1. مقدمه
موم گمشده (سرمایه گذاری) ریخته گری به دلیل توانایی آن در بازتولید جزئیات بسیار ارزشمند است, مقاطع نازک و هندسه پیچیده با پرداخت سطح عالی و تلرانس های نسبتاً محکم.
دستیابی به نتایج ثابت فقط مربوط به هندسه یا تنظیمات ماشین نیست - اساساً یک مشکل مواد است.
مخلوط موم, شیمی سرمایه گذاری, سنگدانه های نسوز, ترکیب هسته, شیمی بوته و آلیاژ همگی از نظر حرارتی با هم تعامل دارند, از نظر شیمیایی و مکانیکی در حین موم زدایی, فرسودگی و تزریق فلز.
انتخاب مواد مناسب برای هر مرحله تفاوت بین یک دوره تولید پربازده و دوباره کاری مکرر است.
2. مروری بر جریان کار ریخته گری موم گمشده
مراحل کلیدی و عناصر مادی اولیه درگیر:
- الگوسازی (موم) - موم الگو یا ترموپلاستیک قالبگیری شده با تزریق; سیستم های دریچه ای / واکس اسپرو.
- مونتاژ & دروازه بان - میله های مومی (زرنگ), صفحات پایه.
- ساخت پوسته (سرمایه گذاری) - دوغاب (کلاسور + نسوز ریز), کتهای گچبری / سنگدانه.
- خشک کردن / موهای زائد - حذف الگوی ارگانیک با بخار / اتوکلاو یا فر.
- فرسودگی / زینتر پوسته - سطح شیب دار کنترل شده برای اکسید کردن/سوختن مواد آلی باقیمانده و تف جوشی پوسته به استحکام لازم.
- ذوب شدن & ریختن - مواد بوته به اضافه اتمسفر (هوا/بی اثر/خلاء) و سیستم ریختن (گرانش / وابسته به مرکز / خلاء).
- خنک کننده & حذف پوسته - حذف پوسته مکانیکی یا شیمیایی; به پایان رساندن.
هر مرحله از خانواده های مختلفی از مواد بهینه شده برای دما استفاده می کند, شیمی, و بارهای مکانیکی در آن مرحله.
3. موم & مواد الگو
توابع: حمل هندسه, پایان سطح را تعریف کنید, و انبساط قابل پیش بینی را در طول ساخت پوسته فراهم می کند.

موم معمولی / خانواده های مواد الگو
| مواد / خانواده | ترکیب معمولی | ذوب معمولی / محدوده نرم شدن (درجه سانتی گراد) | انقباض خطی معمولی (به عنوان تولید شده است) | خاکستر باقی مانده معمولی پس از فرسودگی | بهترین استفاده / یادداشت ها |
| موم تزریقی غنی از پارافین | پارافین + اصلاح کننده کوچک | 45-70 درجه سانتیگراد | ~0.2-0.5٪ | 0.05-0.2 درصد وزنی | هزینه کم, پایان خوب; شکننده اگر خالص باشد - معمولاً مخلوط می شود. |
| موم میکرو کریستالی مخلوط می شود | موم میکرو کریستالی + پارافین + چسباننده ها | 60-95 درجه سانتی گراد | ~0.1-0.3٪ | ≤0.1 درصد وزنی (اگر فرموله شده با خاکستر کم باشد) | استحکام و انسجام بهبود یافته است; برای مجموعه های پیچیده ترجیح داده می شود. |
| موم الگو (ترکیبات مهندسی شده) | پارافین + میکرو کریستالی + پلیمرها (PE, EVA) + تثبیت کننده ها | 55-95 درجه سانتی گراد | ~0.10-0.35٪ | ≤0.05-0.1 درصد وزنی | موم الگوی ریخته گری استاندارد: جریان تنظیم شده, کوچک شدن و خاکستر شدن. |
موم زنبور عسل / ترکیبات موم طبیعی |
موم زنبور عسل + اصلاح کننده ها | 60-65 درجه سانتی گراد (موم زنبور عسل) | ~0.2-0.6٪ | ≤0.1-0.3٪ | براقیت سطح خوب; در قطعات کوچک / دست ساز استفاده می شود; خاکستر متغیر. |
| الگوهای ترموپلاستیک ذوب داغ | الاستومرهای ترموپلاستیک / پلی اولفین ها | 120-200 درجه سانتیگراد (بسته به پلیمر) | متغیر | خاکستر بسیار کم در صورت سوختن پلیمر تمیز | برای الگوهای خاص استفاده می شود; خزش کمتری دارد اما نیاز به انرژی موم بیشتری دارد. |
| 3رزین های ریخته گری با چاپ D (SLA/DLP) | رزین های فوتوپلیمر برای فرسودگی فرموله شده اند | انتقال شیشه ای ~50-120 درجه سانتیگراد; تجزیه 200-600 درجه سانتیگراد | بستگی به رزین دارد; اغلب ~0.2-0.5٪ | 0.1-0.5 ٪ (وابسته به رزین) | آزادی هندسه عالی; برای جلوگیری از باقیمانده، به پروتکلهای سختگیری موم/سوختگی نیاز دارید. |
ویژگی های کلیدی و دلیل اهمیت آنها
- قابلیت جریان برای تزریق: بر کیفیت پر کردن و دروازه تأثیر می گذارد.
- انقباض & انبساط حرارتی: برای جلوگیری از ترک خوردگی پوسته یا خطای ابعادی باید با ویژگی های گسترش سرمایه گذاری مطابقت داشته باشد.
- محتوای خاکستر: کربن/خاکستر باقی مانده کم در فرسودگی، واکنش های پوسته-فلز را کاهش می دهد.
- قدرت & خستگی: الگوها باید از دست زدن و چرخش پوسته بدون اعوجاج دوام بیاورند.
