Pelaburan Pelaburan Kaca Air (juga dikenali sebagai pemutus natrium silikat) adalah satu bentuk pemutus lilin yang hilang yang menggunakan pengikat silikat natrium larut air di dalam kerang seramik.
Sebagai salah satu daripada dua kaedah pemutus pelaburan utama (yang lain adalah silika sol), Ia memberikan keseimbangan ketepatan dan keberkesanan kos.
Berasal dari teknik-teknik hilang-los tradisional di Asia dan Eropah, Pemutus kaca air mendapat daya tarikan perindustrian pada abad ke-20 ketika foundries mencari alternatif kos rendah untuk proses koloid-silika.
Dengan menggunakan bahan biasa (pasir kuarza atau silika dengan pengikat silikat alkali), Proses ini sesuai untuk ketepatan sederhana, bahagian kerumitan tinggi di mana belanjawan lebih ketat.
Casting kaca air biasa berkisar dari beberapa ratus gram ke 150 kg, dengan dimensi maksimum sekitar 1m, menjadikannya sesuai untuk lebih besar, Komponen sensitif kos.
Apa itu Pelaburan Pelaburan Kaca Air?
Pemutus kaca air adalah variasi pelaburan ketepatan (Hilang-Alat) pemutus di mana sodium silikat ("Kaca air") berfungsi sebagai pengikat seramik.
Dalam amalan, lilin (atau plastik) Corak dibuat dan dipasang ke dalam pokok.
Corak berulang kali dilapisi dalam buburan zarah refraktori halus yang terikat dalam larutan silikat natrium, kemudian ditutup dengan lapisan stucco yang lebih kasar untuk membina cengkerang.
Setelah menyembuhkan Shell, Lilin cair atau direbus, meninggalkan rongga acuan kosong. Logam cair (biasanya aloi keluli atau besi) dicurahkan ke dalam cangkang seramik ini.
Selepas pemejalan, cangkang rosak untuk mendedahkan bahagian pelakon. Pendek kata, Pelaburan Pelaburan Gelas Air "Melabur" tuan lilin dalam seramik berasaskan natrium-silikat untuk membentuk acuan.
Berbanding dengan pemutus pelaburan silika-sol (yang menggunakan silika koloid dan pasir berasaskan zirkon), Kaedah kaca air berdagang beberapa kualiti permukaan untuk kos bahan yang lebih rendah dan pemprosesan yang lebih mudah.
Mengapa menggunakan kaca air?
Pemutus kaca air popular kerana ia mengurangkan kos dan pemprosesan berbanding dengan kaedah ketepatan yang lain.
Pengikat natrium silikat dan pasir silika konvensional adalah murah dan mudah dikendalikan, Jadi perkakas dan bahan kos lebih kurang daripada kerang koloid-silika.
Contohnya, Sistem kaca air mengelakkan perbelanjaan tinggi silika sol dan pasir khusus, menghasilkan kos pelaburan per bahagian yang lebih rendah.
Proses juga menghapuskan banyak operasi sekunder: Bahagian keluar-bentuk berhampiran (Selalunya memerlukan sedikit kimpalan atau pemesinan).
Dalam amalan, Casting kaca air dapat menangkap geometri yang sangat kompleks (dengan pemotongan dan web nipis) tanpa teras, Reka bentuk memudahkan.
Menurut sumber industri, Tawaran pemutus kaca air "Reka bentuk kompleks tanpa draf sudut" dan "Ketepatan yang lebih tinggi berbanding dengan pemutus pasir",
sambil mengelakkan teras mahal, acuan, atau kimpalan yang diperlukan oleh banyak bahagian pasir yang besar.
Fleksibiliti ini menjadikannya menarik untuk Pengeluaran kecil ke sederhana di mana kos perkakas mesti diminimumkan.
Pada masa yang sama, Bahagian kaca air secara amnya lebih tepat daripada pemutus pasir.
Toleransi dimensi biasa berada dalam julat ISO CT6-CT9, Kira-kira yang sepadan dengan kelas toleransi pasir yang halus atau kelas pemutus pelaburan yang lebih rendah.
Kemasan permukaan adalah sederhana: mengikut urutan RA ~ 6-12 μm (Mereka adalah 250-500 μt),
lebih baik daripada pemutus pasir hijau tetapi lebih kasar daripada casting pelaburan silika-sol.
Pendek kata, Pemutus kaca air dipilih apabila seseorang memerlukan bentuk yang kompleks dan mengurangkan kerja sekunder pemutus lilin yang hilang,
tetapi anggaran yang lebih ketat atau saiz yang lebih besar menjadikan proses silika-sol yang lebih tinggi tidak praktikal.
Gambaran keseluruhan proses
Pelaburan Pelaburan Gelas Air Mengikuti Prosedur Hilang Umum Dengan Beberapa Perbezaan Bahan Acuan:
Corak lilin dan pemasangan pokok.
