gebruik word, is minimaal. Waspatrone (Veral as 3D-gedruk) Voeg koste by, Maar die opbrengs is hoog.
Daar is 'n bietjie keramiekafval (Gebreekte skulp) Maar dit kan dikwels as sand herwin word. In die algemeen, Verbruiksgoedere is laekoste. - Arbeid- en verwerkingstyd: Die bou van 'n waterklasdop is arbeidsintensief, Vereis verskeie dips en droogsiklusse.
Siklusstye van 24–72 uur van wasboom tot giet is tipies (vinniger as 'n hoë-temp silika-solen wat langer genees kan neem).
Die nat dewax -stap is langer (onderdompeling vs oop vlambrand), Maar dit is gewoonlik 'n oornag -week. Arbeid is nodig vir patroonvoorbereiding, deklaag/pleisterwerk, En skudout.
Ten spyte hiervan, Die laer gereedskapskoste en verlaagde bewerking het dikwels hoër arbeid teengewerk.
In 'n kostemodel, Waterglas kan mededingend wees as gedeeltelike volumes 'n paar honderd per jaar oorskry, Veral vir swaar of ingewikkelde dele wat baie duur sou wees in sand of giet. - Deurset: Enkel-doele-glaslyne kan voortdurend loop, Maar elke bou (Shell Loading, ontwater, vuur, skink, uitklop) hanteer slegs die dele op daardie boom.
Deurvoer is matig; Min honderde kilogram gietstukke per groep kan normaal wees. Nietemin, Outomatisering bestaan vir wasinspuiting en skulpbespuiting.
Die beperkende stap word dikwels ontwater en afvuur, wat groep oonde met gedefinieerde vragte kan wees. Effektiewe skedulering (stapelbome stapel) kan die gebruik verbeter. - Opbrengs en skroot: Omdat die proses presies is, skroottariewe kan laag wees as dit beheer word. Nietemin, Enige dopkraak of metaallekkasie lewer 'n totale verlies aan daardie gietstuk.
Mislukkings as gevolg van dopdefekte (bv.. Na-extakse kraak) word tot die minimum beperk deur 'n noue prosesbeheer.
In vergelyking met sandgieters, Waterglas het oor die algemeen 'n hoër opbrengs, aangesien dele makliker is om skoon te maak en byna netto vorm.
In vergelyking met silika sol, opbrengs is soortgelyk of effens laer (Silika-sol-skulpe kan meer vergewensgesind wees vir Dewax-kwessies).
'N grof Kostevergelyking kan aantoon dat die giet van die waterglas kan wees 50–70% goedkoper per deel dan silika-soliese gietstukke vir staalonderdele in medium-presisie,
As gevolg van laer materiaal en gereedskapskoste, al is dit met 'n beskeie verlies aan oppervlakgehalte.
Dit is duurder as goedkoop sandgieter per eenheid, Maar omdat finale dele baie minder bewerking benodig, die Totale afgewerkte koste kan mededingend wees.
In kort, Waterglas-rolverdeling stel maatskappye in staat om koste van masjienure na die verwerking van tyd te verskuif,
wat dikwels voordelig is vir dele wat ingewikkeld of lae volume genoeg is dat toegewyde gereedskap nie geregverdig is nie.
Industriële toepassings
Waterglasbeleggingsgooi vind sy nis in swaar en ingewikkelde komponente oor verskillende bedrywe. Opvallende toepassings sluit in:
- Masjinerie en swaar toerusting: Komponente vir mynbou, olie & gas, en konstruksie-masjinerie gebruik dikwels waterglasgiet.
Byvoorbeeld, ratte, pomphuise, kleedke, en waaiers in hierdie sektore trek voordeel uit die sterkte van staal en die meetkundige vryheid van belegging.
Waterglas Giet van vlekvrye staal kleppyppassing - Landbouonderdele: Onderdele soos trekkerhuisies, Ploegkomponente, en skakels met swaar boerderye word op hierdie manier gemaak.
Die vermoë om rekbare yster of lae-legeringsstaalvorms te gooi (bv.. Tiller Parts, Saadboorplate) met ingewikkelde profiele is 'n belangrike voordeel. - Motorvoertuig: Alhoewel dit nie algemeen voorkom vir massa-vervaardigde motoronderdele nie, Waterglasgietwerk word gebruik in lae-volume motor- of vragmotoronderdele (bv.. Klein groepe stuurkneukels, Swaar hangarms, Remkomponente vir spesialiteitsvoertuie).
