1. Zavedení
Ztracený vosk (investice) obsazení je ceněn pro svou schopnost reprodukovat jemné detaily, tenké profily a složitá geometrie s vynikající povrchovou úpravou a relativně úzkými tolerancemi.
Dosažení konzistentních výsledků není jen o geometrii nebo nastavení stroje – jde v podstatě o materiálový problém.
Směs vosku, investiční chemie, žáruvzdorné agregáty, složení jádra, Chemie kelímku a slitiny tepelně interagují, chemicky a mechanicky při odparafinování, vyhoření a vstřikování kovu.
Výběr správných materiálů pro každý krok je rozdíl mezi výrobní sérií s vysokou výtěžností a opakovaným přepracováním.
2. Přehled pracovního postupu lití do ztraceného vosku
Klíčové fáze a zúčastněné primární materiálové prvky:
- Vzorování (vosk) — vzorový vosk nebo vstřikovaný termoplast; vtokové/voskové systémy vtoků.
- Shromáždění & hradlování — voskové tyčinky (sprue), základní desky.
- Stavba skořepiny (investice) — břečka (pořadač + jemný žáruvzdorný), štukové / kameninové nátěry.
- Sušení / Dewaxing — odstranění organického vzoru párou/autoklávem nebo pecí.
- Vyhoření / lasturový sintr — řízená rampa pro oxidaci/spálení zbytkových organických látek a spékání pláště na požadovanou pevnost.
- Tání & nalévání — materiál kelímku plus atmosféra (vzduch/inertní/vakuum) a nalévací systém (gravitace / odstředivý / vakuum).
- Chlazení & odstranění skořápky — mechanické nebo chemické odstranění pláště; dokončení.
Každý stupeň používá různé skupiny materiálů optimalizovaných pro teploty, chemie, a mechanická zatížení v této fázi.
3. Vosk & vzorové materiály
Funkce: nést geometrii, definovat povrchovou úpravu, a poskytují předvídatelnou expanzi během stavby pláště.
Běžný vosk / rodiny vzorových materiálů
| Materiál / Rodina | Typické složení | Typické tání / rozsah změkčení (° C.) | Typické lineární smrštění (jako vyrobené) | Typický zbytkový popel po vyhoření | Nejlepší využití / poznámky |
| Injekční vosk bohatý na parafín | Parafín + malý modifikátor | 45–70 ° C. | ~0,2–0,5 % | 0.05–0,2 hm% | Nízké náklady, dobrý konec; křehký, pokud je čistý – obvykle smíšený. |
| Směs mikrokrystalických vosků | Mikrokrystalický vosk + parafín + lepidlem | 60–95 °C | ~0,1–0,3 % | ≤ 0,1 % hmotn. (pokud je formulován jako nízkopopelový) | Zlepšená tuhost a soudržnost; preferováno pro složité sestavy. |
| Vzorový vosk (inženýrské směsi) | Parafín + mikrokrystalický + polymery (PE, EVA) + stabilizátory | 55–95 °C | ~0,10–0,35 % | ≤0,05–0,1 % hmotn. | Standardní slévárenský vosk: vyladěný tok, smrštit a popelit. |
Včelí vosk / přírodní voskové směsi |
Včelí vosk + modifikátory | 60–65 °C (včelí vosk) | ~0,2–0,6 % | ≤0,1–0,3 % | Dobrý povrchový lesk; používané v malých/ručně vyráběných dílech; variabilní popel. |
| Tavené termoplastické vzory | Termoplastické elastomery / polyolefiny | 120–200 ° C. (v závislosti na polymeru) | variabilní | velmi nízký obsah popela, pokud polymer hoří čistě | Používá se pro speciální vzory; nižší manipulační tečení, ale vyžadují vyšší energii odparafinování. |
| 3D-tištěné lité pryskyřice (SLA/DLP) | Fotopolymerní pryskyřice formulované pro vyhoření | skelný přechod ~50–120 °C; rozklad 200–600 °C | závisí na pryskyřici; často ~0,2–0,5 % | 0.1–0,5 % (závislé na pryskyřici) | Vynikající volnost geometrie; vyžadují přísné protokoly odvoskovat/vypalovat, aby se zabránilo zbytkům. |
Klíčové vlastnosti a proč na nich záleží
- Tekutost pro vstřikování: ovlivňuje kvalitu výplně a brány.
- Srážení & Tepelná roztažení: musí odpovídat investičním expanzním charakteristikám, aby se zabránilo praskání pláště nebo rozměrové chybě.
- Obsah popela: nízký obsah uhlíku/popelu při vyhoření snižuje reakce skořápky a kovu.
- Pevnost & únava: vzory musí přežít manipulaci a rotaci pláště bez zkreslení.
