1. giriiş
Kayıp (yatırım) döküm ince ayrıntıları yeniden üretme yeteneği nedeniyle ödüllendirilir, Mükemmel yüzey kalitesi ve nispeten dar toleranslara sahip ince kesitler ve karmaşık geometri.
Tutarlı sonuçlar elde etmek yalnızca geometri veya makine ayarlarıyla ilgili değildir; temelde bir malzeme sorunudur.
Balmumu karışımı, yatırım kimyası, refrakter agregalar, çekirdek bileşimi, Pota ve alaşım kimyasının tümü termal olarak etkileşime girer, mum alma sırasında kimyasal ve mekanik olarak, tükenmişlik ve metal enjeksiyonu.
Her adım için doğru malzemeleri seçmek, yüksek verimli bir üretim çalışması ile tekrarlanan yeniden işleme arasındaki farktır.
2. Kayıp balmumu döküm iş akışına genel bakış
Anahtar aşamalar ve ilgili birincil maddi unsurlar:
- Desenlendirme (mum) - desen mumu veya enjeksiyonla kalıplanmış termoplastik; yolluk/balmumu yolluk sistemleri.
- Toplantı & geçit - balmumu çubukları (sahte), taban tabakları.
- Kabuk yapısı (yatırım) - bulamaç (bağlayıcı + ince refrakter), sıva/agrega kaplamalar.
- Kurutma / çiğneme — organik desenin buhar/otoklav veya fırında çıkarılması.
- Tükenmişlik / kabuk sinter — kalıntı organikleri oksitlemek/yakmak ve kabuğu gerekli dayanıklılığa kadar sinterlemek için kontrollü rampa.
- Erime & dökme — pota malzemesi artı atmosfer (hava/inert/vakum) ve dökme sistemi (yer çekimi / merkezkaç / vakum).
- Soğutma & kabuk çıkarma - Mekanik veya kimyasal kabuğun çıkarılması; bitirme.
Her aşamada sıcaklıklara göre optimize edilmiş farklı malzeme aileleri kullanılır, kimya, ve bu aşamadaki mekanik yükler.
3. Mum & desen malzemeleri
Fonksiyonlar: taşıma geometrisi, yüzey kaplamasını tanımlayın, ve kabuk oluşturma sırasında öngörülebilir genişleme sağlar.
Ortak balmumu / desen malzemesi aileleri
| Malzeme / Aile | Tipik kompozisyon | Tipik erime / yumuşatma aralığı (°C) | Tipik doğrusal büzülme (üretildiği gibi) | Tükenmişlik sonrası tipik artık kül | En İyi Kullanım / notlar |
| Parafin açısından zengin enjeksiyon mumu | Parafin + küçük değiştirici | 45–70 ° C | ~%0,2–0,5 | 0.05–0,2 ağırlıkça % | Düşük maliyet, İyi Finiş; safsa kırılgan - genellikle harmanlanır. |
| Mikrokristalin balmumu karışımları | Mikrokristalin balmumu + parafin + yapışkanlaştırıcılar | 60–95 °C | ~%0,1–0,3 | ≤0,1 ağırlıkça % (düşük küllü olarak formüle edilmişse) | Geliştirilmiş dayanıklılık ve uyum; karmaşık montajlar için tercih edilir. |
| Desen balmumu (tasarlanmış karışımlar) | Parafin + mikrokristalin + polimerler (PE, eva) + stabilizatörler | 55–95 °C | ~%0,10–0,35 | ≤0,05–0,1 ağırlıkça % | Standart dökümhane desen mumu: ayarlanmış akış, küçül ve kül. |
Balmumu / doğal balmumu karışımları |
Balmumu + değiştiriciler | 60–65 °C (balmumu) | ~%0,2–0,6 | ≤%0,1–0,3 | İyi yüzey parlaklığı; küçük/el yapımı parçalarda kullanılır; değişken kül. |
| Sıcakta eriyen termoplastik desenler | Termoplastik elastomerler / poliolefinler | 120–200 ° C (polimere bağlı olarak) | değişken | Polimer temiz yanarsa çok düşük kül | Özel desenler için kullanılır; daha düşük işlem sürünmesi ancak daha yüksek mum giderme enerjisi gerektirir. |
| 3D-baskılı dökülebilir reçineler (SLA/DLP) | Tükenmişlik için formüle edilmiş fotopolimer reçineler | camsı geçiş ~50–120 °C; ayrışma 200–600 °C | reçineye bağlıdır; sıklıkla ~%0,2–0,5 | 0.1–0.5 (reçineye bağlı) | Mükemmel geometri özgürlüğü; Kalıntıyı önlemek için sıkı mum giderme/yanma protokolleri gerektirir. |
Temel özellikler ve neden önemli oldukları
- Enjeksiyon için akış yeteneği: Doldurma ve geçit kalitesini etkiler.
- Büzülme & termal genleşme: Kabuk çatlamasını veya boyutsal hatayı önlemek için yatırım genişleme özelliklerine uygun olmalıdır.
- Kül içeriği: Tükenmişlik sırasında tutulan düşük karbon/kül, kabuk-metal reaksiyonlarını azaltır.
- Kuvvet & tükenmişlik: desenler bozulma olmadan elleçleme ve kabuk dönüşüne dayanmalıdır.