Corak induk dihasilkan (dengan pengacuan suntikan, 3D Percetakan, atau sculpting tangan) dan corak mati/acuan dibuat jika diperlukan.
Replika lilin bahagian dibuat dari tuan ini. Corak lilin berganda ketika itu dipasang pada sprue biasa (membentuk "pokok") Menggunakan pintu lilin dan pengumpan.
Kelompok lilin ini akan membentuk banyak casting dalam satu tuangkan. Permukaan lilin "berpakaian" untuk menghilangkan jahitan atau kecacatan, menghasilkan penamat yang diperlukan pada setiap corak.
Bangunan Shell (Salutan seramik).
Perhimpunan lilin berulang kali dicelup ke dalam buburan refraktori pasir yang sangat halus atau tepung zirkon yang digantung dalam larutan natrium silikat yang dicairkan.
Setiap celupkan lilin dalam lapisan seramik nipis (sering 0.5-1 mm) sebelum stuccoing dengan pasir kasar.
Setelah mengalirkan buburan berlebihan, a Lapisan stuko (granul pasir silika yang lebih besar) digunakan dengan menuangkan atau katil fluidized untuk ikatan ke buburan melekit.
Kelompok kemudian dibenarkan mengeras (selalunya kering atau panas kering). Kitaran kering-kering ini biasanya diulang 4-7 kali untuk mencapai ketebalan shell yang diperlukan (Biasanya jumlah 5-15 mm).
Semasa urutan ini, Kotak kemudian menggunakan refraktori yang lebih kasar dan kadang -kadang berbeza (mis. Silika halus pertama untuk terperinci, pasir kuarza kasar dalam lapisan sokongan) untuk memaksimumkan kekuatan dan kebolehtelapan.
Dalam proses kaca air, Pasir kuarza/silika silika dan silis alumino adalah refraktori biasa. Keseluruhan cangkang akhirnya dikeringkan dengan teliti (kadang-kadang dalam ketuhar yang dikawal kelembapan) Untuk mengeluarkan kelembapan.
Dewaxing dan menembak.
Cangkang seramik yang keras dihiasi oleh mencairkan lilin keluar dari acuan.
Tidak seperti cangkang silika-sol (yang biasanya membakar lilin di relau terbakar atau dengan api), Kerang kaca air sering dicelup ke dalam air panas atau terdedah kepada stim untuk mencairkan lilin.
Tujuannya adalah dengan cepat membersihkan lilin sambil meminimumkan tekanan shell (Kerang sodium silikat lebih berat ketika sejuk).
Selepas dewaxing, cangkangnya dipecat (sintered) pada suhu tinggi (selalunya 800-1000 ° C.) untuk mengukuhkan seramik dan membakar mana -mana organik yang tinggal.
Ini juga menyebabkan pengikat sodium silikat menjadi sinter dan sebahagiannya vitrify, membentuk tegar, acuan gas-telap.
Metal mencurahkan.
Logam cair dicurahkan ke dalam shell pra-dipanaskan dengan cara yang biasa. Kerana kerang kaca air menggunakan pasir silika konvensional, Kapasiti haba mereka dan kekonduksian terma serupa dengan acuan pasir.
Shell menyokong logam sehingga pemejalan (dengan rongga pengecutan yang minimum jika penaik digunakan).
Penyingkiran dan penamat shell.
Sekali pepejal, Cangkang seramik dikeluarkan dengan cara mekanikal (mis. tembakan-tembakan, getaran atau palu) untuk mendedahkan bahagian pelakon.
Pasir kuarza sisa dibersihkan. Pokok pemutus dipotong, dan pintu gerbang dan penaik dipangkas.
Final penamat mungkin termasuk pengisaran, Pemesinan CNC, dan rawatan permukaan Seperti yang diperlukan.
Kerana kemasan awal adalah sederhana, Casting kaca air sering memerlukan pengisaran permukaan atau pemesinan, tetapi kurang daripada creat-creats creating.
Secara penting, proses kaca air berbeza dari proses silika-sol terutamanya di kaedah pengikat dan dewax.
Dalam pemutus kaca air, sodium silikat (Alkali Silicate) ditetapkan dengan mengeringkan dan menyembuhkan, sedangkan silika-sol (Silika koloid) Kerang mengeras terutamanya oleh gelation.
Dewaxing dilakukan dengan air panas (a Dewax basah) bukan api. Perbezaan ini mempengaruhi masa dan kualiti kitaran.
Contohnya, Wet-Dewax lebih lembut pada kerang rapuh, Tetapi ia memerlukan pengendalian air sisa. Juga, Kerang kaca air umumnya mempunyai kestabilan haba yang lebih rendah daripada cengkerang silika-sol yang mengandungi zirkon, seperti yang dibincangkan di bawah.