اعداد عملی & یادداشت ها
- انقباض معمولی تزریق موم: ~0.1-0.4٪ خطی بسته به موم و کنترل دما.
- استفاده کنید کم خاکستر فرمولاسیون برای جواهرات با دقت بالا و آلیاژهای واکنشی.
4. سرمایه گذاری (نسوز) سیستم ها - انواع و معیارهای انتخاب
سرمایه گذاری = صحافی + پودر نسوز. انتخاب توسط حداکثر دمای ریختن فلز انجام می شود, پرداخت سطح مورد نیاز, کنترل انبساط حرارتی, و مقاومت در برابر واکنش با فلز مذاب.

خانواده های سرمایه گذاری عمده
- سرمایه گذاری با اوراق گچ (بر پایه گچ)
-
- استفاده کنید: جواهرات و آلیاژهای کم ذوب (طلا, نقره ای, اسپند) که در آن ریزش دما < ~ 1000 درجه سانتیگراد.
- مزایا: پرداخت سطح عالی, نفوذپذیری کم (برای جزئیات خوب خوب است).
- محدودیت: استحکام ضعیف بالای ≈1000 درجه سانتیگراد; تجزیه و نرم می شود - برای فولادها یا آلیاژهای با دمای بالا مناسب نیست.
- سرمایه گذاری با اوراق قرضه فسفات (به عنوان مثال, فسفات سدیم یا منیزیم)
-
- استفاده کنید: آلیاژهای درجه حرارت بالا (فولادهای ضد زنگ, آلیاژهای نیکل) و کاربردهایی که به مقاومت نسوز بیشتر تا دمای 1500 درجه سانتیگراد نیاز دارند.
- مزایا: مقاومت گرمایی بالاتر, مقاومت بهتر در برابر واکنش فلز و ترک خوردگی.
- محدودیت: پولیش سطح ضعیف تر در مقابل گچ در برخی فرمولاسیون ها; اختلاط پیچیده تر.
- سل سیلیس / سیلیس کلوئیدی پیوند خورده است (مخلوط آلومینا / سیلیس)
-
- استفاده کنید: قطعات دقیق در محدوده دمایی گسترده; قابل تطبیق با افزودنی های زیرکون یا آلومینا.
- مزایا: پایداری خوب در دمای بالا, پایان سطح خوب.
- محدودیت: کنترل انبساط حرارتی و زمان گیرش بسیار مهم است.
- زیرکون / آلومینا (اکسید) سرمایه گذاری های تقویت شده
-
- استفاده کنید: آلیاژهای واکنش پذیر (تیتانیوم, آلیاژهای نیکل با دمای بالا) - واکنش سرمایه گذاری فلز را کاهش می دهد.
- مزایا: نسوز بسیار بالا, واکنش پذیری کم با فلزات فعال.
- محدودیت: هزینه به طور قابل توجهی بالاتر; کاهش جلا در برخی موارد.
چک لیست انتخاب سرمایه گذاری
- حداکثر دمای ریختن (سرمایه گذاری با درجه بالاتر از دمای ذوب را انتخاب کنید + حاشیه ایمنی).
- پرداخت سطح مورد نظر (هدف Ra).
- تطبیق انبساط حرارتی - جبران انبساط موم و انقباض فلز.
- نفوذپذیری & قدرت - برای مقاومت در برابر فشار ریخته گری و بارهای گریز از مرکز/خلاء.
- واکنش پذیری شیمیایی - مخصوصاً برای فلزات راکتیو (از, Mg, ال).
5. گچ کاری, پوشش ها و مصالح ساختمانی پوسته
پوسته ها با متناوب ساخته می شوند غوطه ور شدن دوغاب و گچ کاری (دانه های نسوز درشت تر). مواد و اندازه ذرات ضخامت پوسته را کنترل می کنند, نفوذپذیری و مقاومت مکانیکی.
- دوغاب: چسب سرمایه گذاری + نسوز ریز (معمولاً 1-10 میکرومتر) برای تولید مثل سطح مالش و ریز.
- گچ کاری: ذرات درشت سیلیس/زیکرون/آلومینا (20-200 میکرومتر) که ضخامت بدن را می سازند.
- پوشش ها / شستشو می دهد: تاپ کت های تخصصی (به عنوان مثال, غنی از آلومینا یا زیرکون) به عنوان عمل کند لایه های مانع برای آلیاژهای واکنش پذیر و بهبود ظرافت الگو یا کاهش واکنش سرمایه گذاری فلز.
نکات انتخابی
- استفاده از a شستشوی سد زیرکون/آلومینا برای تیتانیوم و آلیاژهای واکنشی برای به حداقل رساندن آلفا مورد و واکنش شیمیایی.
- اندازه ذرات گچ را در لایه های نهایی محدود کنید تا به جلا سطح مورد نیاز برسید.
6. هسته ها و مواد اصلی (دائمی & محلول)
هسته ها حفره های داخلی ایجاد می کنند. استفاده از ریخته گری موم گمشده:
- سرامامیک (نسوز) هسته - سیلیس, زیرکون, بر پایه آلومینا; پیوند شیمیایی (رزین یا سیلیکات سدیم) یا متخلخل.
- محلول (نمک, موم) هسته - شسته شدن هستههای نمک پس از ریختهگری برای کانالهای داخلی پیچیده که در آن هستههای سرامیکی غیرعملی هستند..
- هسته های هیبریدی - هسته سرامیکی که در پوسته سرمایه گذاری محصور شده است تا از موم زدایی و فرسودگی جان سالم به در ببرد.
خصوصیات کلیدی
- استحکام در دمای پوسته برای زنده ماندن از دست زدن و فرسودگی شغلی.
- سازگاری با گسترش سرمایه گذاری (تطبیق قدرت سبز و رفتار پخت).
- نفوذپذیری تا گازها در حین ریختن خارج شوند.
