Investicijų liejimas: „Shell“ veido kailio šiurkštumas

Įvadas

Į Investicijų liejimas, keraminio apvalkalo kokybė tiesiogiai lemia paviršiaus apdailą, matmenų tikslumas, ir galutinio liejimo mechaninės savybės.

Tarp visų apvalkalo sluoksnių, the veido kailis yra pats svarbiausias, nes jis tiesiogiai liečiasi su išlydytu metalu ir tiksliai atkuria vaško rašto geometriją ir paviršiaus tekstūrą.

Lygus ir tankus apvalkalo veido sluoksnis gali žymiai pagerinti liejimo kokybę, sumažindamas paviršiaus defektus, apdirbimo priedų sumažinimas, ir padidinti matmenų tikslumą.

Ir atvirkščiai, Dėl per didelio korpuso šiurkštumo gali prasiskverbti metalas, smėlio sukibimas, duobė, ir prasta paviršiaus išvaizda, galiausiai didėja gamybos sąnaudos ir atmetimo rodikliai.

Korpuso veido dangos šiurkštumas nekontroliuojamas vienu parametru. Tai yra sudėtingos srutų savybių sąveikos rezultatas, ugniai atsparios medžiagos, tinkavimo procesai, vaško rašto kokybė, aplinkos sąlygos, ir terminės procedūros.

1. Srutų sudėtis ir reologinės charakteristikos

Veido sluoksnio srutos yra ištisinė apvalkalo vidinio paviršiaus matrica. Jo sudėtis ir tekėjimo elgsena yra pagrindiniai galutinio paviršiaus šiurkštumo veiksniai.

Kiekvienas parametro pakeitimas srutų sistemoje sukuria tiesioginį, išmatuojamas poveikis sukietėjusio paviršiaus topografijai.

Miltelių ir skysčio santykis ir reologinis elgesys

Milteliai paverčiami skysčiu (P/L) santykis – ugniai atsparių miltelių ir rišiklio masės santykis – yra svarbiausias kintamasis, reguliuojantis suspensijos klampumą ir išlyginimo efektyvumą..

Klampumas yra atvirkščiai susijęs su laisvo skysčio kiekiu; didėjant P/L santykiui, laisvo skysčio mažėja, o klampumas smarkiai pakyla.

Šis ryšys yra labai jautrus kietojo ir skysčio balansui.

Kai P/L santykis per didelis (pernelyg klampios srutos):

• Skystumas smarkiai sumažėja.
• Srutos negali veiksmingai išlyginti mikroskopinių kontūrų ant vaško rašto.
• Šepetėlio žymės, panardinimo linijos, ir tekėjimo briaunelės „įšąla“ į sukietėjusią dangą.
• Paviršiaus šiurkštumas žymiai padidėja (Ra vertės gali viršyti 3.2 µm).

Kai P/L santykis per mažas (per daug skystos srutos):

• Danga greitai nuteka nuo vertikalių paviršių.
• Nepakankamas dangos storis leidžia tinko dalelėms prasiskverbti pro srutos sluoksnį, tiesiogiai susisiekę su vaško raštu.
• Gravitacijos sukeltos srauto linijos sukuria netolygų raibuliavimą ir banguotus defektus.

Optimizuotas diapazonas: Įprastai silicio dioksido ir cirkonio miltų veido sluoksnio suspensijai, optimalus P/L santykis yra tarp 3.2:1 ir 3.5:1 pagal svorį. Šiame lange:

• Klampumas (matuojamas Nr. 4 Zahno taurė) stabilizuojasi po 35-45 sekundžių.
• Srutos yra pakankamai skystos, kad užpildytų mikro įdubas rašto paviršiuje.
• Tiksotropinis elgesys neleidžia per daug nusausinti.
• Drėgna danga pasiekia vienodą storį ir lygią, plokščias paviršius.
• Galutinis veido sluoksnio šiurkštumas gali būti nuolat palaikomas žemiau Ra 1.6 µm.

Nukrypimai nuo šio P/L lango – bet kuria kryptimi – visada padidina šiurkštumą.

Dėl to tiksli P/L kontrolė yra viena iš svarbiausių kokybės užtikrinimo veiklų investicinėje liejykloje.

Ugniai atsparių miltelių dalelių dydis ir pasiskirstymas

Ugniai atsparių miltelių dalelių dydžio pasiskirstymas yra antrasis pagrindinis žaliavos veiksnys, turintis įtakos veido dangos šiurkštumui.