Die akkuraatheid daarvan oortref sandgiet vir kritieke geskikte dele, tog steeds koste-effektief vir matige lopies. - Industriële kleppe en pompe: Gietyster en staalkleppe, Pomp liggame, En flense kom dikwels van beleggingsvorms van waterglas.
Hierdie dele benodig ingewikkelde interne gangetjies en 'n goeie oppervlakafwerking (Om lekkasie te voorkom) -Waterglasgieter lewer kleppe wat gereed is vir bewerking sonder kerns. - Konstruksie en argitektoniese gietstukke: Per geleentheid, dekoratiewe of strukturele yster/staalelemente (Soos flense, hardeware, of versierde ondersteuning) word via waterglas gegooi.
Die proses kan fyn artistieke besonderhede vaslê terwyl u bekostigbare sand gebruik, maak dit geskik vir spesialiteitsgieters (bv.. Bronsvervanging in argitektoniese elemente). - Buitelandse en maritieme komponente: Soos genoem deur bronne in die bedryf, Onderdele vir sleepwaens, hyskrane, en mariene rigs gebruik hierdie metode vir duursaamheid in harde omgewings.
In die algemeen, Waterglasgietwerk word gekies in nywerhede wat eis Robuuste ysterhoudende gietstukke met matige detail teen redelike koste.
Dit ding mee met sandgieter wanneer hoër akkuraatheid of netto-vormige detail benodig word, En dit ding mee met silika-sol-beleggingsgiet wanneer groot grootte of begrotingsbeperkings laasgenoemde te duur maak.
Vergelykende analise
In vergelyking met ander gietmetodes, Waterglasbeleggingsgooi beset 'n middelgrond:
Waterglas Vs Silika-sol-beleggingsgooi:
Silika-sol (kolloïdale-silika-bindmiddel met sirkon meel) lewer die beste detail, Beste oppervlakafwerking (RA so laag as 3–6 μm), en strenger toleransies (ISO CT4-CT6).
Nietemin, dit is duurder: Silika sol oplossings en sirkon sand kos aansienlik meer, en die proses verg vlamuitbranding en hoër skiettemperature.
Waterglasgiet, daarenteen, het 'n growwe afwerking (~ RA 6–12 μm) en breër toleransies (CT6-CT9), maar gebruik goedkoop materiale en 'n eenvoudiger dewax.
Waterglasskille is ook geneig om sterker te wees in die hantering voordat dit giet (Hulle is baie styf na droging) en kan dikker wees, wat baat vind swaar skink.
Samevattend, Silika-SOL word gekies vir hoë presisie, Klein dele; Waterglas word gekies vir groter, Taai komponente waar die oppervlakafwerking geoffer kan word.
Waterglas -belegging vs Sand Gietstuk:
Sand gietstuk (Groen sand of chemies gebind) is die laagste koste, die mees buigsame vormmaak vir groot dele.
Nietemin, Sandgieters het baie ruwe oppervlaktes (Ra > 25 μm, Dikwels 50–100 μm) en los toleransies (ISO CT11 of erger).
Waterglasgietwerk gee aansienlik beter oppervlak en akkuraatheid (Soos hierbo opgemerk) teen hoër koste.
As 'n sandgietgedeelte uitgebreide bewerking of herstel benodig (soos sweiswerk in kerns), Dit kan goedkoper wees om waterglas te gebruik.
Ook, sekere komplekse vorms (Dun mure, Interne leemtes) is moeilik of onmoontlik in sand sonder kerns; Waterglas produseer maklik sulke vorms.
Die inruil is dat sandgietskaal beter vir 'n buitengewone hoë volume (Die vorms of vorms wat baie keer gebruik kan word),
terwyl waterglas beperk is tot rondom 150 kg per vorm en benodig meerdaagsiklusse.
Skulpsterkte en termiese gedrag:
Waterglasskille bestaan uit versmelte-silika-lae, wat effens minder vuurvaste is as die zirkoon- of alumina-lae wat gereeld in silika-sol-skulpe gebruik word.
Dit beteken dat waterglas-skulpe tipies 'n laer maksimum dienstemperatuur het en dat meer metaal-dop reaksie in baie warm giet kan moontlik maak.
In die praktyk, alhoewel, Albei metodes produseer skulpe wat die temperatuur van staal/yster maklik kan weerstaan.