Pratik sayılar & notlar
- Tipik balmumu enjeksiyon büzülmesi: ~%0,1–0,4 doğrusal balmumu ve sıcaklık kontrolüne bağlı olarak.
- Kullanmak düşük kül yüksek hassasiyetli mücevher ve reaktif alaşımlara yönelik formülasyonlar.
4. Yatırım (refrakter) sistemler – türleri ve seçim kriterleri
Yatırım = bağlayıcı + refrakter toz. Seçim maksimum metal dökme sıcaklığına bağlıdır, gerekli yüzey kalitesi, termal genleşme kontrolü, ve erimiş metalle reaksiyona karşı direnç.
Başlıca yatırım aileleri
- Alçı bağlı yatırımlar (alçı bazlı)
-
- Kullanmak: mücevher ve düşük erime noktalı alaşımlar (altın, gümüş, kalaylı) dökme sıcaklıkları nerede < ~1.000 °C.
- Avantajları: mükemmel yüzey kalitesi, düşük geçirgenlik (ince ayrıntılar için iyi).
- Sınırlar: ≈1.000 °C'nin üzerinde zayıf mukavemet; ayrışır ve yumuşar — çelikler veya yüksek sıcaklığa dayanıklı alaşımlar için uygun değildir.
- Fosfat bağlı yatırımlar (örneğin, sodyum veya magnezyum fosfat)
-
- Kullanmak: yüksek sıcaklık alaşımları (paslanmaz çelikler, nikel alaşımları) ve ~1.500 °C'ye kadar daha yüksek refrakter mukavemeti gerektiren uygulamalar.
- Avantajları: daha yüksek sıcak mukavemet, metal reaksiyonuna ve çatlamaya karşı daha iyi direnç.
- Sınırlar: bazı formülasyonlarda alçıya göre daha zayıf yüzey cilası; daha karmaşık karıştırma.
- Silika sol / kolloidal silika bağlı (alümina/silika karışımları)
-
- Kullanmak: geniş bir sıcaklık aralığında hassas parçalar; zirkon veya alümina ilaveleriyle uyarlanabilir.
- Avantajları: iyi yüksek sıcaklık stabilitesi, İnce yüzey kaplaması.
- Sınırlar: termal genleşmenin ve sertleşme süresinin kontrolü kritik öneme sahiptir.
- Zirkon / alümina (oksit) güçlendirilmiş yatırımlar
-
- Kullanmak: reaktif alaşımlar (titanyum, yüksek sıcaklık nikel alaşımları) — metal yatırım reaksiyonunu azaltır.
- Avantajları: çok yüksek refrakterlik, aktif metallerle düşük reaktivite.
- Sınırlar: önemli ölçüde daha yüksek maliyet; bazı durumlarda azaltılmış cila.
Yatırım seçimi kontrol listesi
- Maksimum dökme sıcaklığı (erime sıcaklığının üzerinde derecelendirilen yatırımı seçin + emniyet marjı).
- İstenilen yüzey kalitesi (Ra hedefi).
- Termal genleşme uyumu — balmumu genleşmesini ve metal büzülmesini telafi etmek için dengeleme.
- Geçirgenlik & kuvvet — Döküm basıncına ve merkezkaç/vakum yüklerine direnmek için.
- Kimyasal reaktivite — özellikle reaktif metaller için (İle ilgili, Mg, Al).
5. Sıva, kaplamalar ve kabuk yapı malzemeleri
Kabuklar dönüşümlü olarak inşa edilir bulamaç düşüşleri Ve sıva (daha iri refrakter taneler). Malzemeler ve parçacık boyutları kabuk kalınlığını kontrol eder, geçirgenlik ve mekanik mukavemet.
- Bulamaç: yatırım bağlayıcı + ince refrakter (tipik olarak 1–10 µm) ovalama ve ince yüzey üretimi için.
- Sıva: daha kaba silika/zikron/alümina parçacıkları (20–200 um) vücut kalınlığını artıran.
- Kaplamalar / yıkar: özel üst katlar (örneğin, alümina veya zirkon bakımından zengin) gibi davranmak bariyer katmanları reaktif alaşımlar için ve model inceliğini iyileştirmek veya metal yatırım reaksiyonunu azaltmak için.
Seçim İpuçları
- Bir kullanın zirkon/alümina bariyer yıkama alfa durumunu ve kimyasal reaksiyonu en aza indirmek için titanyum ve reaktif alaşımlar için.
- Gerekli yüzey cilasını elde etmek için son katlarda sıva parçacık boyutunu sınırlayın.
6. Çekirdekler ve çekirdek malzemeleri (kalıcı & çözünür)
Çekirdekler iç boşluklar yaratır. kayıp balmumu döküm kullanımları:
- Seramik (refrakter) çekirdek - silika, zirkon, alümina bazlı; kimyasal olarak bağlı (reçine veya sodyum silikat) veya sinterlenmiş.
- Çözünür (tuz, mum) çekirdek - seramik çekirdeklerin pratik olmadığı karmaşık iç kanallar için dökümden sonra süzülmüş tuz çekirdekleri.
- Hibrit çekirdekler — mum alma ve yanmaya dayanmak için yatırım kabuğuna yerleştirilmiş seramik çekirdek.
Anahtar Özellikler
- Kabuk sıcaklıklarında mukavemet kullanım ve tükenmişlik hayatta kalmak için.
