Bahan Pengecoran Lilin Hilang | Lilin, Keramik, Kerang & Paduan

Isi menunjukkan

1. Perkenalan

Lilin yang hilang (investasi) pengecoran dihargai karena kemampuannya mereproduksi detail halus, bagian tipis dan geometri kompleks dengan permukaan akhir yang sangat baik dan toleransi yang relatif ketat.

Mencapai hasil yang konsisten bukan hanya tentang geometri atau pengaturan mesin — ini pada dasarnya adalah masalah material.

Campuran lilin, kimia investasi, agregat tahan api, komposisi inti, kimia wadah dan paduan semuanya berinteraksi secara termal, secara kimia dan mekanis selama dewax, kelelahan dan injeksi logam.

Memilih bahan yang tepat untuk setiap langkah adalah perbedaan antara proses produksi yang menghasilkan hasil tinggi dan pengerjaan ulang yang berulang-ulang.

2. Ikhtisar alur kerja pengecoran lilin yang hilang

Tahapan penting dan elemen material utama yang terlibat:

Pola (lilin) — lilin pola atau termoplastik cetakan injeksi; sistem sariawan gating/lilin.
Perakitan & gerbang — batang lilin (palsu), pelat dasar.
Pembuatan cangkang (investasi) — bubur (bahan pengikat + tahan api yang baik), plesteran/lapisan agregat.
Pengeringan / dewaxing — penghilangan pola organik dengan uap/autoklaf atau oven.
Pemadaman / sinter cangkang — jalur terkontrol untuk mengoksidasi/membakar sisa bahan organik dan menyinter cangkang hingga mencapai kekuatan yang dibutuhkan.
Meleleh & penuangan — bahan wadah ditambah atmosfer (udara/inert/vakum) dan sistem penuangan (gaya berat / sentrifugal / kosong).
Pendinginan & penghapusan cangkang — penghilangan cangkang secara mekanis atau kimia; finishing.

Setiap tahap menggunakan kelompok bahan berbeda yang dioptimalkan untuk suhu, kimia, dan beban mekanis pada tahap itu.

3. Lilin & bahan pola

Fungsi: membawa geometri, menentukan permukaan akhir, dan memberikan ekspansi yang dapat diprediksi selama pembangunan shell.

Lilin biasa / keluarga bahan pola

Bahan / Keluarga	Komposisi yang khas	Pencairan yang khas / rentang pelunakan (° C.)	Penyusutan linier yang khas (seperti yang diproduksi)	Sisa abu yang khas setelah terbakar habis	Penggunaan terbaik / catatan
Lilin injeksi kaya parafin	Parafin + pengubah kecil	45–70 °C	~0,2–0,5%	0.05–0,2% berat	Biaya rendah, hasil akhir yang bagus; rapuh jika murni — biasanya tercampur.
Campuran lilin mikrokristalin	Lilin mikrokristalin + parafin + pembuat taktik	60–95 °C	~0,1–0,3%	≤0,1% berat (jika diformulasikan rendah abu)	Peningkatan ketangguhan dan kohesi; lebih disukai untuk perakitan yang kompleks.
Lilin pola (campuran yang direkayasa)	Parafin + mikrokristalin + polimer (PE, EVA) + stabilisator	55–95 °C	~0,10–0,35%	≤0,05–0,1% berat	Lilin pola pengecoran standar: aliran yang disetel, menyusut dan menjadi abu.
lilin lebah / campuran lilin alami	lilin lebah + pengubah	60–65 °C (lilin lebah)	~0,2–0,6%	≤0,1–0,3%	Kilauan permukaan yang bagus; digunakan pada bagian kecil/buatan tangan; variabel abu.
Pola termoplastik leleh panas	Elastomer termoplastik / poliolefin	120–200 °C (tergantung pada polimer)	variabel	abu yang sangat rendah jika polimer terbakar hingga bersih	Digunakan untuk pola khusus; penanganan creep yang lebih rendah tetapi membutuhkan energi dewax yang lebih tinggi.
3Resin castable yang dicetak D (SLA/DLP)	Resin fotopolimer diformulasikan untuk mengatasi kelelahan	transisi kaca ~50–120 °C; dekomposisi 200–600 °C	tergantung pada resin; sering ~0,2–0,5%	0.1–0,5% (ketergantungan resin)	Kebebasan geometri yang luar biasa; memerlukan protokol dewax/pembakaran yang ketat untuk menghindari residu.

Properti utama dan mengapa itu penting

Kemampuan aliran untuk injeksi: mempengaruhi kualitas pengisian dan gerbang.
Penyusutan & ekspansi termal: harus sesuai dengan karakteristik ekspansi investasi untuk menghindari retaknya cangkang atau kesalahan dimensi.
Konten abu: karbon/abu yang tertahan rendah pada saat terbakar mengurangi reaksi cangkang-logam.
Kekuatan & kelelahan: pola harus bertahan dalam penanganan dan rotasi cangkang tanpa distorsi.

