1. Увођење
Изгубљени восак (инвестиција) ливење је цењен због своје способности да репродукује фине детаље, танки профили и сложена геометрија са одличном завршном обрадом површине и релативно малим толеранцијама.
Постизање конзистентних резултата не односи се само на геометрију или подешавања машине – то је у основи проблем материјала.
Мешавина воска, инвестициона хемија, ватростални агрегати, састав језгра, лончић и хемија легуре међусобно делују термички, хемијски и механички током девоска, прегоревање и убризгавање метала.
Одабир правог материјала за сваки корак је разлика између серије производње са високим приносом и поновљене прераде.
2. Преглед процеса ливења изгубљеног воска
Кључне фазе и укључени примарни материјални елементи:
- Паттернинг (восак) — восак или термопласт бризган; системи за затварање/воштане спруе.
- Скупштина & гатинг — воштане шипке (који потиче), основне плоче.
- Схелл буилд (инвестиција) — каша (везиво + фини ватростални), премази од штукатуре/агрегата.
- Сушење / депаратирање — уклањање органског узорка паром/аутоклавом или пећи.
- Бурноут / шкољка синтер — контролисана рампа за оксидацију/сагоревање заосталих органских материја и синтеровање љуске до потребне чврстоће.
- Топљење & сипајући — материјал лончића плус атмосфера (ваздух / инертан / вакуум) и систем за изливање (гравитација / центрифугални / вакуум).
- Хлађење & уклањање шкољке — механичко или хемијско уклањање љуске; завршњак.
Свака фаза користи различите породице материјала оптимизованих за температуре, хемија, и механичка оптерећења у тој фази.
3. Восак & узорци материјала
Функције: носе геометрију, дефинише завршну обраду површине, и обезбедити предвидљиво проширење током изградње шкољке.
Обични восак / фамилије материјала узорка
| Материјал / Породица | Типична композиција | Типично топљење / опсег омекшавања (° Ц) | Типично линеарно скупљање (како је произведено) | Типичан преостали пепео након сагоревања | Најбоља употреба / белешке |
| Ињекциони восак богат парафином | Парафин + мали модификатор | 45–70 °Ц | ~0,2–0,5% | 0.05–0,2 теж.% | Ниска цена, добар завршетак; крхка ако је чиста - обично мешана. |
| Микрокристалне мешавине воска | Микрокристални восак + парафин + средства за повећање лепљивости | 60–95 °Ц | ~0,1–0,3% | ≤0,1 теж.% (ако се формулише са мало пепела) | Побољшана чврстоћа и кохезија; преферирано за сложене склопове. |
| Узорак воска (пројектоване мешавине) | Парафин + микрокристални + полимери (Педер, ЕВА) + стабилизатори | 55–95 °Ц | ~0,10–0,35% | ≤0,05–0,1 теж.% | Стандардни ливнички восак: подешен ток, скупља и пепела. |
Пчелињи восак / мешавине природног воска |
Пчелињи восак + модификатори | 60–65 °Ц (пчелињи восак) | ~0,2–0,6% | ≤0,1–0,3% | Добар површински сјај; користи се у малим/ручно израђеним деловима; променљиви пепео. |
| Топло топљени термопластични узорци | Термопластични еластомери / полиолефини | 120-200 ° Ц (зависно од полимера) | променљива | врло мало пепела ако полимер гори чисто | Користи се за посебне шаре; ниже пузање при руковању, али захтевају већу енергију депараса. |
| 3Д-штампане ливене смоле (СЛА / ДЛП) | Фотополимерне смоле формулисане за сагоревање | стаклени прелаз ~50–120 °Ц; распадање 200–600 °Ц | зависи од смоле; често ~0,2–0,5% | 0.1–0,5% (зависан од смоле) | Одлична слобода геометрије; захтевају строге протоколе за девосак/сагоревање да би се избегли остаци. |
Кључна својства и зашто су важна
- Способност протока за ињекције: утиче на квалитет пуњења и капије.
- Скупљање & Термално ширење: мора да одговара карактеристикама експанзије улагања да би се избегло пуцање шкољке или грешка у димензијама.
- Садржај пепела: ниско задржани угљеник/пепео при сагоревању смањује реакције метала љуске.
- Снага & умор: обрасци морају преживети руковање и ротацију шкољке без изобличења.
