چرا ریخته گری سرمایه گذاری سیلیس را انتخاب کنید?

مقدمه

موم گمشده ریخته گری سرمایه گذاری یکی از قدیمی ترین فرآیندهای دقیق فلزی در جهان است, با ریشه های کشش 5000 سال.

در این روش, یک الگوی موم دقیق (اغلب موم زنبور عسل در دوران باستان) در لایه هایی از مواد نسوز ریز محصور شده است; بعد از ذوب شدن موم ("گمشده"), فلز مذاب قالب سرامیکی حاصل را پر می کند.

ریخته گری سرمایه گذاری مدرن بر این سنت بنا شده است, با استفاده از موم های پیشرفته, نسوز و آلیاژ برای دستیابی دقت بالا و اشکال پیچیده.

یک نوآوری مهم توسعه است کلوئیدی (سیلیس سیلی) بنده برای پوسته سرامیکی.

سیلیس کلوئیدی, پراکندگی آبی Sio₂ آبی, پیوندهای دائمی با دمای بالا را ایجاد می کند که قدرتمند ایجاد می کنند, پوسته های با استحکام بالا.

از دهه 1980, سیلیس سول در ریخته گری دقیق به انتخاب انتخاب شده است, جایگزینی سیستم های اتیل سیلیکات قابل اشتعال.

پوسته های سیلیس-سیلیس را می توان با شلیک فلاش به جای خاموش کردن آب ، از بین برد, و مقاومت در برابر 2000 درجه سانتیگراد در حین فرسودگی.

این خصوصیات عملکرد دارند پایان سطح استثنایی, تحمل های تنگ, و جزئیات, ساخت ریخته گری سیلیس برای اجزای رده بالا.

ریخته گری سرمایه گذاری سیلیس چیست

ریخته گری سرمایه گذاری Silica-Sol نوعی ریخته گری موم گمشده است که در آن قالب سرامیک کاملاً از یک تشکیل شده است دوغاب چسب سیلیس و پودرهای نسوز خوب (اغلب آرد زیرکون یا آلومینا).

در عمل, الگوهای موم تزریق می شوند و به "درخت" مونتاژ می شوند,"سپس به طور مکرر با یک کلوئید سیلیس-سیلیس پوشانده و با آرد نسوز برای ساخت پوسته سرامیکی گچ زده شد.

پس از رسیدن پوسته به ضخامت مورد نیاز, مونتاژ خشک و آبش می شود (اغلب در یک اتوکلاو بخار یا کوره), ترک یک قالب توخالی.

سپس قالب در دمای بالا پخت می شود (>1000 درجه سانتی گراد), و فلز مذاب در آن ریخته می شود. پس از خنک شدن, پوسته سرامیکی برای آشکار کردن قطعات دقیق ریخته گری شکسته شده است.

برخلاف سایر روشهای سرمایه گذاری, اتصال دهنده های سیلیس سیلیس به جای اتصال دهنده های قلیایی یا آلی از سیلیس کلوئیدی مبتنی بر آب استفاده کنید.

این کتهای نسوز فوق العاده جسمی را قادر می سازد (اندازه ذرات 10-20 میکرومتر) و تقریباً پوسته های یکپارچه.

فرآیندهای سیلیس-SOL اکنون استاندارد صنعت برای برنامه های کاربردی هستند دقت بالا و کیفیت سطح, از تیغه های توربین گرفته تا کاشت جراحی.

شیمی سیلیس سیلیس & مواد

یک اتصال دهنده معمولی سیلیس یک است سیلیس کلوئیدی آبی تدوین (نانوذرات Sio₂ در آب), غالباً 30-40 درصد وزنی جامد مواد جامد.

ذرات سیلیس تقریباً 10-50 نانومتر قطر دارند و بار سطح آن را حمل می کنند (pH توسط قلیایی تثبیت شده است).

اتصال دهنده های تجاری بیشتر با مواد افزودنی برای بهینه سازی عملکرد اصلاح می شوند.

به عنوان مثال, هیدروکسید سدیم یا سیلیکات سدیم ممکن است pH را برای پایداری تنظیم کند, در حالی که آلژناتها یا نمکهای آلومینیومی کنترل ژل اضافی را ارائه می دهند.

مواد افزودنی پلیمری (مانند PVA, لاتکس, یا آدامس Welan) می تواند گنجانده شود (0-3 ~) برای بهبود قدرت مرطوب, سختی ژل چسب, و انعطاف پذیری پوسته.

این مؤلفه ها به نگه داشتن ذرات سیلیس به حالت تعلیق کمک می کنند, از تنظیمات مداوم اطمینان حاصل کنید, و از ترک خوردگی در هنگام خشک شدن جلوگیری کنید.

ویژگی های عملکرد از اتصال دهنده های سیلیس-سیلیس شامل:

• قدرت پیوند زیاد: در خشک کردن/کلسینگ, سیلیس کلوئیدی یک ماتریس شیشه ای سفت و سخت را تشکیل می دهد که غلات نسوز را محکم پیوند می دهد. این پوسته هایی با استحکام مکانیکی بالا تولید می کند (هر دو سبز و اخراج شده).
• ثبات حرارتی: سیلیس آمورف در برابر تغییر شکل تا نقطه نرم آن مقاومت می کند (1200 درجه سانتیگراد) و حتی در دمای بالاتر نیز مینترست, کمک به پوسته در حین ریخته گری.
• کنترل ژل: شیمی به گونه ای تنظیم شده است که دوغاب در هنگام غوطه ور شدن مایعات باقی بماند اما ژل ها به طور یکنواخت هنگام خشک شدن. مواد افزودنی مانند مقادیر کمی از لاتکس یا نشاسته اصلاح شده می توانند زمان ژل را آهسته یا انعطاف پذیری را کاهش دهند.
• فرسودگی شغلی تمیز: از آنجا که چسب مبتنی بر آب است, هیچ ارگانیک قابل اشتعال وجود ندارد. در حین شبنم/فرسودگی شغلی, هیچ دود سمی آزاد نمی شود (برخلاف اتصال دهنده های مبتنی بر الکل.

