1. Уводзіны
Страчаны воск (інвестыцыя) ліццё цэніцца за здольнасць прайграваць дробныя дэталі, тонкія секцыі і складаная геаметрыя з выдатнай аздабленнем паверхні і адносна жорсткімі допускамі.
Дасягненне стабільных вынікаў - гэта не толькі геаметрыя або налады машыны - гэта фундаментальна праблема матэрыялаў.
Васковая сумесь, інвестыцыйная хімія, вогнетрывалыя запаўняльнікі, асноўны склад, хімія тыгля і сплаву ўзаемадзейнічаюць тэрмічнаму, хімічна і механічна падчас дэпарафінізацыі, выгарання і ўпырсквання металу.
Выбар правільных матэрыялаў для кожнага этапу - гэта розніца паміж вытворчай серыяй з высокім ураджаем і паўторнай перапрацоўкай.
2. Агляд працоўнага працэсу ліцця з воску
Ключавыя этапы і асноўныя матэрыяльныя элементы, якія ўдзельнічаюць:
- Выкрайкі (воск) — шаблонны воск або тэрмапластык, адліты пад ціскам; варотныя/васковыя літавікі.
- Сход & варотны — васковыя стрыжні (шпорынг), апорныя пліты.
- Абалонкавая зборка (інвестыцыя) — жыжка (злучнае рэчыва + тонкі вогнетрывалы), ляпныя/напаўняльныя пакрыцця.
- Сушка / падаекванне — выдаленне арганічнага малюнка парай/аўтаклавам або духоўкай.
- Выгаранне / шкарлупіна спека — кіраваная рампа для акіслення/спальвання рэшткаў арганікі і спякання абалонкі да неабходнай трываласці.
- Плаўленне & наліць — матэрыял тыгля плюс атмасфера (паветра/інэртны/вакуум) і сістэма залівання (гравітацыя / цэнтрабежны / пусты).
- Астуджэнне & выдаленне абалонкі — механічнае або хімічнае выдаленне абалонкі; фініш.
На кожным этапе выкарыстоўваюцца розныя сямействы матэрыялаў, аптымізаваных для тэмператур, хіміі, і механічныя нагрузкі на гэтым этапе.
3. Воск & матэрыялы для выкрайкі
Функцыі: несці геаметрыю, вызначыць аздабленне паверхні, і забяспечваюць прадказальнае пашырэнне падчас будаўніцтва абалонкі.
Васкоўка звычайная / сем'і матэрыялу выкрайкі
| Матэрыял / Сям'я | Тыповы склад | Тыповае плаўленне / дыяпазон змякчэння (° С) | Тыповая лінейная ўсаджванне (як выраблена) | Тыповы рэшткавы попел пасля выгарання | Лепшае выкарыстанне / нататкі |
| Ін'екцыйны воск, багаты парафінам | Парафін + малы мадыфікатар | 45–70 °C | ~0,2–0,5% | 0.05–0,2 мас.% | Нізкі кошт, добрая аздабленне; далікатны, калі чысты - звычайна змешаны. |
| Сумесі мікракрышталічнага воску | Микрокристаллический воск + парафін + клейкость | 60-95 °C | ~0,1–0,3% | ≤0,1 мас.% (калі сфармуляваны з нізкім утрыманнем зольнасці) | Палепшаная трываласць і згуртаванасць; пераважны для складаных зборак. |
| Узорны воск (інжынерныя сумесі) | Парафін + микрокристаллический + палімеры (Га, ЕВА) + стабілізатары | 55-95 °C | ~0,10–0,35% | ≤0,05–0,1 мас.% | Стандартны ліцейны шаблонны воск: наладжаны паток, ўсаджванне і попел. |
Пчаліны воск / натуральныя васковыя сумесі |
Пчаліны воск + мадыфікатары | 60-65 °C (пчаліны воск) | ~0,2–0,6% | ≤0,1–0,3% | Добры бляск паверхні; выкарыстоўваецца ў дробных/ручных дэталях; зменны попел. |
| Шаблоны з тэрмапласту з гарачага расплаву | Тэрмапластычныя эластамеры / поліалефіны | 120–200 ° С (у залежнасці ад палімера) | зменная | вельмі нізкая попел, калі палімер згарае чыста | Выкарыстоўваецца для спецыяльных узораў; меншая паўзучасць пры кіраванні, але патрабуецца больш высокая энергія дэпарафінізацыі. |
| 3Ліцейныя смалы, надрукаваныя D-друкам (SLA/DLP) | Фотапалімерныя смалы, створаныя для выгарання | шкленне ~50–120 °C; раскладанне 200–600 °C | залежыць ад смалы; часта ~0,2–0,5% | 0.1–0,5% (залежны ад смалы) | Выдатная свабода геаметрыі; патрабуюць строгіх пратаколаў дэпарафінізацыі/спальвання, каб пазбегнуць рэшткаў. |
Асноўныя ўласцівасці і чаму яны важныя
- Тэкучасць для ін'екцый: ўплывае на якасць запаўнення і варот.
- Shrinkage & цеплавое пашырэнне: павінна адпавядаць характарыстыкам пашырэння інвестыцый, каб пазбегнуць парэпання абалонкі або памылак у памерах.
- Зольнасць: нізкае ўтрыманне вугляроду/попелу пры выгаранні памяншае рэакцыі абалонкі і металу.
- Моц & стомленасць: шаблоны павінны вытрымліваць апрацоўку і кручэнне абалонкі без скажэнняў.
Практычныя лічбы & нататкі
- Тыповая ўсаджванне воску: ~0,1–0,4% лінейнага у залежнасці ад воску і кантролю тэмпературы.