Mechanizmas yra paprastas: jei milteliai daugiausia susideda iš dalelių, susitelkusių aplink vieną dydį, pakavimo tankis mažas, tarp dalelių paliekant dideles tarpuplaučio tuštumas.

Gautas srutų sluoksnis yra akytas ir šiurkštus, su daugybe mikrokraterių, kurie padidina paviršiaus šiurkštumą ir sumažina atsparumą metalo įsiskverbimui.

Optimalus dalelių dydžio pasiskirstymas reikalauja nuolatinio, multimodalinis (idealiai bimodalinis) gradacija.

Smulkios dalelės užpildo tuštumas tarp stambių dalelių, pasiekti maksimalų pakavimo tankį ir tankumą, lygus paviršius po sukietėjimo. Eksperimentinis cirkonio miltų sistemos optimizavimas rodo:

Su šiuo optimizuotu bimodaliniu paskirstymu, paviršiaus šiurkštumas sumažėja per 40% lyginant su vienodo vidutinio dalelių dydžio unimodaliniais milteliais.

Gautame veido sluoksnyje praktiškai nėra matomų dalelių tarpo kraterių.

Be to, visos dalelės didesnės už 45 µm reikia pašalinti sijojant arba klasifikuojant oru; tokie dideli teršalai ant apvalkalo paviršiaus sukuria iškilusius mazgelius, kurie lokaliai kelis kartus padidina šiurkštumą.

Rišiklio sistema ir funkciniai priedai

Rišiklio tipas labai veikia paviršiaus šiurkštumą.

Trys pagrindiniai rišikliai, naudojami liejant investiciniu būdu – silicio dioksidas, etilo silikato hidrolizatas, ir natrio silikatas – sukuria labai skirtingas veido kailio savybes:

Dėl itin mažo koloidinių dalelių dydžio silicio dioksidas yra tinkamiausias rišiklis itin tiksliam liejimui. (paprastai 10-20 nm).

Tai leidžia susidaryti tankiam, ištisinė gelio plėvelė su minimaliais paviršiaus nelygumais.

Funkciniai priedai: Nedideli paviršinio aktyvumo ir išlyginamųjų medžiagų priedai gali žymiai pagerinti suspensijos drėkinimą ir išlyginimo efektyvumą, nekeičiant bazinės rišiklio cheminės sudėties.:

• Paviršinio aktyvumo medžiagos (Pvz., nejoninės drėkinančios medžiagos 0,1–0,3 % visos srutų masės) sumažinti paviršiaus įtempimą, skatinti tolygų plitimą ir užkirsti kelią skylučių ar kraterių susidarymui.
• Išlyginamieji agentai prailginti šlapios srutos plėvelės tekėjimo laiką, leidžiantys teptuko žymes, panardinimo linijos, ir kiti smulkūs naudojimo artefaktai, skirti išgydyti prieš kietinant.

Tačiau, per didelis priedų naudojimas (>0.5%) gali sukelti paviršiaus susitraukimą, krateriuoti, arba skylutes.

Optimalus papildymo diapazonas paprastai yra 0.1-0,5 % visos srutos masės, reikalaujantis tikslaus matavimo ir kruopštaus kokybės kontrolės.

2. Tinkas procesas: Kritiniai veikimo kintamieji, valdantys apvalkalo paviršiaus topografiją

Tinkavimo operacija yra daug daugiau nei paprastas ugniai atsparaus smėlio tepimas ant šlapio veido sluoksnio.

Tai lemiamas procesas, lemiantis, kaip keraminės dalelės yra įtvirtinamos suspensijoje ir, todėl, kaip po džiovinimo bus atkuriamas vidinis apvalkalo paviršius, šaudymas, ir metalo liejimas.

Įdėjimo sąlyga, paskirstymo vienodumas, ir tinko dalelių stabilumas tiesiogiai veikia mikroskopinį apvalkalo paviršiaus sluoksnio kontūrą ir galiausiai liejinio paviršiaus apdailą.

Tinkamo tinko ir šlapio veido sluoksnio dalelių dydis

Pirmasis sėkmingo tinkavimo principas yra tinkamo santykio tarp ugniai atsparaus smėlio dalelių dydžio ir šlapio veido sluoksnio storio..

Negabaritinių tinko dalelių poveikis

Kai tinko dalelės yra pernelyg stambios, jų matmenys viršija srutos plėvelės storį.