مربوط به سازگاری, آلیاژهای موم مورد استفاده برای الگوهای (معمولاً ترکیبی از پارافین, موم ریزگرد, پلاستیک ها) نباید حاوی مواد افزودنی مهاجرت باشد که به پوسته آسیب می رساند.

سازنده های موم اطمینان حاصل می کنند که عوامل انتشار قالب در پیوند سیلیس تداخل ندارند.

برای موارد تخصصی (به عنوان مثال. آلیاژهای بسیار واکنش پذیر), ممکن است از پوسته های سیلیس جلوگیری شود, اما برای بیشتر فولادها و آلیاژها, هیچ مسئله آلودگی وجود ندارد.

مواد افزودنی نسوز:

علاوه بر آرد سیلیس (کوارتز) در دوغاب, پرکننده های بی اثر مانند سیلیکات زیرکونیوم (زیرکون) آرد و آلومینا مشترک هستند.

آرد زیرکون (به طور معمول 200-350 مش Zrsio₄) ثبات عالی نسوز را فراهم می کند و با گسترش حرارتی اتصال سیلیس مطابقت دارد.

متراکم, ذرات ریز به بسته بندی پوسته و انتقال گرما کمک می کنند, و آنها به دوغاب "مرطوب" جزئیات ریز بدون رسوب کمک می کنند.

آلومینا (جدلی Al₂o₃, مش 50-325 پوند) ممکن است برای تقویت بیشتر مقاومت پوسته و مقاومت در برابر شوک حرارتی اضافه شود.

به عنوان مثال, آلومینای جدولی غیر واکنشی است, افزودنی با چگالی بالا که ارزان است و تخلخل را کاهش می دهد.

برخی از فرآیندها حتی از دانه های کاربید سیلیکون برای حفظ گرما در قالب استفاده می کنند. در مجموع, شیمی سیلیس سیلی برای تولید بادوام مهندسی شده است, پوسته باشکوهی که مطابق با الزامات فنی این قسمت است.

جریان فرآیند & پارامترهای فنی

1. تولید الگوی موم:

مین های فلزی برای تزریق نسخه موم قسمت از قسمت استفاده می شود (یا الگوهای رزین با چاپ سه بعدی می توانند جایگزین شوند).

قطعات پیچیده ممکن است از چندین بخش موم استفاده شده به یکدیگر استفاده کنند. الگوهای بسیار تمیز و از نظر ابعادی دقیق نگه داشته می شوند.

2. مونتاژ & دروازه:

الگوهای موم روی درختی با دروازه مونتاژ می شوند, دوندگان و یک جام ریختن. طرح دروازه برای ترویج جریان فلز یکنواخت و به حداقل رساندن تلاطم طراحی شده است.

چند قسمت (اغلب <0.1–50 کیلوگرم هرکدام) در هر درخت ریخته می شوند.

3. پوشش پوسته (غوطه ور و گچ):

درخت موم درون دوغاب چسب سیلیس-سیلیس فرو می رود تا کل سطح خیس شود. سپس گرد و غبار می شود ("گچ کاری") با آرد زیرکون و/یا سیلیس (معمولاً 200-325 مش).

دوغاب جزئیات سطح را پر می کند و آرد در چسب قرار می دهد. این روند تکرار می شود: بعد از خشک شدن, کتهای اضافی چسب و نسوز اعمال می شود.

یک دنباله معمولی یک "کت صورت" است (دوغاب فوق العاده + گچ کاری خوب) به دنبال آن 4-8 "کتهای پشتی" دانه درشت به تدریج.

هر کت مجاز به ژل و سپس جزئی هوا قبل از غرق شدن بعدی است. در بعضی از مغازه ها, اجاق ها یا اتاق های رطوبت کنترل شده خشک شدن بین لایه ها را تسریع می کنند.

تعداد لایه ها به اندازه قسمت بستگی دارد, فلز ریخته شده, و ضخامت پوسته مورد نیاز.

یک پوسته تمام شده معمولاً دارای سطحی از دانه های 10-20 میکرومتر است (برای یک پایان بسیار صاف) با ضخامت کلی به ترتیب 5-10 میلی متر.

4. خشک کردن:

بعد از کت نهایی, پوسته کاملاً خشک شده است (گاهی اوقات شبانه در دمای 60 تا 12 درجه سانتیگراد) برای اطمینان از برداشتن همه آب.

خشک کردن مناسب بسیار مهم است: این اجازه می دهد تا سیلیس به طور یکنواخت ژل شود و از انفجار بخار در طول شبنم جلوگیری کند. پوسته های کاملاً خشک تنش های حرارتی مرحله شبنم را کنترل می کنند.

5. موهای زائد:

مونتاژ پوسته به یک محفظه شبنم منتقل می شود. در فرآیندهای سیلیس-سیلی, این اغلب یک است اتوکلاو بخار یا فر هوای گرم (200-300 درجه سانتیگراد).

موم مایع شده و/یا تبخیر شده و از قالب تخلیه شده است. زیرا سرامیک از قبل گرم شده است, تقریباً تمام موم به سرعت برداشته می شوند.

آب گیری اتوکلاو برای درختان بزرگ یا پیچیده ترجیح داده می شود, همانطور که بخار تحت فشار می تواند موم را از هسته های عمیق و بخش های نازک استخراج کند.

(توجه داشته باشید: برخی از فرآیندهای دیگر از غوطه وری در آب جوش استفاده می کنند ("آب شبنم آب"), اما این به طور کلی با پوسته های سیلیس سفت و سخت استفاده نمی شود).