Sistem pengikat
Pengikat dalam pemutus kaca air adalah Penyelesaian sodium silikat (na₂oi · leash). Secara kimia, kaca air sangat beralkali (Ph ~ 11-13) dan dibuat dengan nisbah silika-ke-soda tertentu.
Formulasi biasa berkisar dari a 2:1 ke 3.3:1 Sio₂:Nisbah berat Na₂o (sering dinyatakan dengan modul, mis. M = 2.0 bermakna 2.3 bahagian sio₂ per na ₂o).
Nisbah dan Kawalan Kawalan Kandungan Kandungan Pepejal. Nisbah yang lebih rendah (Lebih banyak na₂o) Berikan buburan yang lebih cair dan lebih cepat-pengeringan, tetapi juga pengikat yang lebih hygroscopic dan rendah refractoriness.
Nisbah yang lebih tinggi (Lebih banyak Sio₂) Meningkatkan rintangan haba dan pH yang lebih rendah.
Kaca air adalah air-tipis (kelikatan serupa dengan air) dan penawar oleh penyejatan dan api ringan. Kerana ia kering, ia membentuk rangkaian kaca silikat amorf yang tegar.
Pengikat adalah hygroscopic, Oleh itu, cengkerang mesti dikeringkan dengan teliti sebelum menembak atau terdedah kepada udara atau air lembap, atau mereka boleh melembutkan dan merendahkan.
Dalam perkhidmatan, Kelembapan sisa boleh menyebabkan poket stim atau keliangan jika logam dituangkan terlalu panas. Tahap pengawetan biasanya termasuk baking pada 100-200 ° C untuk mengeras shell sepenuhnya dan mengusir kelembapan.
Kelebihan pengikat sodium silikat termasuk kos rendah mereka, "Kehidupan" yang tidak terhad, dan kemudahan penggunaan (tiada pelarut toksik atau pemangkin asid).
Mereka ditetapkan dengan pengeringan sederhana (atau dengan penawar garam) dan menghasilkan cengkerang yang sangat kaku.
Walau bagaimanapun, batasan wujud: Kealkalian tinggi mereka boleh menyerang bijirin atau logam refraktori (terutamanya aluminium, menyebabkan pickup gas), dan sifat kaca mereka memberikan kekuatan suhu tinggi yang lebih rendah daripada cengkerang silika-sol.
Secara umum, Kerang kaca air melembutkan jika dipanaskan di atas ~ 800-900 ° C, Oleh itu, mereka sesuai dengan aloi keluli/besi tetapi kecil untuk aloi yang sangat panas.
Walaupun ini, natrium silikat kekal a Pengikat terbukti dalam industri. Ia adalah salah satu daripada tiga pengikat konvensional (bersama dengan silika etil silikat dan koloid) biasanya disebut untuk pembuatan acuan pelaburan.
Bahan shell dan teknik pembinaan
Cangkang untuk pemutus kaca air dibina hampir sepenuhnya dari refraktori berasaskan silika. Dalam amalan, Bahan utama adalah pasir silika atau kuarza (bersatu atau kristal), mungkin dicampur dengan silitan alumino.
Saiz zarah biasa untuk perdana (baik) kot mungkin 100-200 mesh (75-150 μm) untuk menangkap detail, Semasa mantel sandaran menggunakan pasir kasar (mis. 30-60 mesh).
Zirkon jarang digunakan dalam cengkerang kaca air (Tidak seperti cangkang silika-sol) kerana kos - sebaliknya, pasir silika yang lebih murah digunakan.
Tepung Alumina atau Titania yang lebih halus dapat ditambah untuk meningkatkan rintangan kejutan terma, Tetapi pangkalannya adalah silika.
Kawalan pH sangat penting dalam buburan. Pengikat sodium silikat sangat beralkali, Selalunya sedikit penampan atau garam (seperti natrium bikarbonat) ditambah untuk menyesuaikan masa gel dan mencegah penyembuhan segera.
Pengilang memantau pH buburan (selalunya sekitar 11-12) dan kelikatan untuk memastikan ketebalan salutan yang konsisten. Alkaliniti yang terlalu tinggi boleh menyebabkan kot pertama menjadi gel awal pada lilin.
Dalam amalan, Kerang kaca digunakan 4 ke 7 lapisan lapisan (kot utama ditambah beberapa kot yang disokong stuko).
Contohnya, Curung awal dalam buburan silika halus diikuti dengan stuccoing dengan pasir kuarza halus (Kunci "kot utama" ini dalam perincian corak).
Mantel berikutnya menggunakan pasir yang lebih kasar untuk membina kekuatan. Setiap salutan mesti kering (Selalunya 1-2 jam pada suhu bilik atau lebih cepat dalam ketuhar panas yang rendah) sebelum kot seterusnya.
Ketebalan shell terakhir biasanya mengikut urutan jumlah 5-15 mm.
Semasa pengeringan, suhu dan kelembapan dikawal dengan teliti - pengeringan terlalu cepat dapat memecahkan cangkang, Walaupun terlalu perlahan pengeringan boleh menyebabkan berlari atau herotan.