7. بوته ها, سیستم های ریختن & مواد ابزار
انتخاب بوته و مواد ریختن بستگی به شیمی, دمای ذوب, و واکنش پذیری.
مواد بوته معمولی
- گرافیت / بوته های کربنی: به طور گسترده برای مس استفاده می شود, برنز, برنجی, و بسیاری از آلیاژهای غیر آهنی. مزایا: هدایت حرارتی عالی, ارزان.
محدودیت ها: با مقداری ذوب واکنش نشان می دهد (به عنوان مثال, تیتانیوم) و نمی توان در اتمسفرهای اکسید کننده برای برخی از آلیاژها استفاده کرد. - آلومینا (Al2O3) بوته ها: از نظر شیمیایی برای بسیاری از آلیاژها بی اثر و قابل استفاده در دماهای بالاتر.
- بوته های زیرکونیا: بسیار نسوز و از نظر شیمیایی مقاوم - برای آلیاژهای واکنشی استفاده می شود (اما پرهزینه تر).
- کاربید سیلیکون (SiC)-بوته های خط دار: مقاومت در برابر شوک حرارتی بالا; برای برخی از ذوب های آلومینیوم خوب است.
- کامپوزیت های سرامیکی-گرافیتی و پوشش های بوته (موانع اکسیداسیون) برای افزایش عمر و به حداقل رساندن آلودگی استفاده می شود.
سیستم های ریختن
- ریزش جاذبه - ساده ترین, برای جواهرات و کم حجم استفاده می شود.
- ریخته گری - رایج برای جواهرات به منظور وادار کردن فلز به جزئیات; به افزایش تنش های قالب و فلز توجه کنید.
- به کمک خلاء / ریختن خلاء - گیر افتادن گاز را کاهش می دهد و ریخته گری واکنشی فلز را تحت فشار کاهش می دهد.
- ذوب القایی خلاء (VIM) و ذوب الکترود مصرفی خلاء (ما) - برای سوپرآلیاژهای با خلوص بالا و فلزات واکنش پذیر مانند تیتانیوم.
مهم است: برای آلیاژهای راکتیو یا با دمای بالا (تیتانیوم, سوپر آلیاژهای نیکل), از ذوب خلاء یا گاز بی اثر و بوته/پوشش هایی که از آلودگی جلوگیری می کنند استفاده کنید, و اطمینان حاصل کنید که سیستم ریختن با فلز سازگار است (به عنوان مثال, گریز از مرکز تحت خلاء).
8. فلزات و آلیاژهایی که معمولاً توسط فرآیند سرمایه گذاری ریخته می شوند
ریخته گری موم گم شده می تواند طیف گسترده ای از آلیاژ را اداره کند. دسته بندی های معمولی, نقطه ذوب نماینده (درجه سانتی گراد) و یادداشت های مهندسی:

توجه داشته باشید: نقاط ذوب ذکر شده برای عناصر خالص یا محدوده آلیاژی مشخص است. همیشه از داده های ذوب/انجماد ارائه شده توسط سازنده برای کنترل دقیق فرآیند استفاده کنید.
| دسته آلیاژی | آلیاژهای نماینده | تقریباً. ذوب شود / برای ذخیره سازی (درجه سانتی گراد) | نکات کاربردی |
| فلزات گرانبها | طلا (اوج), نقره ای (قله), پلاتین (PT) | اوج: 1,064درجه سانتی گراد, قله: 962درجه سانتی گراد, PT: 1,768درجه سانتی گراد | جواهرات & قطعات با ارزش بالا; فلزات گرانبها برای پرداخت خوب نیاز به سرمایه گذاری موم و گچ کم خاکستر دارند; Pt به سرمایه گذاری یا بوته دمای بسیار بالا نیاز دارد. |
| برنز / مس آلیاژها | با اسن (برنز), مس-روی (برنجی), آلیاژهای مس | 900-1080 درجه سانتی گراد (بستگی به آلیاژ دارد) | سیالیت خوب; را می توان در سرمایه گذاری های استاندارد فسفات یا سیلیس ریخته گری کرد; مراقب تشکیل اکسید و تفکیک باشید. |
| آلومینیوم آلیاژها | A356, AlSi7, AlSi10 | ~610-720 درجه سانتیگراد | استحکام سریع; سرمایه گذاری های ویژه مورد نیاز است; واکنش پذیر به کربن/گرافیت در دماهای بالا - از بوته ها/پوشش های مناسب استفاده کنید. |
فولادها & ضد زنگ |
400/300 سری ضد زنگ, فولادهای ابزار | ~1420-1500 درجه سانتیگراد (جامد/مایع متفاوت است) | نیاز به سرمایه گذاری فسفات یا آلومینا بالا دارد; دمای ریزش بالاتر ← به پوسته قوی و جو بی اثر/کنترل شده برای جلوگیری از اکسیداسیون و واکنش نیاز دارید. |
| آلیاژهای نیکل / سوپالیاژهای | اینکونل, خانواده هاستلوی | ~1350-1500 درجه سانتیگراد + | دماهای ریزش بالا و کنترل دقیق - معمولاً ذوب خلاء یا اتمسفر کنترل شده; با مخلوط های زیرکونیا/آلومینا سرمایه گذاری کنید. |
| تیتانیوم & آلیاژهای تیتانیمی | Ti-6Al-4V | ~1650-1700 درجه سانتیگراد (نقطه ذوب ≈1668 درجه سانتیگراد) | فوق العاده واکنش پذیر; سرمایه گذاری باید زیرکونیا/آلومینا و ریخته گری در خلاء یا اتمسفر بی اثر باشد (آرگون). بوته / تجهیزات ویژه مورد نیاز است; تشکیل حالت آلفا یک خطر است. |
| زاماک / آلیاژهای ریخته گری روی (نادر در سرمایه گذاری) | بارها | ~380-420 درجه سانتیگراد | دمای پایین; به جای آن معمولا قالب می میرند, اما برای بازیگران سرمایه گذاری تخصصی امکان پذیر است. |
قانون عملی دمای ریخته گری: دمای ریختن اغلب است 20-250 درجه سانتی گراد بالاتر مایع بسته به آلیاژ و فرآیند برای اطمینان از پر شدن و جبران اتلاف گرما (برگه اطلاعات آلیاژ را بررسی کنید).
