Vatnsglerfjárfestingarsteypa (einnig þekkt sem natríumsílíkatsteypa) er form af týndu vaxsteypu sem notar vatnsleysanlegt natríumsílíkatbindiefni í keramikskelinni.
Sem ein af tveimur helstu fjárfestingarsteypuaðferðum (hitt er kísilsól), það veitir jafnvægi á nákvæmni og hagkvæmni.
Upprunnin frá hefðbundinni týndu vaxtækni í Asíu og Evrópu, Vatnsglersteypa náði miklum vinsældum í iðnaði á 20. öld þar sem steypustöðvar leituðu að ódýrari valkosti við kísilkvoðaferla.
Með því að nota algeng efni (kvars- eða kísilsandi með alkalísilíkatbindiefnum), þetta ferli hentar vel fyrir miðlungs nákvæmni, flóknir hlutar þar sem fjárveitingar eru þrengri.
Dæmigert vatnsglersteypa er á bilinu nokkur hundruð grömm til 150 kg, með hámarksstærð um 1m, sem gerir það tilvalið fyrir stærri, kostnaðarnæmir íhlutir.
Hvað er vatnsglerfjárfestingarsteypa?
Vatnsglersteypa er afbrigði af nákvæmni fjárfestingu (tapað-vax) steypa þar sem natríumsílíkat ("vatnsglas") þjónar sem keramik bindiefni.
Í reynd, vax (eða plast) mynstur eru gerð og sett saman í tré.
Mynstrið er endurtekið húðuð í slurry af fínum eldföstum ögnum bundnar í natríumsílíkatlausn, síðan þakið með grófari stuccolögum til að byggja upp skelina.
Þegar skelin læknast, vaxið er brætt eða soðið út, skilur eftir holótt moldhol. Bráðinn málmur (venjulega stál eða járnblendi) er hellt í þessa keramikskel.
Eftir storknun, skelin er brotin í burtu til að sýna steypta hlutann. Í stuttu máli, Vatnsglerfjárfestingarsteypa „fjárfestir“ vaxmeistara í natríum-silíkat-undirstaða keramik til að mynda mótið.
Samanborið við kísil-sol fjárfestingarsteypu (sem notar kísilkvoða og sandi sem byggir á zirkoni), vatnsgleraðferðin skiptir um yfirborðsgæði fyrir lægri efniskostnað og einfaldari vinnslu.
Af hverju að nota vatnsgler?
Vatnsglersteypa er vinsælt vegna þess að það dregur úr kostnaði og vinnslu miðað við aðrar nákvæmnisaðferðir.
Natríumsílíkatbindiefnið og hefðbundinn kísilsandur eru ódýrir og auðveldir í meðhöndlun, þannig að verkfæri og efni kosta mun minna en fyrir kísilkvoðaskeljar.
Til dæmis, vatnsglerkerfi forðast háan kostnað við kísilsól og sérsand, sem skilar lægri fjárfestingarkostnaði á hlut.
Ferlið líka útilokar margar aukaaðgerðir: hlutar koma út næstum-net-lögun (þarf oft litla suðu eða vinnslu).
Í reynd, vatnsglersteypur geta fanga mjög flóknar rúmfræði (með undirskurðum og þunnum vefjum) án kjarna, Einfalda hönnun.
Samkvæmt heimildum iðnaðarins, tilboð í vatnsglersteypu „flókin hönnun án dráttarhorna“ Og „meiri nákvæmni miðað við sandsteypu“,
en forðast dýra kjarna, mót, eða suðu sem margir stórir sandsteyptir hlutar þurfa.
Þessi sveigjanleiki gerir það aðlaðandi fyrir lítil til meðalstór framleiðslulota þar sem lágmarka þarf verkfærakostnað.
Á sama tíma, vatnsgler hlutar eru almennt nákvæmari en sandsteypa.
Dæmigert víddarvikmörk eru á bilinu ISO CT6-CT9, sem samsvarar nokkurn veginn fínum sandsteypuþolsflokkum eða lægri fjárfestingarsteypuflokkum.
Yfirborðsfrágangur er að sama skapi í meðallagi: eftir röð Ra ~6-12 μm (Þau eru 250–500 μt),
betri en græn sandsteypa en grófari en kísilsol fjárfestingarsteypur.
Í stuttu máli, Vatnsglersteypa er valið þegar maður þarf flókin form og minni aukavinnu við tapað vaxsteypu,
en þrengra fjárhagsáætlun eða stærri stærð gera kísil-sol ferlið með hærri kostnaði óhagkvæmt.
Ferli yfirlit
Vatnsgler fjárfestingarsteypa fylgir almennu tapaða vaxferlinu með nokkrum mun á moldefnum:
Vaxmynstur og trésamsetning.