Angka praktis & catatan

Penyusutan injeksi lilin yang khas: ~0,1–0,4% linier tergantung pada lilin dan kontrol suhu.
Menggunakan rendah abu formulasi untuk perhiasan presisi tinggi dan paduan reaktif.

4. Investasi (tahan panas) sistem — jenis dan kriteria seleksi

Investasi = pengikat + bubuk tahan api. Pilihan ditentukan oleh suhu penuangan logam maksimum, penyelesaian permukaan yang diperlukan, kontrol ekspansi termal, dan ketahanan terhadap reaksi dengan logam cair.

Silica Sol Pengecoran investasi lilin yang hilang

Keluarga investasi besar

Investasi berikat gipsum (berbahan dasar plester)

- Menggunakan: perhiasan dan paduan dengan titik leleh rendah (emas, perak, timah) di mana menuangkan suhu < ~1.000 °C.
- Keuntungan: permukaan akhir yang sangat baik, permeabilitas rendah (bagus untuk detail halus).
- Batasan: kekuatan buruk di atas ≈1.000 °C; terurai dan melunak — tidak cocok untuk baja atau paduan suhu tinggi.

Investasi terikat fosfat (MISALNYA., natrium atau magnesium fosfat)

- Menggunakan: paduan suhu tinggi (Baja tahan karat, Paduan Nikel) dan aplikasi yang membutuhkan kekuatan tahan api lebih besar hingga ~1.500 °C.
- Keuntungan: kekuatan panas yang lebih tinggi, ketahanan yang lebih baik terhadap reaksi logam dan retak.
- Batasan: polesan permukaan yang lebih buruk dibandingkan gipsum dalam beberapa formulasi; pencampuran yang lebih kompleks.

Silika sol / silika koloidal terikat (campuran alumina/silika)

- Menggunakan: bagian presisi pada rentang suhu yang luas; mudah beradaptasi dengan penambahan zirkon atau alumina.
- Keuntungan: stabilitas suhu tinggi yang baik, permukaan akhir yang halus.
- Batasan: kontrol ekspansi termal dan waktu pengerasan sangat penting.

Zirkon / Alumina (oksida) investasi yang diperkuat

- Menggunakan: paduan reaktif (Titanium, paduan nikel suhu tinggi) — mengurangi reaksi investasi logam.
- Keuntungan: refraktori yang sangat tinggi, reaktivitas rendah dengan logam aktif.
- Batasan: biaya yang jauh lebih tinggi; mengurangi polesan dalam beberapa kasus.

Daftar periksa pemilihan investasi

Suhu penuangan maksimal (pilih investasi dengan nilai di atas suhu leleh + margin pengaman).
Permukaan akhir yang diinginkan (Sasarannya).
Pencocokan ekspansi termal — offset untuk mengkompensasi ekspansi lilin dan penyusutan logam.
Permeabilitas & kekuatan — untuk menahan tekanan pengecoran dan beban sentrifugal/vakum.
Reaktivitas kimia — terutama untuk logam reaktif (Dari, Mg, Al).

5. Plesteran, pelapis dan bahan pembentuk cangkang

Kerang dibuat secara bergantian saus bubur Dan plesteran (butiran tahan api yang lebih kasar). Bahan dan ukuran partikel mengontrol ketebalan cangkang, permeabilitas dan kekuatan mekanik.

Bubur: pengikat investasi + tahan api yang baik (biasanya 1–10 µm) untuk reproduksi rub-out dan permukaan halus.
Plesteran: partikel silika/zikron/alumina yang lebih kasar (20–200 μm) yang membangun ketebalan tubuh.
Pelapis / mencuci: mantel atas khusus (MISALNYA., kaya alumina atau zirkon) untuk bertindak sebagai lapisan penghalang untuk paduan reaktif dan untuk meningkatkan kehalusan pola atau mengurangi reaksi investasi logam.

Kiat pemilihan

Gunakan a pencuci penghalang zirkon/alumina untuk titanium dan paduan reaktif untuk meminimalkan kasus alfa dan reaksi kimia.
Batasi ukuran partikel plesteran pada lapisan akhir untuk mencapai polesan permukaan yang diperlukan.

6. Inti dan bahan inti (permanen & larut)

Inti menciptakan kekosongan internal. kegunaan pengecoran lilin yang hilang:

Keramik (tahan panas) core — silika, zirkon, berbasis alumina; terikat secara kimia (resin atau natrium silikat) atau disinter.
Larut (garam, lilin) core — inti garam terlindih setelah pengecoran untuk saluran internal yang kompleks dimana inti keramik tidak praktis.
Inti hibrida — inti keramik terbungkus dalam cangkang investasi agar tahan terhadap dewaxing dan kelelahan.

Properti utama

Kekuatan pada suhu cangkang untuk bertahan dalam penanganan dan kelelahan.
Kompatibilitas dengan perluasan investasi (mencocokkan kekuatan hijau dan perilaku sintering).
Permeabilitas untuk memungkinkan gas keluar selama penuangan.