Praktická čísla & poznámky
- Typické smrštění vstřikováním vosku: ~0,1–0,4 % lineární v závislosti na vosku a kontrole teploty.
- Použití s nízkým obsahem popela receptury pro vysoce přesné šperky a reaktivní slitiny.
4. Investice (žáruvzdorný) systémy — typy a kritéria výběru
Investice = pojivo + žáruvzdorný prášek. Volba je řízena maximální teplotou lití kovu, požadovaná povrchová úprava, regulace tepelné roztažnosti, a odolnost vůči reakci s roztaveným kovem.
Velké investiční rodiny
- Investice pojené sádrou (na bázi sádry)
-
- Použití: šperky a nízkotavitelné slitiny (zlato, stříbro, cín) kde nalévá temp < ~1000 °C.
- Výhody: Vynikající povrchová úprava, nízká propustnost (dobré pro jemné detaily).
- Limity: špatná pevnost nad ≈1 000 °C; rozkládá se a měkne — nevhodné pro oceli nebo vysokoteplotní slitiny.
- Fosfátové investice (NAPŘ., fosforečnan sodný nebo hořečnatý)
-
- Použití: vysokoteplotní slitiny (nerezové oceli, slitiny niklu) a aplikace vyžadující větší žáruvzdornou pevnost až do ~1500 °C.
- Výhody: vyšší pevnost za tepla, lepší odolnost vůči reakci s kovem a praskání.
- Limity: horší povrchový lesk než sádra v některých formulacích; složitější míchání.
- Silica sol / vázaný koloidní oxid křemičitý (směsi oxidu hlinitého a oxidu křemičitého)
-
- Použití: přesné díly v širokém teplotním rozsahu; přizpůsobitelné přísadami zirkonu nebo oxidu hlinitého.
- Výhody: dobrá stabilita při vysokých teplotách, jemná povrchová úprava.
- Limity: kritická je kontrola tepelné roztažnosti a doba tuhnutí.
- Zirkon / oxid hlinitý (kysličník) posílené investice
-
- Použití: reaktivní slitiny (titan, vysokoteplotní slitiny niklu) — snižuje reakci investice kovu.
- Výhody: velmi vysoká žáruvzdornost, nízká reaktivita s aktivními kovy.
- Limity: výrazně vyšší náklady; v některých případech snížený lesk.
Kontrolní seznam pro výběr investic
- Maximální teplota lití (zvolte investici ohodnocenou nad teplotou tání + bezpečnostní rezerva).
- Požadovaná povrchová úprava (Ra cíl).
- Přizpůsobení tepelné roztažnosti — offset pro kompenzaci expanze vosku a smrštění kovu.
- Propustnost & pevnost — odolávat licímu tlaku a odstředivému/vakuovému zatížení.
- Chemická reaktivita — zejména pro reaktivní kovy (Z, Mg, Al).
5. Stucco, nátěry a skořepinové stavební materiály
Skořápky se staví střídavě kašovité dipy a štuk (hrubší žáruvzdorná zrna). Materiály a velikosti částic řídí tloušťku pláště, propustnost a mechanická pevnost.
- Kaše: investiční pojivo + jemný žáruvzdorný (typicky 1-10 µm) pro otěr a reprodukci jemného povrchu.
- Stucco: hrubší částice oxidu křemičitého/zikronu/oxidu hlinitého (20–200 µm) které vytvářejí tloušťku těla.
- Povlaky / myje: specializované vrchní nátěry (NAPŘ., bohaté na oxid hlinitý nebo zirkon) působit jako bariérové vrstvy pro reaktivní slitiny a pro zlepšení jemnosti vzoru nebo snížení reakce kovové investice.
Tipy pro výběr
- Použijte zirkon/alumina bariérové mytí pro titan a reaktivní slitiny pro minimalizaci případu alfa a chemické reakce.
- Omezte velikost štukových částic ve finálních nátěrech, abyste dosáhli požadovaného lesku povrchu.
6. Jádra a materiály jádra (trvalý & rozpustný)
Jádra vytvářejí vnitřní dutiny. použití odlévání ztraceného vosku:
- Keramický (žáruvzdorný) jádra - oxid křemičitý, zirkon, na bázi oxidu hlinitého; chemicky spojené (pryskyřice nebo křemičitan sodný) nebo slinuté.
- Rozpustný (sůl, vosk) jádra — solná jádra vyluhovaná po odlévání pro složité vnitřní kanály, kde jsou keramická jádra nepraktická.
- Hybridní jádra — keramické jádro zapouzdřené ve slupce, aby přežilo odparafinování a vyhoření.
Klíčové vlastnosti
- Pevnost při teplotách skořápky přežít manipulaci a vyhoření.
