Pamestos putplasčio liejimas: Kaip išsirinkti tinkamus putplasčio karoliukus?

Pamestos putplasčio liejimas (LFC), taip pat žinomas kaip išleidžiamo modelio liejimas, įsitvirtino kaip transformuojanti beveik tinklo formos gamybos technologija šiuolaikinėje liejyklų pramonėje, vertinamas už gebėjimą gaminti kompleksus, matmenų tikslūs liejiniai su dideliu medžiagų panaudojimu ir mažu poveikiu aplinkai.

LFC proceso esmė yra išsiplečiantis putplasčio raštas, kuris veikia kaip aukos šablonas, kuris visiškai išgaruoja susilietus su išlydytu metalu.

Cheminė sudėtis, Neapdorotų putplasčio granulių terminis skilimas ir fizinės savybės tiesiogiai lemia galutinio liejimo kokybę, todėl granulių pasirinkimas yra vienas iš svarbiausių sprendimų, susijusių su prarasto putplasčio liejimo gamyba.

Vienas iš patvariausių ir neįveikiamų kokybės iššūkių liejant prarastą putų liejimą yra su anglimi susiję defektai, kurios atsiranda dėl nepilnos putplasčio modelio pirolizės. Netinkamas karoliukų pasirinkimas ne tik padidina atmetimo rodiklius, bet ir riboja prarasto putplasčio liejinį panaudojimą aukštos kokybės lydinio ir tiksliam konstrukciniam liejiniui..

Šiame straipsnyje sistemingai analizuojamas modelio pirolizės mechanizmas ir jo įtaka liejimo kokybei, lygina keturių pagrindinių putplasčio granulių sistemų fizikines, chemines ir proceso charakteristikas, ir nustato specifinius medžiagų atrankos kriterijus, suderintus su skirtingais liejimo lydiniais ir gamybos reikalavimais.

1. Kas yra prarasti putplasčio liejimo putplasčio karoliukai?

Pamestos putplasčio liejimas (LFC) putplasčio karoliukai yra besiplečiantys termoplastiniai polimeriniai karoliukai naudojamas naudojamų putplasčio raštų gamybai Lost Foam Casting procesui.

Šie karoliukai iš anksto išplėsti garais, amžiaus, ir suformuota taip, kad atitiktų galutinio liejimo formą.

Liejimo metu, putplasčio raštas išgaruoja ir pakeičiamas išlydytu metalu, panaikinant tradicinio pelėsio ertmės pašalinimo poreikį.

Skirtingai nuo įprastų pakavimo putų, Liejimo kokybės putplasčio karoliukai yra specialiai sukurti pasiekti kontroliuojamą plėtrą, didelis matmenų tikslumas, mažas šiluminis likutis, ir nuspėjamas pirolizės elgesys išlydyto metalo temperatūroje.

Putplasčio karoliukų vaidmuo liejant prarastas putas

Lost Foam Casting, putplasčio raštas nėra vien vienkartinis modelis – tai neatsiejama liejimo proceso dalis.

Kai išlydytas metalas patenka į formą, putos greitai termiškai skaidosi (pirolizė), gamina dujinius ir kietus skilimo produktus.

Putų elgesys šiame etape tiesiogiai veikia:

• Liejinio paviršiaus apdaila
• Matmenų tikslumas
• Formos užpildymo efektyvumas
• Dujų evoliucija
• Anglies surinkimas
• Įtraukimo defektai
• Bendra liejimo kokybė

Dėl šios priežasties, tinkamos putplasčio karoliukų medžiagos pasirinkimas yra toks pat svarbus kaip ir tinkamo lydinio ar ugniai atsparios dangos pasirinkimas.

2. Putplasčio pirolizės gaminių įtaka liejimo kokybei

Išnaudojamo putplasčio raštas yra viena iš svarbiausių Lost Foam Casting savybių (LFC), skiriant jį nuo įprastinio smėlio liejimo ir investicinio liejimo.

Skirtingai nuo tradicinių formų, kur ertmė pilnai suformuota prieš pilant, putplasčio raštas išlieka formos viduje ir užpildymo metu palaipsniui pakeičiamas išlydytu metalu.

Todėl, putplasčio terminio skilimo savybės nėra tik medžiagos savybė – jos tampa neatsiejama liejimo proceso dalimi., tiesiogiai veikia metalo srautą, pelėsių užpildymas, kietėjimas, ir galutinė liejimo kokybė.

Putplasčio šablono pirolizės proceso charakteristikos

Liejimo metu, išlydyto metalo, kurio temperatūra svyruoja nuo maždaug 1,400°C iki 1700 °C greitai įkaitina putplasčio raštą.

Užuot dingus akimirksniu, polimeras patiria daugybę sudėtingų termocheminių reakcijų, įskaitant lydymą, depolimerizacija, terminis įtrūkimas, oksidacija, karbonizacija, ir dujinimas.

Šios reakcijos vyksta kartu su išlydyto metalo fronto pažanga, todėl putplasčio rašto irimas yra labai dinamiškas procesas.