- Ужываць малозольные рэцэптуры для высокадакладных ювелірных вырабаў і рэактыўных сплаваў.
4. Інвестыцыя (вогнетрывалы) сістэмы — віды і крытэрыі выбару
Інвестыцыі = злучнае рэчыва + вогнетрывалы парашок. Выбар абумоўлены максімальнай тэмпературай залівання металу, неабходная аздабленне паверхні, кантроль тэмпературнага пашырэння, і ўстойлівасць да рэакцыі з расплаўленым металам.
Асноўныя інвестыцыйныя сем'і
- Гіпсавыя ўкладання (на гіпсавай аснове)
-
- Ужываць: ювелірных вырабаў і лёгкаплаўкіх сплаваў (золата, срэбра, праграма) дзе тэмпература залівання < ~1000 °C.
- Перавагі: Выдатная аздабленне паверхні, нізкая праходнасць (добра для дробных дэталяў).
- Межы: нізкая трываласць вышэй ≈1000 °C; раскладаецца і размягчается — не падыходзіць для сталей і жаропрочных сплаваў.
- Фасфатныя інвестыцыі (e.g., фасфат натрыю або магнію)
-
- Ужываць: тэрмаўстойлівыя сплавы (з нержавеючай сталі, нікелевыя сплавы) і прыкладанняў, якія патрабуюць большай вогнеўстойлівасці да ~1500 °C.
- Перавагі: больш высокая гарачая трываласць, лепшая ўстойлівасць да рэакцыі металу і парэпання.
- Межы: горшая паліроўка паверхні ў параўнанні з гіпсам у некаторых складах; больш складанае змешванне.
- Золь дыяксіду крэмнія / калоіднай дыяксід крэмнія звязаны (сумесі гліназёму/кремнезема)
-
- Ужываць: дакладныя дэталі ў шырокім дыяпазоне тэмператур; адаптуецца з дадаткамі цыркону або аксіду алюмінія.
- Перавагі: добрая ўстойлівасць да высокіх тэмператур, тонкая аздабленне паверхні.
- Межы: кантроль цеплавога пашырэння і часу схоплівання вельмі важны.
- Цыркон / гліназём (аксід) ўзмоцненыя інвестыцыі
-
- Ужываць: рэактыўныя сплавы (тытан, высокатэмпературныя нікелевыя сплавы) — зніжае рэакцыю металаўкладанняў.
- Перавагі: вельмі высокая вогнеўстойлівасць, нізкая рэакцыйная здольнасць з актыўнымі металамі.
- Межы: значна большы кошт; у некаторых выпадках зніжаецца паліроўка.
Кантрольны спіс выбару інвестыцый
- Максімальная тэмпература залівання (выбірайце інвестыцыйны рэйтынг вышэй тэмпературы плаўлення + запас трываласці).
- Пажаданая аздабленне паверхні (Ра мэта).
- Адпаведнасць цеплавога пашырэння — зрушэнне для кампенсацыі пашырэння воску і ўсаджвання металу.
- Пранікальнасць & моц — супрацьстаяць ціску ліцця і цэнтрабежным/вакуумным нагрузкам.
- Хімічная рэакцыйная здольнасць — асабліва для рэактыўных металаў (Аб, Мг, AL).
5. Ляпніна, пакрыццяў і абалонкабудаўнічых матэрыялаў
Абалонкі будуюцца шляхам чаргавання гнаявыя апусканні і ляпніна (больш грубыя вогнетрывалыя збожжа). Матэрыялы і памеры часціц кантралююць таўшчыню абалонкі, водапранікальнасць і механічная трываласць.
- Гнаявая жыжка: інвестыцыйны злучны матэрыял + тонкі вогнетрывалы (звычайна 1-10 мкм) для зацірання і ўзнаўлення тонкай паверхні.
- Ляпніна: больш грубыя часціцы дыяксіду крэмнія / цыкрону / аксіду алюмінія (20–200 мкм) якія нарошчваюць таўшчыню цела.
- Пакрыцці / мыецца: спецыялізаваныя фінішныя пакрыцця (e.g., багатыя аксідам алюмінія або цыркону) дзейнічаць як бар'ерныя пласты для рэактыўных сплаваў і для паляпшэння тонкасці малюнка або памяншэння рэакцыі ўкладання металу.
Парады па выбары
- Выкарыстоўвайце a бар'ерная мыйка цыркону/аксіду алюмінія для тытана і рэактыўных сплаваў для мінімізацыі альфа-выпадку і хімічнай рэакцыі.
- Абмяжуйце памер часціц тынкоўкі ў канчатковых пластах, каб дасягнуць неабходнай паліроўкі паверхні.
6. Стрыжні і стрыжневыя матэрыялы (пастаянны & растваральны)
Ядра ствараюць унутраныя пустэчы. выкарыстанне ліцця па выплаўленым воску:
- Керамічны (вогнетрывалы) ядры — крэмнезем, цыркону, на аснове гліназёму; хімічна звязаны (смала або сілікат натрыю) або спечаны.
- Растваральны (соль, воск) ядры — саляныя стрыжні, вышчалачаныя пасля адліўкі для складаных унутраных каналаў, дзе керамічныя стрыжні немэтазгодныя.
- Гібрыдныя ядра — керамічны стрыжань, зняволены ў пластовую абалонку, каб вытрымаць дэпарафінізацыю і выгаранне.
Ключавыя ўласцівасці
- Трываласць пры тэмпературах абалонкі каб перажыць апрацоўку і выгаранне.
- Сумяшчальнасць з пашырэннем інвестыцый (адпаведнасць зялёнай трываласці і паводзінам пры спяканні).
- Пранікальнасць для выхаду газаў падчас залівання.