Tokiomis sąlygomis, dalelės prasiskverbia į šlapią dangą ir tiesiogiai liečiasi su vaško rašto paviršiumi.

Šis reiškinys sukuria vietinius vaško rašto įspaudus, kurie lieka keraminiame apvalkale po vaško pašalinimo ir išdegimo., galiausiai atsiranda kaip išsikišimai arba paviršiaus nelygumai vidiniame apvalkalo paviršiuje.

Taip pat gali būti didelių tinko dalelių:

• Sukurkite vietines streso koncentracijos zonas;
• Sukelia dangos storio skirtumus;
• Padidinkite metalo įsiskverbimo defektų tikimybę;
• Žymiai padidinkite apvalkalo veido kailio šiurkštumą.

Pernelyg smulkių tinko dalelių poveikis

Ir atvirkščiai, itin smulkios tinko dalelės linkusios tankiai susikaupti srutų sluoksnyje.

Sumažėjęs atstumas tarp dalelių sumažina apvalkalo pralaidumą ir atskleidžia daugybės smulkių dalelių kontūrus ant korpuso paviršiaus..

Dėl to:

• Paviršiaus mikro išsikišimai tampa ryškesni;
• Dujų pralaidumas mažėja;
• Didėja su dujomis susijusių liejimo defektų rizika;
• Korpuso paviršius tampa šiurkštesnis, nepaisant mažesnio dalelių dydžio.

Optimalus dalelių dydžio santykis

Praktinė gamybos patirtis parodė, kad stabiliausia įterpimo sąlyga pasiekiama, kai vidutinis tinko dalelių dydis kontroliuojamas apytiksliai:

50%–67% šlapio veido sluoksnio storio.

Esant šiai sąlygai:

• Maždaug pusė kiekvienos dalelės yra įterpta į srutą;
• Likusi dalis lieka už dangos sluoksnio;
• Smėlio dalelės neprasiskverbia į vaško raštą ir visiškai neatsidaro ant korpuso paviršiaus.

Skirtas įprastinio storio veido sluoksniams 0.3– 0,5 mm, rekomenduojamas tinko dydis paprastai yra:

Proceso laikas: Kritinio tinko taikymo langas

Gamybos praktikoje tinko dengimo laikas dažnai neįvertinamas, tačiau jis turi lemiamos įtakos dalelių įterpimo kokybei ir paviršiaus morfologijai.

Priešlaikinis tinko pritaikymas

Iš karto po dengimo, srutos išlieka labai skystos ir dar nėra pakankamai klampos, kad išlaikytų smėlio daleles.

Per anksti užtepus tinką, gali atsirasti:

• Dalelių migracija ir poslinkis;
• Netolygus dalelių pasiskirstymas;
• Lokalizuotas smėlio kaupimasis;
• Šiurkščių iškilimų ir banguotumo susidarymas.

Gautas apvalkalo paviršius dažnai turi didelių šiurkštumo skirtumų įvairiose srityse.

Uždelstas tinko pritaikymas

Jei tinko dengimas pernelyg vėluoja, srutų paviršiuje prasideda dalinis želė arba odos formavimasis.

Tokiomis sąlygomis:

• Smėlio dalelės negali tinkamai prasiskverbti į dangą;
• Mechaninis inkaravimas tampa nepakankamas;
• Paviršiuje susidaro plūduriuojančios dalelės.

Vėlesnių apvalkalo kūrimo operacijų metu, šios laisvai pritvirtintos dalelės dažnai atsiskiria, paliekant daugybę mikroskopinių duobių ir ertmių, kurios žymiai padidina apvalkalo šiurkštumą.

Optimalus tinkavimo langas

Įprastoms silicio-solio veido dangų sistemoms, rekomenduojamas tinko dengimo laikotarpis yra:

30– 90 sekundžių po padengimo.

Per šį laiko tarpą:

• Srutų klampumas padidėjo iki tinkamo lygio;
• Dingo per didelis sklandumas;
• Išlieka pakankamai plastiškumo efektyviam dalelių įterpimui.

Todėl, smėlio dalelės pasiskirsto tolygiai ir tvirtai įsitvirtina, sukuria lygiausią ir nuosekliausią apvalkalo paviršių.

Aplinkos veiksniai, turintys įtakos tinko kokybei

Tinkavimo metu supanti aplinka gali iš esmės pakeisti dalelių įsitvirtinimo elgesį ir apvalkalo paviršiaus kokybę.