6. شلیک/گرم کردن:

با موم رفته, پوسته ها تحت یک چرخه شلیک با درجه حرارت بالا قرار می گیرند تا هرگونه چسبنده باقی مانده را بسوزانند و سیلیس را سینتر کنند.

این کار به طور معمول در کوره های بنزین یا کوره های برقی انجام می شود, طی چند ساعت تا 800-1100 درجه سانتیگراد. گرمای گرم پوسته را تقویت کرده و باقیمانده های ارگانیک را از بین می برد.

شلیک مناسب همچنین رطوبت و کربنات را از بین می برد, ترک سخت, کاملاً قالب سرامیکی. این مرحله ممکن است به دو مرحله تقسیم شود (به عنوان مثال. 300 درجه سانتیگراد نگه دارید, سپس نهایی در 1000 درجه سانتی گراد).

7. ریختن:

درست قبل از ریختن, پوسته تا دما آورده شده است (اغلب 200-600 درجه سانتیگراد) در یک فر از قبل گرم برای اطمینان از ثبات بعدی.

فلز ذوب شده (فولاد, سوپالکوی, و غیره) در کوره های صلیبی یا القایی تهیه شده و بالای مایع آن گرم شده است.

برای آلیاژهای بحرانی (مبتنی بر NI, تیتانیوم), از ذوب خلاء یا سینی های گاز بی اثر برای به حداقل رساندن اجزا استفاده می شود.

سپس فلز درون قالب گرم ریخته می شود (توسط گرانش یا کمک خلاء) با نرخ کنترل شده.

پوسته داغ به استحکام مستقیم به سمت داخل کمک می کند, بهبود دقت. اسپری/دونده بزرگ ("Risers") ریخته گری را همانطور که کوچک می شود تغذیه کنید.

دمای ریختن معمولی ممکن است به ترتیب 1450-1600 درجه سانتیگراد برای فولادها یا 1500-1700 درجه سانتیگراد برای Ni-Aloys باشد. در حین ریختن, تهویه در نزدیکی پوسته اجازه می دهد تا هرگونه گاز سوختگی یا فلاش موم با خیال راحت فرار کند.

8. خنک کننده و لرزش:

پس از پر شدن قالب, این فلز مجاز به جامد شدن و خنک شدن است (اغلب بیش از ده ها دقیقه تا ساعت, بستگی به جرم دارد).

ریخته گری های سرمایه گذاری معمولاً نسبتاً سریع از طریق بخش های نازک خنک می شوند. یک بار جامد, قالب سرامیکی از بین می رود (ارتعاش یا زدم).

درختان بزرگ اغلب برای از بین بردن سرامیک مورد ضرب و شتم قرار می گیرند, و ریخته گری ها با استفاده از اره از دروازه جدا شدند, اسکنه یا تراشه. خردهای دروازه متصل تا حد ممکن نزدیک به ریخته گری قطع می شوند.

9. تمیز کردن و اتمام:

قطعات بازیگران خشن سپس تمیز و بازرسی می شوند. سنگ زنی یا ماشینکاری ، خرد های دروازه باقیمانده و هر باله های سطحی را از بین می برد.

ماشینکاری بعدی بعدی, پرداخت یا پوشش در صورت لزوم انجام می شود. در صورت لزوم, عملیات حرارتی (به عنوان مثال. آنیل راه حل, سانتر) در این مرحله برای توسعه خصوصیات مکانیکی نهایی استفاده می شود.

در طول جریان, مراقب کنترل فرآیند ضروری است. به عنوان مثال, ویسکوزیته دوغم, نرخ خوراک گچبری, منحنی های خشک کن, و پروفایل های شلیک برای حفظ قوام کنترل می شوند.

طراحی دروازه و پارامترهای ریختن بهینه شده است (اغلب از طریق شبیه سازی) برای جلوگیری از تخلخل و اطمینان از پر کردن قالب کامل.

نتیجه یک فرآیند ریخته گری است که قادر به تبدیل الگوهای پیچیده موم به قطعات فلزی با یکپارچگی بالا است.

تأثیرات متالورژیکی & خواص مکانیکی

پوسته سرامیکی قوی یک ریخته گری سیلیس-سیلی شیب حرارتی در حین استحکام.

رابط کاربری با پوسته داغ به سرعت گرما را گرم می کند, بنابراین فلز در نزدیکی دیوارهای قالب ابتدا خنک می شود و یک دانه ریز تشکیل می دهد, غالباً ساختار ستونی در داخل رشد می کند.

این جامد سازی جهت می تواند ساختارهای دانه ای مطلوب داشته باشد (به عنوان مثال. هسته ها و لبه های ستونی) این قدرت را تقویت می کند.

به طور کلی, ریخته گری های سرمایه گذاری دارای ریزساختارهای قابل مقایسه با معادل های جعلی یا فرفورژه هستند, اگرچه جزئیات به آلیاژ و نرخ خنک کننده بستگی دارد.

خصوصیات مکانیکی معمولی خاص آلیاژ هستند, اما آلیاژهای سرمایه گذاری سرمایه گذاری اغلب به دست می آیند نقاط قوت کششی به ترتیب چند صد تا بیش از هزار MPa.

به عنوان مثال, فولادهای ضد زنگ بازیگران (مانند AISI 316L/CF8M) ممکن است نقاط قوت کششی نهایی 500-700 MPa با کشیدگی 20-40 ٪ نشان دهد, در حالی که فولادهای سخت کننده بارش یا Ni-Superalloys می توانند از 900-1200 MPa پس از عملیات حرارتی تجاوز کنند.

سختی به همین ترتیب از هنجارهای آلیاژ نیز پیروی می کند (به عنوان مثال. ~ HRC 15-30 برای فولادهای ریخته گری).

آلیاژهای آلومینیوم یا آلومینیوم با دقت رفتار رفتار انعطاف پذیر دارند (به عنوان مثال. al سرمایه گذاری های سرمایه گذاری 300 پوند MPa UTS) در صورت کنترل اندازه دانه با عملکرد خستگی خوب.

