1. Invoering
Wax verloren (investering) gieten wordt gewaardeerd om zijn vermogen om fijne details te reproduceren, dunne secties en complexe geometrie met uitstekende oppervlakteafwerking en relatief nauwe toleranties.
Het bereiken van consistente resultaten gaat niet alleen over geometrie of machine-instellingen; het is in wezen een materiaalprobleem.
Het wasmengsel, investeringschemie, vuurvaste aggregaten, kern samenstelling, De smeltkroes- en legeringschemie hebben allemaal een thermische wisselwerking, chemisch en mechanisch tijdens het ontwassen, Burnout en metaalinjectie.
Het kiezen van de juiste materialen voor elke stap is het verschil tussen een productierun met hoog rendement en herhaalde herbewerking.
2. Overzicht van de workflow voor verloren wasgieten
Belangrijke fasen en de betrokken primaire materiële elementen:
- Patroonvorming (was) — patroonwas of spuitgegoten thermoplastisch materiaal; gating/wasspuitsystemen.
- Montage & poort – wasstaven (vals), basisplaten.
- Shell-constructie (investering) — slurry (bindmiddel + fijn vuurvast), stucwerk/aggregaatlagen.
- Drogen / ontwricht — verwijdering van organisch patroon met stoom/autoclaaf of oven.
- Burn -out / schelp sinteren — gecontroleerde helling om resterende organische stoffen te oxideren/verbranden en de schaal te sinteren tot de vereiste sterkte.
- Smeltend & gieten — materiaal van de smeltkroes plus atmosfeer (lucht/inert/vacuüm) en gietsysteem (zwaartekracht / centrifugaal / vacuüm).
- Koeling & schil verwijderen — mechanische of chemische verwijdering van de schil; afwerking.
Elke fase maakt gebruik van verschillende materiaalfamilies die zijn geoptimaliseerd voor de temperaturen, scheikunde, en mechanische belastingen in dat stadium.
3. Was & patroon materialen
Functies: geometrie dragen, oppervlakteafwerking definiëren, en zorgen voor voorspelbare expansie tijdens het bouwen van de ruwbouw.
Gemeenschappelijke was / patroonmateriaalfamilies
| Materiaal / Familie | Typische compositie | Typisch smelten / verzachtingsbereik (°C) | Typische lineaire krimp (zoals geproduceerd) | Typische restas na burn-out | Beste gebruik / notities |
| Paraffinerijke injectiewas | Paraffine + kleine modificator | 45–70 ° C | ~0,2–0,5% | 0.05–0,2 gew.% | Lage kosten, goede afwerking; broos als het puur is - meestal gemengd. |
| Microkristallijne wasmengsels | Microkristallijne was + paraffine + tackifiers | 60–95 °C | ~0,1–0,3% | ≤0,1 gew.% (indien geformuleerd met een laag asgehalte) | Verbeterde taaiheid en cohesie; voorkeur voor complexe assemblages. |
| Patroon was (samengestelde mengsels) | Paraffine + microkristallijn + polymeren (PE, EVA) + stabilisatoren | 55–95 °C | ~0,10–0,35% | ≤0,05–0,1 gew.% | Standaard gieterijpatroonwas: afgestemde stroom, krimpen en as. |
Bijenwas / natuurlijke wasmengsels |
Bijenwas + modificatoren | 60–65 °C (bijenwas) | ~0,2–0,6% | ≤0,1–0,3% | Goede oppervlakteglans; gebruikt in kleine/handgemaakte onderdelen; variabele as. |
| Hotmelt thermoplastische patronen | Thermoplastische elastomeren / polyolefinen | 120–200 ° C (afhankelijk van polymeer) | variabel | zeer laag asgehalte als polymeer schoon brandt | Gebruikt voor speciale patronen; minder kruip bij het hanteren, maar vereisen een hogere wasenergie. |
| 3D-geprinte gietbare harsen (SLA/DLP) | Fotopolymeerharsen geformuleerd voor burn-out | glasovergang ~50–120 °C; ontleding 200–600 °C | hangt af van hars; vaak ~0,2–0,5% | 0.1–0,5% (hars afhankelijk) | Uitstekende geometrievrijheid; vereisen strikte ontwas-/verbrandingsprotocollen om residu te voorkomen. |
Belangrijkste eigenschappen en waarom ze ertoe doen
- Stroomvermogen voor injectie: beïnvloedt de vul- en poortkwaliteit.
- Krimp & thermische uitzetting: moet overeenkomen met de kenmerken van de investeringsexpansie om schaalscheuren of maatfouten te voorkomen.
- Asgehalte: laag vastgehouden koolstof/as bij burn-out vermindert schaal-metaalreacties.
- Kracht & vermoeidheid: patronen moeten het hanteren en de rotatie van de schaal overleven zonder vervorming.