7. Тыглі, наліўныя сістэмы & інструментальныя матэрыялы
Выбар тыгля і заліўных матэрыялаў залежыць ад alloy chemistry, тэмпература плаўлення, і рэактыўнасць.
Распаўсюджаныя тыгельныя матэрыялы
- Графіт / вугальныя тыглі: шырока выкарыстоўваецца для медзі, бронза, мосенж, і многія каляровыя сплавы. Перавагі: Выдатная цеплаправоднасць, танна.
Абмежаванні: рэагуюць з некаторымі плаў (e.g., тытан) і не можа быць выкарыстаны ў акісляльнай атмасферы для некаторых сплаваў. - Гліназём (Al₂o₃) тыглі: хімічна інэртны для многіх сплаваў і прыдатны да больш высокіх тэмператур.
- Цырконіевыя тыглі: вельмі тугаплаўкі і хімічна ўстойлівы — выкарыстоўваецца для рэактыўных сплаваў (але даражэй).
- Крэмній карбід (Sic)-выкладзеныя тыглі: высокая ўстойлівасць да тэрмічнага ўдару; добра для некаторых плаўленняў алюмінія.
- Кераміка-графітавыя кампазіты і тыгельных пакрыццяў (бар'еры акіслення) выкарыстоўваюцца для падаўжэння тэрміну службы і мінімізацыі забруджвання.
Наліўныя сістэмы
- Гравітацыйная наліўка — самы просты, выкарыстоўваецца для ювелірных і малатыражных вырабаў.
- Цэнтрабежнае ліццё — звычайны для ювелірных вырабаў фарсіраванне металу дробнымі дэталямі; звярніце ўвагу на павелічэнне нагрузак на цвіль і метал.
- Вакуумная дапамога / вакуумная заліванне — памяншае ўтрыманне газу і дазваляе ліць метал пры паніжаным ціску.
- Вакуумная індукцыйная плаўка (ВІМ) і вакуумнай плаўкі расходных электродаў (Наш) — для суперсплавов высокай чысціні і рэактыўных металаў, такіх як тытан.
Важны: для рэакцыйных або тэрмаўстойкіх сплаваў (тытан, нікелевых суперсплавов), выкарыстоўвайце плаўленне ў вакууме або інэртным газе і тыглі/пакрыцці, якія прадухіляюць забруджванне, і пераканайцеся, што сістэма залівання сумяшчальная з металам (e.g., цэнтрабежны пад вакуумам).
8. Металы і сплавы, якія звычайна адліваюцца метадам інвеставання
Ліццё па выплаўленым воску можа працаваць з шырокім спектрам сплаваў. Тыповыя катэгорыі, рэпрэзентатыўныя тэмпературы плаўлення (° С) і інжынерныя нататкі:
Запіска: пералічаныя тэмпературы плаўлення прызначаны для чыстых элементаў або арыентыровачных дыяпазонаў сплаваў. Заўсёды выкарыстоўвайце дадзеныя аб плаўленні/цвярдзенні, прадстаўленыя вытворцам, для дакладнага кантролю працэсу.
| Катэгорыя сплаву | Рэпрэзентатыўныя сплавы | Прыбл. расплавіць / для захоўвання (° С) | Практычныя заўвагі |
| Каштоўныя металы | Золата (Au), Серабро (аг), Плаціна (Пт) | Au: 1,064° С, аг: 962° С, Пт: 1,768° С | Ювелірныя вырабы & высокакаштоўных частак; каштоўныя металы патрабуюць нізкай зольнасці воску і гіпсу для тонкай аздаблення; Pt мае патрэбу ў вельмі высокай тэмпературы ўкладвання або тыгля. |
| Бронза / Copper сплавы | З-зн (бронза), Cu-Zn (мосенж), Медныя сплавы | 900–1080°C (залежыць ад сплаву) | Добрая цякучасць; можа быць адліта ў стандартныя фасфатныя або кремнеземные формы; сачыць за адукацыяй аксіду і шлаку. |
| Алюміній сплавы | A356, AlSi7, AlSi10 | ~610–720°C | Хуткае зацвярдзенне; неабходныя спецыяльныя ўкладанні; рэагуе на вуглярод/графіт пры высокіх тэмпературах — выкарыстоўвайце адпаведныя тыглі/пакрыцці. |
Сталі & нержавеючая |
400/300 серыі нержавеючай, інструментальныя сталі | ~1420–1500°C (цвёрдае/вадкае вар'іравацца) | Патрабуе ўкладанняў з фасфату або з высокім утрыманнем гліназёму; больш высокая тэмпература залівання → патрэбны трывалы корпус і інэртная/кантраляваная атмасфера, каб пазбегнуць акіслення і рэакцый. |
| Нікелевыя сплавы / Суперліі | Умова, Сям'і Хастеллой | ~1350–1500°C+ | Высокія тэмпературы залівання і строгі кантроль - звычайна вакуум або кантраляваная атмасфера плаўлення; інвеставаць з сумесямі дыяксіду цырконія / аксіду алюмінія. |
| Тытан & Ti-сплавы | Ti-6Al-4V | ~1650–1700°C (тэмпература плаўлення ≈1668°C) | Надзвычайна рэактыўны; інвестыцыі павінны быць дыяксід цырконія / аксід алюмінія і ліццё ў вакууме або інэртнай атмасферы (аргон). Неабходныя спецыяльныя тыглі/абсталяванне; фарміраванне альфа-рэгістра - гэта рызыка. |
| Замак / Цынкавыя літыя сплавы (рэдкасць у інвестыцыях) | цяжары | ~380–420°C | Нізкая тэмпература; звычайна замест гэтага літыя, але магчыма для спецыяльных інвестыцыйных злепкаў. |
Практычнае правіла тэмпературы ліцця: Тэмпература залівання часта 20-250°C вышэй ліквідус у залежнасці ад сплаву і працэсу для забеспячэння запаўнення і кампенсацыі страт цяпла (праверце тэхнічны ліст сплаву).