Meistaramynstur er framleitt (með sprautumótun, 3D prentun, eða handhöggmynd) og munsturmót/mót gert ef þarf.
Vax eftirlíkingar af hlutanum eru búnar til úr þessum meistara. Mörg vaxmynstur eru þá sett saman á sameiginlega spretti (mynda „tré“) með því að nota vaxhlið og fóðrari.
Þessi vaxþyrping mun mynda margar steypur í einum hella. Vaxflötin eru „klædd“ til að fjarlægja sauma eða galla, sem skilar frágangi eftir nál á hverju mynstri.
Skeljabygging (Keramikhúð).
Vaxsamstæðunni er endurtekið dýft í eldfasta slurry af mjög fínum sandi eða sirkonmjöli sem er sviflaust í þynntri natríumsílíkatlausn.
Hver dýfa húðar vaxið í þunnu keramiklagi (oft 0,5–1 mm) áður en stútað er með grófari sandi.
Eftir að hafa tæmt umfram slurry, A. stucco lag (stærri kísilsandkorn) er borið á með því að hella eða vökvabeði til að bindast við klístraða gróðurinn.
Þá er klasanum leyft að harðna (oft loftþurrkað eða lághita læknað). Þessi feldþurrkunarlota er venjulega endurtekin 4-7 sinnum til að ná nauðsynlegri skelþykkt (venjulega 5–15 mm samtals).
Á meðan á þessari röð stendur, síðari yfirhafnir nota grófari og stundum mismunandi eldföst efni (td. fínar kísilhúðanir fyrir smáatriði, grófur kvarssandur í baklögum) til að hámarka styrk og gegndræpi.
Í vatnsglerferlum, kvars/bræddur kísilsandur og ál-silíköt eru algeng eldföst efni. Öll skelin er að lokum þurrkuð vel (stundum í rakastýrðum ofnum) til að fjarlægja raka.
Vaxhreinsun og brennsla.
Hert keramik skel er afvaxið af bræða vaxið úr forminu.
Ólíkt kísilsól skeljum (sem venjulega brenna út vax í brennsluofni eða með loga), vatnsglerskeljar eru oft dýft í heitt vatn eða útsett fyrir gufu til að bræða vaxið.
Tilgangurinn er að hreinsa vaxið fljótt á sama tíma og draga úr skel álagi (natríum silíkat skeljar eru stífari þegar þær eru kaldar).
Eftir afvaxun, skelin er rekinn (hertu) við háan hita (oft 800–1000 °C) til að styrkja keramikið og brenna út lífrænt efni sem eftir er.
Þetta veldur einnig því að natríumsílíkatbindiefnið sindur og glerungur að hluta, mynda stífa, gasgegndræpt mygla.
Málmhelling.
Bráðnum málmi er hellt í forhitaða skelina á venjulegan hátt. Vegna þess að vatnsglerskeljar nota hefðbundinn kísilsand, varmageta þeirra og hitaleiðni svipar til sandmóta.
Skelin styður málminn þar til hann hefur storknað (með lágmarks rýrnunarholum ef notuð eru riser).
Skel fjarlæging og frágangur.
Einu sinni traust, keramik skelin er fjarlægð með vélrænum hætti (td. skotsprengingar, titringur eða hamar) til að sýna leikarahlutina.
Afgangur af kvarssandi er hreinsaður af. Steyputréð er skorið í sundur, og hlið og risar eru snyrt.
Úrslitaleikur klára getur falið í sér mölun, CNC vinnsla, Og Yfirborðsmeðferðir eftir þörfum.
Vegna þess að upphafsáferð skeljar er í meðallagi, Vatnsglersteypu þarf oft yfirborðsslípun eða vinnslu, en síður en grænsandsteypur.
Afgerandi, vatnsglerferlið er frábrugðið kísilsólferli aðallega í bindiefni og dewax aðferð.
Í vatnsglersteypu, natríumsílíkat (alkalí silíkat) setur með þurrkun og þurrkun, en kísilsól (kísilkvoða) skeljar harðna fyrst og fremst við hlaup.
Vaxhreinsun fer fram með heitu vatni (A. blautt afvax) í stað loga. Þessi munur hefur áhrif á hringrásartíma og gæði.
Til dæmis, wet-dewax er mildara á brothættar skeljar, en það krefst meðhöndlunar á skólpi. Líka, vatnsglerskeljar hafa almennt lægri hitastöðugleika en sirkon-innihaldandi kísilsólskeljar, eins og fjallað er um hér að neðan.
Bindingakerfi
Bindiefnið í vatnsglersteypu er natríumsílíkatlausn (venjulega Na₂O·nSiO₂). Efnafræðilega, vatnsgler er mjög basískt (pH ~11–13) og gert með ákveðnu kísil-til-gosi hlutfalli.