Практични бројеви & белешке
- Типично скупљање убризгавањем воска: ~0,1–0,4% линеарно у зависности од воска и контроле температуре.
- Употреба мало пепела формулације за високо прецизан накит и реактивне легуре.
4. Инвестиција (ватросталне) системи — врсте и критеријуми избора
Улагање = везиво + ватростални прах. Избор је вођен максималном температуром изливања метала, потребна завршна обрада површине, контрола термичког ширења, и отпорност на реакцију са растопљеним металом.
Главне инвестиционе породице
- Улагања везана за гипс (на бази гипса)
-
- Употреба: накита и легура ниског топљења (злато, сребрна, коситар) где сипају темп < ~1.000 °Ц.
- Предности: Одлична површинска завршна обрада, ниска пропустљивост (добро за фине детаље).
- Лимитс: слаба чврстоћа изнад ≈1.000 °Ц; разлаже и омекшава — није погодан за челик или легуре високе температуре.
- Инвестиције везане за фосфат (Нпр., натријум или магнезијум фосфат)
-
- Употреба: легуре високе температуре (нехрђајући челичан, Легуре никла) и апликације које захтевају већу ватросталну чврстоћу до ~1500 °Ц.
- Предности: већа врућа чврстоћа, боља отпорност на реакцију метала и пуцање.
- Лимитс: лошије полирање површине у односу на гипс у неким формулацијама; сложеније мешање.
- Силица сол / везани колоидни силицијум (мешавине глинице/силицијум диоксида)
-
- Употреба: прецизни делови у широком температурном опсегу; прилагодљив са додатком циркона или алуминијума.
- Предности: добра стабилност на високим температурама, фина завршна обрада површине.
- Лимитс: контрола термичког ширења и времена везивања је критична.
- Циркон / глинице (оксид) појачане инвестиције
-
- Употреба: реактивне легуре (титанијум, легуре никла на високим температурама) — смањује реакцију на улагање метала.
- Предности: веома висока ватросталност, ниска реактивност са активним металима.
- Лимитс: знатно већи трошак; смањен лак у неким случајевима.
Контролна листа за избор инвестиција
- Максимална температура изливања (изаберите инвестицију оцењену изнад темп + сигурносна маргина).
- Жељена завршна обрада површине (Ра таргет).
- Усклађивање термичке експанзије — офсет ради компензације ширења воска и скупљања метала.
- Пропустљивост & снага — да издрже притисак ливења и центрифугална/вакумска оптерећења.
- Хемијска реактивност — посебно за реактивне метале (Од, Мг, Алтер).
5. Стуццо, премази и материјали за изградњу шкољки
Шкољке се граде наизменично умаке за кашу и стуццо (крупнија ватростална зрна). Материјали и величине честица контролишу дебљину љуске, пропустљивости и механичке чврстоће.
- Мујица: инвестиционо везиво + фини ватростални (обично 1-10 µм) за утрљавање и репродукцију фине површине.
- Стуццо: грубље честице силицијум диоксида/цикрон/алуминијум (20-200 μм) који граде дебљину тела.
- Превлаке / пере: специјализовани завршни премази (Нпр., богата глиницом или цирконом) деловати као баријерних слојева за реактивне легуре и за побољшање финоће узорка или смањење реакције метала.
Савети за избор
- Користити а циркон/алуминијум баријера прање за титанијум и реактивне легуре да се минимизира алфа-случај и хемијска реакција.
- Ограничите величину честица штукатуре у завршним слојевима да бисте постигли потребну полирање површине.
6. Језгра и материјали за језгро (трајна & растворљив)
Језгра стварају унутрашње празнине. користи за ливење изгубљеног воска:
- Керамички (ватросталне) језгра — силицијум, циркон, на бази глинице; хемијски везан (смола или натријум силикат) или синтероване.
- Растворљиво (соли, восак) језгра — слана језгра излужена након ливења за сложене унутрашње канале где су керамичка језгра непрактична.
- Хибридна језгра — керамичко језгро у инвестиционом омотачу да преживи депаравање и сагоревање.
Кључна својства
- Чврстоћа на температурама љуске да преживи руковање и сагоревање.
- Компатибилност са проширењем инвестиција (одговарајућа зелена чврстоћа и понашање при синтеровању).
- Пропустљивост да би се омогућило да гасови излазе током изливања.