9. Кастынг атмасфер, рэакцыі & ахоўныя меры
Рэакцыйныя сплавы (AL, Аб, Мг) і высокатэмпературныя расплавы патрабуюць дбайнага кантролю хімічнага складу атмасферы і абалонкі:
- Акісленне: адбываецца ў паветры → аксідныя плёнкі ўтвараюцца на паверхні расплаву і затрымліваюцца ў выглядзе ўключэнняў. Ужываць інэртная атмасфера (аргон) або пусты расплаваў для крытычных сплаваў.
- Хімічная рэакцыя метал-ўкладання: дыяксід крэмнія і іншыя аксіды ў інвестыцыях могуць уступаць у рэакцыю з расплаўленым металам, утвараючы далікатныя рэакцыйныя пласты (прыклад: альфа-корпус на тытане).
Бар'ерныя мыйкі і верхнія пакрыцця, насычаныя цырконам/аксідам алюмінія паменшыць узаемадзеянне. - Захоп/дэгазацыя вугляроду: вуглярод ад раскладання воску/укладвання можа пераходзіць у расплавы; адэкватнае выгаранне і ачыстка/фільтрацыя памяншаюць забруджванне.
- Падхоп вадароду (каляровых плаўленняў): выклікае сітаватасць газу. Змякчыць дэгазацыю расплаваў (прадуўка аргонам, ратацыйны дэгазатар) і захоўваючы інвестыцыі сухімі.
Ахоўныя прыступкі
- Ужываць бар'ерныя пакрыцця для рэактыўных металаў.
- Ужываць вакуум або інэртны газ сістэмы плаўлення і залівання, калі гэта ўказана.
- Фільтраванне (керамічныя фільтры) для выдалення уключэнняў і аксідаў падчас залівання.
- Кантралюйце вільготнасць і пазбягайце вільготных укладанняў - вадзяная пара хутка пашыраецца падчас залівання і выклікае разбурэнне абалонкі.
10. Падаекванне, выгарання і падагрэву абалонкі — матэрыялы & тэмпература
Гэтыя тры этапы працэсу выдаляюць арганічны матэрыял малюнка, поўнае выгаранне звязальнага рэчыва і спеканне абалонкі, каб яна мела механічную трываласць і тэрмічны стан, неабходныя для захавання залівання.
Сумяшчальнасць матэрыялаў (інвестыцыйны тып, бар'ерныя паліто, асноўная хімія) і жорсткі кантроль тэмпературы мае вырашальнае значэнне - памылкі тут выклікаюць парэпанне абалонкі, Сітаватасць газу, рэакцыі металу і абалонкі і няправільныя памеры.
Дэпарафінізацыя — метады, тыповыя параметры і рэкамендацыі па выбары
| Метад | Тыповая тэмп (° С) | Тыповы час | Тыповая эфектыўнасць выдалення воску | Лепш для / Сумяшчальнасць | Плюса / Мінусы |
| Пара / Аўтаклаў | 100–130 | 20–90 хв (залежыць ад масы & варотны) | 95–99% | Вадзянік / крамянёва-золевыя абалонкі; буйныя зборкі | Пост, пяшчотны да шкарлупіны; неабходна кантраляваць кандэнсат & вентыляцыя, каб пазбегнуць пашкоджання ціскам пара |
| Растваральнік (хімічны) dewax | ванна з растваральнікам 40–80 (залежны ад растваральніка) | 1– 4 гадзіны (плюс сушка) | 97–99% | Маленькі, мудрагелістыя ювелірныя ракавіны або кастэблі SLA | Вельмі чыстае выдаленне; патрабуе працы з растваральнікам, этап сушкі і кантроль навакольнага асяроддзя |
| Цеплавы (печ) dewax / ўспышка | 180–350 (папярэдне абпаліць) | 0.5–3 гадзіны | 90–98% | Высокотэмпературныя ўкладання (фасфат, гліназём) і часткі, дзе пара не рэкамендуецца | Простае абсталяванне; неабходна кантраляваць пандус і вентыляцыю, каб пазбегнуць расколін |
| Ўспышка/камбінацыя (пара + кароткая тэрмааздабленне) | на пару, затым 200–300 | пара 20–60 + тэрмічны 0,5-2 ч | 98–99% | Большасць серыйных снарадаў | Добры кампраміс — выдаляе масу воску, а затым чыста спальвае рэшткі |
Выгаранне (выгаранне звязальнага рэчыва, выдаленне арганікі і спяканне)
Намер: акісляюць і выдаляюць рэшткі арганікі/попелу, поўныя рэакцыі звязвання, ўшчыльніць/спечыць абалонку да неабходнай трываласці ў гарачым стане, і стабілізаваць памеры абалонкі.
Агульная стратэгія выгарання (ліцейная практыка):
- Тэмпература кіруецца ад навакольнага → 200–300 °C каля 0.5-3 °C/мін павольна выдаляць лятучыя рэчывы - утрыманне тут дазваляе пазбегнуць моцнага выпарэння, якое пашкоджвае абалонкі.
- Працягвайце рух па пандусе да прамежкавага жылля (300–600 °C) каля 1-5 °C/мін, вытрымліваюць 0,5–3 ч у залежнасці ад таўшчыні абалонкі для выгарання звязальных і вугляродзістых рэшткаў.