Dæmigerð lyfjaform eru allt frá a 2:1 til 3.3:1 SiO₂:Na₂O þyngdarhlutfall (oft gefið upp eftir einingum, td. M=2,0 þýðir um 2.3 hlutar SiO₂ á Na₂O).
Hlutfallið og föst efni stjórna lykileiginleikum. Lægri hlutföll (meira Na₂O) gefa vökvalausri slurry og hraðari þurrkun, en einnig rakara og lægra eldföst bindiefni.
Hærri hlutföll (meira SiO₂) auka hitaþol og lækka pH.
Vatnsgler er vatnsþunnt (seigja svipað og vatn) og læknast með uppgufun og mildum hita. Eins og það þornar, það myndar stíft formlaust silíkatglernet.
Bindiefnið er rakafræðilegt, þannig að skeljar verða að vera vandlega þurrkaðar áður en þær eru brenndar eða þær verða fyrir raka lofti eða vatni, eða þeir geta mýkst aftur og niðurbrotið.
Í þjónustu, leifar af raka getur leitt til gufuvasa eða porosity ef málmi er hellt of heitt. Þurrkunarstigið felur venjulega í sér bakstur við 100–200 °C til að herða skelina að fullu og reka raka burt.
Kostir natríumsílíkatbindiefna eru meðal annars lágur kostnaður, ótakmarkað „geymsluþol“, og auðvelda notkun (engin eitruð leysiefni eða sýruhvatar).
Þeir stilla með einföldum þurrkun (eða með saltmeðferð) og gefa mjög stífar skeljar.
Samt, takmarkanir eru fyrir hendi: Hátt basastig þeirra getur ráðist á eldföst korn eða málm (sérstaklega áli, sem veldur gasupptöku), og glerkennd eðli þeirra gefur lægri háhitastyrk en kísilsól skeljar.
Almennt, vatnsglerskeljar mýkjast ef þær eru hitaðar yfir ~800–900 °C, þannig að þeir henta stál/járn málmblöndur en eru lélegir fyrir mjög heitsteypu málmblöndur.
Þrátt fyrir þetta, natríumsílíkat er eftir a sannað bindiefni í greininni. Það er eitt af þremur hefðbundnum bindiefnum (ásamt etýlsilíkati og kísilkvoða) almennt vitnað til fjárfestingamótagerðar.
Skeljarefni og byggingartækni
Skelin fyrir vatnsglersteypu er nánast eingöngu byggð úr kísil-undirstaða eldföst efni. Í reynd, frumefnin eru kísil eða kvarssandi (sameinað eða kristallað), hugsanlega blandað við súrál-silíköt.
Dæmigerð kornastærðir fyrir grunn (Fínt) yfirhafnir gætu verið 100–200 möskva (75–150 μm) til að fanga smáatriði, meðan varafrakkar nota grófari sand (td. 30-60 möskva).
Zirkon er sjaldan notað í vatnsglerskeljar (ólíkt kísilsól skeljum) vegna kostnaðar – í staðinn, ódýrari kísilsandar eru notaðir.
Hægt er að bæta við fínni súrál eða títaníumjöli til að bæta hitaáfallsþol, en grunnurinn er kísil.
pH-stýring skiptir sköpum í gróðurlausninni. Natríumsílíkatbindiefnið er mjög basískt, svo oft lítið magn af buffer eða salt (eins og natríum bíkarbónat) er bætt við til að stilla hlauptímann og koma í veg fyrir tafarlausa lækningu.
Framleiðendur fylgjast með pH-gildi slurrys (oft um 11–12) og seigju til að tryggja stöðuga húðþykkt. Of mikil basastig getur valdið því að fyrsta húðin hlaupi of snemma á vaxið.
Í reynd, vatnsglerskeljar nota 4 til 7 húðunarlög (prime feld auk nokkurra yfirhafna með stucco baki).
Til dæmis, Byrjunardýfa í fínni kísillausn er fylgt eftir með stuccoing með fínum kvarssandi (þessi „prime coat“ læsist í smáatriðum í mynstri).
Síðari yfirhafnir nota smám saman grófari sand til að byggja upp styrk. Hver húðun verður að þorna (oft 1–2 klukkustundir við stofuhita eða hraðar í lághita ofni) á undan næstu kápu.
Endanleg skelþykkt er venjulega á bilinu 5–15 mm samtals.
Við þurrkun, hitastigi og rakastigi er vandlega stjórnað - of hröð þurrkun getur sprungið skelina, á meðan of hæg þurrkun getur valdið hlaupi eða röskun.
