1. Introduzione
Casting per gli investimenti, noto anche come processo per la scarsa perdita - si estende ben oltre le leghe di acciaio e nichel.
Prospera nel mondo in lega di rame, Fornire precisione senza eguali per geometrie complesse.
La fusione di investimenti in lega di rame combina i vantaggi termici ed elettrici del rame con la libertà di progettazione degli stampi in ceramica.
Di conseguenza, produttori in elettronica, olio & gas, architettonico, E marino I settori si affidano a questi getti per soddisfare severi requisiti di prestazione.
Inoltre, La crescente domanda di componenti elettrici miniaturizzati e hardware resistente alla corrosione continua a guidare la crescita del mercato globale, proiettato a 5.2 % CAGR Attraverso 2029.
2. Cos'è il casting di investimenti in lesse in rame?
In lega di rame colata di investimento, Una cera o il modello polimerico prato 3D replica la parte finale. Dopo aver impilato i motivi su un albero di gate, I tecnici costruiscono un guscio di ceramica attorno a loro.
Una volta che il guscio cura, Si sciolgono la cera (Quindi "Lost -wax"), Preriscalda il guscio, e versare in lega di rame fuso.
Dopo la solidificazione, Il fragile guscio si stacca, Rivelando un componente a forma di rete vicino.
Questo processo raggiunge tolleranze strette come ± 0.1 mm e la superficie finisce fino a Ra 0.8 µm, Ridurre la lavorazione a valle.
3. Leghe di rame utilizzate nel casting degli investimenti
Le leghe di rame sono ampiamente utilizzate nel casting per gli investimenti a causa della loro eccellente castabilità, resistenza alla corrosione, conducibilità termica ed elettrica, e buone proprietà meccaniche.
Ecco le principali categorie di leghe di rame comunemente usate in questo processo:
Bronzi
I bronzi sono principalmente leghe di rame con stagno, Sebbene i bronzi moderni possano contenere anche elementi come l'alluminio, silicio, e fosforo. I tipi comuni includono:
- Bronzo fosforoso (With-sn-p): Noto per alta resistenza, resistenza all'usura, e resistenza alla corrosione. Ideale per i cuscinetti, ingranaggi, e componenti marini.
- Bronzo alluminio (Con il): Presenta una forza eccellente, resistenza alla corrosione (soprattutto in acqua di mare), e buona resistenza all'usura. Usato nell'aerospaziale, hardware marino, e componenti della valvola.
- Bronzo al silicio (con il suo): Offre una buona forza, resistenza alla corrosione, e formabilità. Spesso utilizzato nelle applicazioni architettoniche e nei raccordi marini.
Ottoni
Ottoni sono leghe di zinco di rame conosciute per la loro buona forza e eccellente macchinabilità.
- Ottone giallo (Cu-Zn): Ha un'ottima castabilità e viene utilizzata per gli oggetti decorativi, raccordi idraulici, e componenti meccanici a basso carico.
- Brassi ad alta resistenza: Può includere elementi aggiuntivi come il manganese, ferro, o alluminio per le proprietà meccaniche migliorate.
Silvers di nichel (Cu-Ni-Zn)
Queste sono leghe di rame con nichel e zinco che assomigliano all'argento.
- Utilizzato in applicazioni che richiedono una buona resistenza alla corrosione, forza moderata, e appeal estetico (per esempio., strumenti musicali, oggetti decorativi).
Rame berillio (Con il futuro)
Il rame al berillio è una lega ad alte prestazioni che offre una resistenza eccezionale, durezza, e conduttività.
- Utilizzato nei componenti di precisione, come sorgenti, connettori, e strumenti non parking. Tuttavia, A causa dei rischi per la salute durante la lavorazione, richiede un'attenta gestione.