- Канчатковае павышэнне тэмпературы спякання/ўтрымання падыходзіць для інвестыцый і сплаву (гл. табліцу ніжэй) і замачыць 1– 4 гадзіны для дасягнення трываласці абалонкі і нізкага рэшткавага вугляроду.
Рэкамендуецца выгаранне / тэмпературныя паласы спякання (тыповы):
| Інвестыцыйная сям'я | Тыповае выгаранне / тэмп (° С) | Ноты / мішэнь |
| Гіпсавая (тынкоўка) | ~450–750 °C | Выкарыстоўваюць для лёгкаплаўкіх сплаваў (каштоўныя металы). Пазбягайце >~800 °C — гіпс абязводжвае/слабее. |
| Крэмній-сол / коллоідавы крэмнія (нерэактыўныя золь) | 800–1000 °C | Добра для агульных каляровых і некаторых сталей; адрэгулюйце ўтрыманне для таўшчыні абалонкі. |
| Фасфатныя | 900–1200 °C | Для сталі, нержавеючая сталь і суперсплавы на аснове нікелю — забяспечваюць высокую трываласць у гарачым стане і пранікальнасць. |
| Цыркон / гліназёму ўзмоцнены інвестыцый | 1000–1250+ °C | Для рэактыўных сплаваў (Аб) і высокія тэмпературы залівання - мінімізуюць рэакцыі ўкладання металу. |
Shell preheat — мэтавыя тэмпературы, час замочвання і маніторынг
Мэта: давядзіце абалонку да стабільнага размеркавання тэмпературы, блізкай да тэмпературы залівання, каб (а) цеплавой ўдар пры кантакце з расплавам зведзены да мінімуму, (б) абалонка цалкам спеченная і трывалая, і (в) вылучэнне газу пры заліванні нязначнае.
Агульнае кіраўніцтва
- Разагрэйце да тэмпературы ніжэй, але блізкай да тэмпературы залівання — звычайна паміж (для тэмпературы − 50 ° С) і (для тэмпературы − 200 ° С) у залежнасці ад сплаву, масы абалонкі і інвестыцый.
- Час замочвання: 30 мін → 3 ч у залежнасці ад масы абалонкі і неабходнай цеплавой аднастайнасці. Больш тоўстыя абалонкі патрабуюць больш працяглага вымочвання.
- Аднастайнасць: мішэнь ±10–25 °C па ўсёй паверхні абалонкі; праверыць з дапамогай убудаваных тэрмапар або ВК-тэрмаграфіі.
Рэкамендуемая табліца папярэдняга разагрэву шкарлупіны (практычны):
| Сплаў / сям'я | Тыповая тэмпература расплаўленага металу (° С) | Рэкамендуецца папярэдні разагрэў шкарлупіны (° С) | Замачыць / час утрымання | Атмасфера & нататкі |
| Алюміній (A356, AlSi сплавы) | 610–720 °C | 300–400 °C | 30–90 хв | Паветраны або сухі N₂; пераканайцеся, што корпус цалкам сухі - алюміній рэагуе са свабодным вугляродам пры высокіх тэмпературах; трымаць шкарлупіну ніжэй плаўлення з камфортным запасам. |
| Copper / Бронза / Мосенж | 900–1090 °C | 500–700 °C | 30-120 хв | Паветра або N₂ у залежнасці ад інвестыцый; бар'ерныя паліто зніжаюць рэакцыю і паляпшаюць аздабленне. |
| Нержавеючая сталь (e.g., 316L) | 1450–1550 °C | 600–800 °C | 1–3 гадзіны | Выкарыстоўвайце інвестыцыі з фасфату/гліназему; разгледзьце N₂/N₂-H₂ або кантраляваную атмасферу, каб абмежаваць празмернае акісленне. |
Нікелевыя суперсплавы (Умова 718, і г.д.) |
1350–1500 °C | 750–1000 °C | 1– 4 гадзіны | Выкарыстоўвайце высокатэмпературную тэхналогію цыркону/аксіду алюмінію і вакуумную/інэртную плаўку; папярэдні нагрэў шкарлупіны можа набліжацца да тэмпературы залівання для лепшага кармлення. |
| Тытан (Ti-6Al-4V) | 1650–1750 °C | 800–1000 °C (некаторыя практыкі разагрэць бліжэй) | 1– 4 гадзіны | Патрабуецца вакуум або інэртная атмасфера; выкарыстоўвайце цырконіевыя бар'ерныя мыйкі; шкарлупіну разагрэць і заліць пад вакуумам/інертным, каб прадухіліць альфа-выпадок. |
Ніжэй - кампакт, дзейснае звязванне табліц па ліквідацыі непаладак агульныя дэфекты ліцця па выплавляемым мадэлям да асноўныя прычыны, звязаныя з матэрыяламі, дыягнастычныя праверкі, і практычныя сродкі / прафілактыка.
Выкарыстоўвайце яго ў якасці даведкі ў цэху пры даследаванні серый - кожны радок напісаны, каб тэхнік або інжынер ліцейнага цэха мог выконваць этапы дыягностыкі і хутка прымяняць выпраўленні.