7. Цруциблес, системи за изливање & алатни материјали
Избор лонца и материјала за изливање зависи од хемија легуре, температура топљења, и реактивност.
Уобичајени материјали за лончиће
- Графит / угљенични лончићи: широко се користи за бакар, бронза, месинга, и многе легуре обојених гвожђа. Предности: одлична топлотна проводљивост, јефтино.
Ограничења: реагују са неким топљењем (Нпр., титанијум) и не може се користити у оксидационим атмосферама за неке легуре. - Алумина (АЛ³О₃) лонци: хемијски инертан за многе легуре и употребљив на вишим температурама.
- Цирконијумске лончиће: веома ватростална и хемијски отпорна — користи се за реактивне легуре (али скупљи).
- Силицијум карбид (СиЦ)-обложене лончиће: висока отпорност на топлотни удар; добро за неке талине алуминијума.
- Керамичко-графитни композити и превлаке за лончиће (оксидационе баријере) се користе за продужење века трајања и минимизирање контаминације.
Системи за изливање
- Гравитационо изливање — најједноставнији, користи се за накит и мале количине.
- Центрифугално ливење — уобичајено за накит да форсира метал у фине детаље; приметити повећана напрезања калупа и метала.
- Уз помоћ вакуума / вакуум сипати — смањује заробљавање гаса и омогућава реактивно ливење метала под сниженим притиском.
- Вакуумско индукционо топљење (ВИМ) и топљење потрошне електроде у вакууму (Наш) — за суперлегуре високе чистоће и реактивне метале попут титанијума.
Важно: за реактивне или високотемпературне легуре (титанијум, суперлегура никла), користити вакуум или инертни гас за топљење и лончиће/премазе који спречавају контаминацију, и обезбедите да је систем за изливање компатибилан са металом (Нпр., центрифугални под вакуумом).
8. Метали и легуре који се обично изливају инвестиционим процесом
Ливење од изгубљеног воска може да поднесе широк спектар легура. Типичне категорије, репрезентативне тачке топљења (° Ц) и инжењерске белешке:
Бележити: наведене тачке топљења су за чисте елементе или индикативне опсеге легура. Увек користите податке о топљењу/очвршћавању које је дао произвођач за прецизну контролу процеса.
| Категорија легуре | Репрезентативне легуре | Приближно. растопити / за складиштење (° Ц) | Практичне напомене |
| Племенити метали | Злато (Ау), Сребрна (Аг), Платинаст (Пт) | Ау: 1,064° Ц, Аг: 962° Ц, Пт: 1,768° Ц | Накит & делови високе вредности; племенити метали захтевају улагања у восак и гипс са мало пепела за фину завршну обраду; Пт треба улагање на веома високој температури или лончић. |
| Бронза / Бакар легуре | Са-Сн (бронза), Цу-Зн (месинга), Цу легуре | 900–1,080°Ц (зависи од легуре) | Добра течност; може се ливети у стандардним улагањима фосфата или силицијум диоксида; пазите на стварање оксида и шљаке. |
| Алуминијум легуре | А356, АлСи7, АлСи10 | ~610–720°Ц | Брзо очвршћавање; потребна посебна улагања; реактиван на угљеник/графит при високим температурама — користите одговарајуће лончиће/премазе. |
Челик & нерђајући |
400/300 серија нерђајући, челици алата | ~1,420–1,500°Ц (чврста/течност варирају) | Захтева улагања у фосфат или висок садржај глинице; веће температуре сипања → потребна је јака шкољка и инертна/контролисана атмосфера да би се избегла оксидација и реакције. |
| Легуре никла / суперлегура | Уносилац, Хастеллои породице | ~1,350–1,500°Ц+ | Високе температуре сипања и ригорозна контрола — обично вакуум или контролисано топљење атмосфере; инвестирајте у мешавине цирконијума/глинице. |
| Титанијум & Ти-легура | ТИ-6АЛ-4В | ~1,650–1,700°Ц (тачка топљења ≈1,668°Ц) | Изузетно реактиван; улагање мора бити цирконијум/алуминијум и ливење у вакууму или инертној атмосфери (аргон). Потребни су посебни лончићи/опрема; формирање алфа-цасе је ризик. |
| Замац / Цинкове легуре ливене под притиском (ретко у улагању) | Оптерећења | ~380–420°Ц | Ниска темп; уместо тога обично ливени, али могуће за специјалне инвестиционе ливене. |
Практично правило температуре ливења: Температура изливања је често 20–250°Ц изнад ликвидус у зависности од легуре и процеса да би се обезбедило пуњење и надокнадио губитак топлоте (проверите лист са подацима о легури).