Tarp visų aplinkos kintamųjų, smėlio drėgmės kiekis ir santykinė aplinkos drėgmė yra įtakingiausi.

Drėgmės kiekis tinko smėlyje

Tinko medžiagos drėgmės lygis turi būti palaikomas žemiau:

0.4%

Perteklinė drėgmė patenka į vietines srutų sritis, pakeisti miltelių ir skysčio santykį ir sukelti staigų klampumo padidėjimą.

Pasekmės apima:

• Plaukiojantis smėlio kaupimasis;
• Netolygus dalelių pasiskirstymas;
• Silpnas tarpsluoksnių sukibimas;
• Delaminacijos defektai.

Nors šie defektai gali likti paslėpti korpuso konstrukcijos metu, jie dažnai išryškėja vaško šalinimo ir deginimo metu, kur jie pasireiškia kaip:

• Paviršiaus duobės;
• Netaisyklingos iškyšos;
• Šiurkščios vietos;
• Vietinis kriauklių skilimas.

Aplinkos santykinė drėgmė

Rekomenduojamas aplinkos drėgnumas tinkavimo darbams yra:

40%–60% santykinis drėgnis

Mažos drėgmės sąlygos

Kai drėgmė per maža:

• Paviršinis vanduo greitai išgaruoja;
• Atsiranda priešlaikinis odos formavimasis;
• Smėlio dalelės negali pakankamai įsiterpti.

Rezultatas yra prastas dalelių įtvirtinimas ir padidėjęs apvalkalo šiurkštumas.

Didelės drėgmės sąlygos

Kai drėgmė yra per didelė:

• Džiūvimas žymiai sulėtėja;
• Smėlio dalelės toliau skęsta veikiamos gravitacijos;
• Kai kurios dalelės prasiskverbia pro srutų sluoksnį.

Šios sąlygos galiausiai sukuria:

• Nelygūs apvalkalo paviršiai;
• Dalelių nusėdimo defektai;
• Padidėjusios šiurkštumo reikšmės.

3. Rašto paviršiaus būklė ir dengimo technika

Veido kailis formuojamas tiesiai ant vaško rašto paviršiaus. Todėl, rašto paviršiaus kokybė ir dangos uždėjimo būdas yra pagrindinės sąlygos, kad būtų pasiektas mažo šiurkštumo veido sluoksnis.

Rašto paviršiaus šiurkštumo perkėlimas

Kaip liejimo taisyklė, modelio paviršiaus šiurkštumas pereina į apvalkalo sluoksnį maždaug a 1:1 santykis.

Jei vaško raštas turi įbrėžimų, duobes, srauto linijos, ar kiti defektai, Net labiausiai išlyginimui optimizuotos srutos negali visiškai užpildyti šių didelio masto trūkumų.

Galutinis apvalkalo šiurkštumas bus bent jau toks pat kaip rašto.

Mažo šiurkštumo veido dangų reikalavimai:

Dengimo technika

Veido sluoksnio srutos uždėjimo būdas labai paveikia galutinį paviršiaus šiurkštumą.

Trys pagrindiniai naudojimo būdai – valymas šepečiu, panirimas, ir liejimas – sukuria skirtingas paviršiaus savybes:

Optimalūs panardinimo parametrai:

• Rašto ištraukimo greitis: Svarbiausias parametras. Išėmimo greičiai diapazone 10-15 cm/s pagaminti tvartą, vienoda srutų plėvelė.
  Per greitai → per didelis dangos storis ir bėga; per lėtas → danga per plona ir netolygi.
• Laikykite srutose: 5-15 sekundžių, kad būtų galima visiškai sudrėkinti.
• Drenavimo laikas: Po pasitraukimo, Prieš tinkuodami leiskite 10–20 sekundžių, kad srutų perteklius nutekėtų.

Panardinimo būdas, kai tinkamai kontroliuojamas, pasiekia žemiausias ir pastoviausias šiurkštumo vertes.

Šepetys gali prilygti panardinimui mažiems, sudėtingų dalių, bet suteikia daugiau operatoriaus kintamumo.

4. Apdorojimas po paraiškos: Džiovinimas, Dewaxing, ir Šaudymas

Net po to, kai veido kailis buvo padengtas ir tinkuotas, tolesni apdorojimo etapai – džiovinimas, vaško šalinimas, ir šaudymas – gali sukelti arba sustiprinti šiurkštumo defektus.