9. فضاهای بازیگری, واکنش ها & اقدامات حفاظتی
آلیاژهای واکنش پذیر (ال, از, Mg) و مذاب های با دمای بالا نیاز به کنترل دقیق اتمسفر و شیمی پوسته دارند:
- اکسیداسیون: در هوا اتفاق می افتد ← فیلم های اکسیدی روی سطح مذاب تشکیل می شوند و به عنوان آخال ها به دام می افتند. استفاده کنید جو بی اثر (آرگون) یا خلاء ذوب برای آلیاژهای حیاتی.
- واکنش شیمیایی سرمایه گذاری فلز: سیلیس و سایر اکسیدها در سرمایه گذاری ها می توانند با فلز مذاب واکنش دهند و لایه های واکنش شکننده را تشکیل دهند (مثال: آلفا مورد روی تیتانیوم).
شوینده های مانع و روکش های غنی از زیرکون/آلومینا کاهش تعامل. - دریافت کربن/گاززدایی: کربن حاصل از تجزیه موم/سرمایه گذاری می تواند به مذاب منتقل شود; فرسودگی کافی و اسکیمینگ/فیلتراسیون باعث کاهش آلودگی می شود.
- پیکاپ هیدروژن (مذاب های غیر آهنی): باعث تخلخل گاز می شود. با گاز زدایی مذاب ها را کاهش دهید (پاکسازی آرگون, گاز زداهای چرخشی) و خشک نگه داشتن سرمایه گذاری.
مراحل حفاظتی
- استفاده کنید پوشش های مانع برای فلزات راکتیو.
- استفاده کنید خلاء یا گاز بی اثر سیستم های ذوب و ریختن در صورت مشخص شدن.
- فیلتراسیون (فیلترهای سرامیکی) برای حذف آخال ها و اکسیدها در حین ریختن.
- رطوبت را کنترل کنید و از سرمایه گذاری های مرطوب اجتناب کنید - بخار آب به سرعت در طول ریزش منبسط می شود و باعث خرابی پوسته می شود..
10. موهای زائد, فرسودگی و پیش گرم کردن پوسته - مواد & دما
این سه مرحله فرآیند مواد الگوی آلی را حذف می کند, سوختگی کامل بایندر و زینت کردن پوسته به طوری که استحکام مکانیکی و حالت حرارتی لازم برای زنده ماندن در هنگام ریختن را داشته باشد..

سازگاری مواد (نوع سرمایه گذاری, کت های مانع, شیمی هسته) و کنترل دقیق دما بسیار مهم است - اشتباهات در اینجا باعث ترک خوردن پوسته می شوند, تخلخل گاز, واکنش های پوسته فلزی و ابعاد نادرست.
موم زدایی - روش ها, پارامترهای معمولی و راهنمای انتخاب
| روش | دمای معمولی (درجه سانتی گراد) | زمان معمولی | راندمان حذف موم معمولی | بهترین برای / سازگاری | جوانب مثبت / منفی |
| بخار / اتوکلاو | 100–130 | 20-90 دقیقه (به جرم بستگی دارد & دروازه بان) | 95-99٪ | آب-لیوان / پوسته های سیلیکا سل; مجامع بزرگ | سریع, ملایم به پوسته; باید میعانات را کنترل کند & تهویه برای جلوگیری از آسیب فشار بخار |
| حلال (شیمیایی) موم برقی | حمام حلال 40-80 (وابسته به حلال) | 1-4 ساعت (به علاوه خشک کردن) | 97-99٪ | کوچک, پوسته های جواهرات پیچیده یا قالب های ریخته گری SLA | حذف بسیار تمیز; نیاز به جابجایی حلال دارد, مرحله خشک کردن و کنترل های محیطی |
| حرارتی (فر) موم برقی / فلش | 180-350 (قبل از سوختن) | 0.5-3 ساعت | 90-98 ٪ | سرمایه گذاری در دمای بالا (فسفات, آلومینا) و قطعاتی که بخار در آنها توصیه نمی شود | تجهیزات ساده; برای جلوگیری از ترک خوردن باید سطح شیب دار و هواکش را کنترل کرد |
| فلش / ترکیبی (بخار + پرداخت حرارتی کوتاه) | بخار سپس 200-300 | بخار 20-60 + حرارتی 0.5-2 ساعت | 98-99٪ | اکثر پوسته های تولیدی | سازش خوب - موم حجیم را از بین می برد و سپس باقی مانده ها را تمیز می سوزاند |
فرسودگی (فرسودگی بایندر, حذف آلی و تف جوشی)
هدف: اکسید کردن و حذف مواد آلی / خاکستر باقی مانده, واکنش های بایندر کامل, پوسته را تا حد حرارت مورد نیاز متراکم کنید/پخت کنید, و ابعاد پوسته را تثبیت کنید.
استراتژی فرسودگی عمومی (عمل ریخته گری):
- سطح شیب دار کنترل شده از محیط → 200 تا 300 درجه سانتی گراد در 0.5-3 درجه سانتیگراد در دقیقه برای حذف آهسته مواد فرار - نگه داشتن در اینجا از تبخیر شدید که به پوسته ها آسیب می زند جلوگیری می کند.
- سطح شیب دار را تا سکونت میانی ادامه دهید (300-600 درجه سانتیگراد) در 1-5 درجه سانتیگراد در دقیقه, 0.5-3 ساعت بسته به ضخامت پوسته برای سوزاندن چسب ها و بقایای کربنی نگه دارید.