7. cawan lebur, sistem penuangan & bahan perkakas

Pilihan bahan wadah dan penuangan tergantung pada Kimia Paduan, suhu leleh, Dan reaktivitas.

Bahan wadah umum

Grafit / cawan lebur karbon: banyak digunakan untuk tembaga, perunggu, kuningan, dan banyak paduan non-besi. Keuntungan: konduktivitas termal yang sangat baik, murah.
Batasan: bereaksi dengan beberapa lelehan (MISALNYA., Titanium) dan tidak dapat digunakan dalam atmosfer pengoksidasi untuk beberapa paduan.
Alumina (Al₂o₃) cawan lebur: secara kimia inert untuk banyak paduan dan dapat digunakan pada suhu yang lebih tinggi.
cawan lebur zirkonia: sangat tahan api dan tahan bahan kimia — digunakan untuk paduan reaktif (tapi lebih mahal).
Silikon karbida (SiC)-cawan lebur yang dilapisi: ketahanan guncangan termal yang tinggi; baik untuk beberapa lelehan aluminium.
Komposit keramik-grafit Dan pelapis wadah (hambatan oksidasi) digunakan untuk memperpanjang umur dan meminimalkan kontaminasi.

Sistem penuangan

Tuangkan gravitasi — paling sederhana, digunakan untuk perhiasan dan bervolume rendah.
Pengecoran sentrifugal — umum pada perhiasan untuk memaksa logam menjadi detail yang halus; perhatikan peningkatan tekanan jamur dan logam.
Dengan bantuan vakum / tuang vakum — mengurangi jebakan gas dan memungkinkan pengecoran logam reaktif di bawah tekanan rendah.
Melting induksi vakum (VIM) dan peleburan elektroda habis pakai vakum (KITA) — untuk superalloy dengan kemurnian tinggi dan logam reaktif seperti titanium.

Penting: untuk paduan reaktif atau suhu tinggi (Titanium, superalloy nikel), gunakan peleburan vakum atau gas inert dan cawan lebur/pelapis yang mencegah kontaminasi, dan memastikan sistem penuangan kompatibel dengan logam (MISALNYA., sentrifugal dalam kondisi vakum).

8. Logam dan paduan umumnya dicetak melalui proses investasi

Pengecoran Lilin Hilang dapat menangani spektrum paduan yang luas. Kategori tipikal, titik leleh yang representatif (° C.) dan catatan teknik:

Pengecoran Pompa Baja Tahan Karat Pengecoran Lilin Hilang

Catatan: titik leleh yang tercantum adalah untuk unsur murni atau rentang paduan indikatif. Selalu gunakan data peleburan/pemadatan yang disediakan produsen untuk kontrol proses yang tepat.

Kategori paduan	Paduan yang representatif	Kira-kira. meleleh / untuk penyimpanan (° C.)	Catatan praktis
Logam mulia	Emas (Au), Perak (Ag), Platinum (Pt)	Au: 1,064° C., Ag: 962° C., Pt: 1,768° C.	Perhiasan & bagian bernilai tinggi; logam mulia memerlukan investasi lilin dan gipsum rendah abu untuk hasil akhir yang bagus; Pt membutuhkan investasi suhu atau wadah yang sangat tinggi.
Perunggu / Tembaga paduan	Dengan-sn (perunggu), Cu-Zn (kuningan), paduan Cu	900–1.080°C (tergantung pada paduan)	Fluiditas yang baik; dapat dilemparkan dalam investasi fosfat atau silika standar; perhatikan pembentukan oksida dan sampah.
Aluminium paduan	A356, AlSi7, AlSi10	~610–720°C	Solidifikasi yang cepat; diperlukan investasi khusus; reaktif terhadap karbon/grafit pada suhu tinggi — gunakan cawan lebur/pelapis yang sesuai.
Baja & tahan karat	400/300 seri tahan karat, baja perkakas	~1.420–1.500°C (padat/cair bervariasi)	Membutuhkan investasi fosfat atau alumina tinggi; suhu tuang yang lebih tinggi → membutuhkan cangkang yang kuat dan atmosfer yang inert/terkendali untuk menghindari oksidasi dan reaksi.
Paduan nikel / paduan super	Inconel, Keluarga Hastelloy	~1.350–1.500°C+	Temperatur tuang yang tinggi dan kontrol yang ketat — biasanya dilakukan dengan vakum atau pencairan atmosfer yang terkontrol; berinvestasilah dengan campuran zirkonia/alumina.
Titanium & paduan Ti	TI-6AL-4V	~1.650–1.700°C (titik leleh ≈1,668°C)	Sangat reaktif; investasi harus berupa zirkonia/alumina dan pengecoran dalam atmosfer vakum atau inert (argon). Diperlukan cawan lebur/peralatan khusus; pembentukan kasus alfa adalah sebuah risiko.
Zamac / Paduan seng die-cast (jarang dalam investasi)	Beban	~380–420°C	Suhu rendah; biasanya die cast saja, tetapi mungkin untuk investasi khusus.