Daugelis latentinių defektų, atsiradusių ankstesnėse stadijose, išryškėja atliekant šiuos terminius-mechaninius apdorojimus.

Džiovinimas ir kietėjimas

Džiovinimo procese silicio-zolio rišiklis geliuojasi. Koloidinės silicio dioksido dalelės susilieja į ištisinį tinklą, ugniai atsparių dalelių fiksavimas vietoje.

Vandens išgaravimas nuo paviršiaus turi būti atidžiai kontroliuojamas:

• Jei džiūsta per greitai (aukšta temperatūra, stiprus oro srautas): Paviršius išdžiūsta ir suformuoja odą, o vidus išlieka drėgnas.
  Įstrigęs vanduo vėliau išgaruoja, sukeldamas pūsles ar įtrūkimus, kurie atsidaro kaip duobės ant apvalkalo paviršiaus.
• Jei džiūsta per lėtai (žema temperatūra, didelė drėgmė): Danga gali nusmigti arba nusėsti tinkas, sukurti nevienodą tekstūrą.

Optimalios džiovinimo sąlygos: Švelnus, vienoda ekspozicija su gera oro cirkuliacija, bet be tiesioginio poveikio:

• Temperatūra: 22-25°C.
• Santykinė drėgmė: 50-70 %.
• Džiūvimo laikas: 4-8 valandos veido kailiui, priklausomai nuo srutos sudėties ir storio.

Dewaxing

Vaško šalinimo veiksmas – vaško rašto išlydymas – turi būti atliekamas kontroliuojant kaitinimą, kad rašto išsiplėtimas neiškraipytų apvalkalo vidinio paviršiaus..

Jei temperatūra kyla per greitai, vaškas plečiasi daugiau, nei telpa keraminis apvalkalas.

Rezultatas yra vidinis slėgis, kuris gali įtrūkti, išsipūtimas, arba deformuoti veido kailį, galutiniame liejinyje paliekant nuolatinius paviršiaus defektus.

Geriausia praktika: Devaškavimo garais metu (autoklave), padidinkite garų slėgį iki 0.6 MPa viduje 30 sekundės.

Tai užtikrina greitą, vienodas šildymas iš vidaus. Vaškas greitai išsilydo ir išteka prieš tai, kai gali įvykti reikšmingas šiluminis plėtimasis.

Ši technika išsaugo originalų lygų veido kailio paviršių.

Šaudymas (Sukepinimas)

Finalas keraminio apvalkalo apdegimas esant aukštai temperatūrai, sudegina likusią anglį, pašalinti lakiuosius teršalus, ir sukepinkite ugniai atsparias daleles, kad padidintumėte stiprumą.

Būtina kontroliuoti degimo sąlygas, kad būtų išvengta paviršiaus degradacijos:

• Greitas šildymas: Rišiklio irimo dujos gali išeiti per greitai, ant korpuso paviršiaus sukuriant skylučių kraterius.
• Per didelė degimo temperatūra: Per didelis sukepinimas sukelia stiklinės fazės susidarymą ir tekėjimą, sukuriant banguotą, iškreiptas paviršius.

Optimalus silicio dioksido ir cirkonio veido sluoksnių degimo grafikas:

• Palaikykite temperatūrą: 950-1050°C.
• Laikykis laiko: 2-3 valandos.
• Rampos greitis: 4-6°C/min (palaipsniui, kad dujos galėtų išeiti).

Šiame diapazone, apvalkalas įgauna pakankamai tvirtumo, kad būtų galima išpilti be per didelio lydalo srauto, o veido kailis išlaiko glotnumą, tanki tekstūra, nustatyta ankstesnių žingsnių metu.

Šiurkštumas išlieka nuolat mažas (Ra ≤1.6 µm) kai tinkamai iššauna.

5. Praktinis kokybės valdymas ir proceso stebėjimas

Norint pasiekti pastovų žemą šiurkštumą, reikia sistemingai stebėti ir kontroliuoti kriauklių statyba procesas. Rekomenduojami procese atliekami patikrinimai apima:

Vizuali apžiūra proceso metu: Periodiškai tikrinant tinkuotus veido sluoksnius naudojant 10 kartų didintuvą, galima aptikti ankstyvus tinko išsikišimo požymius, sulipimas, arba nepilna aprėptis.