- سطح شیب دار نهایی به دمای پخت/نگهداری مناسب برای سرمایه گذاری و آلیاژ (جدول زیر را ببینید) و خیس برای 1-4 ساعت برای دستیابی به استحکام پوسته و کربن باقیمانده کم.
فرسودگی شغلی توصیه شده / باندهای دمای پخت (معمولی):
| خانواده سرمایه گذاری | فرسودگی معمولی / دمای سینتر (درجه سانتی گراد) | یادداشت ها / هدف |
| چسبانده شده با گچ (گچ) | ~450-750 درجه سانتیگراد | برای آلیاژهای کم ذوب استفاده کنید (فلزات گرانبها). اجتناب کردن >~ 800 درجه سانتیگراد - گچ خشک می شود / ضعیف می شود. |
| سیلیس / سیلیس کلوئیدی (سل های غیر واکنشی) | 800-1000 درجه سانتیگراد | برای فولادهای غیر آهنی عمومی و برخی فولادها خوب است; تنظیم نگه داشتن برای ضخامت پوسته. |
| با پیوند فسفات | 900-1200 درجه سانتیگراد | برای فولادها, سوپرآلیاژهای ضد زنگ و پایه Ni - استحکام گرمایی و نفوذپذیری بالایی را ایجاد می کند. |
| زیرکون / سرمایه گذاری های تقویت شده آلومینا | 1000-1250+ درجه سانتیگراد | برای آلیاژهای راکتیو (از) و دماهای ریزش بالا - واکنش های سرمایه گذاری فلزی را به حداقل برسانید. |
پیش گرم کردن پوسته - دمای هدف, زمان خیساندن و نظارت
هدف: پوسته را به یک توزیع دمای پایدار نزدیک به دمای ریختن بیاورید تا (الف) شوک حرارتی در تماس با مذاب به حداقل می رسد, (ب) پوسته کاملا متخلخل و قوی است, و (ج) تکامل گاز در هنگام ریزش ناچیز است.
راهنمایی کلی
- از قبل تا دمای پایین تر اما نزدیک به دمای ریزش گرم کنید - به طور معمول بین (برای دما - 50 درجه سانتی گراد) و (برای دما - 200 درجه سانتی گراد) بستگی به آلیاژ دارد, توده پوسته و سرمایه گذاری.
- زمان خیساندن: 30 دقیقه → 3 سخنرانی بسته به جرم پوسته و یکنواختی حرارتی مورد نیاز. پوسته های ضخیم تر نیاز به خیساندن طولانی تری دارند.
- یکسان بودن: هدف ± 10-25 درجه سانتیگراد در سراسر سطح پوسته; با ترموکوپل های تعبیه شده یا ترموگرافی IR تأیید کنید.
جدول پیش گرمایش پوسته توصیه شده (عملی):
| آلیاژ / خانواده | دمای معمولی فلز مذاب (درجه سانتی گراد) | پیش گرم کردن پوسته توصیه شده (درجه سانتی گراد) | خیس کن / زمان نگه داشتن | جو & یادداشت ها |
| آلومینیوم (A356, آلیاژهای AlSi) | 610-720 درجه سانتی گراد | 300-400 درجه سانتیگراد | 30-90 دقیقه | هوا یا خشک N2; اطمینان حاصل کنید که پوسته کاملاً خشک است - آلومینیوم در دماهای بالا با کربن آزاد واکنش می دهد; پوسته را با حاشیه راحت در زیر ذوب نگه دارید. |
| مس / برنز / برنج | 900-1090 درجه سانتی گراد | 500-700 درجه سانتیگراد | 30-120 دقیقه | هوا یا N2 بسته به سرمایه گذاری; پوشش های مانع واکنش را کاهش می دهند و پوشش را بهبود می بخشند. |
| فولادهای ضد زنگ (به عنوان مثال, 316L) | 1450-1550 درجه سانتیگراد | 600-800 درجه سانتیگراد | 1-3 ساعت | از سرمایه گذاری های فسفات/آلومینا استفاده کنید; N2/N2-H2 یا اتمسفر کنترل شده را برای محدود کردن اکسیداسیون بیش از حد در نظر بگیرید. |
سوپرآلیاژهای نیکل (اینکونل 718, و غیره) |
1350-1500 درجه سانتیگراد | 750-1000 درجه سانتیگراد | 1-4 ساعت | از سرمایه گذاری های زیرکون/آلومینا با دمای بالا و ذوب خلاء/بی اثر استفاده کنید; پیش گرم کردن پوسته ممکن است برای بهترین تغذیه به دمای ریزش نزدیک شود. |
| تیتانیوم (Ti-6Al-4V) | 1650-1750 درجه سانتی گراد | 800-1000 درجه سانتیگراد (برخی از تمرین ها نزدیکتر پیش گرم می شوند) | 1-4 ساعت | خلاء یا اتمسفر بی اثر مورد نیاز است; از شوینده های سد زیرکونیا استفاده کنید; پوسته را از قبل گرم کنید و در خلاء/بی اثر بریزید تا از حالت آلفا جلوگیری شود. |
در زیر یک جمع و جور است, پیوند جدول عیب یابی عملی عیوب سرمایه گذاری-ریخته گری رایج به علل ریشه ای مرتبط با مواد, بررسی های تشخیصی, و درمان های عملی / پیشگیری.
هنگام بررسی اجراها از آن به عنوان مرجع طبقه فروشگاه استفاده کنید - هر ردیف نوشته شده است تا تکنسین یا مهندس ریخته گری بتواند مراحل تشخیصی را دنبال کند و به سرعت اصلاحات را اعمال کند..