Praktische cijfers & notities
- Typische krimp bij wasinjectie: ~0,1–0,4% lineair afhankelijk van wax en temperatuurregeling.
- Gebruik laag-as formuleringen voor uiterst nauwkeurige sieraden en reactieve legeringen.
4. Investering (vuurvast) systemen — typen en selectiecriteria
Investering = bindmiddel + vuurvast poeder. De keuze wordt bepaald door de maximale metaalgiettemperatuur, vereiste oppervlakteafwerking, thermische uitzettingscontrole, en weerstand tegen reactie met gesmolten metaal.
Grote investeringsfamilies
- Gipsgebonden beleggingen (op gipsbasis)
-
- Gebruik: sieraden en laagsmeltende legeringen (goud, zilver, tin) waar giettemperaturen < ~1.000 °C.
- Voordelen: uitstekende oppervlakteafwerking, lage permeabiliteit (goed voor fijne details).
- Grenzen: slechte sterkte boven ≈1.000 °C; ontleedt en wordt zachter - niet geschikt voor staal of hittebestendige legeringen.
- Fosfaatgebonden beleggingen (bijv., natrium- of magnesiumfosfaat)
-
- Gebruik: Legeringen op hoge temperatuur (roestvrij staal, nikkel legeringen) en toepassingen die een grotere vuurvaste sterkte vereisen tot ~1.500 °C.
- Voordelen: hogere hete sterkte, betere weerstand tegen metaalreactie en barsten.
- Grenzen: in sommige formuleringen een slechtere oppervlaktepolijsting dan gips; complexere menging.
- Silica sol / colloïdaal silica gebonden (mengsels van aluminiumoxide/silica)
-
- Gebruik: precisieonderdelen over een breed temperatuurbereik; aanpasbaar met toevoegingen van zirkoon of aluminiumoxide.
- Voordelen: goede stabiliteit bij hoge temperaturen, fijne oppervlakteafwerking.
- Grenzen: Controle van de thermische uitzetting en uithardingstijd is van cruciaal belang.
- Zirkoon / aluminiumoxide (oxyde) versterkte investeringen
-
- Gebruik: reactieve legeringen (titanium, nikkellegeringen voor hoge temperaturen) — vermindert de reactie op metaalinvesteringen.
- Voordelen: zeer hoge vuurvastheid, lage reactiviteit met actieve metalen.
- Grenzen: aanzienlijk hogere kosten; verminderde glans in sommige gevallen.
Selectiechecklist voor investeringen
- Maximale giettemperatuur (kies een investering gewaardeerd boven smelttemperatuur + veiligheidsmarge).
- Gewenste oppervlakteafwerking (Ra doel).
- Matching van thermische uitzetting — gecompenseerd om wasuitzetting en metaalkrimp te compenseren.
- Permeabiliteit & kracht — bestand tegen gietdruk en centrifugale/vacuümbelastingen.
- Chemische reactiviteit — vooral voor reactieve metalen (Van, mgr, Al).
5. Stucwerk, coatings en schaalbouwmaterialen
Schelpen worden gebouwd door afwisselend slurry dips En stucwerk (grovere vuurvaste korrels). Materialen en deeltjesgroottes bepalen de dikte van de schaal, permeabiliteit en mechanische sterkte.
- Het hartstuk: investerings bindmiddel + fijn vuurvast (typisch 1–10 µm) voor de uitwrijving en fijne oppervlaktereproductie.
- Stucwerk: grovere deeltjes silica/zicron/aluminiumoxide (20–200 µm) die lichaamsdikte opbouwen.
- Coatings / wast: gespecialiseerde toplagen (bijv., rijk aan aluminiumoxide of zirkoon) om op te treden als barrière lagen voor reactieve legeringen en om de patroonfijnheid te verbeteren of de metaalinvesteringsreactie te verminderen.
Selectietips
- Gebruik een zirkoon/aluminiumoxide barrièrewasmiddel voor titanium en reactieve legeringen om alfa-case en chemische reacties te minimaliseren.
- Beperk de deeltjesgrootte van het stucwerk in de laatste lagen om de vereiste oppervlakteglans te verkrijgen.
6. Kernen en kernmaterialen (permanent & oplosbaar)
Kernen creëren interne holtes. toepassingen voor verloren wasgieten:
- Keramisch (vuurvast) kernen — silica, zirkoon, op basis van aluminiumoxide; chemisch gebonden (hars of natriumsilicaat) of gesinterd.
- Oplosbaar (zout, was) kernen — zoutkernen die na het gieten worden uitgeloogd voor complexe interne kanalen waar keramische kernen onpraktisch zijn.
- Hybride kernen — keramische kern ingekapseld in een investeringsomhulsel om wasverwijdering en burn-out te overleven.
Belangrijke eigenschappen
- Sterkte bij schaaltemperaturen om handling en burn-out te overleven.
- Compatibiliteit met investeringsuitbreiding (bijpassende groensterkte en sintergedrag).