Pirolizės produktai paprastai apima:

• Anglies dioksidas (CO₂)
• Anglies monoksidas (CO)
• Vandens garai (H₂o)
• Metanas (CH₄) ir kiti lengvieji angliavandeniliai
• Nemokama grafitinė anglis
• Kietos anglies arba karbido likučiai

Skirtingai nuo įprastų liejimo procesų, kur išlydytas metalas užpildo tuščią ertmę, Lost Foam Casting reikalauja, kad putplasčio raštas suirtų ir išlaisvintų formos ertmę tokiu pat greičiu kaip ir besiveržiantis metalas..

Jei skilimo greitis per lėtas, gali būti trukdoma metalo tekėjimui, dėl to atsiranda defektų, pvz., netinkamo paleidimo, Šaltas uždaromas, arba nepilnas užpildymas.

Ir atvirkščiai, pernelyg greitas dujų susidarymas gali viršyti ugniai atsparios dangos ir smėlio formos pralaidumą, dėl kurių įstrigo dujos, poringumas, arba pelėsių nestabilumas.

Ši sinchronizuota sąveika tarp metalinis užpildas, putų pirolizė, dujų evakuacija, ir kietėjimas sukuria siaurą apdorojimo langą, todėl putų skilimas yra vienas iš svarbiausių veiksnių, lemiančių proceso stabilumą ir liejimo kokybę.

Dujinių produktų ir laisvosios anglies poveikis

Dėl terminio putplasčio skilimo susidaro įvairios dujinės rūšys, pirmiausia anglies dioksidas (CO₂), anglies monoksido (CO), vandens garai (H₂o), metanas (CH₄), vandenilis, ir kiti mažos molekulinės masės angliavandeniliai.

Kai ugniai atspari danga turi tinkamą pralaidumą ir užtvarą, tuščias, ir vėdinimo sistemos yra tinkamai suprojektuotos, šios dujos gali būti greitai išleidžiamos per dangą ir sausą smėlį, nepakenkiant liejimo kokybei.

Didesnis iššūkis yra formavimas laisvos anglies pirolizės metu.

Priklausomai nuo vietinės temperatūros, deguonies prieinamumas, ir metalo tekėjimo sąlygos, dalis anglies, susidarančios skaidant polimerą, paverčiama smulkiai išsklaidytomis grafito dalelėmis.

Didelę šių dalelių dalį sugauna ugniai atspari danga arba išneša iš formos ertmės išsiskiriančios dujos..

Tačiau, likusi anglis gali patekti į išlydytą metalą, kur jis gali ištirpti lydinyje arba kauptis metaliniame priekyje.

Maži kiekiai tolygiai paskirstytos laisvosios anglies paprastai turi mažai įtakos bendram liejinio vientisumui.

Tačiau, kai turbulentinis metalo srautas sukoncentruoja šias daleles lokalizuotuose regionuose, jie gali sukelti makroskopinius defektus, tokius kaip anglies intarpai, blizgios anglies sankaupos, paviršiaus anglies dėmės, arba lokalizuota karburizacija.

Šie defektai ne tik pablogina paviršiaus išvaizdą, bet ir gali pakeisti liejinio cheminę sudėtį bei mikrostruktūrą, ypač lydiniuose, kurie jautrūs anglies surinkimui, pavyzdžiui, kaliojo ketaus ir lietojo plieno.

Kietųjų anglies likučių keliami pavojai

Tarp visų pirolizės produktų, kietos anglies likučiai yra didžiausias iššūkis Lost Foam Casting.

Šie likučiai, kurioms priklauso karbonizuotų polimerų fragmentai ir į karbidą panašios dalelės, susidarančios nepilno terminio skilimo metu, negali būti pašalintas pašalinus dujas arba veiksmingai absorbuojamas ugniai atsparios dangos.

Vietoj, jie įstringa išlydytame metale arba lieka pritvirtinti prie liejimo paviršiaus per visą kietėjimą.

Kietos liekanos yra atsakingos už daugelį nuolatinių defektų, susijusių su Lost Foam Casting, įskaitant anglies inkliuzus, šlakas-kaip indėliai, paviršiaus šašai, vidinis užterštumas, ir lokalizuota karburizacija.

Be to, pablogina paviršiaus apdailą, šie defektai gali sumažinti mechaninį stiprumą, pabloginti slėgio sandarumą, sumažinti atsparumą nuovargiui, ir padidinti apdirbimo išlaidas.

Aukšto vientisumo komponentams, jie dažnai tampa ribojančiu veiksniu, neleidžiančiu laikytis griežtų kokybės standartų ir neardomųjų tikrinimo reikalavimų.

Todėl kietųjų likučių susidarymo mažinimas yra vienas iš efektyviausių būdų gerinti liejimo kokybę.

Esant kitoms identiškoms proceso sąlygoms, putplasčio medžiagos, turinčios didesnį dujinimo efektyvumą ir mažiau likučių, nuolat gamina švaresnius liejinius su mažiau su anglimi susijusių defektų.

Todėl, parenkant liejimo kokybės putplasčio karoliukus su atitinkama polimero chemija, kontroliuojamas dalelių dydis, o puikios terminio skilimo charakteristikos yra pagrindinė sąlyga norint pasiekti stabilią gamybą, didelis pirmojo praėjimo derlius, ir patikimas liejimo efektyvumas Lost Foam Casting.