افسانه سریع:INV = سرمایه گذاری (پوسته) مواد / چسب; موم = مواد الگو (یا رزین پرینت سه بعدی); بوته = ظرف/ آستر مذاب.
| نقص | علائم معمولی | علل ریشه ای مرتبط با مواد | بررسی های تشخیصی | راه های درمانی / پیشگیری (مواد & فرآیند) |
| ترک خوردگی پوسته / فوران پوسته | ترک های شعاعی/خطی قابل مشاهده در پوسته, شکستگی پوسته در حین ریختن یا موم زدایی | انبساط موم بالا در مقابل گسترش INV; سرمایه گذاری مرطوب; میعانات به دام افتاده; چسب ناسازگار; نرخ های شیب دار خیلی سریع | خشکی پوسته را بررسی کنید (از دست دادن توده), سیاهه موم را بررسی کنید, نقشه برداری بصری ترک; CT/UT بعد از ریختن در صورت مشکوک بودن | موم زدایی و فرسودگی آهسته در دمای 100 تا 400 درجه سانتیگراد; از منافذ / سوراخ های گریه اطمینان حاصل کنید; به موم سازگار با انبساط کم تغییر دهید; پوسته کاملا خشک شود; نسبت دوغاب / گچ را تنظیم کنید; افزایش ضخامت پوسته یا تغییر چسب برای استحکام مکانیکی |
| تخلخل گاز (سوراخ های دمیدن, سوراخ های سوزنی) | حفره های کروی/نامنظم اغلب نزدیک سطح یا زیر سطح | هیدروژن حاصل از سرمایه گذاری مرطوب; باقی مانده روغن / حلال در موم; گاز زدایی ضعیف مذاب; رطوبت در گچ | مقطع, رادیوگرافی / اشعه ایکس برای تعیین محل منافذ; رطوبت را اندازه گیری کنید (فر خشک کن); تست خاکستر; تجزیه و تحلیل گاز مذاب یا مانیتور اکسیژن/هیدروژن | پوسته ها کاملاً خشک شوند; بهبود موم & خشک شدن طولانی تر; بسوزانند تا ذوب شوند (دوار آرگون); ریختن کمک خلاء; از موم کم خاکستر استفاده کنید; گچ مرطوب را از بین ببرید و رطوبت را کنترل کنید |
سوراخ های سطحی / سوراخ کردن |
گودال های سطحی کوچک, اغلب در تمام سطح | کربن باقی مانده ریز / واکنش بایندر; دوغاب نهایی/عیار گچبری ضعیف; آلودگی سرمایه گذاری | بصری/SEM مورفولوژی گودال; تست محتوای خاکستر (هدف ≤0.1 درصد وزنی برای آلیاژهای حساس); اندازه ذرات گچ نهایی را بررسی کنید | از پوشش نهایی گچبری ظریف تر استفاده کنید; بهبود کنترل مخلوط دوغاب; برای کاهش کربن باقیمانده، زمان فرسودگی را افزایش دهید; از شستشوی مانع استفاده کنید (زیرکون/آلومینا) برای آلیاژهای راکتیو |
| اجزاء اکسید / گیر افتادن تفاله | اجزاء تیره پراکنده, خطوط سرباره, دلمه های سطحی | اکسید کردن پوست روی مذاب به دلیل ریزش آهسته / جو اکسید کننده; بوته آلوده یا فلکسی وجود ندارد | فلز شناسی; بازرسی فیلتر / ملاقه; بصری سطح مذاب; گرفتگی فیلتر | از فیلتراسیون سرامیکی و اسکیمینگ استفاده کنید; در صورت لزوم در اتمسفر بی اثر یا کنترل شده بریزید; پوشش یا پوشش بوته را تغییر دهید; کنترل و شار شارژ دقیق تر |
لایه واکنش شیمیایی (مورد آلفا, واکنش بین سطحی) |
شکننده اکسید شده / لایه واکنش روی سطح فلز, سطح مکانیکی ضعیف | شیمی INV با مذاب واکنش می دهد (Ti/Al در مقابل سیلیس); جذب کربن از بایندر; ورود اکسیژن | متالوگرافی مقطعی; اندازه گیری عمق لایه واکنش; XRF برای اکسیژن/کربن | از لایه های شستشوی سد زیرکون/آلومینا استفاده کنید; ذوب خلاء/بی اثر & ریختن; تغییر سرمایه گذاری به سیستم غنی از زیرکونیا; کربن باقیمانده را کاهش دهید (فرسودگی طولانی تر) |
| پر ناقص / سرد می بندد / سوء هاضمه | هندسه گم شده, درزها, خطوط ذوب شده, بخش های نازک ناقص | سیالیت ضعیف آلیاژ برای سرمایه گذاری / جرم حرارتی انتخاب شده; دمای ریزش کم یا اتلاف حرارت زیاد به پوسته سرد; عدم تطابق انقباض موم | بازرسی بصری, تجزیه و تحلیل دروازه, تصویربرداری حرارتی از یکنواختی پیش گرمای پوسته | دمای ریزش را در مشخصات آلیاژ افزایش دهید; پوسته را به دمای ریختن نزدیکتر کنید; بهینه سازی دروازه/تهویه; آلیاژ با سیالیت بالاتر یا طرح هیت سینک/سرد را انتخاب کنید; ویژگی های دیوار نازک را کاهش دهید یا از فرآیندهای مختلف استفاده کنید (وابسته به مرکز) |
پاره شدن داغ / ترک |
ترک های نامنظم در مقاطع پر تنش که در انجماد رخ می دهد | سرمایه گذاری انقباض را محدود می کند (خیلی سفت و سخت); آلیاژ دارای دامنه انجماد گسترده است; طراحی سرد/بالاساز ناسازگار | محل ترک را نسبت به مسیر انجماد بررسی کنید; بررسی شبیه سازی حرارتی | بازطراحی هندسه (فیله را اضافه کنید, تغییر ضخامت بخش); راهاندازی و رایزر را برای تقویت انجماد جهت تنظیم کنید; آلیاژ جایگزین با محدوده انجماد باریکتر را در نظر بگیرید |