- Yatırım genişlemesiyle uyumluluk (yeşil mukavemet ve sinterleme davranışının eşleştirilmesi).
- Geçirgenlik dökme sırasında gazların kaçmasına izin vermek için.
7. Potalar, dökme sistemleri & takım malzemeleri
Pota ve dökme malzemelerinin seçimi şunlara bağlıdır: alaşım kimyası, erime sıcaklığı, Ve tepkime.
Ortak pota malzemeleri
- Grafit / karbon potaları: bakır için yaygın olarak kullanılır, bronz, pirinç, ve birçok demir dışı alaşım. Avantajları: Mükemmel termal iletkenlik, ucuz.
Sınırlamalar: bazı erimelerle reaksiyona girer (örneğin, titanyum) ve bazı alaşımlar için oksitleyici atmosferlerde kullanılamaz. - alümina (Al₂O₃) potalar: Birçok alaşım için kimyasal olarak inerttir ve daha yüksek sıcaklıklarda kullanılabilir.
- Zirkonya potaları: çok refrakter ve kimyasal olarak dirençli - reaktif alaşımlar için kullanılır (ama daha pahalı).
- Silikon karbür (SiC)-kaplı potalar: yüksek termal şok direnci; bazı alüminyum erimelerine iyi gelir.
- Seramik-grafit kompozitler Ve pota kaplamaları (oksidasyon bariyerleri) ömrünü uzatmak ve kirlenmeyi en aza indirmek için kullanılır.
Dökme sistemleri
- Yerçekimi dökün — en basit, mücevherat için kullanılır ve düşük hacimli.
- Savurma döküm — metali ince ayrıntılara zorlamak için mücevherlerde yaygındır; artan kalıp ve metal gerilimlerine dikkat edin.
- Vakum destekli / vakumla dökün — Gaz sıkışmasını azaltır ve azaltılmış basınç altında reaktif metal dökümünü mümkün kılar.
- Vakum indüksiyonlu eritme (VIM) ve vakumlu sarf malzemesi elektrotunun eritilmesi (BİZİM) — yüksek saflıkta süper alaşımlar ve titanyum gibi reaktif metaller için.
Önemli: reaktif veya yüksek sıcaklık alaşımları için (titanyum, nikel süper alaşımları), kontaminasyonu önleyen vakum veya inert gaz eritme ve potalar/kaplamalar kullanın, ve dökme sisteminin metalle uyumlu olduğundan emin olun (örneğin, vakum altında santrifüj).
8. Genellikle yatırım prosesiyle dökülen metaller ve alaşımlar
Kayıp balmumu dökümü geniş bir alaşım yelpazesini işleyebilir. Tipik kategoriler, temsili erime noktaları (°C) ve mühendislik notları:
Not: Listelenen erime noktaları saf elementler veya gösterge niteliğindeki alaşım aralıkları içindir. Hassas proses kontrolü için her zaman üreticinin sağladığı erime/katılaşma verilerini kullanın.
| Alaşım kategorisi | Temsili alaşımlar | Yaklaşık. eritmek / depolama için (°C) | Pratik notlar |
| Değerli metaller | Altın (AU), Gümüş (Ag), Platin (PT) | AU: 1,064°C, Ag: 962°C, PT: 1,768°C | Takı & yüksek değerli parçalar; Değerli metaller, ince bir yüzey elde etmek için düşük küllü mum ve alçıtaşı yatırımları gerektirir; Pt'nin çok yüksek sıcaklıkta yatırıma veya potaya ihtiyacı var. |
| Bronz / Bakır alaşımlar | SN ile (bronz), Cu-Zn (pirinç), Cu alaşımları | 900–1.080°C (alaşıma bağlıdır) | İyi akışkanlık; standart fosfat veya silika revetmanlarında dökülebilir; oksit oluşumuna ve cüruflara dikkat edin. |
| Alüminyum alaşımlar | A356, AlSi7, AlSi10 | ~610–720°C | Hızlı katılaşma; özel yatırımlar gerekli; yüksek sıcaklıklarda karbona/grafite reaktiftir — uygun potalar/kaplamalar kullanın. |
Çelikler & paslanmaz |
400/300 serisi paslanmaz, takım çelikleri | ~1.420–1.500°C (katı/sıvı değişir) | Fosfat veya yüksek alümina yatırımları gerektirir; daha yüksek dökme sıcaklıkları → oksidasyonu ve reaksiyonları önlemek için güçlü kabuk ve inert/kontrollü atmosfere ihtiyaç vardır. |
| Nikel alaşımları / Süper alaşım | İnkonel, Hastelloy aileleri | ~1.350–1.500°C+ | Yüksek dökme sıcaklıkları ve sıkı kontrol - genellikle vakum veya kontrollü atmosferde eritme; zirkonya/alümina karışımlarıyla yatırım yapın. |
| Titanyum & Ti alaşımları | Ti-6Al-4V | ~1.650–1.700°C (erime noktası ≈1,668°C) | Son derece reaktif; yatırım zirkonya/alümina ve vakum veya inert atmosferde döküm olmalıdır (argon). Özel potalar/ekipman gerekli; Alfa vaka oluşumu bir risktir. |
| Zamac / Çinko döküm alaşımları (yatırımda nadir) | Yükler | ~380–420°C | Düşük sıcaklık; bunun yerine genellikle döküm, ancak özel yatırım dökümleri için mümkün. |
Pratik döküm sıcaklığı kuralı: Dökme sıcaklığı sıklıkla 20–250°C üzeri Isı kaybını doldurmak ve telafi etmek için alaşıma ve prosese bağlı olarak sıvılaşma (alaşım veri sayfasını kontrol edin).