- Kompatibilita s investiční expanzí (odpovídající pevnosti v surovém stavu a chování při slinování).
- Propustnost aby při lití mohly unikat plyny.
7. Kelímky, nalévací systémy & nástrojové materiály
Volba kelímku a zalévacího materiálu závisí na Chemie slitin, teplota tání, a reaktivita.
Běžné materiály kelímku
- Grafit / uhlíkové kelímky: široce používané pro měď, bronz, mosaz, a mnoho neželezných slitin. Výhody: Vynikající tepelná vodivost, levný.
Omezení: reagovat s některými taveninami (NAPŘ., titan) a nelze je použít v oxidačních atmosférách pro některé slitiny. - Alumina (Al₂o₃) kelímky: chemicky inertní pro mnoho slitin a použitelný do vyšších teplot.
- Zirkonové kelímky: velmi žáruvzdorné a chemicky odolné — používá se pro reaktivní slitiny (ale dražší).
- Karbid křemíku (SiC)-vyložené kelímky: vysoká odolnost proti tepelným šokům; dobré pro některé taveniny hliníku.
- Keramicko-grafitové kompozity a kelímkové povlaky (oxidační bariéry) se používají k prodloužení životnosti a minimalizaci znečištění.
Licí systémy
- Nalévání gravitace — nejjednodušší, používá se na šperky a maloobjemové.
- Odstředivé obsazení — běžné pro šperky nutí kov do jemných detailů; všimněte si zvýšeného namáhání forem a kovů.
- S pomocí vakua / vakuově nalít — snižuje zachycování plynu a umožňuje reaktivní lití kovu za sníženého tlaku.
- Vakuové tání indukce (VIM) a vakuové tavení spotřební elektrody (NÁŠ) — pro vysoce čisté superslitiny a reaktivní kovy, jako je titan.
Důležité: pro reaktivní nebo vysokoteplotní slitiny (titan, niklové superslitiny), používejte vakuum nebo tavení inertním plynem a kelímky/potahy, které zabraňují kontaminaci, a ujistěte se, že licí systém je kompatibilní s kovem (NAPŘ., odstředivé ve vakuu).
8. Kovy a slitiny běžně odlévané investičním procesem
Odlévání ztraceným voskem zvládne široké spektrum slitin. Typické kategorie, reprezentativní teploty tání (° C.) a inženýrské poznámky:
Poznámka: uvedené teploty tání jsou pro čisté prvky nebo indikativní rozsahy slitin. Pro přesné řízení procesu vždy používejte údaje o tání/tuhnutí poskytnuté výrobcem.
| Kategorie slitiny | Reprezentativní slitiny | Cca. tát / pro skladování (° C.) | Praktické poznámky |
| Drahé kovy | Zlato (Au), Stříbro (Ag), Platina (Pt) | Au: 1,064° C., Ag: 962° C., Pt: 1,768° C. | Šperky & díly vysoké hodnoty; ušlechtilé kovy vyžadují pro jemnou povrchovou úpravu vosk a sádru s nízkým obsahem popela; Pt potřebuje velmi vysokoteplotní investici nebo kelímek. |
| Bronz / Měď slitiny | S-Sn (bronz), Cu-Zn (mosaz), Cu slitiny | 900–1 080 °C (záleží na slitině) | Dobrá tekutost; lze odlévat do standardních fosfátových nebo křemičitých zatmelovacích hmot; pozor na tvorbu oxidů a strusky. |
| Hliník slitiny | A356, AlSi7, AlSi10 | ~610–720 °C | Rychlé tuhnutí; nutné speciální investice; reagující na uhlík/grafit při vysokých teplotách – použijte vhodné kelímky/nátěry. |
Oceli & nerezové |
400/300 série nerez, Ocely nástroje | ~1 420–1 500 °C (pevná/kapalná se liší) | Vyžaduje fosfátové nebo vysoce hlinité investice; vyšší teploty nalévání → potřebují silný obal a inertní/řízenou atmosféru, aby se zabránilo oxidaci a reakcím. |
| Slitiny niklu / Supermiony | Inconel, Rodiny Hastelloyů | ~1 350–1 500 °C+ | Vysoké teploty nalévání a přísná kontrola – obvykle tání ve vakuu nebo v řízené atmosféře; investujte pomocí směsí oxidu zirkoničitého/hlinitého. |
| Titan & Ti-slitiny | TI-6AL-4V | ~1 650–1 700 °C (bod tání ≈1,668°C) | Extrémně reaktivní; investice musí být oxid zirkoničitý/oxid hlinitý a odlévání ve vakuu nebo v inertní atmosféře (argon). Potřebné speciální kelímky/vybavení; tvorba alfa-případu je rizikem. |
| Zamac / Zinkové tlakově lité slitiny (vzácné v investicích) | Načítání | ~380–420 °C | Nízká teplota; obvykle místo toho lití, ale možné pro speciální investiční odlitky. |
Praktické pravidlo teploty lití: Teplota nalévání je často 20-250°C výše likvidus v závislosti na slitině a procesu k zajištění plnění a kompenzaci tepelných ztrát (zkontrolujte datový list slitiny).