3. Pagrindinių besiplečiančių putplasčio karoliukų, skirtų liejimui prarastas putas, charakteristikos

Putplasčio rašto efektyvumą Lost Foam Casting iš esmės lemia besiplečiančių putplasčio granulių, iš kurių jis gaminamas, cheminė sudėtis..

Skirtingos polimerų sistemos turi skirtingus terminio skilimo mechanizmus, dujofikavimo efektyvumas, ir likučių susidarymo elgesys, visa tai tiesiogiai įtakoja liejimo kokybę.

Komercinės liejimo klasės išplečiamos putplasčio karoliukai gali būti plačiai suskirstyti į keturias kategorijas:

Išsiplečiantis polistirenas (EPS), Stireno-metilmetakrilato kopolimeras (STMMA), Išsiplečiantis polimetilmetakrilatas (EPMMA), ir FD modifikuotas kopolimeras.

Šios medžiagos pirmiausia skiriasi proporcijomis polistirenas (PS) ir polimetilmetakrilatas (PMMA) jų molekulinėse struktūrose.

Kadangi PS ir PMMA vyksta iš esmės skirtingos pirolizės reakcijos, jų anglies likučių charakteristikos ir liejimo charakteristikos taip pat labai skiriasi.

EPS (Išsiplečiantis polistirenas) Karoliukai

EPS yra plačiausiai naudojama besiplečianti putplasčio medžiaga ir dešimtmečius tarnavo kaip įprastinė Lost Foam Casting raštinė medžiaga..

Jis gaminamas suspensijos polimerizacijos būdu iš stireno monomero, po to impregnuojama žemos virimo temperatūros angliavandenilių pūtimo priemone, paprastai pentanas.

EPS molekulinį pagrindą sudaro vien pasikartojantys stireno vienetai, kiekvienas turi aštuonis anglies atomus ir aštuonis vandenilio atomus.

Todėl, EPS pasižymi išskirtinai dideliu anglies kiekiu, maždaug 92 masės %, aukščiausia tarp visų komerciškai prieinamų liejimo putų medžiagų.

Aromatiniai benzeno žiedai polistireno grandinėje pasižymi išskirtiniu terminiu stabilumu ir yra labai atsparūs oksidaciniam skilimui.

Liejimo metu, polimeras negali būti visiškai dujofikuotas, todėl didelė anglies dalis lieka kaip kietas anglies likutis.

Ši nepilna pirolizė žymiai padidina anglies inkliuzų tikimybę, anglies surinkėjas, paviršiaus anglies nuosėdos, ir kiti su anglimi susiję liejimo defektai.

Be to, komercinėse EPS klasėse dažnai yra stabilizatorių, antipirenai, arba perdirbimo priedai, kurie gali dar labiau padidinti nelakiųjų liekanų, susidarančių terminio skilimo metu, kiekį.

Nors EPS siūlo puikų formavimąsi, Mažos gamybos išlaidos, ir brandžios perdirbimo technologijos, santykinai prastos dujofikacijos charakteristikos riboja jo tinkamumą aukštos kokybės ar defektams jautriems liejiniams.

Šiandien, EPS pirmiausia naudojamas bendrosios paskirties pilkojo ketaus liejiniams, kur anglies užterštumo reikalavimai yra ne tokie griežti.

STMMA (Stireno-metilmetakrilato kopolimeras) Karoliukai

STMMA yra specialiai sukurtas plečiamas kopolimeras, skirtas pagerinti įprastinio EPS terminio skilimo charakteristikas, išlaikant geras formavimo savybes..

Jis gaminamas suspensijos kopolimerizuojant stireną ir metilmetakrilatą (MMA), naudojant peroksido iniciatorius ir žemos virimo temperatūros angliavandenilių pūtimo agentus.

Įprastoje STMMA formulėje yra maždaug 70% PMMA ir 30% PS pagal masę, sumažinti bendrą anglies kiekį medžiagoje iki maždaug 63 masės %.

PMMA įtraukimas žymiai pakeičia pirolizės mechanizmą.

Liejimo metu, PMMA komponentas lengvai depolimerizuojasi į lakiuosius monomerus, Dėl to vyksta išsamesnis dujinimo procesas ir žymiai mažesnis kietų likučių susidarymas nei grynas EPS.

Palyginti su EPS, STMMA užtikrina didesnį dujų išsiskyrimą, švaresnis skilimas, ir ryškus su anglimi susijusių liejimo defektų sumažėjimas.

Tuo pačiu metu, jis išlaiko palankias apdorojimo savybes, įskaitant stabilų išankstinį išsiplėtimą, geras karoliukų susiliejimas, ir patikimas matmenų tikslumas.

Nes jis siūlo puikų balansą tarp liejimo kokybės, gamybos efektyvumą, ir medžiagų kaina,

STMMA tapo pageidaujama putplasčio medžiaga daugeliui terpių- ir aukštos kokybės Lost Foam Casting programos, įskaitant kaliojo ketaus, daug chromo geležies, slėgį išlaikantys komponentai, ir preciziniai pilkojo ketaus liejiniai.

EPMMA (Išsiplečiantis polimetilmetakrilatas) Karoliukai

EPMMA yra aukščiausios kokybės putplasčio medžiaga, šiuo metu prieinama Lost Foam Casting.