Berbanding dengan cengkerang silika-sol, Kerang kaca air cenderung kuat tetapi kurang refraktori.
Lapisan silika yang bersatu memberikan kekuatan panas yang baik sehingga ~ 900 ° C, Tetapi di luar itu rangkaian kaca silikat silikat dapat mula melembutkan.
Sebaliknya, Cangkang silika-sol sering menggunakan lapisan zirkon dan alumina yang tetap stabil di atas 1200 ° C..
Dengan kata lain, acuan silika-sol dapat lebih baik menahan suhu yang lebih tinggi dari superalloys, manakala cengkerang kaca air biasanya terhad kepada keluli dan besi.
Logam dan keserasian pemutus
Pemutus kaca air cemerlang dengan aloi ferus biasa. Keluli tipikal termasuk keluli karbon, rendah- dan keluli aloi sederhana, tahan haba Keluli tahan karat, dan keluli mangan.
Besi cast (kelabu dan mulur) juga biasanya dilemparkan. Aloi ini boleh dicurahkan dalam jarak 1400-1600 ° C tanpa merosakkan cangkang silika (dengan jadual haba yang betul).
Sebenarnya, kaca air sangat popular Pakai bahagian dan komponen berat diperbuat daripada keluli, di mana kekuatan shell tambahan (berbanding dengan pelakon pasir) dan kerumitan membayar.
Kaca air adalah kurang sesuai dengan logam reaktif atau ringan. Aloi aluminium dan magnesium, contohnya, memerlukan sangat kering, Kerang bersih.
Mana -mana kelembapan atau soda dalam shell boleh menghasilkan keliangan hidrogen dalam aluminium atau menyebabkan pengoksidaan.
Titanium dan aloi reaktif lain biasanya menuntut sistem shell silika atau seramik (atau pencairan vakum) Kerana cengkerang kaca air tidak mempunyai kelebihan atau kesucian yang diperlukan.
(Praktikal, Pemutus titanium yang hilang-lilin dilakukan hampir secara eksklusif dengan sistem zirkon/alumina refraktori, bukan kaca air.)
Oleh itu, keserasian metalurgi adalah pertimbangan utama: Kaca air dipilih apabila logam cast serasi dengan silika (Sistem Ferrous) Dan proses ekonomi diperlukan.
Dari segi metalurgi, Kerang kaca air dapat mempengaruhi kualiti pemutus.
Contohnya, Keluli karbon mungkin mengalami sedikit karburisasi di antara muka shell jika dihiasi dengan air berasid, jadi air neutral digunakan.
Kebolehtelapan gas seramik membantu melepaskan hidrogen dan gas; Walau bagaimanapun, Sebarang dewax atau kelembapan yang tidak mencukupi dapat menghasilkan keliangan gas.
Keliangan pengecutan diuruskan melalui penaik dan lubang seperti biasa.
Secara umum, Casting kaca air berkelakuan metalurgi seperti casting ketepatan lain logam yang sama-Kimia shell mempunyai kesan pengaliran yang minimum tetapi dapat sedikit mengubah permukaan decarburization.
Kawalan proses yang betul (seperti vakum atau lengai-atmosphere untuk keluli tertentu) boleh digunakan seperti yang diperlukan, tetapi bebas daripada jenis pengikat.
Ketepatan dimensi dan kemasan permukaan
Casting Pelaburan Kaca Air mencapai ketepatan yang sederhana. Dimensi toleransi biasanya ISO CT7-CT9 untuk dimensi umum. (Untuk dinding halus, Toleransi boleh berehat kepada CT9 atau CT10.)
Untuk meletakkan ini dalam perspektif, ISO CT7 pada a 50 Ciri mm membolehkan sisihan ± 0.10 mm, sedangkan CT6 akan ± 0.06 mm.
Dalam amalan, Bahagian kecil dan proses yang dikawal dengan baik dapat mendekati CT6-CT7,
tetapi coran yang lebih besar atau lebih kompleks sering berada dalam julat CT8-CT9.
Ini setanding dengan toleransi pemutus pasir halus.
Sebaliknya, Casting Silica-Sol mewah boleh mencapai CT4-CT6 pada dimensi kecil, Jadi kaca air kurang tepat dengan kira -kira satu gred toleransi.
Kedai-kedai yang sedar akan menentukan toleransi berdasarkan ISO 8062, Selalunya mencatat "CT8" sebagai garis dasar untuk proses kaca air.
Kemasan permukaan juga lebih kasar daripada silika-sol tetapi lebih lancar daripada cast pasir. Tipikal kekasaran permukaan untuk casting kaca air adalah atas urutan RA 6-12 μm (250-500 min).
Satu foundry melaporkan bahawa casting kaca air mencapai kira-kira ra = 12.5 μm dalam ujian perbandingan. Sebaliknya, Bahagian silika-sol boleh mencapai RA 3-6 μm.