Хуткая легенда:ІНВ = інвестыцыі (шкарлупіна) матэрыял / злучнае рэчыва; воск = матэрыял выкрайкі (або 3D-друкаваная смала); тыгель = ёмістасць для расплаву/падкладка.
| Дэфект | Характэрныя сімптомы | Асноўныя прычыны, звязаныя з матэрыяламі | Дыягнастычныя праверкі | Сродкі прававой абароны / прафілактыка (матэрыялы & працэс) |
| Парэпанне абалонкі / выбух снарада | Бачныя радыяльныя/лінейныя расколіны ў абалонцы, разлом абалонкі падчас залівання або дэпарафінізацыі | Высокае пашырэнне воску супраць пашырэння INV; мокрыя інвестыцыі; захоплены кандэнсат; несумяшчальнае злучнае рэчыва; занадта высокія тэмпы росту | Праверце сухасць шкарлупіны (страта масы), праверыць часопіс дэпарафінізацыі, візуальнае адлюстраванне расколін; КТ/УТ пасля залівання пры падазрэнні | Павольная дэпарафінізацыя і выгаранне нарастаюць да 100–400 °C; забяспечце вентыляцыйныя адтуліны; пераключыцеся на сумяшчальны воск з нізкім пашырэннем; цалкам высушыць шкарлупіну; адрэгулюйце суадносіны завісі / тынкоўкі; павялічыць таўшчыню абалонкі або змяніць злучнае для механічнай трываласці |
| Газавая сітаватасць (дзіркі, дзіркі) | Сферычныя/нерэгулярныя пустэчы часта ля паверхні або пад паверхняй | Вадарод з мокрага ўкладання; рэшткі масла/растваральніка ў воску; дрэнная дэгазацыя расплаву; вільгаць у тынкоўцы | Папярочны разрэз, рэнтгенаграфія/рэнтген для вызначэння месцазнаходжання пор; вымерайце вільготнасць (сушыць у духоўцы); тэст на попел; аналіз газу расплаву або манітор кіслароду/вадароду | Старанна прасушыце шкарлупіну; палепшыць дэпарафінізацыя & больш працяглая сушка; спаліць, каб расплавіцца (аргонавыя ратацыйныя); вакуумная заліванне; выкарыстоўвайце малозольный воск; ліквідаваць мокрую тынкоўку і кантраляваць вільготнасць |
Адтуліны на паверхні / аплавоў |
Невялікія паверхневыя ямы, часта па ўсёй паверхні | Дробны рэшткавы вуглярод / рэакцыя злучнага рэчыва; дрэнны канчатковы гатунак завісі/тынкоўкі; інвестыцыйнае забруджванне | Візуальна/SEM марфалогіі ямы; тэст на попельнасць (мэта ≤0,1 мас.% для адчувальных сплаваў); праверыць канчатковы памер часціц ляпніны | Выкарыстоўвайце больш тонкае канчатковае пакрыццё тынкоўкі; палепшыць кантроль сумесі суспензіі; падоўжыць выгаранне, каб паменшыць рэшткавы вуглярод; выкарыстоўваць бар'ерную мыйку (цыркону / гліназёму) для рэактыўных сплаваў |
| Аксідныя ўключэння / захоп шлаку | Разрозненыя цёмныя ўключэнні, шлаковые лініі, паверхневыя струпы | Аксідная абалонка на расплаве з-за павольнага разліву/акісляльнай атмасферы; забруджаны тыгель або флюс адсутнічае | Металаграфія; агляд фільтра/каўша; паверхню расплаву візуальна; засмечанасць фільтра | Выкарыстоўвайце керамічную фільтрацыю і шумоўка; пры неабходнасці разліце ў інэртнай або кантраляванай атмасферы; змяніць футроўку або пакрыццё тыгля; больш строгі кантроль зарада і флюсу |
Пласт хімічнай рэакцыі (альфа-кейс, памежная рэакцыя) |
Крохкі акіслены / рэакцыйны пласт на паверхні металу, дрэнная механічная паверхню | Хімія INV рэагуе з расплавам (Ti/Al супраць кремнезема); паглынанне вугляроду са злучнага; паступленне кіслароду | Металаграфія сячэння; вымярэнне глыбіні рэакцыйнага пласта; XRF для кіслароду/вугляроду | Выкарыстоўвайце бар'ерныя мыйныя пласты з цыркону/аксіду алюмінія; вакуум / інэртнае плаўленне & ліць; змяніць інвестыцыі на багатую цырконіем сістэму; паменшыць рэшткавы вуглярод (больш працяглы выгаранне) |
| Няпоўнае запаўненне / cold shuts / misruns | Адсутнічае геаметрыя, швы, злітыя лініі, няпоўныя зрэзы | Дрэнная цякучасць сплаву для абранай інвестыцыйнай/цеплавой масы; нізкая тэмпература залівання або празмерная страта цяпла ў халодную абалонку; неадпаведнасць ўсаджвання воску | Візуальны агляд, стробны аналіз, цеплавізар раўнамернасці папярэдняга нагрэву абалонкі | Павялічце тэмпературу залівання ў межах спецыфікацыі сплаву; разагрэйце шкарлупіну бліжэй да тэмп; аптымізаваць вароты/вентыляцыю; выбірайце сплаў з больш высокай цякучасцю або канструкцыю радыятара/ахалоджвання; паменшыць тонкія сценкі або выкарыстоўваць іншы працэс (цэнтрабежны) |
Гарачае слёзацёк / гарачае парэпанне |
Нерэгулярныя расколіны ў секцыях з высокім напружаннем, якія ўзнікаюць пры застыванні | Інвестыцыі стрымліваюць скарачэнне (занадта жорсткі); сплаў мае шырокі дыяпазон замярзання; несумяшчальная канструкцыя астуджэння/стаяка | Вывучыце размяшчэнне расколіны адносна шляху застывання; агляд цеплавога мадэлявання | Рэдызайн геаметрыі (дадаць філе, змяніць таўшчыню секцыі); адрэгулюйце литник і стояк для садзейнічання накіраванаму зацвярдзенню; разгледзім альтэрнатыўны сплаў з больш вузкім дыяпазонам замярзання |