Aturan suhu pengecoran praktis: Suhu penuangan sering kali 20–250°C di atas cairan tergantung pada paduan dan proses untuk memastikan pengisian dan mengkompensasi kehilangan panas (periksa lembar data paduan).

9. Pengecoran atmosfer, reaksi & tindakan perlindungan

Paduan reaktif (Al, Dari, Mg) dan lelehan suhu tinggi memerlukan atmosfer yang hati-hati dan pengendalian kimia cangkang:

Oksidasi: terjadi di udara → lapisan oksida terbentuk pada permukaan lelehan dan terperangkap sebagai inklusi. Menggunakan suasana lembam (argon) atau kosong meleleh untuk paduan kritis.
Reaksi kimia investasi logam: silika dan oksida lain dalam investasi dapat bereaksi dengan logam cair untuk membentuk lapisan reaksi yang rapuh (contoh: kotak alfa pada titanium).
Pencucian penghalang Dan lapisan atas kaya zirkon/alumina mengurangi interaksi.
Pengambilan/degassing karbon: karbon dari dekomposisi lilin/investasi dapat berpindah menjadi lelehan; pembakaran yang memadai dan skimming/filtrasi mengurangi kontaminasi.
Pengambilan hidrogen (lelehan non-ferrous): menyebabkan porositas gas. Mitigasi dengan degassing lelehan (pembersihan argon, degasser putar) dan menjaga investasi tetap kering.

Langkah-langkah perlindungan

Menggunakan pelapis penghalang untuk logam reaktif.
Menggunakan Gas kekosongan atau inert sistem peleburan dan penuangan bila ditentukan.
Penyaringan (filter keramik) untuk menghilangkan inklusi dan oksida selama penuangan.
Kendalikan kelembapan dan hindari investasi basah — uap air mengembang dengan cepat selama penuangan dan menyebabkan kegagalan cangkang.

10. Dewaxing, kelelahan dan pemanasan awal cangkang — bahan & suhu

Ketiga tahapan proses ini menghilangkan material pola organik, menyelesaikan pengikatan yang terbakar dan menyinter cangkang sehingga memiliki kekuatan mekanik dan kondisi termal yang diperlukan untuk bertahan dalam penuangan.

Kompatibilitas bahan (jenis investasi, mantel penghalang, kimia inti) dan kontrol suhu yang ketat sangat penting — kesalahan di sini menyebabkan retaknya cangkang, porositas gas, reaksi cangkang logam dan dimensi yang salah.

Dewaxing — metode, parameter khas dan panduan seleksi

Metode	Suhu khas (° C.)	Waktu yang khas	Efisiensi penghilangan lilin yang khas	Terbaik untuk / Kesesuaian	Pro / Kontra
Uap / Autoklaf	100–130	20–90 menit (tergantung pada massa & gerbang)	95–99%	Silikat soda / cangkang silika-sol; majelis besar	Cepat, lembut untuk dikupas; harus mengontrol kondensat & ventilasi untuk menghindari kerusakan tekanan uap
Pelarut (kimia) Dewax	rendaman pelarut 40–80 (bergantung pada pelarut)	1–4 jam (ditambah pengeringan)	97–99%	Kecil, cangkang perhiasan yang rumit atau castable SLA	Penghapusan yang sangat bersih; memerlukan penanganan pelarut, langkah pengeringan dan pengendalian lingkungan
Panas (oven) Dewax / kilatan	180–350 (pra-pembakaran)	0.5–3 jam	90–98%	Investasi suhu tinggi (fosfat, Alumina) dan bagian di mana uap tidak disarankan	Peralatan sederhana; harus mengontrol ramp dan ventilasi untuk menghindari retak
Lampu kilat/kombinasi (uap + penyelesaian termal pendek)	kukus lalu 200–300	kukus 20–60 + termal 0,5–2 jam	98–99%	Sebagian besar cangkang produksi	Kompromi yang baik — menghilangkan sebagian besar lilin lalu membakar residu dengan bersih

Pemadaman (kelelahan pengikat, penghilangan organik dan sintering)

Tujuan: mengoksidasi dan menghilangkan sisa organik/abu, reaksi pengikatan lengkap, padatkan/sinter cangkang hingga kekuatan panas yang dibutuhkan, dan menstabilkan dimensi cangkang.

Strategi kelelahan umum (praktek pengecoran):

Jalan terkendali dari lingkungan sekitar → 200–300 °C pada 0.5-3 °C/menit untuk menghilangkan zat-zat yang mudah menguap secara perlahan — memegangnya di sini akan menghindari penguapan hebat yang merusak cangkang.
Lanjutkan jalan ke tempat tinggal perantara (300–600 °C) pada 1-5 °C/menit, tahan 0,5–3 jam tergantung pada ketebalan cangkang untuk membakar bahan pengikat dan residu karbon.
Jalan terakhir menuju suhu sinter/tahan cocok untuk investasi dan paduan (lihat tabel di bawah) dan rendam selama 1–4 jam untuk mencapai kekuatan cangkang dan sisa karbon yang rendah.