9. Цастинг атмосфера, реакције & заштитне мере
Реактивне легуре (Алтер, Од, Мг) а топљења на високим температурама захтевају пажљиву контролу хемије атмосфере и шкољке:
- Оксидација: се дешава у ваздуху → оксидни филмови се формирају на површини растопа и заробљавају се као инклузије. Употреба инертна атмосфера (аргон) или вакуум талине за критичне легуре.
- Метално-инвестициона хемијска реакција: силицијум диоксид и други оксиди у улагањима могу да реагују са растопљеним металом и формирају крхке реакционе слојеве (пример: алфа кућиште на титанијуму).
Баријере пере и завршни премази богати цирконом/алуминијем смањити интеракцију. - Сакупљање/дегазирање угљеника: угљеник из воска/инвестиционог разлагања може да пређе у растопине; адекватно сагоревање и скупљање/филтрација смањују контаминацију.
- Подизање водоника (растопине обојених гвожђа): изазива порозност гаса. Ублажите дегазирањем растопа (прочишћавање аргоном, ротациони дегазери) и одржавање инвестиција сувим.
Заштитне степенице
- Употреба баријерни премази за реактивне метале.
- Употреба вакуум или инертни гас системи за топљење и изливање када је наведено.
- Филтрација (керамички филтери) за уклањање инклузија и оксида током сипања.
- Контролишите влагу и избегавајте мокра улагања — водена пара се брзо шири током изливања и изазива квар љуске.
10. Девексирање, прегоревање и предгревање љуске — материјали & температуре
Ове три фазе процеса уклањају органски материјал узорка, потпуно сагоревање везива и синтеровање љуске тако да има механичку чврстоћу и термичко стање потребно да преживи изливање.
Компатибилност материјала (врста улагања, баријере капути, хемија језгра) и строга контрола температуре су критичне — грешке овде изазивају пуцање шкољке, порозност гаса, реакције метал-љуска и нетачне димензије.
Депаратизација — методе, типичне параметре и упутства за избор
| Метод | Типична темп (° Ц) | Типично време | Типична ефикасност уклањања воска | Најбоље за / Компатибилност | Прос / Цонс |
| Паром / Аутоклав | 100–130 | 20–90 мин (зависи од масе & гатинг) | 95–99% | Водено стакло / љуске силицијум-сол; велике скупштине | Брз, нежан за шкољку; мора контролисати кондензат & одзрачивање како би се избегло оштећење притиска паре |
| Растварач (хемијски) девак | купка растварача 40–80 (зависно од растварача) | 1–4 ч (плус сушење) | 97–99% | Мали, сложене шкољке за накит или СЛА одливке | Веома чисто уклањање; захтева руковање растварачем, корак сушења и контрола животне средине |
| Тхермал (пећница) девак / бљесак | 180-350 (пре-сагоревање) | 0.5–3 ч | 90–98% | Високотемпературне инвестиције (фосфат, глинице) и делове где се пара не препоручује | Једноставна опрема; мора да контролише рампу и вентилацију да би се избегло пуцање |
| Блиц/комбинација (паром + кратка термичка завршна обрада) | пара затим 200–300 | пара 20–60 + термички 0,5–2 х | 98–99% | Већина производних шкољки | Добар компромис — уклања масни восак, а затим чисто сагорева остатке |
Бурноут (прегоревање везива, органско уклањање и синтеровање)
Сврха: оксидирати и уклонити преостале органске материје/пепео, потпуне реакције везива, згуснути/синтеровати љуску до потребне топлоте чврстоће, и стабилизовати димензије шкољке.
Општа стратегија сагоревања (ливничка пракса):
- Контролисана рампа од околине → 200–300 °Ц у 0.5-3 °Ц/мин да полако уклони испарљиве материје — држање овде избегава насилно испаравање које оштећује шкољке.
- Наставите са рампом до средњег задржавања (300-600 ° Ц) у 1-5 °Ц/мин, држати 0,5-3 х у зависности од дебљине љуске да би сагорела везивна средства и остаци угљеника.