Kekasaran kaca air yang lebih tinggi disebabkan oleh saiz bijian yang lebih besar di dalam shell dan sifat pengikat natrium-silik.
Faktor yang mempengaruhi penamat termasuk kandungan pepejal buburan, Saiz bijirin stuko, Ketebalan shell, dan kualiti corak.
Contohnya, Koat utama yang lebih halus dan lapisan utama tambahan dapat meningkatkan kualiti permukaan.
Walau bagaimanapun, Pereka harus mengharapkan permukaan awal yang lebih kasar: Casting tipikal sering memerlukan pengisaran atau pemesinan cahaya untuk mencapai kelancaran sekitar RA 3-6 μm untuk permukaan kritikal.
Untuk menguruskan ketepatan, Kebanyakan kedai digunakan Pemeriksaan dimensi (calipers, Cmm, alat pengukur) Pada bahagian pertama dan sampel pengeluaran.
Oleh kerana corak lilin dan pokok memperkenalkan beberapa kebolehubahan, susun atur yang berhati -hati dan mengecut pampasan diperlukan.
Koefisien penguncupan haba untuk keluli (mengenai 1.6 mm/m · 100 ° C.) digunakan untuk corak skala. Dokumentasi proses mentakrifkan faktor dan toleransi mengecut setiap ISO.
Kawalan dan Pemeriksaan Kualiti
Kawalan Kualiti dalam Cermin Pemutus Gelas Air Disiplin Foundry Lain. Langkah kritikal diperiksa pada pelbagai peringkat:
- Pemeriksaan Shell: Sebelum mencurahkan, Kerang diperiksa untuk retak, lepuh, atau salutan tidak lengkap.
Kontraktor sering mengukur ketebalan shell dengan alat pengukur ultrasonik dan mengesahkan bahawa setiap lapisan adalah seragam. Sebarang penyingkiran atau lubang pin boleh menyebabkan kecacatan pemutus.
Bekas buburan basah dipantau untuk pH dan pepejal; Variasi boleh menghasilkan cengkerang yang lemah. Ketuhar pengering diperiksa walaupun pengedaran haba. - Pemeriksaan dimensi: Selepas shakeout dan selesai-machining, Casting diukur terhadap dimensi reka bentuk.
Bahagian artikel pertama biasanya menjalani pemeriksaan CMM untuk mengesahkan dimensi kritikal ke dalam kelas toleransi yang ditentukan (mis. ISO CT8).
Blok tolok sederhana atau alat pengukur palam digunakan untuk diameter lubang. Kerana pohon pokok dan pengecutan lilin menambah kesilapan kecil, Biasa untuk menyesuaikan dimensi induk corak jika berlari berlaku. - Pengesanan kecacatan: Casting kaca air mungkin mengalami kecacatan seperti keliangan gas, Kemasukan, atau kecacatan gabungan shell.
Kaedah pemeriksaan biasa termasuk X-ray/Radiografi (untuk mencari rongga dalaman atau kemasukan), Penembusan pendarfluor (untuk keretakan permukaan dan keliangan), dan ujian magnet-zarah (untuk bahagian ferus).
Jika sesuai, ujian tekanan atau ujian aliran digunakan. Analisis metalurgi (Macro etch, mikrograf) boleh digunakan semasa pembangunan proses.
Semua ujian harus standard rujukan (mis. ASTM E165 untuk penembusan, ASTM E446 untuk Radiografi) untuk menentukan penerimaan. - Dokumentasi proses: Kebolehkesanan yang ketat dikekalkan pada pelakon kaca air. Rekod termasuk nisbah campuran buburan, Penyembuhan Jadual, dan masa relau.
Ramai Foundries menggunakan senarai semak dalam proses (log suhu untuk ketuhar dewax, Log kelembapan untuk bilik pengeringan, dan balak penggunaan pengikat).
Untuk bahagian kebolehpercayaan tinggi (mis. Komponen Aeroangkasa), kod haba penuh dan pensijilan kimia/fizikal mengiringi bahagian.
ISO 9001 atau piawaian NADCAP boleh mengawal dokumentasi dalam industri kritikal.
Keseluruhan, Falsafah Kawalan adalah untuk menyeragamkan setiap langkah supaya kegagalan pemutus dapat dikesan kembali ke punca akarnya (mis. buburan yang tidak stabil atau kitaran pengeringan yang tidak dijawab).
Pertimbangan ekonomi
Pemutus Lost-Wax Gelas Air dinilai keberkesanan kos dalam aplikasi yang sesuai. Faktor ekonomi utama termasuk kos bahan, buruh, masa kitaran, dan hasil:
- Bahan: Pengikat sodium silikat dan pasir kuarza murah berbanding silika koloid dan zirkon.