9. Döküm atmosferleri, reaksiyonlar & koruyucu önlemler
Reaktif alaşımlar (Al, İle ilgili, Mg) ve yüksek sıcaklıktaki eriyikler dikkatli bir atmosfer ve kabuk kimyası kontrolü gerektirir:
- Oksidasyon: havada olur → eriyik yüzeyinde oksit filmleri oluşur ve kalıntılar halinde tutulur. Kullanmak atıl atmosfer (argon) veya vakum kritik alaşımlar için erir.
- Metal yatırım kimyasal reaksiyonu: Revetmanlardaki silika ve diğer oksitler erimiş metalle reaksiyona girerek kırılgan reaksiyon katmanları oluşturabilir (örnek: titanyum üzerinde alfa kasası).
Bariyer yıkamaları Ve zirkon/alümina bakımından zengin üst katlar etkileşimi azaltmak. - Karbon toplama/gaz giderme: Balmumu/yatırım ayrışmasından kaynaklanan karbon, eriyiklere aktarılabilir; Yeterli yakma ve süzme/filtrasyon kirlenmeyi azaltır.
- Hidrojen alımı (demir dışı eriyikler): gaz gözenekliliğine neden olur. Eriyikleri gazdan arındırarak hafifletme (argon temizliği, döner gaz gidericiler) ve yatırımı kuru tutmak.
Koruyucu adımlar
- Kullanmak bariyer kaplamalar reaktif metaller için.
- Kullanmak vakum veya inert gaz Belirtildiğinde eritme ve dökme sistemleri.
- Filtrasyon (seramik filtreler) Dökme sırasında kalıntıları ve oksitleri gidermek için.
- Nemi kontrol edin ve ıslak revetmanlardan kaçının; su buharı dökme sırasında hızla genişler ve kabuğun bozulmasına neden olur.
10. Çiğneme, tükenmişlik ve kabuk ön ısıtması - malzemeler & sıcaklık
Bu üç işlem aşaması organik desen malzemesini ortadan kaldırır, bağlayıcının tükenmesini tamamlayın ve kabuğu sinterleyin, böylece dökme işlemine dayanmak için gereken mekanik dayanıma ve termal duruma sahip olun.
Malzeme uyumluluğu (yatırım türü, bariyer mont, çekirdek kimyası) ve sıkı sıcaklık kontrolü kritik öneme sahiptir; buradaki hatalar kabuğun çatlamasına neden olur, gaz gözenekliliği, metal kabuk reaksiyonları ve yanlış boyutlar.
Mum alma – yöntemler, tipik parametreler ve seçim kılavuzu
| Yöntem | Tipik sıcaklık (°C) | Tipik zaman | Tipik balmumu giderme verimliliği | Şunun için en iyisi: / Uyumluluk | Artıları / Eksileri |
| Buhar / Otoklav | 100–130 | 20–90 dakika (kütleye bağlıdır & geçit) | 95–� | Su bardağı / silika-sol kabuklar; büyük meclisler | Hızlı, kabuğuna karşı nazik; yoğunlaşmayı kontrol etmelidir & buhar basıncı hasarını önlemek için havalandırma |
| Çözücü (kimyasal) çiğneme | solvent banyosu 40–80 (çözücüye bağlı) | 1–4 saat (artı kurutma) | 97–� | Küçük, karmaşık mücevher kabukları veya SLA dökümleri | Çok temiz çıkarma; solvent kullanımı gerektirir, kurutma adımı ve çevresel kontroller |
| Termal (fırın) çiğneme / flaş | 180–350 (ön yanma) | 0.5–3 saat | 90–98 | Yüksek sıcaklık yatırımları (fosfat, alümina) ve buharın tavsiye edilmediği parçalar | Basit ekipman; Çatlamayı önlemek için rampayı ve havalandırmayı kontrol etmelisiniz |
| Flaş/kombinasyon (buhar + kısa termal kaplama) | buhar daha sonra 200–300 | buhar 20–60 + termal 0,5–2 saat | 98–� | Çoğu üretim mermisi | İyi uzlaşma — toplu balmumunu çıkarır ve kalıntıları temiz bir şekilde yakar |
Tükenmişlik (bağlayıcı tükenmişliği, organik giderme ve sinterleme)
Amaç: Artık organik maddeleri/külleri oksitleyin ve çıkarın, tam bağlayıcı reaksiyonları, Kabuğu gerekli sıcak mukavemete kadar yoğunlaştırın/sinterleyin, ve kabuk boyutlarını stabilize edin.
Genel tükenmişlik stratejisi (dökümhane uygulaması):
- Ortamdan kontrollü rampa → 200–300 °C en 0.5-3 °C/dak uçucu maddeleri yavaşça uzaklaştırmak için — burada tutmak, kabuklara zarar veren şiddetli buharlaşmayı önler.
- Ara beklemeye kadar rampaya devam edin (300–600 ° C) en 1-5 °C/dak, bağlayıcıları ve karbonlu kalıntıları yakmak için kabuk kalınlığına bağlı olarak 0,5–3 saat tutun.