Gradi comuni in lega di rame utilizzati nel casting degli investimenti
| Tipo in lega | Gradi comuni / Standard | Composizione principale | Proprietà chiave | Applicazioni tipiche |
|---|---|---|---|---|
| Bronzo alluminio | C95400 (Al Bronzo), ASTM B148 | Con un up | Alta resistenza, usura e resistenza all'acqua di mare | Corpi di pompa, componenti della valvola, eliche marine |
| C95500 (Nickel Al Bronze) | Cu-al-ni-fee | Struttura più alta, Resistenza al calore e alla corrosione | Parti aerospaziali, componenti di macchinari pesanti | |
| Bronzo allo stagno | C83600 (Ottone rosso con piombo) | Cu-Sn-Pb-Zn | Buona castabilità, resistenza alla corrosione | Raccordi, valvole, oggetti decorativi |
| C90500 (Gun Metal) | Cu-Sn-Zn | Alta resistenza, resistenza alla fatica | Componenti a vapore/pressione dell'acqua | |
| Bronzo fosforoso | C91000, C91300 | With-sn-p | Resistenza all'usura, resistenza alla corrosione | Ingranaggi, cuscinetti, Componenti di primavera |
| Bronzo al silicio | C87500, C87600 | Cu-Security | Buona resistenza e resistenza alla corrosione | Connettori elettrici, hardware marino, Casting d'arte |
Ottone |
C85700 (Ottone al manganese) | Cu-Zn-Mn | Buona castabilità, resistenza alla corrosione | Parti decorative, Componenti meccanici di punta leggera |
| C85800 (Ottone giallo ad alta resistenza) | Cu-Zn-Fe | Alta resistenza, Resistenza alla disincificazione | Raccordi industriali, valvole, sistemi di tubazioni | |
| Argento di nichel | C97300, C97400 | Cu-Ni-Zn | Aspetto simile all'argento, resistenza alla corrosione | Oggetti decorativi, strumenti musicali, monete |
| Rame berillio | C17200 (ASTM B196/B197) | Con il futuro | Forza molto alta, conduttività, antiscintilla | Strumenti di precisione, connettori, molle, olio & Strumenti di gas |
4. Proprietà materiali dei getti in lega di rame
Proprietà meccaniche
| Proprietà | Ottone (C36000) | Bronzo alluminio (C95400) | Cuscinetto di bronzo (C93200) | Rame berillio (C17200) |
|---|---|---|---|---|
| Resistenza alla trazione (MPa) | ~ 345 | ~ 450 | ~ 310 | Fino a 1400 (trattato con calore) |
| Forza di snervamento (MPa) | ~105 | ~ 250 | ~ 160 | ~ 1100 |
| Allungamento (%) | 20–30% | 10–15% | 10–20% | 10–20% |
| Durezza (HB) | 80–100 | 110–130 | 70–90 | 200–300 |
- Duttilità: Le leghe in ottone offrono in genere un'eccellente duttilità, consentendo una facile lavorazione e formazione post-casting.
- Resistenza all'usura: Il bronzo in alluminio e il bronzo cuscinetto sono particolarmente adatti per il carico elevato, Applicazioni a bassa velocità a causa delle caratteristiche di usura superiori.
- Forza della fatica: Il rame del berillio eccelle in applicazioni che richiedono elevata resistenza alla fatica e prestazioni a molla.
Termico & Conduttività elettrica
Conducibilità termica:
- Rame puro: ~ 385 W/M · K.
- Ottone: ~ 100–150 W/M · K.
- Bronzo: ~ 50–70 W/M · K.
- Rame berillio: ~ 100–125 W/M · K.
Conduttività elettrica (COME % SIGC):
- Rame puro: 100%
- Ottone (C36000): ~ 28–30%
- Bronzo: ~ 15–20%
- Rame berillio: ~ 22–25%
Resistenza alla corrosione e durata ambientale
| Ambiente | Leghe adatte | Note |
|---|---|---|
| Acqua di mare | Con noi (C70600), Bronzo alluminio (C95800) | Eccellente resistenza alla vaiolatura, fessura, e biofouling |
| Atmosfera industriale | Ottone, Bronzo allo stagno | Buona resistenza atmosferica generale |
| Mezzi acidi | Bronzo fosforoso, Con noi | Resiste agli acidi solforici e organici |
| Acqua potabile | Ottone a basso contenuto (C46400, EnviroBrass®) | Conforme alle moderne norme di piombo |
| Esposizione ad alta temperatura | Rame berillio, C95400 | Adatto per elevata resistenza alla temperatura e ossidazione |
5. Pro e contro di getti in lega di rame
✅ Pro di getti in lega di rame
Eccellente resistenza alla corrosione
- Leghe di rame-in particolare bronzi e gradi di nichel rame-Excel in resistere alla corrosione nell'acqua di mare, acido, e ambienti industriali.
- Ideale per hardware marino, raccordi idraulici, e componenti del processo chimico.
Elevata conduttività termica ed elettrica
- Le leghe in ottone e puro a base di rame hanno un'eccellente conduttività elettrica (fino a 100% IACS per rame puro).
- La conducibilità termica varia tra 100-400 W/M · K, rendendoli ideali per i dissipatori di calore, connettori elettrici, e terminali.
Castabilità superiore
- Le leghe di rame fluiscono bene durante il casting, consentendo la produzione di pareti sottili, forme complesse con tolleranze strette.
- Adatto al casting di investimenti, consentendo progetti intricati senza la necessità di un ampio post-elaborazione.
Diverse proprietà meccaniche
- Spazia da morbido, ottone duttile (C36000) a rame di berillio ad alta resistenza (C17200) con resistenza alla trazione che superano 1,200 MPa.