| Дрэнная аздабленне паверхні / крупчастая тэкстура | Шурпатая або крупчастая літая паверхня, дрэнная паліруемасць | Грубая канчатковая тынкоўка або агрэсіўная шлам; забруджванне ў інвестыцыях; недастатковая колькасць апошніх пластоў | Вымерайце Ra, праверыць канчатковы памер часціц ляпніны, праверыць суспензію цвёрдых рэчываў / аналіз сіта | Выкарыстоўвайце больш дробнае канчатковае пакрыццё/зярністасць, павялічыць колькасць тонкіх слаёў завісі / тынкоўкі, палепшыць чысціню і змешванне завісі, кантраляваць навакольную пыл і апрацоўку |
Памылка памераў / дэфармацыя (дэфармацыя ўсаджвання) |
Асаблівасці па-за талерантнасцю, дэфармацыя пасля залівання/астывання | Ўсаджванне васковага малюнка не кампенсуецца; дыферэнцыяльнае пашырэнне абалонкі; няправільны графік выгарання/аспекання | Параўнайце зацямненне ўзору з абалонкай; рэкорды цеплавога пашырэння; ТК у абалонцы падчас выгарання | Адкалібруйце прыпускі на воск/усаджванне; наладзіць кампенсацыю цеплавога пашырэння выгарання; змяніць зборку абалонкі (больш жорсткія падкладачныя пласты) і стратэгія папярэдняга нагрэву; уключыць прыстасаванне/заціск падчас астывання |
| Зрух ядра / ўнутранае зрушэнне | Унутраныя праходы па-за восі, тонкія сценкі, дзе рухалася ядро | Слабы керамічны матэрыял стрыжня або дрэнная падтрымка стрыжня ў васковай зборцы; неадпаведнасць адгезіі стрыжня/ўкладвання | Часткі разрэзу або выкарыстоўвайце КТ/рэнтген; праверце трываласць зялёнага стрыжня і адгезію | Павышэнне калянасці стрыжня (змяніць смалянае злучнае або дадаць апоры для вянок); палепшыць асноўныя функцыі сядзення; адрэгулюйце пласты ляпніны абалонкі, каб зафіксаваць ядро; правільна вылечыць стрыжні |
Заражэнне / вугляродны пікап у метале |
Цёмныя палоскі, паніжаная пластычнасць; вадародная сітаватасць | Вуглярод з воску або інвестыцыйнага раскладання, забруджаная футроўка тыгля | Аналіз вугляроду/кіслароду (ЛЕКА), візуальная мікраструктура, тэст на попел | Выкарыстоўвайце малозольный воск; падоўжыць выгаранне; выкарыстоўваць пакрыты або альтэрнатыўны тыгель; вакуум/інэртны расплаў & ліць; палепшыць фільтраванне і дэгазацыю |
| Сколванне, выкліканае рэшткавым вільгаццю / паравыя выбухі | Лакалізаваны разрыў снарада / моцныя выбухі пры першапачатковым кантакце з металам | Мокрая ўкладка або кандэнсат дэпарафіназу | Вымерайце страту вагі пасля сушкі; сушкі ў духоўцы і праверкі датчыка вільготнасці | Высушыце шкарлупіну, каб нацэліць вільгаць (указаць у працоўнай інструкцыі), павольная кантраляваная дэпарафінізацыя, даць дастаткова часу для высыхання, перад разагрэвам, каб адагнаць ваду |
12. Навакольны экалагічны, Здароўе & Меркаванні бяспекі; перапрацоўка & абыходжанне з адходамі
Ключавыя небяспекі
- Удыхальны крышталічны дыяксід крэмнія (RCS) ад ляпніны і ліцейнага пылу — строгі кантроль (рэспіратары, мясцовы выхлап, мокрыя метады).
- Дым ад выгарання — гаручая арганіка; кантроль з вентыляцыяй і тэрмічнымі акісляльнікамі.
- Небяспека расплаўленага металу — пырскі, апёкі; Пратаколы абыходжання з СІЗ і каўшом.
- Небяспека рэактыўнага металу (Аб, Мг) — рызыка ўзгарання ў прысутнасці кіслароду; патрэбна бескіслароднае асяроддзе для плаўлення/разлівання.
- Утылізацыя гарачай абалонкі — тэрмічныя і хімічныя небяспекі.
Адходы & перапрацоўка
- Металічны лом звычайна аднаўляецца і перапрацоўваецца - галоўная перавага ўстойлівага развіцця.
- Б / у інвестыцыі можна вярнуць (аддзяленне шлама, цэнтрыфуга) і шматразовыя вогнетрывалыя аднаўляюцца (але сачыце за заражэннем і штрафамі).
- Выдаткаваныя інвестыцыі і пыл ад фільтра можа быць класіфікаваны ў залежнасці ад хімічнага складу злучнага - кіруйце ўтылізацыяй у адпаведнасці з мясцовымі правіламі.
13. Практычная матрыца выбару & кантрольны спіс закупак
Матрыца хуткага выбару (высокі ўзровень)
- Ювелірныя вырабы / нізкатэмпературных сплаваў: парафін / микрокристаллический воск + гіпсавы уклад + парапарафін.
- Генеральная бронза / мосенж / медныя сплавы: васковыя сумесі + кремнезем / фасфат інвестыцый + рэкамендуецца вакуумная або інэртная заліванне.
- Алюмініевыя сплавы: воск + золь/калоідныя інвестыцыі дыяксіду крэмнія, распрацаваныя для Al + сухія шкарлупіны + інэртная або кантраляваная атмасфера + прыдатны тыгель (SiC/графіт з пакрыццём).
- Нержавеючая, нікелевыя сплавы: воск + інвестыцыі ў фасфат або гліназём / цыркон + высокая тэмп + вакуум / інэртнае плаўленне & фільтраванне.