Nešiojamas paviršiaus profilometras (kontaktinis arba nekontaktinis) gali būti naudojamas pasirinktuose aukojimo modeliuose, siekiant patikrinti, ar laikomasi šiurkštumo tikslų.

6. Veido sluoksnio šiurkštumo pavertimas galutiniu liejimo paviršiaus našumu

Korpuso veido sluoksnio šiurkštumo reikšmė apima daug daugiau nei apvalkalo gamybos etapą.

Investicijų atrankoje, Keraminis veido sluoksnis tarnauja kaip neigiama galutinio komponento paviršiaus kopija, reiškia, kad kietėjimo metu jo mikrotopografija beveik tiesiogiai perkeliama į liejinį.

Todėl, net nedideli apvalkalo šiurkštumo pokyčiai gali turėti išmatuojamą poveikį funkcinėms savybėms, tarnavimo laikas, ir gatavo komponento komercinė vertė.

Didelės vertės tikslumo liejiniams, veido sluoksnio šiurkštumo kontrolė nėra vien kosmetinis reikalavimas – tai esminis inžinerinis parametras, turintis įtakos komponento mechaniniam ir eksploataciniam elgesiui..

Paviršiaus replikacijos mechanizmas

Liejimo metu, išlydytas metalas užpildo kiekvieną mikroskopinį įdubimą ir išsikišimą ant keraminio apvalkalo paviršiaus.

Po sukietėjimo, liejinys nepaprastai tiksliai atkartoja šias paviršiaus savybes.

Nors tokie veiksniai kaip:

• Lydinio susitraukimas,
• Metalo sklandumas,
• Pelėsių ir metalų reakcijos,
• Smėlio deginimas,

gali šiek tiek pakeisti galutinę paviršiaus tekstūrą, lukšto veido sluoksnis išlieka dominuojančiu veiksniu, lemiančiu liejimo šiurkštumą.

Daugumoje precizinio investicinio liejimo procesų, šiurkštumo perdavimo santykis tarp apvalkalo ir liejinio svyruoja nuo:

1:1 į 1:1.3

Tai reiškia, kad apvalkalas, kurio Ra vertė yra 1.6 μm liejimo paviršiaus šiurkštumas paprastai yra maždaug 1,8–2,0 μm.

Poveikis mechaniniam veikimui

Nuovargio atsparumas

Paviršiaus nelygumai veikia kaip mikroskopiniai įdubimai ir padidina įtampą. Esant cikliniam apkrovimui, šie regionai tampa pageidaujamomis plyšių atsiradimo vietomis.

Siūlomas lygesnis liejimo paviršius:

• Mažesni streso koncentracijos faktoriai;
• Sumažėjusios įtrūkimų susidarymo vietos;
• Ilgesnis nuovargio gyvenimas;
• Padidintas patikimumas esant dinaminei apkrovai.

Tai ypač svarbu dėl:

• Turbinos ašmenys;
• Lėktuvo konstrukcijos komponentai;
• Automobilių variklių dalys;
• Greitai besisukanti įranga.

Tyrimai parodė, kad sumažinus paviršiaus šiurkštumą nuo Ra 4.0 μm iki Ra 2.0 μm gali pailginti gyvenimą nuo nuovargio daugiau nei 20% tam tikruose didelio stiprumo lydiniuose.

Atsparumas korozijai

Paviršiaus morfologija stipriai veikia korozijos elgesį.

Šiurkščiuose paviršiuose yra:

• Slėniai ir plyšiai;
• Sustingusio elektrolito sritys;
• Mikrogalvaniniai elementai.

Šios savybės pagreitina:

• Taškinė korozija;
• Plyšių korozija;
• Įtempių-korozijos įtrūkimai.

Nerūdijančio plieno medicininiams implantams ir cheminio apdorojimo komponentams, lygus liejimo paviršius žymiai pagerina ilgalaikį atsparumą korozijai ir biologinį suderinamumą.

Dėvėjimo našumas

Pradinė paviršiaus būklė tiesiogiai veikia trinties ir nusidėvėjimo mechanizmus.

Šiurkštus paviršius paprastai veda prie:

• Didesni trinties koeficientai;
• Padidėjęs abrazyvinis nusidėvėjimas;
• Greitesnis medžiagos pašalinimas;
• Didesnė šilumos gamyba.

Komponentai, tokie kaip:

• Siurblio sparnuotės;
• Vožtuvo kūnai;
• Hidrauliniai komponentai;
• Stumdomos mechaninės dalys,

daug naudos iš mažesnio paviršiaus šiurkštumo.