9. Odlévání atmosfér, reakce & ochranná opatření
Reaktivní slitiny (Al, Z, Mg) a vysokoteplotní taveniny vyžadují pečlivou kontrolu atmosféry a chemie pláště:
- Oxidace: děje se ve vzduchu → na povrchu taveniny se tvoří oxidové filmy, které se zachycují jako vměstky. Použití inertní atmosféru (argon) nebo vakuum taveniny pro kritické slitiny.
- Kovová investiční chemická reakce: oxid křemičitý a další oxidy v zalití mohou reagovat s roztaveným kovem za vzniku křehkých reakčních vrstev (příklad: alfa-pouzdro na titanu).
Bariérové mytí a vrchní nátěry bohaté na zirkon/oxid hlinitý snížit interakci. - Sběr/odplynění karbonu: uhlík z rozkladu vosku/investice se může přenést do tavenin; adekvátní vyhoření a skimming/filtrace snižují kontaminaci.
- Sběr vodíku (neželezné taveniny): způsobuje poréznost plynu. Zmírnit odplyněním tavenin (argonovou očistu, rotační odplyňovače) a udržení investice v suchu.
Ochranné kroky
- Použití bariérové nátěry pro reaktivní kovy.
- Použití vakuum nebo inertní plyn systémy tavení a lití, pokud jsou specifikovány.
- Filtrace (keramické filtry) k odstranění vměstků a oxidů při lití.
- Kontrolujte vlhkost a vyhněte se mokrým investicím – vodní pára se během lití rychle rozpíná a způsobuje poškození pláště.
10. Odvoskování, vyhoření a předehřátí pláště — materiály & teploty
Tyto tři procesní stupně odstraňují organický vzorový materiál, úplné vyhoření pojiva a spékání skořepiny tak, aby měla mechanickou pevnost a tepelný stav, který je nutný pro přežití nalévání.
Materiálová kompatibilita (typ investice, bariérové nátěry, základní chemie) a přísná kontrola teploty je kritická – chyby zde způsobují praskání skořápky, poréznost plynu, reakce kov-skořepina a nesprávné rozměry.
Odvoskování — metody, typické parametry a pokyny pro výběr
| Metoda | Typická teplota (° C.) | Typický čas | Typická účinnost odstraňování vosku | Nejlepší pro / Kompatibilita | Pros / Nevýhody |
| Pára / Autokláv | 100–130 | 20– 90 min (závisí na hmotnosti & hradlování) | 95–99 % | Vodní sklo / skořápky křemičitého solu; velké sestavy | Rychle, jemný ke skořápce; musí kontrolovat kondenzát & odvzdušňování, aby nedošlo k poškození tlakem páry |
| Rozpouštědlo (chemikálie) Dewax | rozpouštědlová lázeň 40–80 (závislý na rozpouštědle) | 1– 4 hod (plus sušení) | 97–99 % | Malý, složité skořápky šperků nebo odlitky SLA | Velmi čisté odstranění; vyžaduje manipulaci s rozpouštědlem, krok sušení a kontrola prostředí |
| Tepelný (trouba) Dewax / blikat | 180–350 (předpálit) | 0.5– 3 hod | 90–98 % | Vysokoteplotní investice (fosfát, oxid hlinitý) a části, kde se pára nedoporučuje | Jednoduché vybavení; musí ovládat rampu a ventilaci, aby nedošlo k prasknutí |
| Blesk/kombinace (pára + krátké tepelné zakončení) | pára pak 200–300 | pára 20–60 + termální 0,5–2 h | 98–99 % | Většina produkčních skořápek | Dobrý kompromis – odstraňuje sypký vosk a poté čistě spálí zbytky |
Vyhoření (vyhoření pojiva, organické odstraňování a slinování)
Účel: oxidovat a odstranit zbytkové organické látky/popel, kompletní reakce pojiva, zhutnit/slinovat skořepinu na požadovanou pevnost za tepla, a stabilizovat rozměry skořepiny.
Obecná strategie vyhoření (slévárenská praxe):
- Řízená rampa z okolní → 200–300 °C na 0.5-3 °C/min k pomalému odstraňování těkavých látek – držení zde zabraňuje prudkému odpařování, které poškozuje skořápky.