Samanborið við silica-sol skeljar, vatnsglerskeljar hafa tilhneigingu til að vera sterkur en minna eldföst.
Brædd kísillög gefa ágætis heitstyrk allt að ~900 °C, en þar fyrir utan getur natríumsílíkatglernetið farið að mýkjast.
Aftur á móti, kísilsól skeljar nota oft sirkon og súrállög sem haldast stöðug fyrir ofan 1200 ° C..
Með öðrum orðum, kísil-sol mót þola betur hærra steypuhitastig ofurblendis, en vatnsglerskeljar takmarkast venjulega við stál og járn.
Steypa málmar og eindrægni
Vatnsglersteypa skarar fram úr með algengum járnblendi. Dæmigert stál eru ma Kolefnisstál, lágt- og meðalblandað stál, hitaþolið Ryðfrítt stál, og manganstál.
Steypujárn (grátt og sveigjanlegt) eru einnig almennt steypt. Þessar málmblöndur má hella á bilinu 1400–1600 °C án þess að skemma kísilskelina skelfilega (með réttum hitaáætlunum).
Reyndar, vatnsgler er sérstaklega vinsælt fyrir slithlutar og þungir íhlutir úr stáli, þar sem auka skel styrkur (miðað við sandkast) og margbreytileiki borgar sig.
Vatnsgler er hentar síður hvarfgefnum eða léttmálmum. Ál og magnesíum málmblöndur, til dæmis, þurfa mjög þurrt, hreinar skeljar.
Allur raki eða gos í skelinni getur myndað vetnisgropleika í áli eða valdið oxun.
Títan og aðrar hvarfgjarnar málmblöndur krefjast venjulega kísil-sol eða keramik skelkerfi (eða lofttæmisbráðnun) vegna þess að vatnsglerskeljar hafa ekki tilskilda tregðu eða hreinleika.
(Nánast, tapað vax steypa af títan er nánast eingöngu unnin með eldföstum sirkon/súrál-skelkerfum, ekki vatnsglas.)
Þannig, málmvinnslusamhæfi er lykilatriði: vatnsgler er valið þegar steyptur málmur er samhæfður við kísil (járnkerfi) og vinnsluhagkerfisins er þörf.
Hvað málmvinnslu varðar, vatnsglerskeljar geta haft áhrif á gæði steypu.
Til dæmis, kolefnisstál getur farið í gegnum lítilsháttar uppkolun við skel viðmót ef það er afvaxið með sýrðu vatni, þannig að hlutlaust vatn er notað.
Gasgegndræpi keramiksins hjálpar til við að lofta út vetni og gasi; Samt, hvers kyns ófullnægjandi afvax eða raki getur framleitt grop í gasi.
Rýrnunarglöpum er stjórnað með riser og loftopum eins og venjulega.
Almennt, vatnsglersteypur hegða sér málmvinnslulega eins og aðrar nákvæmnissteypur úr sama málmi - efnafræði skeljar hefur lágmarks blöndunaráhrif en getur breytt lítillega afkolun yfirborðs.
Rétt ferlistýring (eins og lofttæmi eða óvirkt andrúmsloft hella fyrir ákveðin stál) má beita eftir þörfum, en eru óháð gerð bindiefnisins.
Víddar nákvæmni og yfirborðsáferð
Vatnsglerfjárfestingarsteypur ná hóflegri nákvæmni. Mál vikmörk eru venjulega ISO CT7-CT9 fyrir almennar stærðir. (Fyrir fína veggi, þol getur slakað á CT9 eða CT10.)
Til að setja þetta í samhengi, ISO CT7 á a 50 mm eiginleiki leyfir um ±0,10 mm frávik, en CT6 væri ±0,06 mm.
Í reynd, litlir hlutar og vel stjórnað ferli geta nálgast CT6-CT7,
en stærri eða flóknari steypur eru oft á bilinu CT8-CT9.
Þetta er sambærilegt við fínsandsteypuþol.
Aftur á móti, Hágæða kísil-sol steypur geta náð CT4-CT6 í litlum málum, þannig að vatnsgler er minna nákvæmt um það bil eina þolmörk.
Gæðameðvitaðar verslanir munu tilgreina vikmörk byggð á ISO 8062, oft tekið fram „CT8“ sem grunnlínu fyrir vatnsglerferla.
Yfirborðsáferð er sömuleiðis grófari en kísilsol en sléttari en sandsteypa. Dæmigert ójöfnur á yfirborði fyrir vatnsglersteypur er af stærðargráðunni RA 6–12 μm (250-500 mín).
Ein steypa greindi frá því að vatnsglersteypur náðu u.þ.b. Ra = 12.5 μm í samanburðarprófum. Aftur á móti, kísil-sol hlutar geta náð Ra 3–6 μm.