- Sinterleme/tutma sıcaklığına son rampa yatırıma ve alaşıma uygun (aşağıdaki tabloya bakın) ve ıslatın 1–4 saat kabuk mukavemeti ve düşük karbon kalıntısı elde etmek için.
Önerilen tükenmişlik / sinterleme sıcaklık bantları (tipik):
| Yatırım ailesi | Tipik tükenmişlik / sinter sıcaklığı (°C) | Notlar / hedef |
| Alçı bağlı (alçı) | ~450–750 °C | Düşük erime noktalı alaşımlar için kullanın (değerli metaller). Kaçınmak >~800 °C — sıva kurur/zayıflar. |
| Silika-kol / kolloidal silika (reaktif olmayan sollar) | 800–1000 ° C | Genel demir dışı ve bazı çelikler için iyi; kabuk kalınlığına göre tutmayı ayarlayın. |
| Fosfat bağlı | 900–1200 ° C | Çelikler için, paslanmaz ve Ni bazlı süper alaşımlar — yüksek sıcak mukavemet ve geçirgenlik sağlar. |
| Zirkon / alümina takviyeli yatırımlar | 1000–1250+ °C | Reaktif alaşımlar için (İle ilgili) ve yüksek dökme sıcaklıkları — metal yatırım reaksiyonlarını en aza indirir. |
Kabuk ön ısıtması — hedef sıcaklıklar, ıslatma süreleri ve izleme
Amaç: Kabuğu dökme sıcaklığına yakın sabit bir sıcaklık dağılımına getirin, böylece (A) Eriyik ile temas halindeki termal şok en aza indirilir, (B) kabuk tamamen sinterlenmiş ve güçlüdür, Ve (C) Dökme sırasında gaz gelişimi ihmal edilebilir düzeydedir.
Genel rehberlik
- Dökme sıcaklığının altında ancak buna yakın bir sıcaklığa kadar ön ısıtma yapın - genellikle arası (sıcaklık için – 50 °C) Ve (sıcaklık için – 200 °C) Alaşım'a bağlı olarak, kabuk kütlesi ve yatırım.
- Islatma zamanı: 30 dk → 3 H kabuk kütlesine ve gerekli termal homojenliğe bağlı olarak. Daha kalın kabuklar daha uzun süre ıslanmayı gerektirir.
- Tekdüzelik: hedef ±10–25 °C kabuk yüzeyi boyunca; gömülü termokupllar veya IR termografisi ile doğrulama.
Önerilen kabuk ön ısıtma tablosu (pratik):
| Alaşım / aile | Tipik erimiş metal sıcaklığı (°C) | Önerilen kabuk ön ısıtması (°C) | Emmek / zaman tutma | Atmosfer & notlar |
| Alüminyum (A356, AlSi alaşımları) | 610–720 °C | 300–400 ° C | 30–90 dakika | Hava veya kuru N₂; Kabuğun tamamen kuru olduğundan emin olun — alüminyum, yüksek sıcaklıklarda serbest karbonla reaksiyona girer; kabuğu rahat bir marjla erimenin altında tutun. |
| Bakır / Bronz / Pirinç | 900–1.090 °C | 500–700 ° C | 30–120 dakika | Yatırıma bağlı olarak Hava veya N₂; bariyer kaplamalar reaksiyonu azaltır ve bitişi iyileştirir. |
| Paslanmaz çelikler (örneğin, 316L) | 1450–1550 ° C | 600–800 ° C | 1–3 saat | Fosfat/alümina yatırımlarını kullanın; aşırı oksidasyonu sınırlamak için N₂/N₂-H₂ veya kontrollü atmosferi düşünün. |
Nikel süper alaşımları (İnkonel 718, vesaire.) |
1350–1500 ° C | 750–1000 ° C | 1–4 saat | Yüksek sıcaklıkta zirkon/alümina yatırımları ve vakum/inert eritme kullanın; kabuk ön ısıtması, en iyi besleme için dökme sıcaklığına yaklaşabilir. |
| Titanyum (Ti-6Al-4V) | 1650–1750 °C | 800–1000 ° C (bazı uygulamalar daha yakın ön ısıtma yapar) | 1–4 saat | Vakum veya inert atmosfer gerekli; zirkonya bariyer yıkamalarını kullanın; alfa durumunu önlemek için kabuk ön ısıtmaya tabi tutulur ve vakum/inert altında dökülür. |
Aşağıda bir kompakt, uygulanabilir sorun giderme tablosu bağlantısı Yaygın yatırım döküm kusurları ile Malzemeyle ilgili temel nedenler, teşhis kontrolleri, Ve pratik çözümler / önleme.
İşlemleri araştırırken bunu atölye referansı olarak kullanın; her satır, dökümhane teknisyeni veya mühendisinin teşhis adımlarını takip edebilmesi ve düzeltmeleri hızlı bir şekilde uygulayabilmesi için yazılmıştır..