- Pokračujte po rampě do mezilehlé prodlevy (300–600 °C) na 1-5 °C/min, vydržte 0,5–3 h v závislosti na tloušťce pláště, aby se spálily pojiva a uhlíkaté zbytky.
- Konečná rampa na slinovací/udržovací teplotu vhodné pro zatmelení a slitinu (viz tabulka níže) a namočit pro 1– 4 hod pro dosažení pevnosti skořepiny a nízkého zbytkového uhlíku.
Doporučené vyhoření / slinovací teplotní pásma (typický):
| Investiční rodina | Typické vyhoření / sintr tepl (° C.) | Poznámky / cíl |
| Lepené sádrou (omítka) | ~450–750 °C | Použití pro nízkotavitelné slitiny (drahých kovů). Vyhnout se >~800 °C — omítka dehydratuje/slábne. |
| Oxid křemičitý / koloidní oxid křemičitý (nereaktivní soly) | 800–1000 °C | Dobré pro obecné neželezné a některé oceli; upravte držení podle tloušťky skořepiny. |
| Fosfátově vázané | 900–1200 °C | Pro oceli, nerez a superslitiny na bázi Ni — poskytují vysokou pevnost za tepla a propustnost. |
| Zirkon / investice zesílené oxidem hlinitým | 1000–1250+ °C | Pro reaktivní slitiny (Z) a vysoké teploty tečení – minimalizují reakce na kov. |
Předehřev pláště – cílové teploty, doby namáčení a monitorování
Gól: uveďte plášť do stabilního rozložení teploty blízké teplotě lití, aby (A) tepelný šok při kontaktu s taveninou je minimalizován, (b) skořepina je plně slinutá a pevná, a (C) vývoj plynu při lití je zanedbatelný.
Obecné pokyny
- Předehřejte na teplotu nižší, ale blízkou nalévání - obvykle mezi (pro teplotu - 50 ° C.) a (pro teplotu - 200 ° C.) v závislosti na slitině, hmotnost a investice.
- Čas namáčení: 30 min → 3 h v závislosti na hmotnosti pláště a požadované tepelné rovnoměrnosti. Silnější skořápky vyžadují delší namáčení.
- Jednotnost: cíl ±10–25 °C přes povrch skořepiny; ověřit pomocí zabudovaných termočlánků nebo IR termografie.
Doporučená tabulka předehřívání skořápky (praktický):
| Slitina / rodina | Typická teplota roztaveného kovu (° C.) | Doporučené předehřátí skořápky (° C.) | Namočit / držet čas | Atmosféra & poznámky |
| Hliník (A356, slitiny AlSi) | 610–720 °C | 300–400 ° C. | 30– 90 min | Vzduch nebo suchý N₂; Zajistěte, aby skořepina byla zcela suchá – hliník reaguje s volným uhlíkem při vysokých teplotách; udržujte skořápku pod taveninou pohodlným okrajem. |
| Měď / Bronz / Mosaz | 900–1 090 °C | 500–700 ° C. | 30– 120 min | Vzduch nebo N₂ v závislosti na investici; bariérové nátěry snižují reakci a zlepšují konečnou úpravu. |
| Nerezové oceli (NAPŘ., 316L) | 1450–1550 °C | 600–800 ° C. | 1– 3 hod | Použijte fosfátové/aluminové investice; zvažte N2/N2-H2 nebo řízenou atmosféru k omezení nadměrné oxidace. |
Niklové superslitiny (Inconel 718, atd.) |
1350–1500 °C | 750–1000 °C | 1– 4 hod | Použijte vysokoteplotní zirkon/oxid hlinitý a vakuové/inertní tavení; Předehřátí skořápky se může přiblížit teplotě nalévání pro nejlepší krmení. |
| Titan (TI-6AL-4V) | 1650–1750 °C | 800–1000 °C (některé praktiky předehřejte blíže) | 1– 4 hod | Vyžaduje vakuum nebo inertní atmosféru; používejte zirkonové bariérové mycí prostředky; shell předehřejte a nalijte pod vakuem / inertní, aby se zabránilo alfa-pouzdru. |
Níže je kompakt, proveditelné propojení tabulky odstraňování problémů běžné vady odlitku na základní příčiny související s materiály, diagnostické kontroly, a praktické prostředky / prevence.
Použijte jej jako dílenskou referenci při vyšetřování běhů – každý řádek je napsán, takže technik nebo inženýr slévárny může sledovat diagnostické kroky a rychle aplikovat opravy.