- Permeabiliteit om gassen te laten ontsnappen tijdens het gieten.
7. Kroezen, gietsystemen & gereedschap materialen
De keuze van de smeltkroes en gietmaterialen is afhankelijk van legeringschemie, smelttemperatuur, En reactiviteit.
Gebruikelijke smeltkroesmaterialen
- Grafiet / koolstofkroezen: veel gebruikt voor koper, bronzen, messing, en veel non-ferrolegeringen. Voordelen: Uitstekende thermische geleidbaarheid, goedkoop.
Beperkingen: reageren met wat smelt (bijv., titanium) en kan voor sommige legeringen niet worden gebruikt in oxiderende atmosferen. - Aluminiumoxide (Al₂O₃) smeltkroezen: chemisch inert voor veel legeringen en bruikbaar bij hogere temperaturen.
- Zirkonia-kroezen: zeer vuurvast en chemisch bestendig - gebruikt voor reactieve legeringen (maar duurder).
- Siliciumcarbide (SiC)-beklede smeltkroezen: hoge thermische schokbestendigheid; goed voor wat aluminium smelt.
- Keramisch-grafietcomposieten En smeltkroes coatings (oxidatiebarrières) worden gebruikt om de levensduur te verlengen en besmetting te minimaliseren.
Gietsystemen
- Zwaartekracht giet – eenvoudigste, gebruikt voor sieraden en een laag volume.
- Centrifugaal gieten – gebruikelijk bij sieraden om metaal tot in de kleinste details te forceren; let op verhoogde schimmel- en metaalspanningen.
- Vacuüm-ondersteund / vacuüm gieten — vermindert gasinsluiting en maakt reactief metaalgieten onder verminderde druk mogelijk.
- Vacuüm-inductie smelten (VIM) en het smelten van vacuümverbruikbare elektrodes (ONS) — voor zeer zuivere superlegeringen en reactieve metalen zoals titanium.
Belangrijk: voor reactieve legeringen of legeringen voor hoge temperaturen (titanium, nikkel-superlegeringen), gebruik vacuüm- of inertgassmelten en smeltkroezen/coatings die verontreiniging voorkomen, en zorg ervoor dat het gietsysteem compatibel is met het metaal (bijv., centrifugaal onder vacuüm).
8. Metalen en legeringen die gewoonlijk worden gegoten via een investeringsproces
Lost-Wax Casting kan een breed legeringsspectrum aan. Typische categorieën, representatieve smeltpunten (°C) en technische aantekeningen:
Opmerking: De vermelde smeltpunten gelden voor zuivere elementen of indicatieve legeringsbereiken. Gebruik altijd door de fabrikant verstrekte smelt-/stollingsgegevens voor nauwkeurige procescontrole.
| Categorie legering | Representatieve legeringen | Ca.. smelten / voor opslag (°C) | Praktische opmerkingen |
| Edelmetalen | Goud (Au), Zilver (Ag), Platina (PT) | Au: 1,064°C, Ag: 962°C, PT: 1,768°C | Sieraden & hoogwaardige onderdelen; Edelmetalen vereisen was- en gipsinvesteringen met een laag asgehalte voor een fijne afwerking; Pt heeft een zeer hoge temperatuurinvestering of smeltkroes nodig. |
| Bronzen / Koper legeringen | Met SN (bronzen), Cu-Zn (messing), Cu-legeringen | 900–1.080°C (hangt af van de legering) | Goede vloeibaarheid; kan in standaard fosfaat- of silica-inbedmassa's worden gegoten; let op oxidevorming en schuim. |
| Aluminium legeringen | A356, AlSi7, AlSi10 | ~610–720°C | Snelle stolling; bijzondere investeringen nodig; reactief met koolstof/grafiet bij hoge temperaturen – gebruik geschikte smeltkroezen/coatings. |
Staal & roestvrij |
400/300 serie roestvrij, gereedschapsstaal | ~1.420–1.500°C (vast/vloeibaar variëren) | Vereist investeringen in fosfaat of hoog aluminiumoxide; hogere giettemperaturen → hebben een sterke schil en een inerte/gecontroleerde atmosfeer nodig om oxidatie en reacties te voorkomen. |
| Nikkel legeringen / Superlegeringen | Inconel, Hastelloy-families | ~1.350–1.500°C+ | Hoge giettemperaturen en strenge controle – meestal vacuüm- of gecontroleerde atmosfeersmelting; investeer met zirkoniumoxide/aluminiumoxide-mengsels. |
| Titanium & Ti-legeringen | Ti-6Al-4V | ~1.650–1.700°C (smeltpunt ≈1.668°C) | Extreem reactief; de investering moet zirkoniumoxide/aluminiumoxide zijn en gieten in vacuüm of inerte atmosfeer (argon). Speciale smeltkroezen/apparatuur vereist; vorming van alfagevallen is een risico. |
| Zamak / Gegoten zinklegeringen (zeldzaam in investeringen) | Ladingen | ~380–420°C | Lage temp; meestal gegoten in plaats daarvan, maar mogelijk voor speciale investeringsafgietsels. |
Praktische giettemperatuurregel: Giettemperatuur is vaak 20–250°C hierboven de liquidus afhankelijk van de legering en het proces om vulling te garanderen en warmteverlies te compenseren (controleer het gegevensblad van de legering).