| پرداخت سطحی ضعیف / بافت دانه دار | سطح ریخته گری ناهموار یا دانه دار, پولیش پذیری ضعیف | گچ بری نهایی درشت یا دوغاب تهاجمی; آلودگی در سرمایه گذاری; پوشش های دوغاب نهایی ناکافی | Ra را اندازه گیری کنید, اندازه ذرات گچ نهایی را بررسی کنید, تجزیه و تحلیل جامدات دوغاب/الک را بررسی کنید | از پوشش نهایی/سنگ ریزتر استفاده کنید, افزایش تعداد لایه های دوغاب ریز/گچ, بهبود تمیزی دوغاب و اختلاط, گرد و غبار محیط و جابجایی را کنترل کنید |
خطای ابعادی / پیچیدگی (اعوجاج انقباض) |
ویژگی های خارج از تحمل, تاب برداشتن بعد از ریختن/خنک شدن | انقباض الگوی موم جبران نشده است; انبساط پوسته دیفرانسیل; برنامه فرسودگی/سینتر اشتباه | دیم های الگو را با پوسته مقایسه کنید; سوابق انبساط حرارتی; TC ها در پوسته در طول فرسودگی شغلی | کالیبره کردن کمک هزینه موم / کوچک کردن; جبران انبساط حرارتی فرسودگی را تنظیم کنید; تغییر ساخت پوسته (لایه های پشتی سفت تر) و استراتژی پیش گرمایش; شامل فیکسچر/گیره در هنگام خنک شدن است |
| تغییر هسته / ناهماهنگی داخلی | معابر داخلی خارج از محور, دیوارهای نازکی که هسته حرکت می کرد | مواد هسته سرامیکی ضعیف یا پشتیبانی ضعیف هسته در مونتاژ موم; عدم تطابق چسبندگی هسته/سرمایه گذاری | قطعات را برش دهید یا از سی تی/اشعه ایکس استفاده کنید; استحکام سبز هسته و چسبندگی را بررسی کنید | سفتی هسته را افزایش دهید (بایندر رزین را تغییر دهید یا تکیه گاه های چوبی را اضافه کنید); بهبود ویژگی های اصلی صندلی; لایه بندی پوسته گچ بری را برای قفل کردن هسته تنظیم کنید; هسته ها را به درستی درمان کنید |
آلودگی / پیکاپ کربن در فلز |
رگه های تیره, کاهش شکل پذیری; تخلخل هیدروژنی | کربن حاصل از موم یا تجزیه سرمایه گذاری, پوشش بوته آلوده | آنالیز کربن/اکسیژن (لکو), ریزساختار بصری, تست خاکستر | از موم کم خاکستر استفاده کنید; افزایش فرسودگی شغلی; از بوته پوشش دار یا جایگزین استفاده کنید; ذوب خلاء/بی اثر & ریختن; بهبود فیلتراسیون و گاز زدایی |
| پوسته پوسته شدن ناشی از رطوبت باقیمانده / انفجارهای بخار | ترکیدگی پوسته موضعی / فوران شدید در تماس اولیه فلز | سرمایه گذاری مرطوب یا میعانات موم به دام افتاده | کاهش وزن پس از خشک شدن را اندازه گیری کنید; بررسی سنسور خشک کن و رطوبت | پوسته ها را خشک کنید تا رطوبت را هدف قرار دهید (در دستورالعمل کار مشخص کنید), موم کنترل شده آهسته, اجازه دهید زمان خشک شدن کافی باشد, قبل از ریختن آب را از قبل گرم کنید تا آب را خارج کند |
12. زیست محیطی, سلامتی & ملاحظات ایمنی; بازیافت & حمل و نقل زباله
خطرات کلیدی
- سیلیس کریستالی قابل تنفس (RCS) از گچ و گرد و غبار سرمایه گذاری - به شدت کنترل می شود (تنفس کنندگان, اگزوز محلی, روش های مرطوب).
- دود ناشی از فرسودگی - مواد آلی قابل احتراق; کنترل با تهویه و اکسید کننده های حرارتی.
- خطرات فلز مذاب - پاشیده شدن, می سوزد; پروتکل های PPE و ملاقه.
- خطرات فلزی واکنش پذیر (از, Mg) - خطر آتش سوزی در حضور اکسیژن; برای ذوب/ریختن به محیط های بدون اکسیژن نیاز دارید.
- دفع پوسته داغ - خطرات حرارتی و شیمیایی.
زباله & بازیافت
- ضایعات فلزی معمولاً بازیابی و بازیافت می شود - مزیت اصلی پایداری.
- سرمایه گذاری استفاده شده قابل بازپس گیری است (جداسازی دوغاب, سانتریفیوژ) و نسوز قابل استفاده مجدد بازیافت شد (اما مراقب آلودگی و جریمه باشید).
- سرمایه گذاری صرف شده و گرد و غبار فیلتر ممکن است بسته به شیمی بایندر طبقه بندی شوند - مدیریت دفع طبق مقررات محلی.
13. ماتریس انتخاب عملی & چک لیست تدارکات
ماتریس انتخاب سریع (سطح بالا)
- جواهرات / آلیاژهای با دمای پایین: پارافین / موم میکرو کریستالی + سرمایه گذاری گچ + موم بخار.
- برنز عمومی / برنجی / آلیاژهای مس: مخلوط موم + سرمایه گذاری سیلیس/فسفات + ریختن خلاء یا بی اثر توصیه می شود.
- آلیاژهای آلومینیوم: موم + سرمایه گذاری های سلی سیلیس/کلوئیدی فرموله شده برای Al + پوسته های خشک + جو بی اثر یا کنترل شده + بوته مناسب (SiC/گرافیت با پوشش).