Wat sterkte betref, Beide silika-sol- en waterglas-skulpe is styf na die skietery, Maar silika-Sol kan strukturele integriteit by hoër temperature handhaaf.
Gevalle vir die beste gebruik:
Opsomming van die beste gebruike, Waterglasgietwerk is ideaal vir medium tot groot staal/ysteronderdele waar hoë presisie nie krities is nie,
soos pompbehuisings, toerusting spasies, swaar masjinerieonderdele, en enige komponent waar Cast-On-funksies stoor sweis.
Silika-sol is die beste vir Klein-tot-medium hoë-presisieonderdele (lugvaartkomponente, juweliersware, Mediese inplantings, Klein vlekvrye dele).
Green-sand-rolverdeling wen vir Massiewe swaar dele of buitengewoon groot volumes waar streng detail nie nodig is nie (bv.. Groot behuisings, enjinblokke, pomp omhulsels in grootmaat).
Die onderstaande tabel beklemtoon 'n paar vergelykende statistieke:
- Oppervlak ruwheid (Tipiese RA): Silika-sol ~ 3–6 μm; Waterglas ~ 6–12 μm; groen sand >25 μm.
- Dimensionele verdraagsaamheid: Silika-sol ISO CT4-CT6; Waterglas ~ CT6-CT9; Groen sand CT11 - CT12 (baie los).
- Materiële koste: Laag vir sand, Matig vir waterglas, Hoog vir silika-sol. Natriumsilikaatbinder is baie goedkoop, terwyl kolloïdale silika -bindmiddel duur is.
- Skulpsterkte: Goed vir silika-sol by hoë t, Matig vir waterglas. Zirkoon/aluminiumoksiedjies (Silika-sol) Hoër refrakteurigheid hê.
- Produksiekaal: Waterglas pas by klein-tot-medium volumes (Tientalle tot duisende per jaar), Veral as dele swaar is. Silika-sol pas klein/presisie-lopies; Sand pas groot volumes.
In die algemeen, Waterglasgietbrug 'n gaping: dit bied beter beheer en afwerking as sandgiet, maar laer koste as silika-sol.
Wanneer ontwerpvereistes matig is en begrotings beperk word, Dit is dikwels die mees ekonomiese akkuraatheidstegniek.
Konklusie
Waterglas (natriumsilikaat) Beleggingsgooi is 'n Koste-effektief presisie giet proses geoptimaliseer vir ferrous, komplekse komponente.
Deur goedkoop binders en sand te gebruik, Dit stel vervaardigers in staat om staal- en ysteronderdele byna netto-vorm te bewerkstellig met redelike toleransies (ISO CT7-CT9) En afwerkings (RA ≈6-12 μm) teen 'n fraksie van die koste van silika-soliese rolverdeling.
Die sterk punte van die proses is die materiële ekonomie, Sterk skulpstyfheid, en die vermoë om komplekse meetkundiges te produseer sonder ineenstorting.
Die belangrikste beperkings is 'n growwer oppervlakafwerking en 'n laer stabiliteit met 'n hoë temperatuur, wat dit beperk tot medium-presisie, swaar toepassings.
VORDER, Waterglasgietwerk bly relevant vir toepassings soos masjinerie, Subassemblies vir motorvoertuie,
Landbou- en konstruksietoerusting, en enige dele wat voordeel trek uit 'n goeie kompromie van detail en koste.
Deurlopende verbeterings (soos geoptimaliseerde silikaatformulasies en outomatiese dopbedekking) kan die akkuraatheid daarvan effens hoër druk.
Nietemin, Ingenieurs moet onderdele noukeurig pas by die verwerking: Gebruik waterglas wanneer Staal/ysterkompleksiteit en ekonomie oorheersende vereistes,
silika-so wanneer Ultra-fyn detail of spesiale legerings nodig is, en sand wanneer blote volume of grootte oorheersing van akkuraatheid.
In die algemeen, Waterglasbeleggingsgooi is 'n volwasse, goed verstaande tegniek.
Die voortgesette gebruik daarvan word aangedryf deur die wêreldwye vraag na robuust, ingewikkelde gevormde metaalonderdele teen matige toleransies en mededingende koste.
Die regte toepassing van die chemie- en prosesbeheer - en deeglike inspeksie - lewer konsekwent, Giet van hoë gehalte vir 'n wye verskeidenheid industriële behoeftes.
Hierdie is die perfekte keuse vir u vervaardigingsbehoeftes as u hoë gehalte benodig Waterglas -belegging dienste.