یک مزیت اصلی ریخته گری سیلیس تأثیر آن بر آن است یکپارچگی. زیرا پوسته ها در دمای بالا شلیک می شوند و با سوزاندن موم می شوند, گرفتاری رطوبت (و در نتیجه تخلخل) به حداقل می رسد.

رشته هایی مانند ذوب خلاء را پردازش کنید, فیلترهای کف سرامیکی, و کنترل های ریخته ای محکم باعث کاهش بیشتر اجزاء و منافذ می شوند.

در عمل, قطعات واجد شرایط سرمایه گذاری ریخته گری غالباً تخلخل بسیار کمی را نشان می دهد (<0.5%) وقتی به درستی ریخته شد.

تست های غیر مخرب (NDT) مانند اشعه ایکس یا بازرسی اولتراسونیک برای تأیید صدای داخلی استفاده می شود. در صورت بروز هرگونه انقباض یا تخلخل, این معمولاً در مکان های ایزوله شده است نه در بخش های نازک بحرانی.

اجزاء میکروسفر شیشه ای اساساً در پوسته های سیلیس-سیلیس وجود ندارد, برخلاف برخی فرآیندهای شیشه ای آب.

در کل, قطعات بازیگران در قالب های سرمایه گذاری سیلیس-Sol به دست می رسند عملکرد مکانیکی به طور همزمان با بخشش یا سهام فرفورژه همان آلیاژ, مخصوصاً هنگام تصفیه گرما.

کشنده, بازده, و مقادیر تأثیرگذاری به طور کلی استانداردهای مربوطه را برای هر آلیاژ رعایت می کنند. (به عنوان مثال, انبار سرمایه گذاری 17-4 فولاد pH پس از پیری می تواند به کششی 1300-1500 مگاپاسکال برسد, مشابه ساخته شده)

به طور خلاصه, کنترل پوسته ریز و شرایط ذوب تمیز قطعات عملکرد ریخته گری سیلیس با استحکام عالی, انعطاف پذیری و سختی.

دقت ابعادی & کیفیت سطح

بازیگران سرمایه گذاری سیلیس-سیلیس مشهور است تحمل های محکم و پایان های خوب. معمولی به عنوان ریخته گری تحمل خطی در ISO هستند 8062 دامنه CT5-CT6.

به عنوان مثال, یکی از ریخته گری ها خاطرنشان می کند که ابعاد بزرگ (تا 300 میلی متر پوند) تا 0.1 میلی متر پوند نگه داشته می شوند (CT5).

یک منبع مستقل تأیید می کند که ریخته گری های شیشه ای در CT7-CT8 اجرا می شود, در حالی که ریخته گری های سیلیس به طور معمول به CT5-CT6 می رسند.

از نظر عملی, این بدان معنی است که بیشترین ابعاد در قسمت سیلیس-Sol را می توان در چند دهم از یک میلی متر بدون ماشینکاری اعتماد کرد.

بسیاری از شرکت ها کمک هزینه ماشینکاری را نقل می کنند <0.2 MM برای قطعات سرمایه گذاری سرمایه گذاری, و در کارهای با دقت بالا, شاخص های CP/CPK >1.33 اغلب در ابعاد کلیدی هدف قرار می گیرند.

زبری سطح همچنین عالی است. as as-cast به طور معمول به ترتیب 3-6 میکرومتر است (125-250 میکروین), که یک پایان آسیاب شده است.

فروشگاه های باتجربه گزارش 60-200 میکروین (1.5-5.1 میکرومتر) در بیشتر مناطق. با بهترین مخلوط های گچ (به سمت 325 زیرکون مش) و فرو رفتن آهسته, سطوح به اندازه صاف به عنوان 0.4-1.6 میکرومتر RA قابل دستیابی است.

این کیفیت نزدیک آینه اغلب از بین می رود (یا بسیار کاهش می یابد) نیاز به ماشینکاری یا پولیش پس از ریخته گری.

قوانین طراحی هندسی در مقایسه با, بگو, ریخته گری شن و ماسه. دیواره های سرامیکی نازک و اعوجاج کم به بخش های بسیار نازک و زاویه های تیز اجازه می دهد.

حداقل ضخامت دیوار به ترتیب 1-3 میلی متر برای بیشتر فلزات است (حتی در موارد خاص حتی به 0.5 میلی متر پوند کاهش می یابد).

حداقل شعاع گوشه ای از 1 میلی متر یا بیشتر ترجیح داده می شود, اگرچه حداقل شعاع ابزار (حتی گوشه های تیز) از آنجا که پوسته از چنین ویژگی هایی جدا می شود ، می توان در آن بازی کرد.

دستورالعمل های طراحی توصیه می کنند فیله های بزرگ و شعاع در هر کجا ممکن است برای کاهش غلظت استرس و کمک به یکپارچگی پوسته.

برخلاف قالب های شن, زاویه های پیش نویس معمولاً مورد نیاز نیستند; در واقع, قوانین طراحی اغلب اجازه می دهند صفر یا پیش نویس نزدیک صفر در چهره های عمودی, از آنجا که موم به اندازه کافی کوچک می شود تا از قالب آزاد شود.

(در عمل, یک پیش نویس کوچک از 0.5-1 درجه هنوز در قسمت های پیچیده برای برداشتن آسان تر موم استفاده می شود, اما بسیار کمتر از سایر انواع قالب است.)

به طور خلاصه, مهندسان می توانند انتظار داشته باشند که قطعات سرمایه گذاری بیرون بیاید شکل نزدیک شبکه, با دقت بعدی در محدوده 0.02-0.1 میلی متر, و سطح به اندازه RA 2-6 میکرومتر بدون ماشینکاری به پایان می رسد.

تحمل مجاز نهایی (به عنوان مثال. IT7 - IT9 از نظر ISO) به طور معمول در اکثر ویژگی ها حاصل می شود.