Įtaka skysčių dinaminiam efektyvumui

Srauto valdymo įrangoje, paviršiaus šiurkštumas tiesiogiai veikia skysčio elgesį.

Mikroskopiniai paviršiaus išsikišimai sutrikdo ribinį sluoksnį ir padidina turbulenciją, vedantis į:

• Didesni trinties nuostoliai;
• Sumažintas srauto efektyvumas;
• Padidėjęs energijos suvartojimas;
• Didesnis slėgio kritimas.

Šis reiškinys ypač reikšmingas:

• Turbinos ašmenys;
• Kompresoriaus komponentai;
• Siurblio sparnuotės;
• Oro erdvės srauto kanalai.

Skirta tikslioms turbinoms, net ir nedidelis paviršiaus šiurkštumo sumažėjimas gali pagerinti aerodinaminį efektyvumą ir sumažinti eksploatavimo išlaidas per visą įrangos tarnavimo laiką.

Įtaka dengimui ir paviršiaus apdorojimui

Daugeliui investicinių liejinių reikalingos antrinės operacijos, pvz:

• Elektropliacija;
• Anodavimas;
• PVD danga;
• Terminis purškimas;
• Tapyba.

Gali atsirasti per didelis paviršiaus šiurkštumas:

• Netolygus dangos storis;
• Blogas dangos sukibimas;
• Lokalūs defektai;
• Padidėjusios apdailos išlaidos.

Gaminant liejinius su aukščiausios kokybės liejimo paviršiais, gamintojai gali žymiai sumažinti prieš paviršiaus apdorojimą reikalingą poliravimo ir apdirbimo kiekį.

Matmenų tikslumas ir apdirbimo galimybė

Paviršiaus šiurkštumas taip pat turi įtakos matmenų kontrolei.

Paprastai reikalingas grubus liejimo paviršius:

• Didesnė apdirbimo pašalpa;
• Papildomos šlifavimo operacijos;
• Išsamesnės apdailos procedūros.

Tai didėja:

• Gamybos savikaina;
• Gamybos ciklo laikas;
• Medžiagų atliekos.

Ir atvirkščiai, mažo šiurkštumo liejiniai dažnai gali būti naudojami beveik tinklinės formos taikymams, maksimaliai padidinant investicijų liejimo ekonominius pranašumus.

Estetinė ir komercinė vertė

Produktams, kuriems svarbi išvaizda, paviršiaus apdaila tampa kritiniu kokybės rodikliu.

Pavyzdžiai apima:

• Medicininiai implantai;
• Buitinės elektronikos komponentai;
• Prabangi aparatūra;
• Dekoratyviniai metalo gaminiai;
• Aukščiausios kokybės automobilių dalys.

Suteikia lygesnį paviršių:

• Geresnė vizualinė išvaizda;
• Patobulinta suvokiama kokybė;
• Padidėjęs klientų pasitenkinimas;
• Didesnė produkto vertė.

Daugeliu atvejų, liejinio paviršiaus apdaila tiesiogiai lemia pripažinimą rinkoje.

Koreliacija tarp veido sluoksnio šiurkštumo ir liejimo paviršiaus kokybės

Didelė pramoninė patirtis ir eksperimentiniai tyrimai nustatė aiškų ryšį tarp apvalkalo šiurkštumo ir liejimo paviršiaus apdailos.

7. Išvada

Investicinio liejimo apvalkalo paviršiaus šiurkštumas kontroliuojamas viso proceso daugiafaktoriniu sukabinimo mechanizmu, dengiančios srutos medžiagos dizainas, tinko naudojimo specifikacijos, vaško modelio išankstinis apdorojimas, dengimo technikos, ir termocheminiai procesai po apdorojimo.

Investavimas į kiekvieno iš šių taškų kontrolę suteikia papildomos naudos: kiekvienas optimizuotas žingsnis prisideda prie galutinės paviršiaus kokybės, kuri gali būti daug geresnė nei apvalkalas, pagamintas be tokios kontrolės.

Liejykloms, siekiančioms patenkinti tiksliosios inžinerijos – aviacijos ir kosmoso – reikalavimus, Medicinos, didelio našumo automobiliai – mažo veido kailio šiurkštumo siekimas nėra pasirenkama kokybės programa; tai strateginė konkurencinė būtinybė.