Kelelahan yang direkomendasikan / pita suhu sintering (khas):

Keluarga investasi	Kelelahan yang khas / suhu sinter (° C.)	Catatan / target
Berikat gipsum (plester)	~450–750 °C	Gunakan untuk paduan dengan titik leleh rendah (logam mulia). Menghindari >~800 °C — plester mengalami dehidrasi/melemah.
Silika-sol / Silika koloid (sol non-reaktif)	800–1000 °C	Baik untuk non-ferrous umum dan beberapa baja; sesuaikan penahan untuk ketebalan cangkang.
Berikatan fosfat	900–1200 ° C.	Untuk baja, superalloy berbahan dasar stainless dan Ni — menghasilkan kekuatan dan permeabilitas panas yang tinggi.
Zirkon / investasi yang diperkuat alumina	1000–1250+ °C	Untuk paduan reaktif (Dari) dan suhu tuang yang tinggi — meminimalkan reaksi investasi logam.

Pemanasan awal cangkang — suhu target, waktu perendaman dan pemantauan

Sasaran: bawa cangkang ke distribusi suhu yang stabil mendekati suhu penuangan sehingga (A) kejutan termal saat kontak dengan lelehan diminimalkan, (B) cangkang sepenuhnya disinter dan kuat, Dan (C) evolusi gas saat penuangan dapat diabaikan.

Panduan umum

Panaskan terlebih dahulu pada suhu di bawah tetapi mendekati suhu penuangan — biasanya di antara (untuk suhu - 50 ° C.) Dan (untuk suhu - 200 ° C.) tergantung paduan, massa cangkang dan investasi.
Waktu rendam: 30 menit → 3 H tergantung pada massa cangkang dan keseragaman termal yang dibutuhkan. Cangkang yang lebih tebal memerlukan perendaman yang lebih lama.
Keseragaman: target ±10–25 °C melintasi permukaan cangkang; verifikasi dengan termokopel tertanam atau termografi IR.

Tabel pemanasan awal cangkang yang direkomendasikan (praktis):

Paduan / keluarga	Suhu logam cair yang khas (° C.)	Panaskan cangkang yang disarankan (° C.)	Basah / tahan waktu	Suasana & catatan
Aluminium (A356, paduan AlSi)	610–720 °C	300–400 °C	30–90 menit	Udara atau kering N₂; pastikan cangkang benar-benar kering — aluminium bereaksi dengan karbon bebas pada suhu tinggi; pertahankan cangkang di bawah leleh dengan margin yang nyaman.
Tembaga / Perunggu / Kuningan	900–1.090 °C	500–700 °C	30–120 menit	Udara atau N₂ tergantung investasi; lapisan penghalang mengurangi reaksi dan meningkatkan hasil akhir.
Baja tahan karat (MISALNYA., 316L)	1450–1550 ° C.	600–800 °C	1–3 jam	Gunakan investasi fosfat/alumina; pertimbangkan N₂/N₂-H₂ atau atmosfer terkendali untuk membatasi oksidasi berlebihan.
Superalloy nikel (Inconel 718, dll.)	1350–1500 °C	750–1000 °C	1–4 jam	Gunakan investasi zirkon/alumina suhu tinggi dan peleburan vakum/inert; pemanasan awal cangkang mungkin mendekati suhu tuang untuk pemberian makanan terbaik.
Titanium (TI-6AL-4V)	1650–1750 °C	800–1000 °C (beberapa praktik memanaskan lebih awal)	1–4 jam	Diperlukan atmosfer vakum atau inert; gunakan pencuci penghalang zirkonia; panaskan cangkang terlebih dahulu dan tuangkan di bawah vakum/inert untuk mencegah alpha-case.

11. Cacat terkait dengan pemilihan material & pemecahan masalah

Di bawah ini adalah kompak, penautan tabel pemecahan masalah yang dapat ditindaklanjuti cacat pengecoran investasi yang umum ke akar permasalahan yang berhubungan dengan material, pemeriksaan diagnostik, Dan solusi praktis / pencegahan.

Gunakan ini sebagai referensi awal saat menyelidiki proses — setiap baris ditulis sehingga teknisi atau teknisi pengecoran dapat mengikuti langkah diagnostik dan menerapkan perbaikan dengan cepat.

Legenda cepat:INV = investasi (kerang) bahan/pengikat; lilin = bahan pola (atau resin cetak 3D); percobaan = wadah/pelapis leleh.