کنترل کیفیت & آزمایش غیر مخرب

تضمین کیفیت در ریخته گری سرمایه گذاری شامل بازرسی های متعدد در هر دو پوسته و ریخته گری نهایی است.

قبل از ریختن, پوسته های بحرانی ممکن است به صورت میکروسکوپی یا با اسکنرهای اولتراسونیک مورد بازرسی قرار گیرند تا حفره های داخلی یا ترک ها را تشخیص دهند.

در حین توسعه فرآیند, پوسته های نمونه اغلب برای تأیید یکنواختی و ضخامت پوشش باز می شوند.

بعد از ریخته گری, بازرسی بعدی (به طور معمول توسط CMM یا سنجهای دقیق) تأیید می کند که تحمل های بحرانی برآورده می شود.

به عنوان مثال, ریخته گری ها به طور مرتب از ماشین های اندازه گیری مختصات استفاده می کنند (CMM ها) برای گرفتن هندسه دقیق و مقایسه در برابر مدل های CAD. سطوح نیز از نظر بصری برای نقص مورد بازرسی قرار می گیرند.

بسیاری از تولید کنندگان شاخص های قابلیت فرآیند CP/CPK را برای ابعاد کلیدی مشخص می کنند; دستیابی به CP از 1.33 (با CPK ≥1.0) یک معیار رایج برای اطمینان از دقت مداوم است.

برای نقص داخلی, آزمایش غیر مخرب (NDT) ضروری است, مخصوصاً در ایمنی- یا قطعات مهم عملکرد.

آزمایش های نفوذی مایع یا ذرات مغناطیسی روی سطح برای آشکار کردن ترک ها یا اجزاء استفاده می شود.

پرتونگاری (اشعه ایکس) یا بازرسی های اسکن اولتراسونیک برای حفره های زیرسطحی, تخلخل, یا اجزاء.

در کنترل تولید, معیارهای پذیرش (ASTM یا استانداردهای مشتری) حداکثر تخلخل مجاز یا اندازه گنجاندن را دیکته کنید.

به عنوان نمونه, Impro Precision به طور معمول از سونوگرافی و اشعه ایکس برای تأیید نقص داخلی استفاده می کند (به عنوان مثال. حفره های کوچک شدن) زیر محدوده قابل تشخیص هستند.

ترکیب مواد و تیمارهای حرارتی به طور موازی بررسی می شوند.

تجزیه و تحلیل شیمیایی (جرقه یا WDS) عناصر آلیاژ را تأیید می کند, در حالی که سختی و آزمایش کششی روی نمونه ها خصوصیات مکانیکی را تأیید می کنند.

برای قطعات هوافضا, شلی, نفوذ کننده رنگ, و بازرسی های دقیق متالوگرافی نیز رایج است.

کوتاه, بازیگران سرمایه گذاری تحت مراحل دقیق QA/QC قرار می گیرند: بررسی یکپارچگی پوسته, تأیید کامل بعدی (CMM, کولیس ها), سنجهای سطحی, و NDT (نافذ, وابسته به هیدرواستاتیک, اولتراسونیک, اشعه ایکس).

این تضمین می کند که انتظارات زیاد برای بازیگران دقیق - فرم محکم و تحمل مناسب و بدون نقص داخلی - برآورده شود.

تحلیل اقتصادی & رانندگان هزینه

ریخته گری سرمایه گذاری نسبتاً است زحمت کش و وقت گیر فرآیند, که در هزینه آن منعکس شده است.

عناصر اصلی هزینه شامل ابزار است (موم می میرد), مواد مصرفی (موم, دوغاب, گچ و چسب), انرژی (فرسودگی و ریختن), و کار (ساختمان پوسته/خشک کردن).

یک شکست خشن اغلب مواد اولیه را نشان می دهد (پوسته فلزی به همراه) در 60-70 ~ از کل هزینه, انرژی/سربار 15-25 ~, و بقیه را زایمان کنید.

هزینه های چسبنده و نسوز:

چسب سیلیس-سیلی خود یک هزینه عمده مواد است. سیلیس کلوئیدی و آرد زیرکون با خلوص بالا بسیار گرانتر از شن و ماسه معمولی یا شیشه آب است.

یکی از وبلاگ های ریخته گری هزینه های مواد را در مورد آن ذکر می کند $6.8/کلوت برای پوسته های سیلیس-زرکون, در مقایسه با 2.5 دلار در هر کیلوگرم برای پوسته های شیشه ای آب و 1.5 دلار در هر کیلوگرم برای قالب های گام سبز.

مواد افزودنی مانند آلومینا خوب یا پراکندگی های تخصصی هزینه بیشتری را اضافه می کنند. با این حال, این حق بیمه ها سیلیس-Sol با کیفیت و کیفیت سطح را خریداری می کنند.

کار و زمان:

ساخت و خشک کردن پوسته بسیار زحمت کش است. هر چرخه Dip/Stucco ممکن است 15-30 دقیقه زمان دستی به همراه ساعت خشک کردن طول بکشد.

ساختمان کامل پوسته می تواند 4-8 کت را بگیرد و اغلب به آن نیاز دارد روزهای خشک کردن. یک منبع ریخته گری سرمایه گذاری خاطرنشان می کند که به طور معمول طول می کشد 7 روز از الگوی موم تا قسمت تمام شده.

هر لایه پوسته حدود 1-2 ساعت کار اضافه می کند (دوغاب گسترش, گچ بری, و بازرسی). کت های بیشتر (برای پوسته های ضخیم تر یا آلیاژهای داغتر) به معنای کار بیشتر و چرخه طولانی تر است.

یک تجارت وجود دارد: اضافه کردن کتهای اضافی باعث افزایش استحکام پوسته می شود (خرابی پوسته کمتری) بلکه هزینه را در هر قسمت افزایش می دهد و زمان عملکرد را طولانی می کند.