Hærri grófleiki vatnsglers stafar af stærri kornastærðum í skelinni og eðli natríumsílíkatbindiefnisins..
Þættir sem hafa áhrif á fráganginn eru ma innihald þurrefnis í slurry, kornastærð stucco, skelþykkt, og mynsturgæði.
Til dæmis, fínni grunnhúð og fleiri grunnlög geta bætt yfirborðsgæði.
Engu að síður, hönnuðir ættu að búast við grófara upphaflegu yfirborði: dæmigerð steypa þarf oft létta slípun eða vinnslu til að ná sléttleika í kringum Ra 3–6 μm fyrir mikilvæg yfirborð.
Til að stjórna nákvæmni, flestar verslanir nota víddarskoðun (þjöppar, Cmm, mælar) um frumhluta og framleiðslusýni.
Þar sem vaxmynstrið og tréð kynna nokkurn breytileika, vandað skipulag og rýrnunarbætur þarf.
Varmasamdráttarstuðlar fyrir stál (um 1.6 mm/m·100 °C) eru notuð til að skala mynstur. Ferlaskjöl skilgreina rýrnunarstuðla og vikmörk á ISO.
Gæðaeftirlit og skoðun
Gæðaeftirlit í vatnsglersteypu endurspeglar aðrar steypugreinar. Mikilvæg skref eru skoðuð á mörgum stigum:
- Skeljaskoðun: Áður en hellt er, skeljar eru skoðaðar með tilliti til sprungna, blöðrur, eða ófullkomin húðun.
Verktakar mæla oft skelþykkt með úthljóðsmælum og sannreyna að hvert lag sé einsleitt. Allar aflögun eða göt geta valdið steypugöllum.
Fylgst er með sýrustigi og föstum efnum í gámum með blautri slurry; afbrigði geta framleitt veikar skeljar. Þurrkaraofnar eru skoðaðir fyrir jafna hitadreifingu. - Málskoðanir: Eftir hristingu og frágang vinnslu, steypur eru mældar miðað við hönnunarmál.
Hlutar fyrstu greinar gangast venjulega undir CMM skoðun til að sannreyna mikilvægar stærðir innan tilgreinds vikmarksflokks (td. ISO CT8).
Einfaldir mælikubbar eða tappamælar eru notaðir fyrir holuþvermál. Vegna þess að trjáhæð og vax rýrnun bæta við litlum villum, það er algengt að stilla stærð mynsturmeistara ef útkeyrsla á sér stað. - Gallagreining: Vatnsglersteypuefni geta orðið fyrir göllum eins og grop í gasi, innifalið, eða skeljarsamrunagalla.
Algengar skoðunaraðferðir eru röntgen-/geislamyndataka (að finna innri holrúm eða innfellingar), flúrljómandi penetrant (fyrir yfirborðssprungur og porosity), og segulkornaprófun (fyrir járnhluta).
Þar sem við á, beitt er þrýstiprófun eða flæðisprófum. Málmvinnslugreining (macro ets, örmyndir) hægt að nota meðan á ferliþróun stendur.
Allar prófanir ættu að vísa til staðla (td. ASTM E165 fyrir penetrant, ASTM E446 fyrir röntgenmyndatöku) að skilgreina samþykki. - Vinnsluskjöl: Ströngum rekjanleika er gætt á vatnsglerafsteypum. Skrár innihalda gróðurblöndunarhlutföll, læknaáætlanir, og ofntímar.
Margar steypur nota gátlista í vinnslu (hitaskrár fyrir afvaxofna, rakastokkar fyrir þurrkherbergi, og notkunarskrár bindiefnis).
Fyrir áreiðanlega hluta (td. Aerospace íhlutir), fullur hitakóði og efna-/eðlisvottun fylgja hlutanum.
ISO 9001 eða Nadcap staðlar geta stjórnað skjölum í mikilvægum atvinnugreinum.
Á heildina litið, eftirlitshugmyndin er að staðla hvert skref þannig að hægt sé að rekja steypubilun aftur til rótarorsökarinnar (td. óstöðug slurry eða þurrkunarlota sem gleymdist).
Efnahagsleg sjónarmið
Vatnsgler tapað vaxsteypa er metið fyrir hagkvæmni í viðeigandi forritum. Hagrænir lykilþættir eru meðal annars efniskostnaður, vinnuafl, hringrásartíma, og ávöxtun:
- Efni: Natríumsílíkatbindiefni og kvarssandur eru ódýrir miðað við kísilkvoða og sirkon.
Til dæmis, Natríumsílíkatlausn gæti kostað nokkur sent á hvert kíló, en kísilkvoðabindiefni kosta stærðargráðu meira.