Rychlá legenda:INV = investice (Shell) materiál/pojivo; vosk = materiál vzoru (nebo 3D tištěná pryskyřice); kelímek = nádoba na taveninu/obložení.
| Přeběhnout | Typické příznaky | Základní příčiny související s materiály | Diagnostické kontroly | Léky / prevence (materiály & proces) |
| Praskání skořápky / výstřel granátu | Viditelné radiální/lineární trhliny ve skořepině, lom skořepiny při lití nebo odvoskování | Vysoká expanze vosku vs. expanze INV; mokrá investice; zachycený kondenzát; nekompatibilní pojivo; příliš rychlé rampy | Zkontrolujte suchost skořápky (ztráta hmoty), zkontrolovat protokol z vosku, vizuální mapování trhlin; CT/UT po nalití v případě podezření | Pomalé odvoskování a postup vyhoření přes 100–400 °C; zajistěte větrací/odkapávací otvory; přejít na kompatibilní nízkoexpanzní vosk; zcela suché skořápky; upravit poměr kejdy/štuku; zvětšit tloušťku pláště nebo změnit pojivo pro mechanickou pevnost |
| Pórovitost plynu (foukací dírky, dírky) | Kulovité/nepravidelné dutiny často blízko povrchu nebo podpovrchu | Vodík z mokré investice; zbytky oleje/rozpouštědla ve vosku; špatné odplynění taveniny; vlhkost ve štuku | Průřez, radiografie/rentgen k lokalizaci pórů; měřit vlhkost (suchá trouba); test popela; analýza taveniny nebo monitor kyslíku/vodíku | Důkladně suché skořápky; zlepšit odparafin & delší sušení; spálit roztavit (argon rotační); vakuum-asist nalévat; použijte vosk s nízkým obsahem popela; odstranit mokrý štuk a kontrolovat vlhkost |
Povrchové dírky / Pitting |
Malé povrchové jámy, často po celé ploše | Jemný zbytkový uhlík / reakce pojiva; špatná kvalita finální kaše/štuku; kontaminace investice | Vizuální/SEM morfologie jamek; test obsahu popela (cíl ≤0,1 % hmotn. pro citlivé slitiny); zkontrolujte konečnou velikost částic štuku | Použijte jemnější finální štukový nátěr; zlepšit kontrolu míchání kejdy; prodlužte vyhoření, abyste snížili zbytkový uhlík; použijte bariérové mytí (zirkon/oxid hlinitý) pro reaktivní slitiny |
| Oxidové inkluze / zachycení strusky | Roztroušené tmavé inkluze, struskové linky, povrchové strupy | Oxidovaná kůže na tavenině v důsledku pomalého lití/oxidační atmosféry; kontaminovaný kelímek nebo tavidlo chybí | Metalografie; kontrola filtru/naběračky; roztavit povrch vizuální; ucpání filtru | Použijte keramickou filtraci a skimming; v případě potřeby nalít pod inertní nebo řízenou atmosférou; vyměňte obložení nebo povlak kelímku; přísnější kontrola nabíjení a tavení |
Chemická reakční vrstva (alfa-případ, mezifázová reakce) |
Křehký oxidovaný / reakční vrstva na kovovém povrchu, špatný mechanický povrch | Chemie INV reaguje s taveninou (Ti/Al vs. oxid křemičitý); příjem uhlíku z pojiva; vnikání kyslíku | Průřezová metalografie; měření hloubky reakční vrstvy; XRF pro kyslík/uhlík | Použijte bariérové mycí vrstvy zirkon/oxid hlinitý; vakuové/inertní tavení & Nalijte; změnit investici na systém bohatý na zirkony; snížit zbytkový uhlík (delší vyhoření) |
| Neúplná výplň / Studené zavřené / Misruns | Chybí geometrie, švy, tavené linky, neúplné tenké řezy | Špatná tekutost slitiny pro zvolenou zatavovací/tepelnou hmotu; nízká teplota nalévání nebo nadměrné ztráty tepla do studeného pláště; nesoulad při smršťování vosku | Vizuální kontrola, hradlová analýza, tepelné zobrazování rovnoměrnosti předehřátí pláště | Zvyšte teplotu lití v rámci specifikace slitiny; předehřát plášť blíže k nalití tepl; optimalizovat vtokové/odvzdušňovací; zvolte slitinu s vyšší tekutostí nebo design chladiče/chladiče; snížit prvky tenkých stěn nebo použít jiný proces (odstředivý) |
Horké trhání / Horké praskání |
Nepravidelné trhliny ve vysoce namáhaných úsecích vznikající při tuhnutí | Investice omezují kontrakci (příliš tuhé); slitina má široký rozsah tuhnutí; nekompatibilní design chill/riser | Zkontrolujte umístění trhliny vzhledem k dráze tuhnutí; zkontrolovat tepelnou simulaci | Předělat geometrii (přidat filety, změnit tloušťku řezu); upravte vtok a náběh pro podporu směrového tuhnutí; zvažte alternativní slitinu s užším rozsahem tuhnutí |