Hızlı açıklama:INV = yatırım (kabuk) malzeme/bağlayıcı; mum = desen malzemesi (veya 3D baskılı reçine); pota = eriyik kabı/astarı.
| Kusur | Tipik semptomlar | Malzemeyle ilgili temel nedenler | Teşhis kontrolleri | Çareler / önleme (malzemeler & işlem) |
| Kabuk çatlaması / kabuk patlaması | Kabukta görünür radyal/doğrusal çatlaklar, Dökme veya mum alma sırasında kabuk kırılması | Yüksek mum genleşmesi vs INV genleşmesi; ıslak yatırım; sıkışmış kondens; uyumsuz bağlayıcı; çok hızlı rampa oranları | Kabuk kuruluğunu kontrol edin (kütle kaybı), balmumu giderme günlüğünü kontrol edin, görsel çatlak haritalaması; Şüpheleniliyorsa döküldükten sonra CT/UT | 100–400 °C'ye kadar yavaş mum giderme ve yanma rampası; havalandırma deliklerini/ağlama deliklerini sağlayın; uyumlu düşük genleşmeli mumlara geçiş yapın; kabukları tamamen kurutun; çamur/sıva oranını ayarlayın; Kabuk kalınlığını artırın veya mekanik dayanıklılık için bağlayıcıyı değiştirin |
| Gaz gözenekliliği (hava delikleri, iğne delikleri) | Genellikle yüzeye veya yüzey altına yakın küresel/düzensiz boşluklar | Islak yatırımdan elde edilen hidrojen; balmumundaki yağ/çözücü kalıntıları; eriyikten zayıf gaz giderme; sıvadaki nem | Enine kesit, Gözenekleri bulmak için radyografi/röntgen; nemi ölç (fırında kuru); kül testi; eriyik gazı analizi veya oksijen/hidrojen monitörü | Kabukları iyice kurulayın; balmumu gidermeyi iyileştirin & daha uzun kuruma; erimek için yanmak (argon döner); vakum destekli dökme; düşük küllü balmumu kullanın; ıslak sıvayı ortadan kaldırın ve nemi kontrol edin |
Yüzey iğne delikleri / çukurlaşma |
Küçük yüzey çukurları, genellikle tüm yüzey üzerinde | İnce artık karbon / bağlayıcı reaksiyonu; zayıf nihai bulamaç/sıva kalitesi; yatırım kirliliği | Çukur morfolojisinin görsel/SEM'i; kül içeriği testi (hassas alaşımlar için ağırlıkça %≤0,1 hedefi); son sıva parçacık boyutunu kontrol edin | Daha ince son sıva kaplaması kullanın; bulamaç karışımı kontrolünü iyileştirin; Artık karbonu azaltmak için tükenmişlik süresini uzatın; bariyer yıkamayı kullanın (zirkon/alümina) reaktif alaşımlar için |
| Oksit kapanımları / cüruf tuzağı | Dağınık koyu kapanımlar, cüruf hatları, yüzey kabukları | Yavaş akma/oksitleyici atmosfer nedeniyle eriyik üzerinde oksit tabakası; kontamine pota veya eritken yok | Metallografi; filtre/pota denetimi; eriyen yüzey görseli; filtre tıkanması | Seramik filtreleme ve süzme kullanın; gerekirse inert veya kontrollü atmosfer altında dökün; pota astarını veya kaplamasını değiştirin; daha sıkı şarj kontrolü ve akı |
Kimyasal reaksiyon katmanı (alfa durumu, arayüzey reaksiyonu) |
Gevrek oksitlenmiş / metal yüzeydeki reaksiyon katmanı, zayıf mekanik yüzey | INV kimyası eriyik ile reaksiyona girer (Ti/Al ve silika); bağlayıcıdan karbon alımı; oksijen girişi | Kesit metalografisi; reaksiyon katmanının derinlik ölçümü; Oksijen/karbon için XRF | Zirkon/alümina bariyerli yıkama katmanları kullanın; vakum/inert erime & dökmek; Yatırımı zirkonya açısından zengin sisteme değiştirin; artık karbonu azaltın (daha uzun tükenmişlik) |
| Eksik doldurma / soğuk kapanma / yanlış | Eksik geometri, dikişler, kaynaşmış çizgiler, tamamlanmamış ince kesitler | Seçilen yatırım/termal kütle için zayıf alaşım akışkanlığı; düşük dökme sıcaklığı veya soğuk kabuğa aşırı ısı kaybı; balmumu büzülme uyumsuzluğu | Görsel inceleme, geçit analizi, kabuk ön ısıtma homojenliğinin termal görüntülemesi | Alaşım spesifikasyonu dahilinde dökme sıcaklığını artırın; dökme sıcaklığına daha yakın olan ön ısıtma kabuğu; geçit/havalandırmayı optimize edin; daha yüksek akışkanlığa sahip alaşımı veya ısı emici/soğutma tasarımını seçin; ince duvar özelliklerini azaltın veya farklı bir işlem kullanın (merkezkaç) |
Sıcak yırtılma / Sıcak Çatlama |
Yüksek gerilimli bölümlerde katılaşma sırasında meydana gelen düzensiz çatlaklar | Yatırım daralmayı kısıtlıyor (çok katı); alaşımın geniş donma aralığı vardır; uyumsuz soğutma/yükseltici tasarımı | Katılaşma yoluna göre çatlak konumunu inceleyin; termal simülasyonu inceleyin | Geometriyi yeniden tasarlayın (fileto ekle, kesit kalınlığını değiştir); Yönsel katılaşmayı desteklemek için geçit ve yükselticiyi ayarlayın; Daha dar donma aralığına sahip alternatif alaşımı düşünün |