Skirtingai nuo kopolimerinių sistemų, jo molekulinę struktūrą sudaro tik polimetilmetakrilatas, su polimerinėmis grandinėmis, kuriose gausu esterių funkcinių grupių (-COOCH₃).

Esterinė jungtis turi santykinai mažą jungties energiją, tuo tarpu α-vandenilis, esantis šalia esterių grupės, yra labai reaktyvus.

Šildant, polimeras pirmiausia patiria β-skilimą, inicijuoja greitą „užtrauktuko“ depolimerizacijos mechanizmą, kuris nuosekliai paverčia polimero grandinę atgal į metilmetakrilatą (MMA) monomeras.

Esant tipinei liejimo temperatūrai, maždaug 1500° C., išsilaisvinęs MMA monomeras toliau oksiduojamas į mažos molekulinės masės dujinius produktus, tokius kaip anglies dioksidas (CO₂), anglies monoksido (CO), metanas (CH₄), ir kiti lakūs junginiai.

Dėl to, EPMMA išeina praktiškai nėra kietų anglies likučių po skilimo.

Šis beveik visiškas dujofikavimas suteikia mažiausią anglies inkliuzų riziką, karburizacija, ir su likučiais susiję defektai tarp visų komercinių plečiamų granulių medžiagų.

Todėl, EPMMA yra plačiai pripažintas kaip optimalus pasirinkimas didelio vientisumo liejiniams, kuriems reikalinga išskirtinė metalurginė švara, pavyzdžiui, tikslaus kaliojo ketaus, didelio legiruoto ketaus, aviacijos ir kosmoso komponentai, ir kritinio slėgio liejiniai.

Jo platus taikymas, Tačiau, riboja didesnės žaliavos sąnaudos, ilgesni apdorojimo ciklai, ir griežtesni gamybos reikalavimai.

FD modifikuoto kopolimero karoliukai

FD modifikuotas kopolimeras yra ekonomiškai optimizuota besiplečianti putplasčio medžiaga, sukurta siekiant užpildyti atotrūkį tarp įprastinio EPS ir didelio našumo STMMA..

Jo polimero sudėtyje yra daugiau polistireno nei STMMA, bet žymiai mažiau nei gryname EPS, Dėl to gaunamas tarpinis anglies kiekis ir pagerėjo terminio skilimo charakteristikos.

Palyginti su EPS, FD kopolimeras išskiria pastebimai mažiau kietos anglies likučių ir pasižymi didesniu dujinimo efektyvumu, taip sumažinant anglies intarpų ir paviršiaus anglies defektų atsiradimą.

Nors jo veikimas nevisiškai atitinka STMMA ar EPMMA, tai praktiškas kompromisas tarp liejimo kokybės ir gamybos sąnaudų.

Liejykloms, siekiančioms atnaujinti tradicinį EPS, nedidinant materialinių išlaidų, FD modifikuotas kopolimeras yra ekonomiškas sprendimas.

Jis ypač tinka standartiniams pilkojo ketaus liejiniams, automobilių korpusai, siurblio kūnai, mašinos komponentai,

ir kitose srityse, kur norima šiek tiek pagerinti liejimo švarą ir sumažinti defektus, išlaikant konkurencingas gamybos sąnaudas.

4. Proceso parametrų ir fizikinių ir cheminių savybių palyginimas

Norint pasirinkti išplečiamus putplasčio karoliukus Lost Foam Casting, reikia įvertinti abu apdorojimo ypatybės ir atrankos pasirodymas.

Nors polimero sudėtis lemia putų terminio skilimo elgesį, jo pagaminamumas priklauso nuo tokių veiksnių kaip išankstinės išplėtimo sąlygos, karoliukų suliejimas, ir senėjimo stabilumas.

Taip pat, gatavų karoliukų fizikinės ir cheminės savybės, įskaitant dalelių dydį, nepastovus turinys, Anglies kiekis, ir dujų išsiskyrimas – tiesiogiai įtakoja modelio kokybę, dujinimo efektyvumas, ir liejimo defektų tikimybė.

Proceso prieš išplėtimą parametrų palyginimas

Fizikinių, cheminių ir liejimo savybių palyginimas

Apskritai, šie palyginimai rodo aiškią veiklos tendenciją: nuo EPS iki FD modifikuoto kopolimero, STMMA, ir EPMMA, anglies kiekis palaipsniui mažėja, gerėja dujinimo efektyvumas, ir žymiai sumažėja su anglimi susijusių defektų galimybė.

Tuo pačiu metu, apdorojimo reikalavimai tampa vis griežtesni, reikalaujančios aukštesnės temperatūros prieš išsiplėtimą, kontroliuojamas garų slėgis, ir ilgesni senėjimo laikotarpiai, kad būtų užtikrintas stabilus karoliuko plėtimasis ir pastovi rašto kokybė.

5. Karoliukų pasirinkimo kriterijai, pagrįsti liejimo medžiaga ir aptarnavimo sąlygomis

Tinkamų plečiamų putplasčio rutuliukų parinkimas yra svarbus Lost Foam Casting žingsnis, nes skirtingi liejiniai lydiniai turi skirtingą liejimo temperatūrą., kietėjimo elgesys, takumo charakteristikos, ir jautrumas anglies užterštumui.