| Špatná povrchová úprava / zrnitou texturu | Hrubý nebo zrnitý litý povrch, špatná leštitelnost | Hrubý finální štuk nebo agresivní kaše; kontaminace v investicích; nedostatečné finální vrstvy kaše | Změřte Ra, zkontrolujte konečnou velikost částic štuku, zkontrolujte analýzu pevných látek v suspenzi/síto | Použijte jemnější finální nátěr/zrno, zvýšit počet jemných vrstev kaše/štuku, zlepšit čistotu a míchání kejdy, kontrolovat okolní prach a manipulaci |
Rozměrová chyba / warpage (smršťovací zkreslení) |
Vlastnosti mimo toleranci, deformace po nalití/zchlazení | Smrštění voskového vzoru není kompenzováno; diferenciální expanze pláště; chybný harmonogram vyhoření/sintrování | Porovnejte ztlumení vzoru vs; záznamy tepelné roztažnosti; TC v shellu během vyhoření | Kalibrujte přídavky vosku/smršťování; upravit kompenzaci tepelné roztažnosti vyhoření; změnit konstrukci shellu (tužší nosné vrstvy) a strategie předehřívání; včetně uchycení/upínání během chlazení |
| Posun jádra / vnitřní nesouosost | Vnitřní průchody mimo osu, tenké stěny, kde se jádro pohybovalo | Slabý keramický materiál jádra nebo špatná podpora jádra v sestavě vosku; nesoulad adheze jádra/investice | Odřízněte části nebo použijte CT/rentgen; zkontrolujte pevnost jádra a přilnavost | Zvyšte tuhost jádra (vyměňte pryskyřicové pojivo nebo přidejte podpěry na věnce); zlepšit základní vlastnosti sedadel; upravte vrstvení skořepinového štuku k uzamčení jádra; řádně vyléčit jádra |
Kontaminace / karbonový snímač v kovu |
Tmavé pruhy, snížená tažnost; vodíková porozita | Uhlík z rozkladu vosku nebo investice, kontaminovaná výstelka kelímku | Analýza uhlík/kyslík (LECO), vizuální mikrostruktura, test popela | Použijte vosk s nízkým obsahem popela; prodloužit vyhoření; použijte potažený nebo alternativní kelímek; vakuum/inertní tavenina & Nalijte; zlepšit filtraci a odplynění |
| Odlupování způsobené zbytkovou vlhkostí / parní výbuchy | Lokalizované prasknutí granátu / silné praskliny při prvním kontaktu s kovem | Mokrá investice nebo zachycený kondenzát z vosku | Změřte úbytek hmotnosti po vysušení; kontrola suchého a vlhkostního senzoru v troubě | Vysušte skořápky pro cílenou vlhkost (specifikovat v pracovním pokynu), pomalé řízené odparafinování, nechat dostatečnou dobu schnutí, před naléváním předehřejte, aby se odstranila voda |
12. Životní prostředí, Zdraví & Bezpečnostní aspekty; recyklace & nakládání s odpady
Klíčová nebezpečí
- Dýchatelný krystalický oxid křemičitý (RCS) ze štuku a investičního prachu – přísně kontrolované (respirátory, lokální výfuk, mokré metody).
- Výpary z vyhoření — hořlavé organické látky; ovládání ventilací a tepelnými oxidačními činidly.
- Nebezpečí roztaveného kovu — cákance, popáleniny; OOP a protokoly pro manipulaci s naběračkou.
- Nebezpečí reaktivních kovů (Z, Mg) — nebezpečí požáru v přítomnosti kyslíku; potřebují prostředí bez kyslíku pro roztavení/nalití.
- Likvidace horké skořápky — tepelná a chemická nebezpečí.
Odpad & recyklace
- Kovový šrot je obvykle regenerován a recyklován – hlavní přínos pro udržitelnost.
- Použitá investice lze reklamovat (separace kaše, odstředivka) a znovu použitelný žáruvzdorný materiál (ale pozor na kontaminaci a pokuty).
- Utracená investice a prach z filtrů lze klasifikovat v závislosti na chemii pojiva – řiďte se likvidací podle místních předpisů.
13. Praktická výběrová matice & kontrolní seznam nákupu
Rychlá výběrová matice (vysoká úroveň)
- Šperky / nízkoteplotní slitiny: parafín/mikrokrystalický vosk + sádrové investice + parní vosk.
- Obecný bronz / mosaz / slitiny mědi: voskové směsi + silika/fosfátové investice + doporučuje se vakuové nebo inertní lití.
- Hliníkové slitiny: vosk + křemičitý sol/koloidní investice formulované pro Al + suché skořápky + inertní nebo řízená atmosféra + vhodný kelímek (SiC/grafit s povlaky).