| Kötü yüzey kalitesi / grenli doku | Pürüzlü veya grenli döküm yüzeyi, zayıf cilalanabilirlik | Kaba son sıva veya agresif bulamaç; yatırım kirliliği; yetersiz son bulamaç katları | Ra'yı ölçün, son sıva parçacık boyutunu kontrol edin, çamur katı/elek analizini kontrol edin | Daha ince son kat/kum kullanın, ince bulamaç/sıva katmanlarının sayısını artırın, Bulamaç temizliğini ve karışımını iyileştirin, ortam tozunu ve elleçlemeyi kontrol edin |
Boyutsal hata / çarpıklık (büzülme distorsiyonu) |
Tolerans dışı özellikler, dökme/soğuma sonrasında çarpılma | Balmumu desenindeki büzülme telafi edilmedi; diferansiyel kabuk genişlemesi; yanlış tükenmişlik/sinter programı | Desen karartmalarını kabukla karşılaştırın; termal genleşme kayıtları; Tükenmişlik sırasında kabuktaki TC'ler | Balmumu/küçültme paylarını kalibre edin; tükenmişlik termal genleşme telafisini ayarlayın; kabuk yapısını değiştir (daha sert destek katmanları) ve ön ısıtma stratejisi; soğutma sırasında sabitlemeyi/sıkıştırmayı dahil edin |
| Çekirdek değişimi / dahili yanlış hizalama | Eksen dışı iç geçişler, çekirdeğin hareket ettiği ince duvarlar | Mum düzeneğinde zayıf seramik çekirdek malzemesi veya zayıf çekirdek desteği; çekirdek/yatırım yapışma uyumsuzluğu | Parçaları ayırın veya CT/X-ışını kullanın; çekirdeğin yeşil mukavemetini ve yapışmasını inceleyin | Çekirdek sertliğini artırın (reçine bağlayıcıyı değiştirin veya çelenk destekleri ekleyin); temel oturma özelliklerini iyileştirin; çekirdeği kilitlemek için kabuk sıva katmanını ayarlayın; Çekirdekleri düzgün bir şekilde iyileştirin |
Kirlenme / metalde karbon toplama |
Koyu çizgiler, azaltılmış süneklik; hidrojen gözenekliliği | Balmumu veya yatırım ayrışmasından kaynaklanan karbon, kirlenmiş pota astarı | Karbon/oksijen analizi (LECO), görsel mikro yapı, kül testi | Düşük küllü balmumu kullanın; tükenmişliği uzatmak; kaplamalı veya alternatif pota kullanın; vakum/atıl eriyik & dökmek; Filtrasyon ve gaz gidermeyi iyileştirin |
| Artık nemin neden olduğu dökülme / buhar patlamaları | Yerelleştirilmiş kabuk patlaması / ilk metal temasında ciddi patlamalar | Islak revetman veya hapsolmuş mum alma yoğunlaşması | Kuruduktan sonra ağırlık kaybını ölçün; fırın kuruluğu ve nem sensörü kontrolleri | Nemi hedeflemek için kuru kabuklar (çalışma talimatında belirtin), yavaş kontrollü mum alma, yeterli kuruma süresine izin verin, dökmeden önce suyu uzaklaştırmak için ön ısıtma yapın |
12. Çevre, Sağlık & Güvenlik hususları; geri dönüşüm & atık elleçleme
Önemli tehlikeler
- Solunabilir kristal silika (RCS) Sıva ve yatırım tozundan arındırılmış — sıkı bir şekilde kontrol ediliyor (solunumcular, yerel egzoz, ıslak yöntemler).
- Tükenmişlikten kaynaklanan dumanlar - yanıcı organikler; havalandırma ve termal oksitleyicilerle kontrol.
- Erimiş metal tehlikeleri — sıçramalar, yanıklar; KKD ve pota taşıma protokolleri.
- Reaktif metal tehlikeleri (İle ilgili, Mg) — oksijen varlığında yangın riski; erime/dökme için oksijensiz ortamlara ihtiyaç var.
- Sıcak kabuk imhası — termal ve kimyasal tehlikeler.
Atık & geri dönüşüm
- Metal hurda genellikle geri kazanılır ve geri dönüştürülür; büyük sürdürülebilirlik faydası.
- İkinci el yatırım geri alınabilir (bulamaç ayırma, santrifüj) ve yeniden kullanılabilir refrakter geri kazanıldı (ancak kirlenmeye ve cezalara dikkat edin).
- Harcanan yatırım ve filtre tozu, bağlayıcı kimyasına bağlı olarak sınıflandırılabilir; bertarafı yerel düzenlemelere göre yönetin.
13. Pratik seçim matrisi & satın alma kontrol listesi
Hızlı seçim matrisi (yüksek seviye)
- Takı / düşük sıcaklık alaşımları: parafin/mikrokristalin balmumu + alçı yatırımı + buharla mum alma.
- Genel bronz / pirinç / bakır alaşımları: balmumu karışımları + silika/fosfat yatırımları + vakumlu veya inert dökme önerilir.
- Alüminyum alaşımları: mum + Al için formüle edilmiş silika sol/kolloidal yatırımlar + kuru kabuklar + inert veya kontrollü atmosfer + uygun pota (Kaplamalı SiC/grafit).