- Тытан: воск або друкаваны ўзор + цырконія / аксід алюмінія бар'ер інвестыцый + вакуумнай плаўкі і заліць + бар'ерныя паліто з цыркону + спецыяльныя тыглі.
Нарыхтоўка & кантрольны спіс чарцяжоў (абавязковыя прадметы)
- Спецыфікацыя сплаву і неабходныя механічныя/каразійныя ўласцівасці.
- Мэта аздаблення паверхні (Ра) і касметычныя патрабаванні.
- Допускі на памеры & крытычныя даныя (вызначыць апрацаваныя твары).
- Тып абалонкі (інвестыцыйная сям'я) і мінімальная таўшчыня абалонкі.
- Абмежаванні графіка выгарання (калі дастасавальна) і папярэдне нагрэць/заліць тэмпературнае акно.
- Ndt & прыняцце (рэнтгенаграфія %, праверка ціску/герметычнасці, механічны адбор проб).
- Метад ліцця (гравітацыя / цэнтрабежны / пусты / ціск) і раставанне атмасферы (паветра / Аргон / пусты).
- Тыгель & патрабаванні да фільтрацыі (керамічны фільтр, матэрыяльныя абмежаванні тыгля).
- Адходы & чаканні перапрацоўкі (вяртанне інвестыцый %).
- Бяспека & профіль рызыкі (пункт аб рэактыўных металах, патрэбнасці ў дазволе).
14. Conclusion
Выбар матэрыялаў для воскавага ліцця шырокі і міждысцыплінарны: кожны матэрыял — воск, інвестыцыя, ляпніна, ядро, тыгельны і сплавны — выконвае функцыянальную ролю ў тэрм, хімічнае і механічнае ўзаемадзеянне.
Выбірайце матэрыялы з прыцэлам хімічны склад і тэмпература расплаву сплаву, патрабуецца аздабленне паверхні, прымальны сітаватасць, і пасля апрацоўкі.
Для рэактыўных або высокатэмпературных сплаваў (тытан, Ni-суперсплавы), інвеставаць у спецыялізаваныя інвестыцыі (аксід цырконія / аксід алюмінія), вакуумнага плаўлення і бар'ерных пакрыццяў.
Для ювелірных вырабаў і нізкатэмпературных сплаваў, гіпсавыя ўкладышы і тонкая ляпніна даюць выключную аздабленне і дакладнасць.
Ранняе супрацоўніцтва паміж дызайнам, шаблонаў і ліцейных каманд вельмі важна, каб зафіксаваць правільны набор матэрыялаў для надзейнасці, высокапрадукцыйная вытворчасць.
FAQ
Як выбраць інвестыцыі для ліцця з нержавеючай сталі?
Выберыце а фасфатныя або гліназём / цыркон узмоцненая інвестыцыя з рэйтынгам вышэй ліквідусу вашага сплаву і з дастатковай гарачай трываласцю; патрабуецца графік спякання корпуса, які дасягае тэмпературы корпуса 1000–1200 °C перад заліўкай.
Ці магу я выкарыстоўваць звычайны гіпс для алюмінія?
Ніякі. Гіпсавыя вырабы размягчаются і руйнуюцца пры адносна нізкіх тэмпературах; алюміній мае патрэбу ў інвестыцыях, сфармуляваных для каляровых металаў і прызначаных для працы з асаблівымі тэрмічнымі і хімічнымі ўмовамі расплаўлення Al.
Чаму тытанавыя адліўкі развіваюць альфа-корпус?
Альфа-корпус - узбагачаны кіслародам крохкі павярхоўны пласт, які ўтвараецца ў выніку рэакцыі тытана з кіслародам пры высокай тэмпературы.
Паменшыце яго, выкарыстоўваючы бар'ерныя пакрыцця з дыяксіду цырконія/аксіду алюмінія, атмасферы вакууму або аргону і ачысціць, сухія інвестыцыі.
Ці эканамічна вярнуць інвестыцыі?
Так - многія ліцейныя прадпрыемствы вяртаюць і перапрацоўваюць дробную дробку і грубы матэрыял праз аддзяленне шлама, цэнтрыфуг і тэрмічнай меліярацыі.
Эканоміка залежыць ад прапускной здольнасці і забруджанасці.
Які тыгель я павінен выкарыстоўваць для бронзы супраць тытана?
Бронза: графіт або SiC тыглі з пакрыццём часта працуюць.
Тытан: выкарыстоўваць інэрт, безвугляродныя тыглі і сістэмы індукцыйнай плаўкі ў вакууме або ў халодных тыглях - звычайныя графітавыя тыглі ўступяць у рэакцыю і забруджваюць Ti.
Якая вогнетрывалая сістэма з'яўляецца найбольш эканамічна эфектыўнай для алюмініевых адлівак?
Крэмневы пясок (агрэгат) + шклянку вады (злучнае рэчыва) каштуе на 50–60% менш, чым золь-цырконавыя сістэмы, і нізкая тэмпература плаўлення алюмінія (615° С) пазбягае рэакцыі з дыяксідам крэмнія - ідэальна падыходзіць для вялікіх аб'ёмаў, недарагія алюмініевыя дэталі.
Як перапрацаваць дэпарафінаваны воск?
Дэпарафінаваны воск фільтруюць праз сетку 5-10 мкм для выдалення прымешак, награваюць да 80-100°C для гамагенізацыі, і выкарыстоўваўся 5–8 разоў.
Перапрацаваны воск падтрымлівае 95% прадукцыйнасці арыгінала і зніжае матэрыяльныя выдаткі на 30%.