9. Atmosferen gieten, reacties & beschermende maatregelen
Reactieve legeringen (Al, Van, mgr) en smeltingen bij hoge temperaturen vereisen een zorgvuldige controle van de atmosfeer en de schaalchemie:
- Oxidatie: gebeurt in de lucht → er vormen zich oxidefilms op het smeltoppervlak en worden opgevangen als insluitsels. Gebruik inerte atmosfeer (argon) of vacuüm smelt voor kritische legeringen.
- Chemische reactie op metaalinvesteringen: silica en andere oxiden in investeringen kunnen reageren met gesmolten metaal om broze reactielagen te vormen (voorbeeld: alpha-kast op titanium).
Barrière wast En zirkoon/aluminiumoxide rijke toplagen interactie verminderen. - Koolstofopname/-ontgassing: koolstof uit was/investeringsafbraak kan worden omgezet in smeltingen; adequate burn-out en skimming/filtratie verminderen besmetting.
- Waterstof pick-up (non-ferro smeltingen): veroorzaakt gasporositeit. Verzachten door smeltingen te ontgassen (argon zuivering, roterende ontgassers) en het droog houden van investeringen.
Beschermende stappen
- Gebruik barrièrecoatings voor reactieve metalen.
- Gebruik vacuüm of inert gas smelt- en gietsystemen indien gespecificeerd.
- Filtratie (keramische filters) om insluitsels en oxiden tijdens het gieten te verwijderen.
- Houd het vocht onder controle en vermijd natte investeringen - waterdamp zet snel uit tijdens het gieten en veroorzaakt schade aan de schaal.
10. Ontwricht, Burnout en voorverwarmen van de schaal - materialen & temperaturen
Deze drie processtappen verwijderen organisch patroonmateriaal, voltooi het doorbranden van het bindmiddel en sinter de schaal zodat deze de mechanische sterkte en thermische toestand heeft die nodig is om het gieten te overleven.
Materiaalcompatibiliteit (soort investering, barrière jassen, kernchemie) en een strakke temperatuurcontrole zijn van cruciaal belang; fouten hier veroorzaken scheuren in de schaal, gasporositeit, metaalschilreacties en onjuiste afmetingen.
Ontwassen — methoden, typische parameters en selectiebegeleiding
| Methode | Typische temperatuur (°C) | Typische tijd | Typische wasverwijderingsefficiëntie | Beste voor / Verenigbaarheid | Pluspunten / Nadelen |
| Stoom / Autoclaaf | 100–130 | 20–90 min (hangt af van de massa & poort) | 95–99% | Waterglas / silica-sol-schalen; grote vergaderingen | Snel, zacht voor de schaal; moet condensaat beheersen & ontluchten om schade door stoomdruk te voorkomen |
| Oplosmiddel (chemisch) bedrog | oplosmiddelbad 40–80 (oplosmiddel afhankelijk) | 1–4 H (plus drogen) | 97–99% | Klein, ingewikkelde sieradenschelpen of SLA-castables | Zeer nette verwijdering; vereist omgaan met oplosmiddelen, droogstap en omgevingscontroles |
| Thermisch (oven) bedrog / flash | 180–350 (voorbranden) | 0.5–3 uur | 90–98% | Investeringen op hoge temperatuur (fosfaat, aluminiumoxide) en delen waar stoom niet wordt aanbevolen | Eenvoudige uitrusting; moet de helling en ontluchting controleren om scheuren te voorkomen |
| Flits/combinatie (stoom + korte thermische afwerking) | stoom en vervolgens 200–300 | stoom 20–60 + thermisch 0,5–2 uur | 98–99% | De meeste productieshells | Goed compromis: verwijdert bulkwas en verbrandt de resten schoon |
Burn -out (burn-out van het bindmiddel, organische verwijdering en sinteren)
Doel: oxideren en verwijderen resterende organische stoffen/as, volledige bindmiddelreacties, verdicht/sinter de schaal tot de vereiste hittesterkte, en stabiliseer de schaalafmetingen.
Algemene burn-outstrategie (gieterij praktijk):
- Gecontroleerde helling vanaf omgevingstemperatuur → 200–300 °C bij 0.5-3 °C/min om vluchtige stoffen langzaam te verwijderen - hier vasthouden voorkomt gewelddadige verdamping die granaten beschadigt.