- Paslanmaz, nikel alaşımları: mum + fosfat veya alümina/zirkon yatırımları + yüksek kabuk sinter sıcaklığı + vakum/inert erime & filtreleme.
- Titanyum: balmumu veya baskılı desen + zirkonya/alümina bariyer yatırımı + vakumla eritin ve dökün + zirkon bariyer katlar + özel potalar.
Tedarik & çizim kontrol listesi (olmazsa olmaz eşyalar)
- Alaşım spesifikasyonu ve gerekli mekanik/korozyon özellikleri.
- Yüzey bitirme hedefi (ra) ve kozmetik gereksinimleri.
- Boyutsal toleranslar & kritik veriler (işlenmiş yüzleri tanımlayın).
- Kabuk tipi (yatırım ailesi) ve minimum kabuk kalınlığı.
- Tükenmişlik programı kısıtlamaları (Mümkünse) ve ön ısıtma/döküm sıcaklığı penceresi.
- NDT & kabul (radyografi %, basınç/sızıntı testi, mekanik numune alma).
- Döküm yöntemi (yer çekimi / merkezkaç / vakum / basınç) ve eriyen atmosfer (hava / Argon / vakum).
- Pota & filtreleme gereksinimleri (seramik filtre, pota malzeme kısıtlamaları).
- Atık & geri dönüşüm beklentileri (yatırım geri kazanımı %).
- Emniyet & risk profili (reaktif metaller maddesi, izin ihtiyaçları).
14. Çözüm
Kayıp balmumu dökümünde malzeme seçimi geniş kapsamlı ve disiplinler arasıdır: her malzeme – balmumu, yatırım, sıva, çekirdek, pota ve alaşım - termalde işlevsel bir rol oynar, kimyasal ve mekanik etkileşimler.
Malzemeleri göz önünde bulundurarak seçin alaşımın eriyik kimyası ve sıcaklığı, gerekli yüzey kalitesi, kabul edilebilir gözeneklilik, Ve işlem sonrası.
Reaktif veya yüksek sıcaklık alaşımları için (titanyum, Ni-süper alaşımlar), özel yatırımlara yatırım yapın (zirkonya/alümina), vakumlu eritme ve bariyer kaplamalar.
Mücevherat ve düşük sıcaklığa dayanıklı alaşımlar için, alçı yatırımları ve ince sıva olağanüstü bir yüzey ve doğruluk sağlar.
Tasarım arasında erken işbirliği, Güvenilirlik için desenleme ve dökümhane ekiplerinin doğru malzeme setine kilitlenmesi çok önemlidir., yüksek verimli üretim.
SSS
Paslanmaz döküm için nasıl yatırım seçerim?
Seç fosfat bağlı veya alümina/zirkon alaşımınızın sıvılaşma değerinin üzerinde derecelendirilmiş ve yeterli sıcak dayanıma sahip güçlendirilmiş yatırım; dökmeden önce 1.000–1.200 °C kabuk sıcaklığına ulaşan bir kabuk sinterleme programı gerektirir.
Alüminyum için normal alçı yatırımını kullanabilir miyim??
HAYIR. Alçı yatırımları nispeten düşük sıcaklıklarda yumuşar ve parçalanır; alüminyum, demir dışı metaller için formüle edilmiş ve Al eriyiklerinin belirli termal ve kimyasal koşullarını karşılayacak şekilde tasarlanmış yatırımlara ihtiyaç duyar.
Titanyum dökümler neden bir alfa durumu geliştiriyor??
Alfa durumu, titanyumun yüksek sıcaklıkta oksijenle reaksiyonundan kaynaklanan, oksijenle zenginleştirilmiş kırılgan bir yüzey tabakasıdır..
Zirkonya/alümina bariyer kaplamaları kullanarak bunu azaltın, vakum veya argon atmosferleri ve temiz, kuru yatırımlar.
Yatırımın geri kazanılması ekonomik midir??
Evet — birçok dökümhane, bulamaç ayırma yoluyla yatırım tozlarını ve kaba malzemeleri geri kazanıyor ve geri dönüştürüyor, santrifüjler ve termal ıslah.
Ekonomi üretime ve kirliliğe bağlıdır.
Bronz ve titanyum için hangi potayı kullanmalıyım??
Bronz: kaplamalı grafit veya SiC potaları sıklıkla işe yarar.
Titanyum: atıl kullanın, karbon olmayan potalar ve vakumlu veya soğuk pota indüksiyonlu eritme sistemleri - normal grafit potalar Ti'yi reaksiyona sokacak ve kirletecektir.
Alüminyum dökümler için en uygun maliyetli refrakter sistemi nedir??
Silika kumu (agrega) + su bardağı (bağlayıcı) silika sol-zirkon sistemlerine göre P-60 daha az maliyetlidir, ve alüminyumun düşük erime noktası (615°C) silika ile reaksiyonu önler; yüksek hacimli uygulamalar için idealdir, düşük maliyetli alüminyum parçalar.
Mumsuz balmumu nasıl geri dönüştürülür??
Mumu giderilmiş balmumu, yabancı maddeleri çıkarmak için 5-10 μm'lik bir ağdan filtrelenir, homojenleştirmek için 80–100°C'ye ısıtılır, ve 5-8 kez yeniden kullanıldı.
Geri dönüştürülmüş balmumu korur 95% orijinalin performansını artırır ve malzeme maliyetlerini azaltır. 30%.