اقتصاد مقیاس:

در حالی که هزینه ثابت ساختن موم می تواند زیاد باشد (اغلب بسته به پیچیدگی 5K - 50K دلار), هزینه های هر واحدی با حجم کاهش می یابد.

برای دویدن های بزرگ (صدها قسمت), ریخته گری سرمایه گذاری می تواند اقتصادی باشد. با این حال, برای اجرای بسیار کوچک (<25 تکه), هزینه واحد با استحکام ابزار حاکم است.

این تصمیم اغلب به این نتیجه می رسد که "آیا ارزش شکل نزدیک به شبکه و پایان خوب را جبران می کند هزینه ریخته گری?"-در بسیاری از صنایع با ارزش بالا.

هزینه های تطبیقی:

در مقایسه با ریخته گری شیشه ای, سیلیس-Sol در مواد و چرخه های کندتر به طور قابل توجهی بیشتر هزینه دارد.

به عنوان مثال, یک گزارش نشان می دهد که ریخته گری های سیلیس می توانند به پایان برسند دو تا سه بار قیمت ریخته گری های شیشه ای (مواد و کار با هم ترکیب شده است).

با این حال, هنگامی که تحمل محکم تر و صرفه جویی در پایان در نظر گرفته می شود, هزینه کل فرآیند می تواند آن را برای قطعات بحرانی توجیه کند.

عوامل دیگر:

محیط و مقررات می توانند هزینه های غیرمستقیم را اضافه کنند; سیلیس سول از حلال های خطرناک استفاده نمی کند, به طور بالقوه کاهش هزینه های تصفیه زباله (برخلاف سیستم های مبتنی بر الکل).

در طرف مقابل, زمان سرب طولانی تر (و سرمایه در WIP گره خورده است) ریخته گری سیلیس یک هزینه نرم است که باید در نظر بگیرید.

به طور خلاصه, رانندگان هزینه در ریخته گری سیلیس شامل اتصال دهنده/نسوز گران قیمت و کار فشرده سازی پوسته است.

برنامه ریزان پروژه باید تعداد لایه ها را متعادل کنند (هزینه/زمان) در برابر عملکرد (خرابی پوسته), و هزینه های مادی در برابر ارزش دقت حاصل شده.

چرا از سیلیس سیلی استفاده کنید?

وقتی برنامه بیشترین دقت را می طلبد, بازیگران سرمایه گذاری سیلیس-سیلی مزایای بی نظیری را ارائه می دهند:

• فینیش سطح ظریف: نسوز فوق العاده ریز در پوسته های سیلیس جزئیات قالب را تقریباً بی عیب و نقص تولید می کند.
  قطعات بازیگران با سطوح صاف تر از هر فرآیند ریخته گری دیگر. زبری معمولی AS-Cast به ترتیب 3-6 میکرومتر RA است, که اغلب بدون هیچ گونه ماشینکاری کافی است.
  در نتیجه, ماشینکاری ثانویه را می توان به حداقل رسانده یا از بین برد, صرفه جویی در وقت و حفظ شکل خالص.
• تحمل های تنگ: قالب های سیلیس-سیلی در هنگام ریختن و خنک کردن بسیار سفت و پایدار هستند. این را قادر می سازد نزدیک شبکه تولید با حداقل کمک هزینه ماشینکاری.
  قابلیت تحمل (CT5-6) اساساً در حد فلزی به عنوان ریخته گری هستند. مشتریان از کاهش ضایعات و متناسب تر پیش بینی شده بهره مند می شوند.
• پیچیدگی و جزئیات: ریخته گری سیلیس می تواند تحقق یابد بسیار هندسه های پیچیده. دیوارهای نازک (<1 میلی متر), سوراخ ها/هسته های کوچک و گوشه های تیز همه به دست می آیند.
  ویژگی هایی مانند حروف, آرم ها یا باله های خنک کننده ظریف درست همانطور که در موم قرار داشتند در فلز نهایی ظاهر می شوند.
  طراحان تقریباً از پیش نویس عاری هستند و محدودیت هایی را که مانع دیگر روش های ریخته گری می شوند ، ترسیم می کنند.
• آلیاژهای درجه حرارت بالا: از آنجا, حتی می توان آنها را ذوب یا فوق العاده بالا یا فوق العاده بازی کرد.
  قابلیت درجه حرارت بالا از پخت و پز پوسته یا تغییر شکل در هنگام ریختن گرمای بالا جلوگیری می کند.
  این باعث می شود سیلیس SOL برای آلیاژهای مبتنی بر NI هوافضا ضروری باشد, فولادهای کروم بالا و سایر آلیاژهای مورد استفاده در محیط های شدید.
• ایمنی و محیط زیست: مبتنی بر آب و غیر قابل التهاب, اتصال دهنده های سیلیس سیلیس بدون خطر یا انفجاری. در هنگام ساخت پوسته یا آبشویی ، دود سمی وجود ندارد.
  این نه تنها برای کارگران امن تر است بلکه انطباق محیط زیست را نیز ساده تر می کند.
  در مقایسه با اتیل سیلیکات (الکل قابل اشتعال) یا سیلیکات سدیم (باستانی), سیلیس کلوئیدی خوش خیم است. اتصال دهنده های آبی همچنین زباله های نسبتاً آسان برای دست ایجاد می کنند (لجن آب و سیلیس).
• قوام و قابلیت اطمینان: فرمولاسیون سیلیس کلوئیدی اگر به درستی ذخیره شود ، سازگار و پایدار هستند.
  خصوصیات پوسته (قدرت, زمان تعیین شده, نفوذپذیری) توسط سازنده می تواند محکم کنترل شود.
  این پیش بینی باعث افزایش بازده بار اول در ریخته گری می شود, که می تواند از هزینه های کمی بالاتر در برنامه های دقیق بالاتر باشد.