Cacat	Gejala khas	Akar permasalahan yang berhubungan dengan material	Pemeriksaan diagnostik	Solusi / pencegahan (bahan & proses)
Retak cangkang / ledakan cangkang	Retakan radial/linier yang terlihat pada cangkang, patahnya cangkang saat tuang atau dewax	Ekspansi lilin tinggi vs ekspansi INV; investasi basah; kondensat yang terperangkap; pengikat yang tidak kompatibel; tingkat ramp yang terlalu cepat	Periksa kekeringan cangkang (kerugian massal), periksa log dewax, pemetaan retakan visual; CT/UT setelah tuang jika dicurigai	Memperlambat proses dewax dan burnout pada suhu 100–400 °C; pastikan ventilasi/lubang tangisan; beralihlah ke wax ekspansi rendah yang kompatibel; cangkang kering sepenuhnya; sesuaikan rasio bubur/plesteran; meningkatkan ketebalan cangkang atau mengubah pengikat untuk kekuatan mekanik
Porositas gas (lubang sembur, lubang kecil)	Rongga berbentuk bola/tidak beraturan sering kali berada di dekat permukaan atau bawah permukaan	Hidrogen dari investasi basah; residu minyak/pelarut dalam lilin; degassing lelehan yang buruk; kelembaban dalam plesteran	Penampang melintang, radiografi/X-ray untuk menemukan pori-pori; mengukur kelembapan (kering dalam oven); tes abu; analisis gas leleh atau monitor oksigen/hidrogen	Kerang benar-benar kering; meningkatkan dewax & pengeringan lebih lama; terbakar hingga meleleh (putaran argon); tuang dengan bantuan vakum; gunakan lilin dengan kadar abu rendah; menghilangkan plesteran basah dan mengontrol kelembapan
Lubang kecil di permukaan / pitting	Lubang permukaan kecil, sering kali menutupi seluruh permukaan	Sisa karbon halus / reaksi pengikat; kualitas bubur/plesteran akhir yang buruk; kontaminasi investasi	Visual/SEM morfologi lubang; uji kadar abu (target ≤0,1% berat untuk paduan sensitif); periksa ukuran partikel plesteran akhir	Gunakan lapisan plesteran akhir yang lebih halus; meningkatkan kontrol campuran bubur; memperpanjang ketahanan terhadap pembakaran untuk mengurangi sisa karbon; gunakan pencuci penghalang (zirkon/alumina) untuk paduan reaktif
Inklusi oksida / jebakan sampah	Inklusi gelap yang tersebar, garis terak, keropeng permukaan	Oksida pada kulit meleleh karena suasana penuangan/oksidasi yang lambat; wadah yang terkontaminasi atau fluks tidak ada	Metalografi; pemeriksaan saringan/sendok; visual permukaan leleh; penyumbatan penyaring	Gunakan filtrasi keramik dan skimming; tuangkan di bawah atmosfer inert atau terkendali jika diperlukan; mengganti lapisan atau pelapis wadah; kontrol biaya dan fluks yang lebih ketat
Lapisan reaksi kimia (kasus alfa, reaksi antarmuka)	Teroksidasi rapuh / lapisan reaksi pada permukaan logam, permukaan mekanis yang buruk	Kimia INV bereaksi dengan lelehan (Ti/Al vs silika); serapan karbon dari bahan pengikat; masuknya oksigen	Metalografi penampang; pengukuran kedalaman lapisan reaksi; XRF untuk oksigen/karbon	Gunakan lapisan pencuci penghalang zirkon/alumina; vakum / peleburan inert & menuangkan; mengubah investasi ke sistem kaya zirkonia; mengurangi sisa karbon (kelelahan yang lebih lama)
Pengisian tidak lengkap / Dingin ditutup / Misruns	Geometri hilang, jahitan, garis menyatu, bagian tipis yang tidak lengkap	Fluiditas paduan yang buruk untuk investasi/massa termal yang dipilih; suhu tuang yang rendah atau kehilangan panas yang berlebihan pada cangkang dingin; ketidaksesuaian penyusutan lilin	Inspeksi visual, analisis gerbang, pencitraan termal keseragaman pemanasan awal cangkang	Tingkatkan suhu tuang dalam spesifikasi paduan; panaskan cangkang lebih dekat untuk menuangkan suhu; mengoptimalkan gating/ventilasi; pilih paduan dengan fluiditas lebih tinggi atau desain heat sink/dingin; kurangi fitur dinding tipis atau gunakan proses yang berbeda (sentrifugal)
Robek panas / retak panas	Retakan tidak teratur pada bagian bertekanan tinggi yang terjadi pada pemadatan	Investasi membatasi kontraksi (terlalu kaku); paduan memiliki rentang pembekuan yang luas; desain chill/riser yang tidak kompatibel	Periksa lokasi retakan relatif terhadap jalur pemadatan; meninjau simulasi termal	Mendesain ulang geometri (tambahkan fillet, mengubah ketebalan bagian); sesuaikan gating dan riser untuk mendorong solidifikasi terarah; pertimbangkan paduan alternatif dengan rentang pembekuan yang lebih sempit
Permukaan akhir yang buruk / tekstur kasar	Permukaan cetakan kasar atau berbutir, kemampuan pemolesan yang buruk	Plesteran akhir yang kasar atau bubur yang agresif; kontaminasi dalam investasi; lapisan bubur akhir yang tidak mencukupi	Ukur Ra, periksa ukuran partikel plesteran akhir, periksa analisis padatan/saringan bubur	Gunakan lapisan akhir/pasir yang lebih halus, meningkatkan jumlah lapisan bubur/plesteran halus, meningkatkan kebersihan dan pencampuran bubur, mengontrol debu sekitar dan penanganannya
Kesalahan dimensi / Warpage (distorsi penyusutan)	Fitur di luar toleransi, melengkung setelah dituang/dinginkan	Penyusutan pola lilin tidak dikompensasi; ekspansi cangkang diferensial; jadwal burnout/sinter yang salah	Bandingkan pola redup vs cangkang; catatan ekspansi termal; TC di shell selama burnout	Kalibrasi kelonggaran lilin/penyusutan; sesuaikan kompensasi ekspansi termal burnout; mengubah build shell (lapisan pendukung yang lebih kaku) dan strategi pemanasan awal; termasuk perlengkapan/penjepit saat dingin
Pergeseran inti / ketidakselarasan internal	Bagian internal di luar poros, dinding tipis tempat inti bergerak	Bahan inti keramik yang lemah atau dukungan inti yang buruk dalam perakitan lilin; ketidaksesuaian adhesi inti/investasi	Bagian bagian atau gunakan CT/X-ray; periksa kekuatan dan daya rekat inti hijau	Meningkatkan kekakuan inti (ganti pengikat resin atau tambahkan penyangga tasbih); meningkatkan fitur tempat duduk inti; sesuaikan lapisan plesteran cangkang untuk mengunci inti; menyembuhkan inti dengan benar
Kontaminasi / pengambilan karbon dalam logam	Garis-garis gelap, berkurangnya keuletan; porositas hidrogen	Karbon dari lilin atau dekomposisi investasi, lapisan wadah yang terkontaminasi	Analisis karbon/oksigen (LECO), struktur mikro visual, tes abu	Gunakan lilin dengan kadar abu rendah; memperpanjang kelelahan; gunakan wadah berlapis atau wadah alternatif; vakum / lelehan inert & menuangkan; meningkatkan filtrasi dan degassing
Kelembapan yang tersisa menyebabkan pengelupasan / ledakan uap	Cangkang yang terlokalisasi pecah / ledakan parah pada kontak logam awal	Investasi basah atau kondensat dewax yang terperangkap	Ukur penurunan berat badan setelah pengeringan; pemeriksaan sensor kering oven dan kelembaban	Kerang kering untuk menargetkan kelembapan (tentukan dalam instruksi kerja), dewax yang dikendalikan lambat, memberikan waktu pengeringan yang cukup, panaskan terlebih dahulu untuk menghilangkan air sebelum dituang