Söltin eða eldsneytisgjöfin sem notuð eru eru í lágmarki. Vax mynstur (sérstaklega ef 3D-prentað er) bæta við kostnaði, en afraksturinn er hár.
Það er eitthvað rusl úr keramikúrgangi (brotin skel) en oft er hægt að endurvinna það sem sand. Á heildina litið, rekstrarvörur eru ódýrar. - Vinnu- og afgreiðslutími: Að byggja vatnsglerskel er vinnufrek, þarfnast margra dýfa og þurrkunarlota.
Hringrásartímar af 24-72 klst frá vaxtré til að hella eru dæmigerð (hraðar en háhita kísilsól sem getur tekið lengri lækningar).
Blautt dewax þrepið er lengra (dýfing vs opinn loga brenna), en þetta er venjulega í bleyti yfir nótt. Vinna er nauðsynleg til að undirbúa mynstur, húðun/stúkaðgerðir, og hristingur.
Þrátt fyrir þetta, lægri verkfærakostnaður og minni vinnsla vega oft upp á móti hærri vinnuafli.
Í kostnaðarlíkani, Vatnsgler getur verið samkeppnishæft þegar hlutamagn fer yfir nokkur hundruð á ári, sérstaklega fyrir þunga eða flókna hluta sem yrðu mjög dýrir í sand- eða mótunarsteypu. - Afköst: Einnota vatnsglerlínur geta keyrt stöðugt, en hverja byggingu (skeljarhleðsla, afvax, eldi, hella, útsláttur) sinnir aðeins hlutunum á því tré.
Afköst er í meðallagi; nokkur hundruð kíló af steypu í hverri lotu gæti verið eðlilegt. Samt, sjálfvirkni er til fyrir vaxsprautun og skeljaúðun.
Takmarkandi skrefið er oft afvaxið og brennt, sem geta verið lotuofnar með skilgreindu álagi. Árangursrík tímasetning (að stafla trjám) geta bætt nýtingu. - Afrakstur og rusl: Vegna þess að ferlið er nákvæmt, ruslhlutfall getur verið lágt ef stjórnað er. Samt, hvers kyns skel sprunga eða málmleki í gegnum skilar algeru tapi á þeirri steypu.
Bilanir vegna skelgalla (td. sprungur eftir afvax) eru lágmarkaðar með ströngu ferlistýringu.
Samanborið við sandsteypu, Vatnsgler hefur almennt meiri uppskeru þar sem hlutar eru auðveldari að þrífa og næstum netlaga.
Samanborið við kísilsól, ávöxtun er svipuð eða aðeins lægri (Silica-sol skeljar geta verið fyrirgefnari fyrir afvaxvandamálum).
Gróft kostnaðarsamanburður gæti sýnt að vatnsgler steypa getur verið 50–70% ódýrara á hlut en kísil-sol steypu fyrir miðlungs nákvæmni stálhluta,
vegna lægri efnis- og verkfærakostnaðar, að vísu með hóflegu tapi á yfirborðsgæði.
Það er dýrara en ódýr sandsteypa á hverja einingu, en vegna þess að lokahlutir þurfa miklu minni vinnslu, The heildarkostnaður fullunnar hluta getur verið samkeppnishæf.
Í stuttu máli, Vatnsglersteypa gerir fyrirtækjum kleift að færa kostnað frá vinnutíma yfir í vinnslutíma,
sem er oft hagkvæmt fyrir hluta sem eru nógu flóknir eða lítið magn til að sérstök verkfæri séu ekki réttlætanleg.
Iðnaðarforrit
Vatnsglerfjárfestingarsteypa finnur sinn sess í þungir og flóknir íhlutir í nokkrum atvinnugreinum. Áberandi forrit eru ma:
- Vélar og þungur tæki: Íhlutir til námuvinnslu, olía & bensín, og byggingarvélar nota oft vatnsglersteypu.
Til dæmis, gír, dæluhús, lokar, og hjól í þessum geirum njóta góðs af styrkleika stáls og rúmfræðilegu frelsi fjárfestingarsteypu.
Vatnsglersteypa Ryðfrítt stál ventilpípur - Landbúnaðarhlutar: Hlutar eins og dráttarvélarhús, plóghluta, og tengingar við þungar búvörur eru gerðar á þennan hátt.
Hæfni til að steypa sveigjanlegt járn eða lágblandað stálform (td. hlutar til stýris, sáðborplötur) með flóknum sniðum er lykilkostur. - Bifreiðar: Þó það sé ekki algengt fyrir fjöldaframleidda bílavarahluti, Vatnsglersteypa er notað í litlum bifreiða- eða vörubílahlutum (td. litlar lotur af stýrishnúum, þungir fjöðrunararmar, bremsuíhlutir fyrir sérbíla).