Nė viena putplasčio medžiaga netinka kiekvienam pritaikymui. Vietoj, karoliukų pasirinkimas turėtų būti pagrįstas išsamiu lydinio sistemos įvertinimu, liejimo geometrija, kokybės reikalavimus, aptarnavimo sąlygos, ir gamybos savikaina.

Įprasti pilkosios geležies liejiniai

Pilka ketaus yra vienas tinkamiausių lydinių Lost Foam Casting dėl savo puikių liejimo savybių.

Su anglies ekvivalentu paprastai svyruoja nuo 3.7% į 4.1% ir maždaug skysčio temperatūra 1200–1230°C, pilka geležis suteikia gana platų liejimo temperatūros langą.

Kadangi jame yra nedaug oksidacijai jautrių legiruojančių elementų, išlydytas metalas gali būti perkaitintas daugiau nei 300° C., suteikiant pakankamai šiluminės energijos visiškam putų skilimui.

Be to, pilkoji geležis paprastai kietėja kryptingai ir pasižymi puikiu išlydyto metalo sklandumu.

Šios charakteristikos leidžia suneštoms anglies dalelėms ir skilimo likučiams migruoti link liejimo paviršiaus prieš kietėjant, žymiai sumažina vidinių anglies intarpų riziką.

Įprastiems pilkosios geležies gaminiams, pavyzdžiui, pavarų dėžės korpusams, Variklio blokai, sankabos korpusai, variklių korpusai, siurblio kūnai, ir hidraulinių vožtuvų korpusai, FD modifikuotas kopolimeras paprastai yra ekonomiškiausias ir praktiškiausias pasirinkimas.

Palyginti su įprastu EPS, FD karoliukai žymiai sumažina anglies likučius, sumažinti anglies susidarymo ir anglies šlako defektus, ir pagerinti pirmojo praėjimo derlių išlaikant konkurencingas gamybos sąnaudas.

Liejiniams, kuriems reikalinga aukštesnė paviršiaus kokybė arba griežtesnė vidinė kokybės kontrolė, STMMA gali būti pasirinktas kaip atnaujinimas.

Didelio chromo geležies ir slėgiui atsparūs liejiniai

Slėgį išlaikantys komponentai ir labai legiruoti ketūs kelia daug griežtesnius kokybės reikalavimus nei įprasti pilkojo ketaus liejiniai.

Produktai, tokie kaip siurblių korpusai, slėgio vožtuvai, kompresorių korpusai, ir didelio stiprumo konstrukciniai komponentai turi išlaikyti puikų sandarumą slėgiui, Mechaninės savybės, ir vidinė švara.

Net nedideli anglies intarpų ar anglies susidarymo kiekiai gali sukelti nuotėkį, sumažintas nuovargio stiprumas, arba gedimas neardomosios patikros metu.

Šioms programoms, PMMA pagrindu pagaminti kopolimero karoliukai yra labai rekomenduojami. STMMA užtikrina žymiai švaresnę pirolizę nei EPS ir efektyviai sumažina su anglimi susijusius defektus įprastomis gamybos sąlygomis.

Kur reikalaujama aukščiausio lygio metalurginės švaros, ypač kritinio slėgio turintiems arba su sauga susijusiems liejiniams, EPMMA yra tinkamiausia medžiaga, nes jos terminis skilimas beveik be likučių ir minimali anglies surinkimo rizika.

Kaliojo ketaus liejiniai

Kalusis ketus sudaro reiklesnę liejimo aplinką nei pilkasis ketus. Jo anglies ekvivalentas paprastai svyruoja nuo 4.1% į 4.7%, kurių skysčio temperatūra yra maždaug 1250–1270°C.

Išsaugoti magnio mazgelių gydymo veiksmingumą ir išvengti magnio pertekliaus išblukimo, liejimo temperatūra paprastai ribojama iki maždaug 1450° C., dėl to susidaro santykinai mažas perkaitimas, paprastai žemiau 200° C..

Ši sumažinta šiluminė riba sutrumpina visą putų dujinimo laiką.

Tuo pačiu metu, kalusis ketus pasižymi mažesniu sklandumu ir linkęs kietėti beveik vienu metu, dėl to susineštoms anglies dalelėms sunku plūduriuoti ant liejimo paviršiaus prieš sukietėjimą.

Todėl, kaliojo ketaus liejiniai yra daug jautresni požeminiams anglies intarpams, vidinė karburizacija, ir anglies šlako defektai.

Daugumai kaliojo ketaus pritaikymo, STMMA yra rekomenduojama putplasčio medžiaga, nes sujungia aukštą dujinimo efektyvumą ir mažą likučių susidarymą, taip sumažinant anglies defektus jų šaltinyje.

Aukščiausios kokybės kaliojo ketaus liejiniams, kuriems reikalingas išskirtinis vidinis tvirtumas arba atitiktis griežtiems neardomųjų bandymų standartams, EPMMA užtikrina aukščiausio lygio proceso patikimumą.