Contohnya, Penyelesaian silikat natrium mungkin menelan belanja beberapa sen setiap kilogram, manakala pengikat silika koloid menelan belanja magnitud.
Garam atau pemecut yang digunakan adalah minimum. Corak lilin (terutamanya jika dicetak 3D) tambah kos, Tetapi hasilnya tinggi.
Terdapat beberapa sisa seramik sekerap (cangkang patah) Tetapi ia sering boleh dikitar semula sebagai pasir. Keseluruhan, Habis-habis adalah kos rendah. - Masa buruh dan pemprosesan: Membina cengkerang kaca air adalah intensif buruh, Memerlukan pelbagai kitaran dan pengeringan.
Masa kitaran 24-72 jam dari pokok lilin hingga tuangkan adalah tipikal (lebih cepat daripada silika-sol temps tinggi yang boleh mengambil penawar yang lebih lama).
Langkah Dewax basah lebih lama (rendaman vs pembakaran api terbuka), Tetapi ini biasanya merendam semalaman. Buruh diperlukan untuk persiapan corak, Operasi salutan/stuko, dan shakeout.
Walaupun ini, kos perkakas yang lebih rendah dan pemesinan yang lebih rendah sering mengimbangi buruh yang lebih tinggi.
Dalam model kos, Kaca air boleh bersaing apabila jumlah bahagian melebihi beberapa ratus setahun, terutamanya untuk bahagian berat atau kompleks yang akan sangat mahal di pasir atau mati. - Throughput: Garis kaca air tujuan tunggal dapat berjalan secara berterusan, tetapi masing -masing membina (Memuatkan shell, Dewax, api, tuangkan, mengetuk keluar) mengendalikan hanya bahagian di pokok itu.
Throughput adalah sederhana; beberapa beratus -ratus kilogram casting per batch mungkin normal. Walau bagaimanapun, Automasi wujud untuk suntikan lilin dan penyemburan shell.
Langkah yang mengehadkan sering digulingkan dan menembak, yang boleh menjadi ketuhar batch dengan beban yang ditetapkan. Penjadualan yang berkesan (Menumpukan pokok) boleh meningkatkan penggunaan. - Hasil dan sekerap: Kerana prosesnya tepat, Kadar sekerap boleh rendah jika dikawal. Walau bagaimanapun, Sebarang keretakan shell atau bocor logam menghasilkan jumlah kehilangan pemutus itu.
Kegagalan akibat kecacatan shell (mis. Post-Dewax Cracking) diminimumkan oleh kawalan proses yang ketat.
Berbanding dengan pemutus pasir, Gelas air secara amnya mempunyai hasil yang lebih tinggi kerana bahagian lebih mudah dibersihkan dan hampir bentuk bersih.
Berbanding dengan silika sol, Hasilnya sama atau sedikit lebih rendah (Cangkang Silika-Sol boleh menjadi lebih memaafkan masalah dewax).
Kasar perbandingan kos mungkin menunjukkan bahawa pemutus kaca air boleh 50-70% lebih murah setiap bahagian daripada pemutus silika-sol untuk bahagian keluli ketepatan sederhana,
kerana kos bahan dan perkakas yang lebih rendah, walaupun dengan kehilangan kualiti permukaan yang sederhana.
Ia lebih mahal daripada pemutus pasir murah bagi setiap unit, Tetapi kerana bahagian akhir memerlukan pemesinan lebih sedikit, The Jumlah kos bahagian siap boleh bersaing.
Pendek kata, Pemutus kaca air membolehkan syarikat mengalihkan kos dari jam mesin ke masa memproses masa,
yang selalunya berfaedah untuk bahagian-bahagian yang kompleks atau cukup rendah bahawa perkakas berdedikasi tidak dibenarkan.
Aplikasi perindustrian
Pelaburan pelaburan kaca air mendapati niche di komponen tugas berat dan kompleks di beberapa industri. Aplikasi yang ketara termasuk:
- Jentera dan peralatan berat: Komponen untuk perlombongan, minyak & gas, dan jentera pembinaan sering menggunakan pemutus kaca air.
Contohnya, gear, Perumahan pam, injap, dan pendesak dalam sektor ini mendapat manfaat daripada kekuatan keluli dan kebebasan geometri pemutus pelaburan.
Air Kaca Pemutus Kapal Keluli Tahan Kaki Paip Paip - Bahagian pertanian: Bahagian seperti perumahan traktor, komponen bajak, dan hubungan peralatan ladang berat dibuat dengan cara ini.
Keupayaan untuk membuang besi mulur atau bentuk keluli rendah aloi (mis. bahagian tiller, Plat penggerudian benih) dengan profil yang rumit adalah kelebihan utama. - Automotif: Walaupun tidak biasa untuk bahagian kereta yang dihasilkan secara massal, Pemutus kaca air digunakan dalam komponen automotif atau trak rendah (mis. kelompok kecil buku jari stereng, lengan penggantungan berat, Komponen brek untuk kenderaan khusus).