Nákvæmni þess er meiri en sandsteypa fyrir mikilvæga passa hluta, er samt hagkvæmt fyrir hóflega keyrslu. - Iðnaðarventlar og dælur: Lokar úr steypujárni og stáli, dælulíkama, og flansar koma oft úr fjárfestingarmótum úr vatnsgleri.
Þessir hlutar þurfa flókna innri ganga og góða yfirborðsáferð (til að forðast leka) – Vatnsglersteypa gefur lokar tilbúna til vinnslu án kjarna. - Byggingar- og byggingarsteypu: Einstaka sinnum, skreytingar eða burðarvirki úr járni/stáli (eins og flansar, Vélbúnaður, eða skrautlegar stoðir) eru steyptar í gegnum vatnsgler.
Ferlið getur fanga fín listræn smáatriði á meðan þú notar sand á viðráðanlegu verði, sem gerir það hentugt fyrir sérsteypu (td. bronsskipti í byggingarþáttum). - Úthafs- og sjóhlutir: Eins og getið er af heimildum iðnaðarins, hlutar fyrir eftirvagna, krana, og sjóborpallar nota þessa aðferð til endingar í erfiðu umhverfi.
Á heildina litið, Vatnsglersteypa er valið í iðnaði sem eftirspurn öflugar járnsteypur með hóflegum smáatriðum á sanngjörnum kostnaði.
Það keppir við sandsteypu þegar meiri nákvæmni eða netlaga smáatriði er krafist, og það keppir við kísil-sol fjárfestingarsteypu þegar stórar stærðir eða fjárhagslegar takmarkanir gera það síðarnefnda of dýrt.
Samanburðargreining
Samanborið við aðrar steypuaðferðir, fjárfestingarsteypa vatnsglers er meðalvegur:
Vatnsgler vs Silica-Sol fjárfestingarsteypa:
Kísilsól (kísilkvoða bindiefni með zirkon hveiti) framleiðir fínustu smáatriði, besta yfirborðsáferð (Ra niður í 3–6 μm), og þrengri vikmörk (ISO CT4-CT6).
Samt, það er dýrari: kísilsóllausnir og zircon sandar kosta umtalsvert meira, og ferlið krefst logabrennslu og hærra eldhitastigs.
Vatnsgler steypa, Aftur á móti, er með grófari áferð (~Ra 6-12 μm) og víðtækari vikmörk (CT6-CT9), en notar ódýr efni og einfaldara afvax.
Vatnsglerskeljar hafa einnig tilhneigingu til að vera sterkari í meðhöndlun áður en þær eru hellt (þær eru mjög stífar eftir þurrkun) og getur verið þykkari, sem gagnast þungum hellum.
Í stuttu máli, kísilsól er valið fyrir mikla nákvæmni, smáhlutir; vatnsgler er valið fyrir stærra, sterkir íhlutir þar sem hægt er að fórna yfirborðsáferð.
Vatnsglerfjárfestingarsteypa vs Sandur Steypu:
Sandsteypu (grænn sandur eða efnatengdur) er lægstur, sveigjanlegasta mótagerð fyrir stóra hluta.
Samt, sandsteypur hafa mjög gróft yfirborð (RA > 25 μm, oft 50–100 μm) og laus vikmörk (ISO CT11 eða verra).
Vatnsglersteypa gefur verulega betra yfirborð og nákvæmni (eins og fram kemur hér að ofan) með hærri kostnaði.
Ef sandsteyptur hluti þarfnast mikillar vinnslu eða viðgerðar (eins og að suða í kjarna), það gæti verið ódýrara að nota vatnsgler.
Líka, ákveðin flókin form (þunnar veggir, innri tómarúm) eru harðir eða ómögulegir í sandi án kjarna; vatnsgler framleiðir auðveldlega slík form.
Ávinningurinn er sá að sandsteypa mælist betur fyrir mjög mikið magn (deyjamót eða mót sem hægt er að nota margoft),
en vatnsgler takmarkast við um það bil 150 kg á mót og krefst margra daga lota.
Skelstyrkur og hitauppstreymi:
Vatnsglerskeljar eru samsettar úr sameinuðu kísillögum, sem eru aðeins minna eldföst en sirkon- eða súrállögin sem oft eru notuð í kísilsólskeljar.
Þetta þýðir að vatnsglerskeljar hafa venjulega lægra hámarksþjónustuhitastig og geta leyft meiri málm-skel viðbrögð í mjög heitum hellum.
Í reynd, þó, báðar aðferðirnar framleiða skeljar sem standast auðveldlega stál/járn hitastig.