در اصل, ریخته گری سیلیس انتخاب شده است هر زمان که کیفیت "حق بیمه" لازم باشد: سطوح بسیار صاف, ویژگی های تیز سوزن, و تقریباً هیچ نقص زیرسطحی وجود ندارد.
این پیش فرض برای قطعات بحرانی در هوافضا است, تولید برق و زمینه های پزشکی.
هزینه کمی بالاتر اغلب با از بین بردن سنگ زنی پایین دست و با ارائه قطعاتی که مشخصات را از قالب خارج می کنند جبران می شود.

برنامه های کاربردی & مطالعات موردی

ریخته گری سرمایه گذاری سیلیس-سیلی برای قطعاتی که در آن صنایع استفاده می کنند عملکرد و دقت مهم هستند:

• هوافضا: مربوط به وبلاگ, پره های توربین, ون و براکت های ساختاری معمولاً با سیلیس سیلیس سرمایه گذاری می شوند.
  این قسمت ها اغلب دارای معابر خنک کننده پیچیده و نیازهای متعادل محکم هستند.
  به عنوان مثال, ون های توربین با شکل های هوایی پیچیده و کانال های خنک کننده فیلم داخلی به طور معمول با استفاده از قالب های سیلیس در سوپر آلوها ریخته می شوند.
  توانایی تولید دیواره نازک, اجزای درجه حرارت بالا با جزئیات آئروفویل خوب در اینجا یک مزیت اصلی است.
  قطعات مهم پرواز مانند اجزای موشک یا جت موتور نیز از قوام ریخته گری سرمایه گذاری استفاده می کنند.
• پزشکی دستگاه ها: کاشت جراحی (ساقه لگن, مفاصل زانو) و سازها توسط فرآیند سیلیس سولیک به دلیل آلیاژهای زیست سازگار ریخته می شوند (316L, قوچ, از) می توان از آنها استفاده کرد و قطعات به پایان خوب نیاز دارند.
  ایمپلنت های پزشکی باید ابعاد دقیقی و سطوح بسیار صاف داشته باشند; ریخته گری سرمایه گذاری با سیلیس به این نتیجه می رسد.
  ابزارهای جراحی یکپارچه و پیچ های پیچیده استخوان یا گیره ها با این روش ساخته می شوند. تکرارپذیری آن تحمل های محکم مورد نیاز برای کاشت را تضمین می کند.
• پمپ های صنعتی, شیرآلات & توربومپرسورها: اجزای جریان بحرانی (پروانه ها, مسکن ها, پمپ, بدنه دریچه ها) از ریخته گری سیلیس بهره مند شوید.
  این موارد اغلب به فولادهای مقاوم در برابر خوردگی یا آلیاژ بالا نیاز دارند, و هندسه های داخلی پیچیده ای داشته باشید.
  به عنوان مثال, پروانه های پمپ فشار بالا که توسط این فرآیند در فولاد ضد زنگ یا دوبلکس ریخته می شوند می توانند دارای لبه های تیغه باشند <<1 میلی متر سطوح هیدرولیک ضخیم و صاف.
  اجزای تخصصی توربوماشین (مانند ون راهنمای نازل در توربین ها) به طور مشابه تولید می شوند.
• خودرو & انرژی: در حالی که بسیاری از قطعات ماشین ریخته شده یا ریخته گری هستند, برنامه های با کارایی بالا یا کم حجم (به عنوان مثال. توربوشارژرهای اتومبیل مسابقه, محل تجهیزات دنده, میل بادامک) از ریخته گری سرمایه گذاری استفاده کنید.
  چرخ های توربین و کمپرسور برای توربوشارژرهای اتومبیل (اغلب از آلیاژهای Ni یا Ti ساخته شده است) در قالب های سیلیس ریخته می شوند.
  ریخته گری سیلیس نیز برای دریچه ها و اتصالات موجود در روغن استفاده می شود&تجهیزات گاز و نیروگاه در جایی که یکپارچگی و پایان فلز بازیگران بسیار مهم هستند.
• هنری و معماری: هرچند که اغلب نادیده گرفته می شود, عناصر مجسمه سازی و معماری خوب می توانند از ریخته گری سرمایه گذاری سیلیس استفاده کنند.
  مجسمه های برنز یا فولادی با جزئیات فوق العاده ریز توسط پوشش مسترهای موم در Silica Sol Slurry تولید می شود.
  سخت افزار معماری (نرده های تزئینی, اتصالات سفارشی, تاسیسات هنری) می توان با این روند ساخته شد, تحویل ریخته گری آنقدر تصفیه شده که کار کمی لازم است.
  (چنین برنامه هایی از سطح دقیق سطح و بازده جزئیات قالب های سیلیس استفاده می کنند.)
• تحقیق/مثال مورد: یک مطالعه موردی رولز رویس است, که از هسته های سیلیس سیلیس چاپ شده سه بعدی برای تیغه های توربین استفاده می کند تا زمان سرب را به شدت کاهش دهد.
  مثال دیگر یک شرکت کاشت پزشکی است که برای کنترل ابعاد بهتر در دستگاه های ارتوپدی کوچک آلومینیومی از ریخته گری به سمت ریخته گری سیلیس-سیلیس تغییر یافته است.
  در هر مورد, این تصمیم به توانایی Silica-Sol در تولید پیچیده است, قطعات با ارزش بالا و بدون کار.

این مثالها نشان می دهد که هر کجا شکل پیچیده, تحمل محکم, و کیفیت مواد همگرا شدن, ریخته گری سیلیس راه حل انتخاب است.