- I bronzi in alluminio offrono un'eccellente resistenza all'usura e resistenza alla trazione per parti ad alto carico.
Appello estetico & Finibilità
- Attraenti toni giallo rossastro in ottone e bronzi li rendono ideali per decorativi, architettonico, e applicazioni artistiche.
- Lucida bene e accetta patinas o rivestimenti protettivi per un'estetica avanzata.
Riciclabilità & Beneficio ambientale
- Rame e le sue leghe lo sono 100% riciclabile senza perdita di proprietà.
- L'uso di ottoni a basso passo o senza piombo (per esempio., EnviroBrass®) Supporta pratiche di produzione sostenibili e soddisfa le normative sull'acqua potabile.
⚠️ Contro di getti in lega di rame
Costo materiale da moderato a alto
- Rame, nichel, e la scatola sono elementi di base relativamente costosi.
- Rame berillio, offrendo una forza e conducibilità eccellenti, è tra le più costose leghe a base di rame.
Resistenza inferiore rispetto all'acciaio
- Mentre era forte nella loro categoria, Le leghe di rame in genere hanno una trazione più bassa e di snervamento rispetto agli acciai di carbonio e lega.
- Per componenti altamente caricati o strutturali, Potrebbero essere necessarie ulteriori considerazioni di progettazione.
Prestazioni limitate alle alte temperature
- La maggior parte delle leghe di rame si ammorbidisce a temperature elevate superiori a 300 ° C.
- Le eccezioni includono il bronzo in alluminio e il rame berillio, che mantengono l'integrità meccanica a temperature moderatamente alte.
Il rischio di difetti di lancio
- Come con molti processi di fusione, porosità, restringimento, o la segregazione può verificarsi se non gestita correttamente.
- Richiede il controllo esperto di fonderia e le ispezioni post-cast.
Sfide di lavorabilità
- Alcune leghe (per esempio., bronzo all'alluminio, bronzi alti) Può essere difficile da macchiare a causa di intermetallici duri.
- L'usura degli utensili è più frequente, e potrebbero essere necessari speciali strumenti o tecniche di taglio.
6. Applicazioni di getti in lega di rame
Marino e offshore
Leghe di rame - in particolare bronzo all'alluminio E Bronzo di nichel-alluminio—C sono altamente resistenti alla corrosione dell'acqua di mare, biofouling, e cavitazione.
- Eliche e giranti
- Corpi di pompa e valvole
- Maniche e cuscinetti
- Fissature marine e raccordi per tubi
Impianti idraulici e fluidi
I getti di bronzo in ottone e piombo sono comunemente utilizzati nei sistemi idraulici a causa della loro lavorabilità, resistenza alla corrosione, e proprietà a bassa attrito.
- Rubinetti, valvole, e raccordi
- Connettori e accoppiamenti a tubo
- Alloggi per contatore dell'acqua
- Preventive di riflusso
Elettrico e Elettronica
Grazie alla loro eccellente conducibilità elettrica, Le leghe a base di rame vengono utilizzate sia per la trasmissione di potenza che per i componenti del segnale.
- Connettori e terminali
- Bar di autobus
- Interruttore e componenti dei quadri
- Attrezzatura a terra
Macchinari industriali
Le leghe di rame ad alta resistenza vengono utilizzate per l'usura- e parti resistenti al carico in macchinari pesanti.
- Gears and Gear Spakks
- Boccole e rondelle di spinta
- Guida e piastre di usura
- Componenti della muffa
Aerospaziale e Difesa
I bronzi in alluminio e il rame berillio sono usati in aerospaziale per la loro forza, resistenza alla fatica, e proprietà non spaziali.
- Componenti del carrello di atterraggio
- Staffe strutturali
- Connettori e clip di precisione
- Strumenti non magnetici e resistenti alle scintilla
Automobilistico
I getti in lega di rame sono utilizzati nei sistemi che richiedono sia la conducibilità termica che la resistenza meccanica.
- Componenti del sistema di raffreddamento (per esempio., Alloggi per pompa dell'acqua)
- Boccole di trasmissione
- Parti del freno
- Componenti del motore
Decorativo e architettonico
Ottoni, bronzi, e gli argenti di nichel sono popolari per il loro aspetto e resistenza alla corrosione.
- Statue e sculture
- Maniglie delle porte e hardware
- Apparecchi di illuminazione
- Griglie e porte
Petrolio e gas / Estrazione mineraria
Non-parking, Le leghe di rame resistenti alla corrosione sono ideali per ambienti pericolosi o abrasivi.
- Strumenti di fondo pozzo
- Valvole e accoppiamenti
- Strumenti manuali non spaziali
- Alloggiamenti della pompa
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