12. Lingkungan, Kesehatan & Pertimbangan keamanan; daur ulang & penanganan limbah

Bahaya utama

Silika kristal yang dapat terhirup (RCS) dari plesteran dan debu investasi — dikontrol dengan ketat (alat bantu pernapasan, knalpot lokal, metode basah).
Asap akibat kelelahan — bahan organik yang mudah terbakar; kontrol dengan ventilasi dan pengoksidasi termal.
Bahaya logam cair — percikan, terbakar; Protokol penanganan APD dan sendok.
Bahaya logam reaktif (Dari, Mg) — risiko kebakaran jika terdapat oksigen; membutuhkan lingkungan bebas oksigen untuk meleleh/menuangkan.
Pembuangan cangkang panas — bahaya termal dan kimia.

Limbah & daur ulang

Potongan logam biasanya direklamasi dan didaur ulang – manfaat keberlanjutan yang besar.
Investasi bekas dapat direklamasi (pemisahan bubur, alat sentrifugal) dan bahan tahan api yang dapat digunakan kembali dipulihkan (tapi hati-hati terhadap kontaminasi dan denda).
Investasi yang dihabiskan dan debu filter dapat diklasifikasikan berdasarkan bahan pengikatnya — kelola pembuangannya sesuai dengan peraturan setempat.

13. Matriks seleksi praktis & daftar periksa pengadaan

Matriks seleksi cepat (tingkat tinggi)

Perhiasan / paduan suhu rendah: lilin parafin/mikrokristalin + investasi gipsum + dewax uap.
Perunggu umum / kuningan / paduan tembaga: campuran lilin + investasi silika/fosfat + penuangan vakum atau inert direkomendasikan.
Paduan Aluminium: lilin + investasi sol silika/koloid yang diformulasikan untuk Al + cangkang kering + atmosfer inert atau terkendali + wadah yang sesuai (SiC/grafit dengan pelapis).
Tahan karat, Paduan Nikel: lilin + investasi fosfat atau alumina/zirkon + suhu sinter cangkang tinggi + vakum / peleburan inert & penyaringan.
Titanium: lilin atau pola cetak + investasi penghalang zirkonia/alumina + vakum meleleh dan tuang + mantel penghalang zirkon + cawan lebur khusus.