- Ga verder met de oprit naar een tussenwoning (300–600 ° C) bij 1-5 °C/min, houd 0,5–3 uur vast, afhankelijk van de dikte van de schaal, om bindmiddelen en koolstofhoudende residuen te verbranden.
- Laatste stijging naar sinter-/houdtemperatuur geschikt voor de investering en legering (zie onderstaande tabel) en genieten van 1–4 H om schaalsterkte en een laag resterend koolstofgehalte te bereiken.
Aanbevolen burn-out / sintertemperatuurbanden (typisch):
| Investeringsfamilie | Typische burn-out / sintertemp (°C) | Opmerkingen / doel |
| Gipsgebonden (gips) | ~450–750 °C | Gebruik voor laagsmeltende legeringen (edelmetalen). Voorkomen >~800 °C — gips droogt uit/verzwakt. |
| Silica-sol / colloïdaal silica (niet-reactieve sols) | 800–1000 ° C | Goed voor algemene non-ferro en sommige staalsoorten; Pas de greep aan voor de dikte van de schaal. |
| Fosfaatgebonden | 900–1200 ° C | Voor staal, roestvrije en Ni-gebaseerde superlegeringen - levert een hoge hittesterkte en permeabiliteit op. |
| Zirkoon / aluminiumoxide versterkte investeringen | 1000–1250+ °C | Voor reactieve legeringen (Van) en hoge giettemperaturen — minimaliseer reacties op metaalinvesteringen. |
Shell voorverwarmen — doeltemperaturen, inweektijden en monitoring
Doel: breng de schaal op een stabiele temperatuurverdeling dicht bij de giettemperatuur, zodat (A) thermische schokken bij contact met smelt worden geminimaliseerd, (B) schaal is volledig gesinterd en sterk, En (C) de gasontwikkeling bij het gieten is verwaarloosbaar.
Algemene richtlijnen
- Verwarm tot een temperatuur onder maar dichtbij de schenktemperatuur - meestal tussen (voor temperatuur − 50 °C) En (voor temperatuur − 200 °C) Afhankelijk van de legering, shell massa en investeringen.
- Geniet van de tijd: 30 min → 3 H afhankelijk van de schaalmassa en de vereiste thermische uniformiteit. Dikkere schelpen hebben een langere week nodig.
- Uniformiteit: doel ±10–25 °C over het schaaloppervlak; verifieer met ingebouwde thermokoppels of IR-thermografie.
Aanbevolen schaalvoorverwarmingstabel (praktisch):
| Legering / familie | Typische gesmolten metaaltemperatuur (°C) | Aanbevolen voorverwarmen van de schaal (°C) | Geniet / de tijd vasthouden | Sfeer & notities |
| Aluminium (A356, AlSi-legeringen) | 610–720 °C | 300–400 ° C | 30–90 min | Lucht of droog N₂; zorg ervoor dat de schaal volledig droog is - aluminium reageert met vrije koolstof bij hoge temperaturen; houd de schaal onder het smelten met een comfortabele marge. |
| Koper / Bronzen / Messing | 900–1.090 °C | 500–700 ° C | 30–120 min | Lucht of N₂ afhankelijk van de investering; barrièrelagen verminderen de reactie en verbeteren de afwerking. |
| Roestvrij staal (bijv., 316L) | 1450–1550 ° C | 600–800 ° C | 1–3 uur | Gebruik fosfaat/aluminiumoxide-investeringen; overweeg N₂/N₂-H₂ of gecontroleerde atmosfeer om overmatige oxidatie te beperken. |
Nikkel-superlegeringen (Inconel 718, enz.) |
1350–1500 ° C | 750–1000 ° C | 1–4 H | Gebruik zirkoon/aluminiumoxide-investeringen op hoge temperatuur en vacuüm/inert smelten; voorverwarmen van de schaal kan de giettemperatuur benaderen voor de beste voeding. |
| Titanium (Ti-6Al-4V) | 1650–1750 °C | 800–1000 ° C (sommige praktijken verwarmen dichterbij) | 1–4 H | Vacuüm of inerte atmosfeer vereist; gebruik zirkonia-barrièrewasmiddelen; schaal voorverwarmen en onder vacuüm/inert gieten om alpha-case te voorkomen. |
Hieronder vindt u een compact, bruikbare probleemoplossingstabelkoppeling veelvoorkomende fouten bij het gieten van investeringen naar materiaalgerelateerde hoofdoorzaken, diagnostische controles, En praktische remedies / preventie.
Gebruik het als referentie op de werkvloer bij het onderzoeken van runs: elke rij is zo geschreven dat de gieterijtechnicus of -ingenieur diagnostische stappen kan volgen en snel oplossingen kan aanbrengen.