Plieno liejiniai

Tarp visų įprastų liejimo lydinių, Plienas yra pati sudėtingiausia medžiaga Lost Foam Casting. Anglinio plieno paprastai yra mažiau nei 0.5% Anglies ir turi artimą likvidumo temperatūrą 1500° C..

Dėl palyginti prasto takumo, pilstymo temperatūra dažnai turi būti padidinta iki 1620–1700°C kad būtų užtikrintas visiškas formos užpildymas.

Tačiau, per didelis perkaitimas gali paskatinti oksidaciją, grūdų rupinimas, ir perkaitimo defektai, todėl leistinas perkaitimas paprastai ribojamas iki maždaug 200° C..

Plienas taip pat greitai kietėja siaurame užšalimo diapazone, paliekant mažai galimybių nevisiškai suirusioms anglies dalelėms ištrūkti iš išlydyto metalo.

Dėl to, putų pirolizės metu susidarančios anglies ir karbido dalelės lengvai įstrigo liejinio viduje, Karburizaciją ir anglies įtraukimus ypač sunku kontroliuoti.

Aukštos kokybės plieno liejiniams, pageidaujamas gamybos būdas yra tuščiaviduris apvalkalas (perdegimas) procesas, kuriame putų raštas pašalinamas prieš pilant, kad būtų sukurta ertmė, kurioje būtų minimalus likutinis anglies kiekis.

Šis metodas efektyviai pašalina pirminį anglies užterštumo šaltinį ir išsaugo geometrinius Lost Foam technologijos pranašumus..

Kai naudojamas tiesioginis Lost Foam Casting, EPMMA turėtų būti pasirinktas, nes jo beveik visiškas dujinimas sumažina anglies surinkimą ir pagerina metalurginę švarą.

Didelio mangano kiekio plienas, Aušinimo plokštės, ir atsvarų liejiniai

Tam tikri pramoniniai liejiniai, įskaitant aukštakrosnių aušinimo plokštes, daug mangano turintys dilimui atsparūs komponentai, ir sunkūs atsvarai, yra gana tolerantiški ribotam vidiniam anglies užterštumui.

Nepaisant to, Didelis paviršiaus anglies likučių kiekis, susidarantis naudojant įprastą EPS, dažnai sukelia didelį šlifavimą, valymas, ir dangų taisymo operacijos, didinant bendrąsias gamybos sąnaudas.

Standartinį EPS pakeitus liejimo kokybės kopolimerinėmis medžiagomis, galima žymiai sumažinti paviršiaus anglies nuosėdas ir pagerinti paviršiaus apdailą, taip sumažinant po apdorojimo laiką ir darbo sąnaudas.

Šiems produktams, FD modifikuotas kopolimeras dažnai yra ekonomiškiausias sprendimas, kol STMMA gali būti pasirinktas, kai reikalinga aukštesnė paviršiaus kokybė arba geresnis matmenų nuoseklumas.

Suklijuoti ir CNC apdirbti dideli putplasčio raštai

Dideli liejiniai, pavyzdžiui, staklių lovos, sunkiosios technikos bazės, vėjo turbinos komponentai, ir štampavimo štampai dažnai gaminami nedideliais kiekiais ir negali būti pagaminti naudojant įprastus garuose formuojamus putplasčio įrankius.

Vietoj, dideli putplasčio blokai sujungiami ir vėliau apdirbami CNC įranga, kad būtų sukurta reikiama modelio geometrija.

Šių apdirbtų raštų paviršiaus kokybė labai priklauso nuo karoliukų dydžio. Standartinės EPS putplasčio plokštės dažniausiai gaminamos iš santykinai šiurkščių rutuliukų, viršijančių 0.9 mm skersmens.

CNC apdirbimo metu, atskiri karoliukai lengvai išstumiami, paliekant gilias duobes ir karoliukų ištraukimo žymes, kurios tiksliai atkartoja liejimo paviršių.

Paprasčiausias putų tankio padidinimas negali pašalinti šios problemos, nes defektas atsiranda dėl granulių dydžio, o ne dėl tankio..

Tiksliai apdirbtiems raštams, liejimo tipo putplasčio plokštės, pagamintos iš smulkūs karoliukai mažesni už 0.9 mm, ypač pagrįstus STMMA, pagaminti daug lygesnius apdirbtus paviršius su minimaliu karoliuko ištraukimu.

Gauti putplasčio raštai pasižymi puikiu matmenų tikslumu ir paviršiaus vientisumu, žymiai sumažina paviršiaus apdailos operacijas po liejimo.

6. Papildomi granulių specifikacijų kokybės kontrolės principai

Tinkamos putų karoliukų medžiagos pasirinkimas yra tik pirmas žingsnis siekiant stabilios liejimo kokybės Lost Foam Casting..

Net ir pasirinkus tinkamą polimerų sistemą, karoliukų kokybės skirtumai, plėtimosi nuoseklumas, ir modelio gamyba gali reikšmingai paveikti putų terminio skilimo elgesį ir, todėl, gatavo liejinio kokybė.

Todėl, putplasčio granulių specifikacija turėtų būti paremta išsamia kokybės kontrolės sistema, apimančia žaliavų patikrinimą, modelio gamyba, ir proceso patikrinimas.