- Коначна рампа до температуре синтеровања/држања одговарајући за улагање и легуре (види табелу испод) и натопити 1–4 ч да би се постигла чврстоћа љуске и низак остатак угљеника.
Препоручено сагоревање / температурне траке синтеровања (типично):
| Инвестициона породица | Типично сагоревање / синтер темп (° Ц) | Белешке / циљ |
| Гипсано везано (малтера) | ~450–750 °Ц | Користи се за легуре ниског топљења (племенити метали). Избегавати >~800 °Ц — гипс дехидрира/ослаби. |
| Силица-сол / колоидни силицијум диоксид (нереактивни раствори) | 800–1000 °Ц | Добро за опште обојене и неке челике; подесите држање за дебљину шкољке. |
| Фосфатно везан | 900-1200 ° Ц | За челике, нерђајуће и суперлегуре на бази Ни — дају високу топлоту чврстоћу и пропустљивост. |
| Циркон / инвестиције ојачане глиницом | 1000–1250+ °Ц | За реактивне легуре (Од) и високе температуре сипања — минимизирајте реакције на улагање метала. |
Претходно загревање шкољке — циљне температуре, времена намакања и праћење
Гол: довести шкољку до стабилне расподеле температуре блиске температури изливања тако да (а) термички удар при контакту са топљењем је минимизиран, (б) шкољка је потпуно синтерована и чврста, и (ц) развијање гаса при сипању је занемарљиво.
Опште упутство
- Загрејати на температуру испод, али близу температуре сипања — обично између (за темп − 50 ° Ц) и (за темп − 200 ° Ц) Зависно од легуре, маса љуске и улагања.
- Време намакања: 30 мин → 3 хмерово у зависности од масе љуске и потребне термичке униформности. За дебље шкољке потребно је дуже намакање.
- Uniformity: циљ ±10–25 °Ц преко површине шкољке; проверите са уграђеним термопаровима или ИР термографијом.
Препоручени сто за претходно загревање шкољке (практичним):
| Легура / породица | Типична темп (° Ц) | Препоручено загревање шкољке (° Ц) | Соак / задржавање | Атмосфера & белешке |
| Алуминијум (А356, АлСи легуре) | 610–720 °Ц | 300–400 °Ц | 30–90 мин | Ваздушни или суви Н₂; обезбедите да је шкољка потпуно сува — алуминијум реагује са слободним угљеником на високим температурама; држати љуску испод стопе удобном маргином. |
| Бакар / Бронза / Месинга | 900–1,090 °Ц | 500-700 ° Ц | 30–120 мин | Ваздух или Н₂ у зависности од инвестиције; заштитни премази смањују реакцију и побољшавају завршну обраду. |
| Нехрђајући челичан (Нпр., 316Л) | 1450–1550 °Ц | 600-800 ° Ц | 1–3 ч | Користите улагање фосфата/глинице; размотрите Н₂/Н₂-Х₂ или контролисану атмосферу да бисте ограничили прекомерну оксидацију. |
Суперлегуре никла (Уносилац 718, итд.) |
1350–1500 °Ц | 750–1000 °Ц | 1–4 ч | Користите високотемпературна улагања циркона/глинице и вакуум/инертно топљење; Претходно загревање шкољке може се приближити температури изливања за најбоље храњење. |
| Титанијум (ТИ-6АЛ-4В) | 1650–1750 °Ц | 800–1000 °Ц (неке праксе претходно загревају ближе) | 1–4 ч | Потребан је вакуум или инертна атмосфера; користите средства за прање са цирконијумом; шкољка претходно загрејати и сипати под вакуумом/инертно да спречи алфа-случај. |
Испод је компакт, повезивање табеле за решавање проблема на радном месту уобичајени дефекти ливења до основни узроци везани за материјале, дијагностичке провере, и практични лекови / превенција.
Користите га као референцу у радњи када истражујете радње — сваки ред је написан тако да ливнички техничар или инжењер може да прати дијагностичке кораке и брзо примени поправке.