Ketepatannya melampaui pemutus pasir untuk bahagian yang sesuai, namun tetap kos efektif untuk berjalan sederhana. - Injap dan pam industri: Injap besi dan keluli tuang, badan pam, dan bebibir sering datang dari acuan pelaburan kaca air.
Bahagian ini memerlukan laluan dalaman yang kompleks dan kemasan permukaan yang baik (untuk mengelakkan kebocoran) -Injap hasil pemutus kaca siap untuk pemesinan tanpa teras. - Pembinaan dan casting seni bina: Kadang -kadang, elemen besi/keluli hiasan atau struktur (seperti bebibir, Perkakasan, atau sokongan hiasan) dilemparkan melalui kaca air.
Prosesnya dapat menangkap butiran artistik halus semasa menggunakan pasir yang berpatutan, menjadikannya sesuai untuk casting khusus (mis. Penggantian gangsa dalam elemen seni bina). - Komponen luar pesisir dan maritim: Seperti yang disebutkan oleh sumber industri, Bahagian untuk treler, kren, dan pelantar marin menggunakan kaedah ini untuk ketahanan dalam persekitaran yang teruk.
Keseluruhan, Pemutus kaca air dipilih dalam industri yang menuntut Casting Ferrous yang kuat dengan perincian sederhana dengan kos yang berpatutan.
Ia bersaing dengan pemutus pasir apabila ketepatan yang lebih tinggi atau terperinci bentuk bersih diperlukan, Dan ia bersaing dengan pemutus pelaburan silika-sol apabila saiz besar atau kekangan anggaran menjadikannya terlalu mahal.
Analisis perbandingan
Berbanding dengan kaedah pemutus lain, Pelaburan pelaburan kaca air menduduki tanah tengah:
Kaca air vs Pemutus pelaburan silika-sol:
Silika-sol (pengikat koloid-silika dengan tepung zirkon) menghasilkan perincian terbaik, kemasan permukaan terbaik (RA serendah 3-6 μm), dan toleransi yang lebih ketat (ISO CT4-CT6).
Walau bagaimanapun, ia adalah lebih mahal: penyelesaian sol silika dan pasir zirkon lebih banyak kos, dan prosesnya memerlukan pembakaran api dan suhu menembak yang lebih tinggi.
Pemutus kaca air, Sebaliknya, mempunyai kemasan yang lebih kasar (~ RA 6-12 μm) dan toleransi yang lebih luas (CT6-CT9), tetapi menggunakan bahan murah dan dewax yang lebih mudah.
Kerang kaca air juga cenderung lebih kuat dalam pengendalian sebelum mencurahkan (mereka sangat tegar selepas pengeringan) dan boleh lebih tebal, yang memberi manfaat kepada penuangan berat.
Ringkasnya, Silika-sol dipilih untuk ketepatan tinggi, bahagian kecil; kaca air dipilih untuk lebih besar, komponen sukar di mana permukaan selesai dapat dikorbankan.
Pelaburan Pelaburan Kaca Air vs Pasir Casting:
Pemutus pasir (pasir hijau atau terikat secara kimia) adalah kos terendah, pembuatan acuan paling fleksibel untuk bahagian besar.
Walau bagaimanapun, Casting pasir mempunyai permukaan yang sangat kasar (Ra > 25 μm, selalunya 50-100 μm) dan toleransi longgar (ISO CT11 atau lebih teruk).
Pemutus kaca air memberikan permukaan dan ketepatan yang jauh lebih baik (seperti yang dinyatakan di atas) pada kos yang lebih tinggi.
Sekiranya bahagian pasir memerlukan pemesinan atau pembaikan yang luas (Seperti kimpalan di teras), mungkin lebih murah untuk menggunakan kaca air.
Juga, bentuk kompleks tertentu (Dinding nipis, lompang dalaman) sukar atau mustahil di pasir tanpa teras; kaca air dengan mudah menghasilkan bentuk seperti itu.
Perdagangan adalah bahawa skala pemutus pasir lebih baik untuk jumlah yang sangat tinggi (acuan mati atau acuan yang boleh digunakan berkali -kali),
sedangkan kaca air terhad kepada sekitar 150 kg setiap acuan dan memerlukan kitaran berbilang hari.
Kekuatan shell dan tingkah laku terma:
Cangkerang kaca air terdiri daripada lapisan silika yang bersatu, yang sedikit kurang refraktori daripada lapisan zirkon atau alumina yang sering digunakan dalam cengkerang silika-sol.
Ini bermakna cengkerang kaca air biasanya mempunyai suhu perkhidmatan maksimum yang lebih rendah dan mungkin membolehkan lebih banyak reaksi sangkar logam dalam tuangkan yang sangat panas.
Dalam amalan, walaupun, Kedua -dua kaedah menghasilkan cangkang yang mudah menahan suhu tuangkan keluli/besi.