Snelle legende:INV = investering (schelp) materiaal/bindmiddel; was = patroonmateriaal (of 3D-geprinte hars); smeltkroes = smeltcontainer/bekleding.
| Defect | Typische symptomen | Materiaalgerelateerde hoofdoorzaken | Diagnostische controles | Remedies / preventie (materialen & proces) |
| Schelpen kraken / shell-uitbarsting | Zichtbare radiale/lineaire scheuren in de schaal, schaalbreuk tijdens gieten of ontwassen | Hoge wasexpansie versus INV-expansie; natte investering; opgevangen condensaat; incompatibel bindmiddel; te snelle stijgingspercentages | Inspecteer de droogheid van de schaal (massa verlies), controleer het waslogboek, visuele scheurkartering; CT/UT na het gieten, indien vermoed | Langzaam ontwassen en uitbranden tot 100–400 °C; zorg voor ventilatie-/lekgaten; schakel over naar compatibele wax met lage expansie; droge schelpen volledig; verhouding mest/stucwerk aanpassen; verhoog de dikte van de schaal of verander het bindmiddel voor mechanische sterkte |
| Gasporositeit (blaasgaten, gaatjes) | Bolvormige/onregelmatige holtes, vaak dichtbij het oppervlak of onder het oppervlak | Waterstof uit natte investeringen; olie-/oplosmiddelresten in was; slechte ontgassing van smelt; vocht in stucwerk | Doorsnede, radiografie/röntgenfoto om poriën te lokaliseren; vocht meten (ovendroog); as-test; smeltgasanalyse of zuurstof/waterstofmonitor | Schelpen grondig drogen; het verbeteren van de was & langer drogen; branden om te smelten (argon roterend); vacuümondersteund gieten; gebruik asarme was; elimineer nat stucwerk en controleer de luchtvochtigheid |
Oppervlakte gaatjes / pitten |
Kleine oppervlakteputjes, vaak over het hele oppervlak | Fijne restkoolstof / bindmiddel reactie; slechte eindslurry/stucwerkkwaliteit; besmetting van investeringen | Visueel/SEM van putmorfologie; asgehalte testen (doel ≤0,1 gew.% voor gevoelige legeringen); controleer de uiteindelijke deeltjesgrootte van het stucwerk | Gebruik een fijnere laatste stuclaag; verbetering van de mestmixcontrole; Verleng de burn-out om de resterende koolstof te verminderen; gebruik barrièrewasmiddel (zirkoon/aluminiumoxide) voor reactieve legeringen |
| Oxide-insluitsels / opsluiting van afval | Verspreide donkere insluitsels, slak lijnen, oppervlakkige korstjes | Oxidehuid bij smelten als gevolg van langzaam gieten/oxiderende atmosfeer; verontreinigde smeltkroes of vloeimiddel afwezig | Metallografie; inspectie van filter/lepel; smeltoppervlak visueel; filterverstopping | Gebruik keramische filtratie en skimming; indien nodig onder inerte of gecontroleerde atmosfeer gieten; vervang de voering of coating van de smeltkroes; strengere ladingscontrole en fluxing |
Chemische reactielaag (alpha-geval, grensvlak reactie) |
Broos geoxideerd / reactielaag op metalen oppervlak, slecht mechanisch oppervlak | INV-chemie reageert met smelt (Ti/Al versus silica); koolstofopname uit bindmiddel; zuurstof binnendringen | Metallografie van de dwarsdoorsnede; dieptemeting van reactielaag; XRF voor zuurstof/koolstof | Gebruik zirkoon/aluminiumoxide barrièrewaslagen; vacuüm/inert smelten & schenken; verander de investering in een zirkoniumoxiderijk systeem; restkoolstof verminderen (langere burn-out) |
| Onvolledige vulling / koud sluit / onjuist | Ontbrekende geometrie, naden, gesmolten lijnen, onvolledige dunne secties | Slechte vloeibaarheid van de legering voor de gekozen investering/thermische massa; lage giettemperatuur of overmatig warmteverlies naar koude schaal; waskrimp komt niet overeen | Visuele inspectie, poortanalyse, thermische beeldvorming van de uniformiteit van de voorverwarming van de schaal | Verhoog de giettemperatuur binnen de legeringsspecificaties; Verwarm de schaal dichter bij de giettemperatuur; optimaliseren poort/ventilatie; kies een legering met een hogere vloeibaarheid of een koellichaam/koelontwerp; verminder dunne wandkenmerken of gebruik een ander proces (centrifugaal) |
Heet scheuren / heet kraken |
Onregelmatige scheuren in secties met hoge spanning die optreden bij stolling | Investeringen beperken de krimp (te rigide); legering heeft een breed vriesbereik; incompatibel chill/riser-ontwerp | Onderzoek de scheurlocatie ten opzichte van het stollingspad; bekijk de thermische simulatie | Herontwerp geometrie (filets toevoegen, verander de sectiedikte); pas gating en stijgbuis aan om directionele stolling te bevorderen; overweeg een alternatieve legering met een smaller vriesbereik |