- ضد زنگ, آلیاژهای نیکل: موم + سرمایه گذاری فسفات یا آلومینا/زیرکون + دمای زینتر پوسته بالا + ذوب خلاء/بی اثر & تصفیه.
- تیتانیوم: موم یا الگوی چاپ شده + سرمایه گذاری سد زیرکونیا/آلومینا + ذوب خلاء و ریختن + کت های سد زیرکن + بوته های مخصوص.
تدارکات & چک لیست نقاشی (موارد ضروری)
- مشخصات آلیاژ و خواص مکانیکی/خوردگی مورد نیاز.
- هدف پایان سطح (Ra) و الزامات آرایشی.
- تحمل های ابعادی & داده های بحرانی (شناسایی چهره های ماشین کاری شده).
- نوع پوسته (خانواده سرمایه گذاری) و حداقل ضخامت پوسته.
- محدودیت های برنامه فرسودگی شغلی (در صورت وجود) و پنجره دمای پیش گرم/ریختن.
- NDT & پذیرش (رادیوگرافی %, تست فشار/نشت, نمونه برداری مکانیکی).
- روش ریخته گری (گرانش / وابسته به مرکز / خلاء / فشار) و جو در حال ذوب (هوا / آرگون / خلاء).
- مصلوب & الزامات فیلتراسیون (فیلتر سرامیکی, محدودیت های مواد بوته).
- زباله & انتظارات بازیافت (بازپس گیری سرمایه گذاری %).
- ایمنی & پروفایل ریسک (بند فلزات راکتیو, نیازهای مجوز).
14. نتیجه گیری
انتخاب مواد در ریختهگری موم گمشده، گسترهای وسیع و چند رشتهای است: هر ماده - موم, سرمایه گذاری, گچ کاری, هسته, بوته و آلیاژ - نقش عملکردی در حرارت دارد, فعل و انفعالات شیمیایی و مکانیکی.
انتخاب مواد با توجه به شیمی مذاب و دمای آلیاژ, مورد نیاز است پرداخت سطح, قابل قبول تخلخل, و پس پردازش.
برای آلیاژهای واکنش پذیر یا با دمای بالا (تیتانیوم, سوپرآلیاژهای نیکل), سرمایه گذاری در سرمایه گذاری های تخصصی (زیرکونیا/آلومینا), ذوب خلاء و پوشش های مانع.
برای جواهرات و آلیاژهای کم دما, سرمایه گذاری های گچ و گچ بری ریز به پایان و دقت فوق العاده ای می دهند.
همکاری اولیه بین طراحی, تیم های الگوسازی و ریخته گری برای قفل کردن مجموعه مواد مناسب برای اطمینان ضروری است, تولید پر بازده.
سوالات متداول
چگونه سرمایه گذاری برای ریخته گری ضد زنگ انتخاب کنم؟?
انتخاب a متصل به فسفات یا آلومینا/زیرکون سرمایه گذاری تقویت شده بالاتر از مایع آلیاژ شما و با استحکام گرم کافی; نیاز به یک برنامه پخت پوسته دارد که قبل از ریختن به دمای پوسته 1000 تا 1200 درجه سانتیگراد برسد..
آیا می توانم از سرمایه گذاری معمولی گچ برای آلومینیوم استفاده کنم؟?
خیر. سرمایه گذاری های گچ در دماهای نسبتاً پایین نرم و شکسته می شوند; آلومینیوم نیاز به سرمایه گذاری هایی دارد که برای فلزات غیر آهنی فرموله شده و برای رسیدگی به شرایط خاص حرارتی و شیمیایی مذاب Al طراحی شده است..
چرا ریختهگریهای تیتانیوم یک مورد آلفا ایجاد میکنند؟?
آلفا مورد یک لایه سطحی شکننده غنی شده با اکسیژن است که در اثر واکنش تیتانیوم با اکسیژن در دمای بالا ایجاد می شود..
با استفاده از پوشش های سد زیرکونیا/آلومینا آن را کاهش دهید, فضاهای جاروبرقی یا آرگون و تمیز کردن, سرمایه گذاری های خشک.
آیا بازپس گیری سرمایه گذاری مقرون به صرفه است؟?
بله - بسیاری از ریخته گری ها جریمه های سرمایه گذاری و مواد درشت را از طریق جداسازی دوغاب بازیابی و بازیافت می کنند., سانتریفیوژها و احیای حرارتی.
اقتصاد به توان عملیاتی و آلودگی بستگی دارد.
از چه بوته ای برای برنز در مقابل تیتانیوم استفاده کنم?
برنز: بوته های گرافیتی یا SiC با پوشش اغلب کار می کنند.
تیتانیوم: از بی اثر استفاده کنید, بوته های غیر کربنی و سیستم های ذوب القایی با خلاء یا سرد - بوته های گرافیتی معمولی واکنش نشان داده و Ti را آلوده می کنند..
مقرون به صرفه ترین سیستم نسوز برای ریخته گری آلومینیوم چیست؟?
ماسه سیلیس (کل) + لیوان آب (کلاسور) هزینه 50 تا 60 درصد کمتر از سیستم های سلیکا سل زیرکون است, و نقطه ذوب پایین آلومینیوم (615درجه سانتی گراد) از واکنش با سیلیس جلوگیری می کند - ایده آل برای حجم بالا, قطعات آلومینیومی ارزان قیمت.
نحوه بازیافت موم موم زدایی شده?
موم موم زدایی شده از طریق توری 5 تا 10 میکرومتری فیلتر می شود تا ناخالصی ها از بین برود, تا 80 تا 100 درجه سانتیگراد حرارت داده شود تا همگن شود, و 5 تا 8 بار استفاده مجدد شد.
موم بازیافتی را حفظ می کند 95% از عملکرد اصلی و کاهش هزینه های مواد توسط 30%.