- Nerez, slitiny niklu: vosk + fosfátové nebo alumino/zirkonové investice + vysoká teplota slinování pláště + vakuové/inertní tavení & filtrace.
- Titan: vosk nebo tištěný vzor + bariérová investice zirkon/oxid hlinitý + vakuové roztavení a nalít + zirkonové bariérové povlaky + speciální kelímky.
Zadávání veřejných zakázek & kontrolní seznam kreslení (věci, které musíte mít)
- Specifikace slitiny a požadované mechanické/korozní vlastnosti.
- Cíl pro povrchovou úpravu (Ra) a kosmetické požadavky.
- Rozměrové tolerance & kritické údaje (identifikovat obrobené tváře).
- Typ mušle (investiční rodina) a minimální tloušťku pláště.
- Omezení plánu vyhoření (případně) a okno předehřátí/teplota nalití.
- Ndt & přijetí (radiografie %, testování tlaku/těsnosti, mechanické vzorkování).
- Metoda lití (gravitace / odstředivý / vakuum / tlak) a tání atmosféry (vzduch / Argon / vakuum).
- Kelímek & požadavky na filtraci (keramický filtr, materiálová omezení kelímku).
- Odpad & očekávání ohledně recyklace (návratnost investice %).
- Bezpečnost & rizikový profil (doložka o reaktivních kovech, potřeby povolení).
14. Závěr
Výběr materiálů při lití do ztraceného vosku je široký a mezioborový: každý materiál — vosk, investice, štuk, jádro, kelímek a slitina — hraje funkční roli v term, chemické a mechanické interakce.
Vybírejte materiály s ohledem na chemie a teplota taveniny slitiny, požadovaný povrchová úprava, přijatelný pórovitost, a následné zpracování.
Pro reaktivní nebo vysokoteplotní slitiny (titan, Ni-superslitiny), investovat do specializovaných investic (oxid zirkoničitý/oxid hlinitý), vakuově tavící a bariérové povlaky.
Pro šperky a nízkoteplotní slitiny, sádrové investice a jemný štuk poskytují výjimečnou povrchovou úpravu a přesnost.
Včasná spolupráce mezi designem, vzorovací a slévárenské týmy jsou nezbytné pro zajištění správné sady materiálů pro spolehlivost, produkce s vysokým výnosem.
Časté časté
Jak vybrat investici do nerezového odlitku?
Vyberte a fosfátově vázané nebo alumina/zirkon zesílená investice ohodnocená nad likvidem vaší slitiny a s dostatečnou pevností za tepla; vyžadují plán slinování skořepiny, který před litím dosáhne teplot skořepiny 1 000–1 200 °C.
Mohu použít běžnou sádrovou investici na hliník?
Žádný. Sádrové vložky měknou a rozpadají se při relativně nízkých teplotách; hliník potřebuje investice formulované pro neželezné kovy a navržené tak, aby zvládly konkrétní tepelné a chemické podmínky tavenin Al.
Proč se z titanových odlitků vyvíjí pouzdro alfa?
Alfa-case je kyslíkem obohacená křehká povrchová vrstva způsobená reakcí titanu s kyslíkem při vysoké teplotě.
Snižte jej použitím bariérových povlaků zirkon/oxid hlinitý, vysajte nebo argonovou atmosféru a vyčistěte, suché investice.
Je ekonomické získat zpět investici?
Ano – mnoho sléváren regeneruje a recykluje jemný a hrubý materiál pomocí separace kalu, odstředivky a tepelné rekultivace.
Ekonomika závisí na propustnosti a kontaminaci.
Jaký kelímek mám použít na bronz vs titan?
Bronz: často fungují grafitové nebo SiC kelímky s povlaky.
Titan: použít inertní, neuhlíkové kelímky a vakuové nebo studené kelímkové indukční tavící systémy – běžné grafitové kelímky budou reagovat a kontaminovat Ti.
Jaký je cenově nejvýhodnější žáruvzdorný systém pro hliníkové odlitky?
Křemičitý písek (agregát) + vodní sklo (pořadač) stojí o 50–60 % méně než křemičité sol-zirkonové systémy, a nízký bod tání hliníku (615° C.) zabraňuje reakci s oxidem křemičitým – ideální pro velké objemy, levné hliníkové díly.
Jak recyklovat odvoskovaný vosk?
Odvoskovaný vosk se filtruje přes síto 5–10 μm, aby se odstranily nečistoty, zahřát na 80–100 °C k homogenizaci, a znovu použit 5–8krát.
Recyklovaný vosk udržuje 95% výkonu originálu a snižuje náklady na materiál 30%.