تحلیل تطبیقی

• سیلیس SOL در مقابل. سرمایه گذاری فسفات: سرمایه گذاری های پیوندی فسفات عمدتاً در ریخته گری دندان برای آلیاژهای غیر آهنی استفاده می شود, نه در ریخته گری های مهندسی سنگین.
  (آنها با یک واکنش شیمیایی فسفاتها تنظیم شده اند, برای قطعات بزرگ فولادی قابل استفاده نیست.) برای ریخته گری دقیق صنعتی, اتصال دهنده های آبی حاکم است.
  بنابراین, سیلیس SOL به طور مستقیم با فسفات در بیشتر زمینه های ریخته گری مقایسه نمی شود.
• سیلیس SOL در مقابل. ابو (سیلیکات سدیم): همانطور که اشاره شد, ریخته گری (چسب شیشه ای مایع قلیایی) سطوح درشت تر تولید می کند و نیاز به آبشویی آب فرو ریخت.
  ریخته گری سیلیس, در مقابل, آبشارهای شبنم در کوره ("آتش فلش") و به پایان می رسد بسیار نرم تر.
  پوسته های شیشه ای آب ارزان تر و سریع تر هستند, بنابراین آنها بزرگتر هستند, قطعات کمتر بحرانی.
  یک قانون شست: برای بهترین جزئیات و محکم ترین تحمل از Silica Sol استفاده کنید; از شیشه آب استفاده کنید وقتی هزینه بحرانی است و هندسه ساده تر است.
  (به عنوان مثال, شیشه آب ممکن است برای بدنهای بزرگ پمپ که در آن فقط به دقت متوسط ​​مورد نیاز است کافی باشد, در حالی که همین قسمت در یک شکل دیواره نازک تر ممکن است نیاز به سیلیس سیلی داشته باشد.)
• سیلیس SOL در مقابل. 3قالب های سرمایه گذاری چاپ شده D: پیشرفت های اخیر اجازه می دهد 3چاپ D الگوهای موم یا حتی کل قالب های سرامیکی.
  3الگوهای چاپ شده D (پلیمرهای رزین یا مانند موم) نیاز به موم را از بین ببرید, کاهش چشمگیر زمان و هزینه سرب در نمونه سازی.
  به عنوان مثال, چاپ یک الگوی تیغه توربین می تواند به جای یک روز طول بکشد 8 هفته ها ماشینکاری.
  قالب ها یا هسته های سرامیکی به طور مستقیم چاپ شده ویژگی های بسیار ریز (0.2 دیوارهای میلی متر, کانال های داخلی) و تحمل CT4.
  با این حال, 3تجهیزات چاپی و مواد گران قیمت است, بنابراین برای تولید انبوه ، روند سنتی موم+پوسته اغلب با هزینه واحد برنده می شود.
  استراتژی های ترکیبی در حال ظهور است: از هسته ها یا الگوهای چاپی سه بعدی با پوسته سیلیس-Sol استفاده کنید.
• معیارهای تصمیم گیری:چه موقع سیلیس سیلی را انتخاب کنیم: هر زمان که پیچیدگی طراحی داشته باشد از آن استفاده کنید, کیفیت سطح یا خاصیت مواد مهم است.
  سیلیس سلی برای قطعات کوچک و متوسط ​​ایده آل است (0.01-100 کیلوگرم بگویید) با جزئیات پیچیده (بخشهای نازک, حفره های عمیق) و جایی که تحمل ها CT5 -CT6 یا بهتر هستند.
  چه موقع گزینه های دیگری را انتخاب کنید: در صورت نیاز به دقت متوسط, شیشه آب یا روشهای دیگر ممکن است ارزان تر باشد.
  برای بسیار بزرگ, بازیگران ساده, ماسه یا پوسته (بدون پخت فنلی) ممکن است اقتصادی تر باشد.
  و برای نمونه سازی سریع یا هسته های فوق العاده پیچیده, 3چاپ D می تواند پوسته های سیلیس را تکمیل کند.
  در نهایت, تعادل انتخاب دقت در مقابل. هزینه/زمان سرب: ریخته گری سیلیس در انتهای با دقت بالا طیف قرار دارد.

نتیجه گیری

ریخته گری موم از دست رفته سیلیس باقی مانده است اسب بخار استراتژیک در تولید مدرن هر زمان که کیفیت جزئی به خطر بیفتد.
با ترکیب اصول هزاره قدیمی با مواد برش (نیل های سیلیس نانوذرات, 3چاپ موم, و غیره), این مؤلفه های بازیگران وفاداری واقعاً بالا را به دست می آورد.
پوسته های سیلیس-سیلی بهترین کنترل را بر روی سطح سطح و هندسه در هر فرآیند ریخته گری فلزی ارائه می دهند, امکان تولید نزدیک به شبکه آلیاژها از فولادهای ضد زنگ گرفته تا Superalloys و تیتانیوم.

منتظر, این روند حتی باهوش تر می شود. شبیه سازی رایانه (مدل های پر کردن و جامد سازی قالب) به طور معمول برای بهینه سازی طراحی دروازه و ضخامت پوسته استفاده می شود.
روباتیک و ماشین آلات ساختمانی خودکار چرخه پوشش را سرعت می بخشند. پیشرفته NDT (3D سی تی اسکن, اندازه گیری خودکار نوری) اطمینان بیشتر از یکپارچگی ریخته گری.
پیشرفت های زیست محیطی (بازیابی اتصال, شستشو) همچنین یکپارچه می شوند.
در مجموع, ریخته گری سرمایه گذاری Silica-Sol در ضمن حفظ مزیت اصلی خود برای بهره گیری از طراحی دیجیتال و نوآوری های تولیدی قرار دارد: دقت بی نظیر.
برای مهندسان و تولید کنندگان, ریخته گری سیلیس یک فناوری بالغ و در حال تحول است که همچنان به تعریف آنچه در تولید مؤلفه های فلزی پیچیده امکان پذیر است.

این در صورت نیاز به کیفیت بالا ، انتخاب مناسبی برای نیازهای تولیدی شما است ریخته گری سرمایه گذاری سیلیس خدمات.

امروز با ما تماس بگیرید!