Pasirinkite karoliukų rūšį pagal liejimo kokybės reikalavimus

Reikalingas liejinio kokybės lygis visada turėtų nustatyti putplasčio granulių specifikaciją, o ne tik medžiagos kainą.

Liejiniai, kuriems taikomi griežti vidinio tvirtumo reikalavimai, slėgio sandarumas, Mechaninės savybės, arba paviršiaus apdaila reikalauja putplasčio medžiagų, pasižyminčių puikiomis dujinimo savybėmis ir minimaliu kietųjų likučių susidarymu.

Bendros paskirties pilkojo ketaus liejiniams, ekonomiškų kopolimerų rūšių, tokių kaip FD modifikuotas kopolimeras paprastai užtikrina pakankamą našumą.

Vidutinis- ir pirmenybė turėtų būti teikiama aukštos kokybės kaliojo ir legiruotojo ketaus liejiniams STMMA, kol EPMMA rekomenduojamas aukščiausios kokybės liejiniams, kur turi būti sumažintas anglies surinkimas ir intarpai.

Pasirinkus žemesnės kokybės putas vien siekiant sumažinti medžiagų sąnaudas, dažnai padidėja atmetimo procentas ir padidėja apdailos išlaidos, galiausiai padidina visas gamybos sąnaudas.

Išlaikykite nuoseklų granulių dalelių dydžio pasiskirstymą

Vienodas karoliuko dydis yra būtinas norint sukurti vienodo tankio putplasčio raštus, Lygūs paviršiai, ir nuspėjamas skilimo elgesys.

Per platus dalelių dydžio pasiskirstymas gali sukelti netolygų granulių susiliejimą, vietiniai tankio pokyčiai, ir nenuoseklūs dujinimo greičiai pilant.

gerai, vienodi karoliukai suteikia keletą privalumų:

• Pagerinta rašto paviršiaus kokybė
• Geresnis matmenų tikslumas
• Vienodesnis dangos storis
• Sumažintas karoliuko ištraukimas apdirbimo metu
• Stabilesnis terminis skilimas

Tiksliam liejimui ir CNC apdirbamiems putplasčio raštams, Smulkių rutuliukų medžiagos yra ypač svarbios siekiant aukščiausios kokybės paviršiaus apdailos.

Kontroliuokite putplasčio rašto tankį

Rašto tankis tiesiogiai įtakoja tiek mechaninį putų stiprumą, tiek pilant susidarančių skilimo produktų kiekį.

Jei rašto tankis per didelis:

• Į pelėsio ertmę patenka daugiau polimero
• Dujų išsiskyrimas didėja
• Didėja anglies likučių susidarymas
• Atsparumas formų užpildymui tampa didesnis

Ir atvirkščiai, gali nukentėti pernelyg mažo tankio modeliai:

• Prastas matmenų stabilumas
• Rašto deformacija
• Paviršiaus pažeidimai tvarkymo metu
• Sumažintas liejimo tikslumas

Todėl, rašto tankis turėtų būti optimizuotas pagal liejimo dydį, sienos storis, lydinio tipas, ir pylimo sąlygos, o ne tiesiog sumažintos iki minimumo.

Užtikrinkite stabilų išankstinį plėtimąsi ir senėjimą

Iš anksto išpūstų karoliukų kokybė turi lemiamos įtakos rašto nuoseklumui.

Tokie parametrai kaip garo temperatūra, išsiplėtimo slėgis, laikymo laikas, ir senėjimo trukmę reikia atidžiai kontroliuoti, kad būtų užtikrintas vienodas plėtimasis visoje granulių partijoje.

Tinkamas senėjimas leidžia stabilizuoti vidinį slėgį granulėse, nes oras palaipsniui pasklinda į ląsteles, o pūtimo agento perteklius pasklinda. Tinkamai sendinti karoliukai eksponuojami:

• Stabilūs matmenys
• Patobulintas karoliukų suliejimas
• Sumažėjęs susitraukimas
• Nuolatinis liejimo veikimas
• Geresnis matmenų tikslumas

Nepakankamas senėjimas gali sukelti netolygų plėtimąsi, prastas susiliejimas, ir gatavo modelio deformacija.

Patikrinkite terminio skilimo efektyvumą

Vien tik medžiagų specifikacijos negali visiškai atspindėti liejimo našumo.

Skirtingų gamintojų putplasčio rutuliukai gali turėti reikšmingų skilimo skirtumų, nepaisant panašios cheminės sudėties.

Kai tik įmanoma, liejyklos turėtų įvertinti pagrindines šilumines savybes, įskaitant:

• Dujų išsiskyrimo tūris
• Likutinis anglies kiekis
• Pirolizės likučiai
• Terminio skilimo greitis
• Pelenų kiekis

Šie rodikliai leidžia tiksliau įvertinti putų tinkamumą tam tikroms liejimo reikmėms nei vien polimero tipas.

Suderinkite putplasčio karoliukus su dangos ir proceso parametrais

Putplasčio granulių skilimo charakteristikos turi būti suderinamos su visu Lost Foam Casting procesu.

Putplasčio medžiaga, ugniai atspari danga, vakuumo lygis, išpylimo temperatūra, ir užtvarų dizainas turėtų būti optimizuotas kaip integruota sistema, o ne atskirai.