Брза легенда:ИНВ = инвестиција (шкољка) материјал/везиво; восак = материјал узорка (или 3Д штампану смолу); лончић = посуда за топљење / облога.
| Дефект | Типични симптоми | Основни узроци везани за материјале | Дијагностичке провере | Лекови / превенција (материјалирати & процес) |
| Пуцање шкољке / издувавање гранате | Видљиве радијалне/линеарне пукотине у љусци, ломљење љуске при преливању или девоскању | Висока експанзија воска у односу на експанзију ИНВ; мокро улагање; заробљени кондензат; некомпатибилно везиво; превисоке рампе | Проверите сувоћу шкољке (губитак масе), проверите дневник девоска, визуелно мапирање пукотина; ЦТ/УТ након изливања ако се сумња | Споро депаравање и сагоревање прелазе на 100–400 °Ц; обезбедите отворе за вентилацију / отворе за плакање; пређите на компатибилни восак ниске експанзије; потпуно суве шкољке; подесите однос каша/штуко; повећати дебљину љуске или променити везиво ради механичке чврстоће |
| Порозност гаса (бловхолес, рупице) | Сферичне/неправилне шупљине често близу површине или испод површине | Водоник из влажног улагања; остаци уља/растварача у воску; слаба дегазација растопа; влага у штукатури | Попречни пресек, радиографија / рендгенски снимак за лоцирање пора; измерити влагу (сува у рерни); тест пепела; анализа растопљеног гаса или монитор кисеоника/водоника | Темељно осушите шкољке; побољшати девосак & дуже сушење; спалити да се растопи (аргон ротациони); вакуум-помоћ наливање; користите восак са мало пепела; елиминисати мокру штукатуру и контролисати влажност |
Површинске рупе / прикудан |
Мале површинске јаме, често по целој површини | Фини преостали угљеник / реакција везива; лоша коначна квалитета суспензије/штуко; контаминација инвестиција | Визуелни/СЕМ морфологије јаме; испитивање садржаја пепела (циљ ≤0,1 теж% за осетљиве легуре); проверите коначну величину честица штукатуре | Користите финији завршни слој штукатуре; побољшати контролу мешавине суспензије; продужите задржавање сагоревања да бисте смањили преостали угљеник; користите баријерно прање (циркон/алуминијум) за реактивне легуре |
| Инклузије оксида / заробљавање шљаке | Разбацане тамне инклузије, линије за шљаку, површинске красте | Оксидна кожа на топљењу због спорог сипања/оксидирајуће атмосфере; контаминирани лончић или флукс одсутан | металографија; инспекција филтера/посуде; површина топљења визуелна; зачепљење филтера | Користите керамичку филтрацију и обрађивање; сипајте у инертној или контролисаној атмосфери ако је потребно; промените облогу или премаз лончића; строжа контрола пуњења и флукса |
Слој хемијске реакције (алфа-цасе, међуфазна реакција) |
Крхко оксидисано / реакциони слој на металној површини, лоша механичка површина | ИНВ хемија реагује са топљењем (Ти/Ал против силицијум диоксида); упијање угљеника из везива; улазак кисеоника | Металографија попречног пресека; мерење дубине реакционог слоја; КСРФ за кисеоник/угљеник | Користите слојеве за прање од циркона/алуминијума; вакуум/инертно топљење & сипати; промените инвестицију у систем богат цирконијумом; смањити преостали угљеник (дуже сагоревање) |
| Непотпуно попуњавање / хладно затвара / мисунс | Недостаје геометрија, шавови, спојене линије, непотпуни танки пресеци | Слаба флуидност легуре за одабрану инвестицију/термалну масу; ниска температура изливања или превелики губитак топлоте на хладном омотачу; неусклађеност скупљања воска | Визуелни преглед, анализа гатинга, термичка слика униформности предгревања шкољке | Повећајте температуру сипања у оквиру спецификације легуре; претходно загрејати шкољку ближе темп; оптимизовати затварање / вентилацију; изаберите легуру веће течности или дизајн хладњака/хлађења; смањите карактеристике танког зида или користите другачији процес (центрифугални) |
Вруће кидање / вруће пуцање |
Неправилне пукотине у деловима под високим напрезањем које настају при очвршћавању | Улагање ограничава контракцију (превише крут); легура има широк опсег смрзавања; некомпатибилан дизајн за хлађење/устајање | Испитати локацију пукотине у односу на путању очвршћавања; преглед термичке симулације | Редизајн геометрије (додати филете, промените дебљину пресека); подесите гајтинг и успон да бисте промовисали усмерено учвршћивање; размотрити алтернативну легуру са ужим опсегом смрзавања |