Hvað varðar styrk, bæði kísilsól og vatnsglerskeljar eru stífar eftir brennslu, en kísilsól getur viðhaldið uppbyggingu heilleika við hærra hitastig.
Bestu notkunarmálin:
Tekið saman bestu notkunina, vatnsgler steypa er tilvalið fyrir miðlungs til stórir hlutar úr stáli/járni þar sem mikil nákvæmni er ekki mikilvæg,
eins og dæluhús, gíreyður, hlutar til þungra véla, og hvaða íhluti sem er þar sem uppsteyptir eiginleikar spara suðu.
Silica-sol er best fyrir litlir til meðalstórir hlutar með mikilli nákvæmni (Aerospace íhlutir, skartgripir, Læknisfræðileg ígræðsla, litlir ryðfríir hlutar).
Græn-sandi steypa vinnur fyrir stórir þungir hlutar eða mjög mikið magn þar sem ekki er þörf á þéttum smáatriðum (td. stór hús, vélarblokkir, dæluhús í lausu).
Taflan hér að neðan sýnir nokkrar samanburðartölur:
- Ójöfnur á yfirborði (dæmigerður Ra): Kísilsól ~3–6 μm; vatnsgler ~6–12 μm; Grænn sandur >25 μm.
- Víddarþol: Kísilsól ISO CT4–CT6; vatnsgler ~CT6–CT9; grænn sandur CT11–CT12 (mjög laus).
- Efnislegur kostnaður: Lítið fyrir sand, miðlungs fyrir vatnsgler, hátt fyrir kísilsól. Natríumsílíkatbindiefni er mjög ódýrt, en kísilkvoðabindiefni er dýrt.
- Skelstyrkur: Gott fyrir kísilsól við hátt T, miðlungs fyrir vatnsglas. Sirkon/súrál skeljar (kísilsól) hafa hærra eldþol.
- Framleiðslukvarði: Vatnsgler hentar litlum til meðalstórum rúmmáli (tugir til þúsunda á ári), sérstaklega þegar hlutar eru þungir. Silica-sol hentar litlum/nákvæmri keyrslum; sandur hentar miklu magni.
Á heildina litið, vatnsglersteypa brúar bil: það býður upp á betri stjórn og frágangur en sandsteypa, En lægri kostnaður en kísilsól.
Þegar hönnunarkröfur eru hóflegar og fjárveitingar takmarkaðar, það er oft hagkvæmasta nákvæmni tækni.
Niðurstaða
Vatnsgler (natríumsílíkat) fjárfestingarsteypa er a hagkvæm nákvæmni steypu ferli fínstillt fyrir járn, flóknir íhlutir.
Með því að nota ódýr bindiefni og sand, það gerir framleiðendum kleift að ná næstum nettólaga stál- og járnhlutum með hæfilegum vikmörkum (ISO CT7-CT9) og klárar (Ra ≈6–12 μm) á broti af kostnaði við kísil-sol steypu.
Styrkleikar ferlisins eru efnishagkvæmni þess, sterkur skel stífni, og getu til að framleiða flóknar rúmfræði án þess að kjarna hrynji.
Helstu takmarkanir þess eru grófari yfirborðsáferð og minni stöðugleiki við háan hita, sem takmarka það við miðlungs nákvæmni, erfiðar umsóknir.
Hlakka til, Vatnsglersteypa er áfram viðeigandi fyrir forrit eins og vélar, undireiningar bíla,
landbúnaðar- og byggingartæki, og allir hlutar sem njóta góðs af góðri málamiðlun um smáatriði og kostnað.
Áframhaldandi umbætur (eins og bjartsýni silíkatsamsetninga og sjálfvirka skelhúðun) gæti ýtt nákvæmni þess aðeins hærra.
Engu að síður, verkfræðingar ættu að passa hluta vandlega við vinnslu: nota vatnsglas þegar stál/járn flókið og hagkvæmni ráða kröfum,
kísilsól þegar ofurfín smáatriði eða sérstök málmblöndur eru nauðsynlegar, og sandur hvenær hreint rúmmál eða stærð yfirbuga nákvæmni.
Á heildina litið, vatn-gler fjárfesting steypu er þroskaður, vel skilin tækni.
Áframhaldandi notkun þess er knúin áfram af alþjóðlegri eftirspurn eftir öflugum, flókna lagaðir málmhlutar með hóflegum vikmörkum og samkeppnishæfum kostnaði.
Rétt beiting efnafræði- og ferlistýringar þess - og ítarleg skoðun - skilar stöðugri, hágæða steypuefni fyrir margs konar iðnaðarþarfir.
Þetta er hið fullkomna val fyrir framleiðsluþarfir þínar ef þú þarft hágæða vatnsglerfjárfestingarsteypa Þjónusta.