| Slechte oppervlakteafwerking / korrelige textuur | Ruw of korrelig gietoppervlak, slechte polijstbaarheid | Grof eindpleisterwerk of agressieve slurry; vervuiling bij investeringen; onvoldoende definitieve mestlagen | Meet Ra, inspecteer de uiteindelijke stucwerkdeeltjesgrootte, controleer de analyse van vaste stoffen in de mest/zeef | Gebruik een fijnere eindlaag/korrel, het aantal fijne slurry-/stuclagen verhogen, verbeter de zuiverheid en het mengen van de mest, controle van omgevingsstof en hantering |
Dimensionale fout / kromtrekken (krimpvervorming) |
Kenmerken buiten tolerantie, kromtrekken na gieten/koelen | Krimp van het waspatroon wordt niet gecompenseerd; differentiële schaaluitbreiding; verkeerd burn-out/sinterschema | Vergelijk patroondimmen versus schaal; thermische uitzettingsrecords; TC’s in de dop tijdens burn-out | Kalibreer de was-/krimptoeslagen; pas de thermische uitzettingscompensatie bij burn-out aan; schaalconstructie wijzigen (stijvere steunlagen) en voorverwarmstrategie; inclusief bevestiging/vastklemmen tijdens afkoelen |
| Kernverschuiving / interne verkeerde uitlijning | Interne doorgangen buiten de as, dunne muren waar de kern bewoog | Zwak keramisch kernmateriaal of slechte kernondersteuning bij wasmontage; kern-/investeringsadhesie is niet op elkaar afgestemd | Snijd delen door of gebruik CT/röntgenfoto; inspecteer de groene sterkte en hechting van de kern | Verhoog de kernstijfheid (vervang het harsbindmiddel of voeg rozenkranssteunen toe); verbeteren van de belangrijkste zitfuncties; pas de lagen stucwerk van de schaal aan om de kern te vergrendelen; kernen goed uitharden |
Besmetting / koolstofopname in metaal |
Donkere strepen, verminderde ductiliteit; waterstof porositeit | Koolstof uit was- of investeringsafbraak, vervuilde kroesvoering | Koolstof/zuurstofanalyse (Leco), visuele microstructuur, as-test | Gebruik was met een laag asgehalte; burn-out verlengen; gebruik een gecoate of alternatieve smeltkroes; vacuüm/inerte smelt & schenken; Verbeter de filtratie en ontgassing |
| Restvocht veroorzaakte afbrokkeling / stoom explosies | Gelokaliseerde granaatuitbarsting / ernstige uitbarstingen bij het eerste contact met metaal | Natte inbedmassa of opgesloten wascondensaat | Meet het gewichtsverlies na het drogen; ovendroog- en vochtsensorcontroles | Droge schelpen om vocht aan te pakken (specificeren in werkinstructie), langzaam gecontroleerde ontwas, zorg voor voldoende droogtijd, voorverwarmen om water af te drijven voordat u het giet |
12. Omgevings-, Gezondheid & Veiligheidsoverwegingen; recycling & afvalverwerking
Belangrijkste gevaren
- Inadembaar kristallijn silica (RCS) van stucwerk en investeringsstof – strikt gecontroleerd (ademhaling, plaatselijke uitlaat, natte methoden).
- Dampen van burn-out — brandbare organische stoffen; controle met ventilatie en thermische oxidatiemiddelen.
- Gevaren van gesmolten metaal – spatten, brandt; Protocollen voor het hanteren van PBM's en pollepels.
- Reactieve metaalgevaren (Van, mgr) — brandgevaar in aanwezigheid van zuurstof; zuurstofvrije omgevingen nodig hebben voor smelten/gieten.
- Verwijdering van hete shells — thermische en chemische gevaren.
Afval & recycling
- Metaalschroot wordt doorgaans teruggewonnen en gerecycled – een groot duurzaamheidsvoordeel.
- Gebruikte investering kan worden teruggevorderd (slurry scheiding, centrifugeren) en herbruikbaar vuurvast materiaal teruggewonnen (maar let op voor besmettingen en boetes).
- Besteedde investering en filterstof kunnen worden geclassificeerd afhankelijk van de chemie van het bindmiddel. Zorg voor verwijdering volgens de plaatselijke regelgeving.
13. Praktische keuzematrix & checklist voor aanschaf
Snelle selectiematrix (hoog niveau)
- Sieraden / legeringen voor lage temperaturen: paraffine/microkristallijne was + gips investering + stoomontwas.
- Algemeen brons / messing / koperlegeringen: was mengsels + silica/fosfaat investeringen + vacuüm of inert gieten aanbevolen.
- Aluminium legeringen: was + silicasol/colloïdale inbedmassa geformuleerd voor Al + droge schelpen + inerte of gecontroleerde atmosfeer + geschikte smeltkroes (SiC/grafiet met coatings).