| Лоша завршна обрада површине / зрнаста текстура | Груба или зрнаста ливена површина, лоша способност полирања | Груба завршна штукатура или агресивна маса; контаминација у инвестицијама; недовољно завршних слојева | Мера Ра, проверите коначну величину честица штукатуре, проверите анализу чврстих талога/сита | Користите финији завршни премаз/зрнатост, повећати број финих слојева каше/штуко, побољшати чистоћу каше и мешање, контролисати прашину у окружењу и руковање |
Димензиона грешка / варпаге (изобличење скупљања) |
Карактеристике ван толеранције, савијање након сипања/хлађења | Скупљање узорка воска није надокнађено; диференцијално проширење љуске; погрешан распоред сагоревања/синтеровања | Упоредите затамњења шаблона са шкољком; записи о топлотном ширењу; ТЦ у љусци током сагоревања | Калибрирајте количине воска/скупљања; подесите компензацију термичког ширења сагоревања; изменити грађу шкољке (тврђи позадински слојеви) и стратегија предгревања; укључују учвршћење/стезање током хлађења |
| Цоре схифт / унутрашње неусклађеност | Унутрашњи пролази ван осе, танки зидови где се језгро померало | Слаб керамички материјал језгра или лоша подршка језгра у монтажи воска; неусклађеност адхезије језгра/улагања | Сеците делове или користите ЦТ/рендгенски снимак; проверите чврстоћу зеленог језгра и адхезију | Повећајте крутост језгра (промените везиво смоле или додајте носаче за цхаплет); побољшати основне карактеристике седишта; подесите слојеве штукатуре шкољке да закључате језгро; правилно излечити језгра |
Контаминација / карбонски сакупљач у металу |
Тамне пруге, смањена дуктилност; порозност водоника | Угљеник из воска или инвестиционо разлагање, контаминирана облога лончића | Анализа угљеника/кисеоника (ЛЕЦО), визуелна микроструктура, тест пепела | Користите восак са мало пепела; продужити сагоревање; користите обложени или алтернативни лончић; вакуум/инертна растопа & сипати; побољшати филтрацију и дегазацију |
| Преостала влага је изазвала љуштење / парне експлозије | Локализована граната пуца / јаки удари при почетном контакту са металом | Мокро улагање или заробљени кондензат девоска | Измерите губитак тежине након сушења; провере сувог стања у рерни и сензора влаге | Суве шкољке да циљају влагу (навести у радном упутству), споро контролисан девосак, оставите довољно времена за сушење, загрејте да бисте избацили воду пре него што сипате |
12. Еколошки, Здравље & Безбедносна разматрања; рециклажа & руковање отпадом
Кључне опасности
- Респирабилни кристални силицијум диоксид (РЦС) од штукатуре и инвестиционе прашине — строго контролисано (респиратори, локални издувни гас, влажне методе).
- Испарења од сагоревања — запаљиве органске материје; контрола са вентилацијом и термичким оксидаторима.
- Опасности од растопљеног метала — прскања, опекотине; ЛЗО и протоколи за руковање кутлачем.
- Реактивне опасности од метала (Од, Мг) — опасност од пожара у присуству кисеоника; потребна су окружења без кисеоника за топљење/сипање.
- Одлагање вруће шкољке — термичке и хемијске опасности.
Отпад & рециклажа
- Метални отпад се обично обнавља и рециклира — велика предност одрживости.
- Коришћена инвестиција може се повратити (одвајање каше, центрифуга) а ватростални материјал за вишекратну употребу опорављен (али пазите на контаминацију и казне).
- Потрошена инвестиција а филтерска прашина се може класификовати у зависности од хемије везива — управљајте одлагањем према локалним прописима.
13. Матрица практичне селекције & контролна листа набавке
Матрица за брзи избор (висок ниво)
- Накит / нискотемпературне легуре: парафин/микрокристални восак + улагање у гипс + парни девосак.
- Генерал бронза / месинга / легуре бакра: мешавине воска + улагања у силицијум/фосфат + препоручује се вакуум или инертно изливање.
- Легуре алуминијума: восак + силицијум сол/колоидна улагања формулисана за Ал + суве шкољке + инертна или контролисана атмосфера + погодан лончић (СиЦ/графит са премазима).