Pavyzdžiui:

• Medžiagoms, turinčioms didelį dujojimą, reikalingos dangos, turinčios pakankamą pralaidumą, kad būtų galima efektyviai pašalinti irimo dujas.
• Mažai likučių turinčios PMMA medžiagos gali pasiekti visas savo eksploatacines savybes tik tada, kai suporuotos su atitinkamu dangos pralaidumu ir stabiliomis vakuumo sąlygomis.
• Tankios putplasčio raštai arba mažai laidžios dangos gali sulėtinti dujų išsiurbimą, padidina dujų defektų riziką, nepaisant granulių kokybės.

Tinkamas putplasčio medžiagos ir proceso parametrų derinimas užtikrina stabilų formos užpildymą, efektyvus dujų šalinimas, ir minimalūs su anglimi susiję defektai.

7. Išvada

Putplasčio karoliukų pasirinkimas yra daug daugiau nei sprendimas dėl modelio gamybos – tai lemiamas veiksnys, lemiantis prarasto putplasčio liejimo proceso metalurginę sėkmę..

Putų terminio skilimo charakteristikos tiesiogiai veikia dujų išsiskyrimą, anglies likučių susidarymas, defektų generavimas, ir bendras galutinio liejimo vientisumas.

Tarp parduodamų medžiagų, EPS išlieka patrauklus dėl savo mažų sąnaudų ir lengvo apdorojimo, tačiau išskiria didžiausią anglies likutį, todėl tinka tik mažiau reiklioms reikmėms.

STMMA tapo pageidaujama medžiaga daugumai pramoninių Lost Foam liejinių, siūlo puikų kompromisą tarp apdorojimo efektyvumo, dujofikavimo našumas, ir liejimo kokybė.

EPMMA užtikrina švariausią skilimą ir praktiškai be likučių dujofikavimą, todėl tai yra optimalus pasirinkimas didelės vertės atveju, didelio vientisumo liejiniai, kur svarbiausia yra defektų kontrolė.

Galų gale, optimali putplasčio granulių specifikacija visada turėtų būti nustatoma atsižvelgiant į liejimo lydinį, išpylimo temperatūra, kietėjimo elgesys, kokybės reikalavimus, o gamybos ekonomika kaip integruota sistema.

Reikia profesionalių prarastų putų liejimo sprendimų?

Tai suteikia visapusišką Pamestos putplasčio liejimas paslaugos, nuo inžinerinės pagalbos iki pilno masto gamybos, padėti klientams gauti aukštos kokybės liejinius su geresniu efektyvumu ir mažesnėmis gamybos sąnaudomis.

• Individualizuotas prarastų putų liejimas geležies, plienas, ir lydinių liejiniai
  Putplasčio rašto projektavimas ir optimizavimas
  Liejimo procesas ir vartų sistemų inžinerija
  Medžiagų pasirinkimas ir DFM (Gaminamumo dizainas) apžvalga
  Prototipo kūrimas ir masinė gamyba
  Griežtos kokybės tikrinimo ir apdirbimo paslaugos

Susisiekite su ŠIAInžinierių komanda šiandien už nemokamą projekto įvertinimą ir ekspertų Lost Foam Casting sprendimus, pritaikytus jūsų programai.

 

DUK

Kodėl EPS karoliukai negali būti naudojami visiems prarastiems putplasčio liejiniams??

EPS anglies kiekis yra toks pat didelis 92% ir pirolizės metu susidaro daug kietos anglies likučių, kuris sukelia karburizaciją, anglies dėmės ir kiti defektai.

Nors priimtinas žemos kokybės liejiniams, turintiems didelį anglies toleranciją, jis negali atitikti kaliojo ketaus kokybės reikalavimų, plieniniai ir slėgiui atsparūs komponentai.

Kuri karoliukų rūšis siūlo geriausią kainos ir kokybės pusiausvyrą daugumai liejyklų?

STMMA kopolimero karoliukai yra pagrindinis pramonės pasirinkimas nuo vidutinio iki aukštos kokybės.

Jie žymiai sumažina kietų likučių kiekį, palyginti su EPS, už nedidelę kainą, todėl jie tinka daugumai kaliojo ir aukštos kokybės pilkojo ketaus gamybos.

Ar EPMMA visada geriau nei STMMA?

EPMMA suteikia mažesnį anglies likutį, tačiau jis yra brangesnis ir reikalauja griežtesnės proceso kontrolės prieš plėtrą.

Daugumai pilkojo ir kaliojo ketaus naudojimo, STMMA užtikrina pakankamą kokybę už mažesnę kainą. EPMMA yra pateisinama tik labai jautriems anglies plieno liejiniams ir aukščiausios kokybės tiksliams komponentams.

Ar smulkesnis karoliuko dydis visada užtikrina geresnę liejimo paviršiaus apdailą?

Smulkesni karoliukai sukuria lygesnius rašto paviršius ir geresnę liejimo apdailą, tačiau jie taip pat padidina žaliavų sąnaudas ir reikalauja kruopštesnės kontrolės prieš plėtimąsi.

Karoliukų dydis turėtų būti suderintas su sienos storiu ir paviršiaus reikalavimais, o ne maksimaliai padidintas visuotinai.