- Roestvrij, nikkel legeringen: was + fosfaat- of aluminiumoxide/zirkoon-investeringen + hoge shell-sintertemp + vacuüm/inert smelten & filtratie.
- Titanium: was- of gedrukt patroon + barrière-investering in zirkoniumoxide/aluminiumoxide + vacuüm smelten en gieten + zirkoon barrièrelagen + speciale smeltkroezen.
Inkoop & checklist voor tekenen (must-have-artikelen)
- Legering specificatie en vereiste mechanische/corrosie-eigenschappen.
- Oppervlakteafwerkingsdoel (Ra) en cosmetische eisen.
- Dimensionale toleranties & kritische datums (machinaal bewerkte gezichten identificeren).
- Shell-type (investeringsfamilie) en minimale schaaldikte.
- Beperkingen in het burn-outschema (Indien van toepassing) en voorverwarm-/giettemperatuurvenster.
- NDT & aanvaarding (radiografie %, druk-/lektesten, mechanische bemonstering).
- Gietmethode (zwaartekracht / centrifugaal / vacuüm / druk) en smeltende atmosfeer (lucht / Argon / vacuüm).
- Smeltkroes & filtratie eisen (keramisch filter, beperkingen van het materiaal van de smeltkroes).
- Afval & recyclingverwachtingen (terugvordering van investeringen %).
- Veiligheid & risicoprofiel (reactieve metalenclausule, vergunningsbehoeften).
14. Conclusie
De materiaalkeuze bij het verloren-wasgieten is breed en interdisciplinair: elk materiaal - was, investering, stucwerk, kern, smeltkroes en legering — speelt een functionele rol in de thermische sector, chemische en mechanische interacties.
Kies materialen met het oog op de smeltchemie en temperatuur van de legering, vereist oppervlakteafwerking, aanvaardbaar porositeit, En nabewerking.
Voor reactieve of hogetemperatuurlegeringen (titanium, Ni-superlegeringen), investeren in gespecialiseerde beleggingen (zirkonia/aluminiumoxide), vacuümsmelten en barrièrecoatings.
Voor sieraden en legeringen voor lage temperaturen, gipsinvesteringen en fijn stucwerk zorgen voor een uitzonderlijke afwerking en nauwkeurigheid.
Vroege samenwerking tussen ontwerp, Patroonvormings- en gieterijteams zijn essentieel om de juiste materiaalset veilig te stellen, productie met hoog rendement.
Veelgestelde vragen
Hoe kies ik een investering voor roestvrij gieten??
Kies een fosfaatgebonden of aluminiumoxide/zirkoon versterkte investering die hoger is dan de liquidus van uw legering en met voldoende hittesterkte; vereisen een schaalsinterschema dat schaaltemperaturen van 1.000–1.200 °C bereikt vóór het gieten.
Kan ik voor aluminium gewone gipsinbedmassa gebruiken??
Nee. Gipsinvesteringen worden zachter en breken af bij relatief lage temperaturen; Aluminium heeft investeringen nodig die zijn geformuleerd voor non-ferrometalen en zijn ontworpen om de specifieke thermische en chemische omstandigheden van Al-smelt aan te kunnen.
Waarom ontwikkelen titaniumgietstukken een alfa-behuizing??
Alpha-case is een met zuurstof verrijkte brosse oppervlaktelaag die ontstaat door reactie van titanium met zuurstof bij hoge temperatuur.
Verminder dit door barrièrecoatings van zirkoniumoxide/aluminiumoxide te gebruiken, vacuüm- of argonatmosfeer en reinig, droge investeringen.
Is het economisch om investeringen terug te winnen??
Ja – veel gieterijen winnen investeringsboetes en grof materiaal terug en recycleren dit via slurryscheiding, centrifuges en thermische terugwinning.
De economie is afhankelijk van de doorvoer en besmetting.
Welke smeltkroes moet ik gebruiken voor brons versus titanium??
Bronzen: grafiet- of SiC-kroezen met coatings werken vaak.
Titanium: gebruik inert, niet-koolstofkroezen en inductiesmeltsystemen met vacuüm- of koude smeltkroezen - gewone grafietkroezen zullen reageren en Ti vervuilen.
Wat is het meest kosteneffectieve vuurvaste systeem voor aluminium gietstukken??
Siliciumzand (totaal) + waterglas (bindmiddel) kost 50-60% minder dan silicasol-zirkoonsystemen, en het lage smeltpunt van aluminium (615°C) vermijdt reactie met silica – ideaal voor grote volumes, goedkope aluminium onderdelen.
Hoe ontwast was te recyclen?
Ontwaste was wordt gefilterd door een maaswijdte van 5–10 μm om onzuiverheden te verwijderen, verwarmd tot 80–100°C om te homogeniseren, en 5-8 keer hergebruikt.
Gerecycleerde was onderhoudt 95% van de prestaties van het origineel en verlaagt de materiaalkosten met 30%.