- Нехрђајући, Легуре никла: восак + улагања у фосфат или глиницу/циркон + висока темп + вакуум/инертно топљење & филтрација.
- Титанијум: воском или штампаним узорком + улагање у баријеру од цирконијума/алуминијума + вакуум топљење и сипати + капути за заштиту од циркона + специјалних лонаца.
Набавка & контролна листа цртежа (ствари које морате имати)
- Спецификација легуре и потребна механичка/корозиона својства.
- Циљ завршне обраде површине (По) и козметичким захтевима.
- Толеранције димензија & критичне податке (идентификују обрађена лица).
- Тип шкољке (инвестициона породица) и минимална дебљина љуске.
- Ограничења у распореду сагоревања (Ако је применљиво) и прозор за претходно загревање/темп.
- НДТ & прихватање (радиографија %, испитивање притиска/цурења, механичко узорковање).
- Метода ливења (гравитација / центрифугални / вакуум / притисак) и атмосфера топљења (ваздушни / Аргон / вакуум).
- Цруцибле & захтеви за филтрацију (керамички филтер, ограничења материјала лончића).
- Отпад & очекивања рециклаже (поврат улагања %).
- Безбедност & профил ризика (клаузула о реактивним металима, потребе за дозволом).
14. Закључак
Избор материјала за ливење од изгубљеног воска је широк и међудисциплинаран: сваки материјал — восак, инвестиција, стуццо, језгро, лончић и легура — игра функционалну улогу у термичкој, хемијске и механичке интеракције.
Бирајте материјале с обзиром на хемија и температура топљења легуре, потребно површинска завршна обрада, прихватљиво порозност, и накнадна обрада.
За реактивне или високотемпературне легуре (титанијум, Ни-суперлегуре), инвестирати у специјализоване инвестиције (цирконијум/алуминијум), вакуумско топљење и превлаке за баријере.
За накит и нискотемпературне легуре, улагање гипса и фина штукатура дају изузетну завршну обраду и тачност.
Рана сарадња између дизајна, тимови за израду шаблона и ливнице су од суштинског значаја за закључавање одговарајућег материјала за поузданост, високоприносна производња.
Често постављана питања
Како да изаберем инвестицију за ливење од нерђајућег челика?
Изаберите а везано за фосфате или глиница/циркон појачано улагање оцењено изнад ликвидуса ваше легуре и са довољно топлоте чврстоће; захтевају распоред синтеровања љуске који достиже температуру љуске од 1.000–1.200 °Ц пре изливања.
Могу ли да користим редовну инвестицију гипса за алуминијум?
Не. Улошци гипса омекшавају и разграђују се на релативно ниским температурама; алуминијуму су потребне инвестиције формулисане за обојене метале и дизајниране да подносе посебне термичке и хемијске услове Ал талине.
Зашто титанијумски одливци развијају алфа кућиште?
Алфа-цасе је крхки површински слој обогаћен кисеоником узрокован реакцијом титанијума са кисеоником на високој температури.
Смањите га коришћењем заштитних премаза од цирконија/алуминијума, атмосфере вакуума или аргона и чисте, суве инвестиције.
Да ли је економично повратити инвестиције?
Да — многе ливнице враћају и рециклирају инвестиционе ситне и грубе материјале путем одвајања суспензије, центрифуге и термичка рекултивација.
Економија зависи од протока и контаминације.
Који лончић да користим за бронзу против титанијума?
Бронза: графитне или СиЦ лончиће са премазима често раде.
Титанијум: користити инертан, лончићи без угљеника и вакуумски или хладни индукциони системи за топљење — обични графитни лончићи ће реаговати и контаминирати Ти.
Који је најисплативији ватростални систем за алуминијумске одливе?
Силиција (агрегат) + стакло за воду (везиво) кошта 50–60% мање од силицијум сол-циркон система, и ниска тачка топљења алуминијума (615° Ц) избегава реакцију са силицијумом—идеално за велике количине, јефтини алуминијумски делови.
Како рециклирати девоскани восак?
Очишћени восак се филтрира кроз мрежу од 5-10 μм да би се уклониле нечистоће, загрева се на 80–100°Ц да се хомогенизује, и поново употребљен 5–8 пута.
Рециклирани восак одржава 95% перформанси оригинала и смањује материјалне трошкове 30%.