Pengadaan & daftar periksa menggambar (barang yang harus dimiliki)

Spesifikasi paduan dan sifat mekanik/korosi yang diperlukan.
Target penyelesaian permukaan (Ra) dan persyaratan kosmetik.
Toleransi dimensi & data kritis (mengidentifikasi wajah mesin).
Jenis cangkang (keluarga investasi) dan ketebalan cangkang minimal.
Batasan jadwal burnout (jika berlaku) dan panaskan/tuangkan jendela suhu.
Ndt & penerimaan (radiografi %, pengujian tekanan/kebocoran, pengambilan sampel mekanis).
Metode pengecoran (gaya berat / sentrifugal / kosong / tekanan) dan suasana mencair (udara / Argon / kosong).
Percobaan & persyaratan filtrasi (penyaring keramik, kendala material wadah).
Limbah & harapan daur ulang (pengembalian investasi %).
Keamanan & profil risiko (ayat logam reaktif, kebutuhan izin).

14. Kesimpulan

Pemilihan bahan dalam pengecoran lilin hilang sangat beragam dan lintas disiplin: setiap bahan — lilin, investasi, plesteran, inti, wadah dan paduan — memainkan peran fungsional dalam termal, interaksi kimia dan mekanik.

Pilih bahan dengan memperhatikan kimia dan suhu lelehan paduan, diperlukan permukaan akhir, dapat diterima porositas, Dan pasca-pemrosesan.

Untuk paduan reaktif atau suhu tinggi (Titanium, Ni-superalloy), berinvestasi dalam investasi khusus (zirkonia/alumina), peleburan vakum dan pelapis penghalang.

Untuk perhiasan dan paduan suhu rendah, investasi gipsum dan plesteran halus memberikan hasil akhir dan akurasi yang luar biasa.

Kolaborasi awal antar desain, tim pola dan pengecoran sangat penting untuk mengunci kumpulan material yang tepat agar dapat diandalkan, produksi hasil tinggi.

FAQ

Bagaimana cara memilih investasi untuk pengecoran stainless?

Pilih A terikat fosfat atau alumina/zirkon investasi yang diperkuat dengan nilai di atas likuidus paduan Anda dan dengan kekuatan panas yang cukup; memerlukan jadwal sinter cangkang yang mencapai suhu cangkang 1.000–1.200 °C sebelum dituang.

Bisakah saya menggunakan investasi gipsum biasa untuk aluminium?

TIDAK. Investasi gipsum melunak dan rusak pada suhu yang relatif rendah; aluminium membutuhkan investasi yang diformulasikan untuk logam non-besi dan dirancang untuk menangani kondisi termal dan kimia tertentu dari lelehan Al.

Mengapa pengecoran titanium menghasilkan kasus alfa?

Alpha-case adalah lapisan permukaan rapuh yang diperkaya oksigen yang disebabkan oleh reaksi titanium dengan oksigen pada suhu tinggi.

Kurangi dengan menggunakan lapisan penghalang zirkonia/alumina, atmosfer vakum atau argon dan bersih, investasi kering.

Apakah ekonomis untuk mendapatkan kembali investasi?

Ya — banyak pabrik pengecoran logam yang mengambil kembali dan mendaur ulang bahan halus dan kasar melalui pemisahan bubur, sentrifugal dan reklamasi termal.

Perekonomian bergantung pada keluaran dan kontaminasi.

Wadah apa yang harus saya gunakan untuk perunggu vs titanium?

Perunggu: cawan lebur grafit atau SiC dengan pelapis sering kali dapat digunakan.

Titanium: gunakan inert, cawan lebur non-karbon dan sistem peleburan induksi wadah vakum atau wadah dingin — cawan lebur grafit biasa akan bereaksi dan mencemari Ti.

Sistem tahan api apa yang paling hemat biaya untuk pengecoran aluminium?

Pasir silika (agregat) + gelas air (bahan pengikat) biayanya 50–60% lebih murah dibandingkan sistem silika sol-zirkon, dan titik leleh aluminium yang rendah (615° C.) menghindari reaksi dengan silika—ideal untuk volume tinggi, suku cadang aluminium berbiaya rendah.

Cara mendaur ulang lilin dewax?

Lilin dewaxed disaring melalui jaring berukuran 5–10 μm untuk menghilangkan kotoran, dipanaskan pada suhu 80-100°C hingga homogen, dan digunakan kembali 5–8 kali.

Lilin daur ulang tetap awet 95% kinerja aslinya dan mengurangi biaya material sebesar 30%.