Dari segi kekuatan, Kedua-dua cangkang silika-sol dan air kaca tegar selepas menembak, Tetapi silika-sol dapat mengekalkan integriti struktur pada suhu yang lebih tinggi.
Kes penggunaan terbaik:
Meringkaskan kegunaan terbaik, Pemutus kaca air sesuai untuk Bahagian keluli/besi sederhana hingga besar di mana ketepatan tinggi tidak kritikal,
seperti perumahan pam, Kekosan gear, bahagian jentera berat, dan mana-mana komponen di mana ciri-ciri cast-on menyelamatkan kimpalan.
Silika-sol adalah yang terbaik untuk Bahagian ketepatan tinggi ke sederhana (Komponen Aeroangkasa, Perhiasan, implan perubatan, bahagian tahan karat kecil).
Pemujaan pasir hijau menang untuk Bahagian Berat Besar atau jumlah yang sangat besar di mana perincian ketat tidak diperlukan (mis. perumahan besar, Blok enjin, casing pam secara pukal).
Jadual di bawah menyoroti beberapa metrik perbandingan:
- Kekasaran permukaan (Ra biasa): Silika-sol ~ 3-6 μm; kaca-kaca ~ 6-12 μm; pasir hijau >25 μm.
- Toleransi Dimensi: Silica-sol ISO CT4-CT6; kaca-kaca ~ ct6-ct9; pasir hijau CT11 -CT12 (sangat longgar).
- Kos bahan: Rendah untuk pasir, Sederhana untuk kaca air, Tinggi untuk silika-sol. Pengikat sodium silikat sangat murah, sedangkan pengikat silika koloid mahal.
- Kekuatan shell: Bagus untuk silika-sol di tinggi t, sederhana untuk kaca air. Zirkon/Alumina Shells (Silika-sol) mempunyai refractoriness yang lebih tinggi.
- Skala Pengeluaran: Kaca air sesuai dengan jumlah kecil ke sederhana (Puluhan hingga ribuan setahun), terutamanya apabila bahagian berat. Silika-sol sesuai dengan berjalan kecil/ketepatan; Pasir sesuai dengan jumlah yang besar.
Keseluruhan, Jambatan pemutus kaca air jurang: ia menawarkan kawalan dan penamat yang lebih baik daripada pemutus pasir, tetapi kos yang lebih rendah daripada silika-sol.
Apabila tuntutan reka bentuk sederhana dan belanjawan dikekang, Selalunya teknik ketepatan yang paling menjimatkan.
Kesimpulan
Kaca air (sodium silikat) Pelaburan Pelaburan adalah kos efektif Pemutus Precision proses yang dioptimumkan untuk ferrous, komponen kompleks.
Dengan menggunakan pengikat dan pasir yang murah, ia membolehkan pengeluar mencapai keluli dan besi bentuk berhampiran dengan toleransi yang munasabah (ISO CT7-CT9) dan selesai (RA ≈6-12 μm) Pada sebahagian kecil daripada kos pemutus silika-sol.
Kekuatan proses adalah ekonomi materialnya, ketegaran shell yang kuat, dan keupayaan untuk menghasilkan geometri kompleks tanpa keruntuhan teras.
Keterbatasan utamanya adalah kemasan permukaan yang lebih kasar dan kestabilan suhu tinggi yang lebih rendah, yang menyekatnya dengan ketepatan sederhana, aplikasi tugas berat.
Menantikan, Pemutus kaca air tetap relevan untuk aplikasi seperti jentera, subassemblies automotif,
peralatan pertanian dan pembinaan, dan mana -mana bahagian yang mendapat manfaat daripada kompromi dan kos yang baik.
Penambahbaikan yang berterusan (seperti formulasi silikat yang dioptimumkan dan salutan shell automatik) boleh mendorong ketepatannya sedikit lebih tinggi.
Walaupun begitu, Jurutera harus memadankan bahagian dengan teliti untuk diproses: Gunakan kaca air ketika kerumitan keluli/besi dan ekonomi menguasai keperluan,
silika-sol ketika perincian ultra-halus atau aloi khas diperlukan, dan pasir ketika jumlah atau saiz semata -mata mengatasi ketepatan.
Keseluruhan, Pemutus pelaburan kaca air adalah matang, Teknik yang difahami dengan baik.
Penggunaannya yang berterusan didorong oleh permintaan global untuk teguh, bahagian logam berbentuk rumit dengan toleransi sederhana dan kos yang kompetitif.
Penggunaan kawalan kimia dan prosesnya yang betul - dan pemeriksaan menyeluruh - menghasilkan konsisten, Casting berkualiti tinggi untuk pelbagai keperluan perindustrian.
Ini adalah pilihan yang sesuai untuk keperluan pembuatan anda jika anda memerlukan berkualiti tinggi Pelaburan Pelaburan Kaca Air perkhidmatan.
