Su Camı Yatırım Dökümü (Sodyum silikat dökümü olarak da bilinir) Seramik kabuğunda suda çözünür bir sodyum silikat bağlayıcı kullanan bir kayıp-ağlama dökümü biçimidir..
İki ana yatırım döküm yönteminden biri olarak (diğeri silika Sol), hassasiyet ve maliyet etkinliği dengesi sağlar.
Asya ve Avrupa'daki geleneksel kayıp-ağız tekniklerinden kaynaklanan, Su-cam dökümü, Doorries kolloidal-silika süreçlerine daha düşük maliyetli bir alternatif aradığı için 20. yüzyılda endüstriyel çekiş kazandı.
Ortak malzemeleri kullanarak (Alkali silikat ciltli kuvars veya silika kumu), Bu süreç, orta-hassasiyet için çok uygundur, bütçelerin daha sıkı olduğu yüksek karmaşıklık parçaları.
Tipik su cam dökümleri birkaç yüz gramdan değişir. 150 kilogram, 1 m civarında maksimum boyutlarla, daha büyük için ideal yapmak, maliyete duyarlı bileşenler.
Su Camı Yatırım Dökümü Nedir?
Su Camı Dökümü, hassas yatırımın bir çeşididir (Kayıp) Döküm sodyum silikat ("Su Camı") seramik bağlayıcı görevi görür.
pratikte, mum (veya plastik) desenler bir ağaca yapılır ve monte edilir.
Desenler tekrar tekrar sodyum silikat çözeltisine bağlanmış ince refrakter parçacıkların bir bulamacıyla kaplanmıştır, daha sonra kabuğu oluşturmak için giderek daha kaba sıva katmanlarıyla kaplı.
Kabuk iyileştikten sonra, balmumu eridi veya kaynatıldı, içi boş bir kalıp boşluğu bırakmak. Erimiş metal (Tipik olarak çelik veya demir alaşımları) bu seramik kabuğuna dökülür.
Katılaşmadan sonra, Kabuk döküm kısmını ortaya çıkarmak için kırıldı. Kısacası, Su cam yatırım dökümü, kalıp oluşturmak için sodyum silikat bazlı bir seramik içine bir balmumu ustası “yatırıyor”.
Silika-SOL yatırım dökümü ile karşılaştırıldığında (kolloidal silika ve zirkon bazlı kumlar kullanan), Su cam yöntemi, daha düşük malzeme maliyeti ve daha basit işleme için bir miktar yüzey kalitesi ile işlem görür.
Neden su bardağı kullanın?
Su Camı Dökümü popüler çünkü maliyet ve işlemeyi azaltır Diğer hassas yöntemlere göre.
Sodyum silikat bağlayıcı ve geleneksel silika kumları ucuzdur ve kullanımı kolaydır, Yani takım ve malzemeler kolloidal-silika kabuklarından çok daha az pahalı.
Örneğin, Su cam sistemleri, yüksek silis ve özel kum masraflarından kaçının, Part başına daha düşük yatırım maliyeti sağlamak.
Süreç de Birçok ikincil operasyonu ortadan kaldırır: Parçalar Net şeklinde çıkıyor (genellikle az kaynak veya işleme gerektirir).
pratikte, Su cam dökümleri çok karmaşık geometriler yakalayabilir (alt kesimler ve ince ağlar ile) çekirdeksiz, tasarımı basitleştirmek.
Endüstri kaynaklarına göre, su cam döküm teklifleri "Taslak açlıksız karmaşık tasarım" Ve "Kum dökümüne kıyasla daha yüksek doğruluk",
Pahalı çekirdeklerden kaçınırken, kalıplar, veya birçok büyük kum dökme parçasının ihtiyaç duyduğu kaynaklar.
Bu esneklik onu cazip hale getirir Küçük-orta üretim çalışmaları Takım maliyetlerinin en aza indirilmesi gereken yerlerde.
Aynı zamanda, Su cam parçaları genellikle Kum dökümünden daha doğru.
Tipik boyutlu toleranslar ISO CT6-CT9 aralığında, Kabaca eşleşen ince kum dökme tolerans sınıfları veya alt uçlu yatırım döküm sınıfları.
Yüzey kaplamaları buna bağlı olarak ılımlıdır: emriyle RA ~ 6-12 μm (250-500 μT'dir),
Yeşil kum dökümünden daha iyi ancak silika-sol yatırım dökümlerinden daha pürüzlü.
Kısacası, Su cam dökümü, karmaşık şekillere ihtiyaç duyduğunda ve kayıp-ağlama dökümünün ikincil çalışmasını azalttığında seçilir,
Ancak daha sıkı bütçe veya daha büyük boyut, daha yüksek maliyetli silika-sol sürecini pratik hale getirir.
Sürece Genel Bakış
Su cam yatırım dökümü, kalıp malzemelerinde birkaç farklılıkla genel kayıp-wax prosedürünü takip eder:
Balmumu deseni ve ağaç düzeneği.
Bir ana desen üretilir (enjeksiyon kalıplama ile, 3Baskı, veya el heykel) ve gerekirse yapılan bir desen kalıp/kalıp.
Parçanın balmumu kopyaları bu ustadan oluşturuldu. O zaman birden fazla balmumu deseni ortak bir ladin üzerine monte edildi (bir "ağaç" oluşturmak) balmumu kapıları ve besleyiciler kullanma.
Bu balmumu kümesi, bir dökümde birçok döküm oluşturacaktır. Balmumu yüzeyleri dikişleri veya kusurları gidermek için “giyinmiş”, her desende ihtiyaç duyulan bir kaplama sağlamak.
Kabuk binası (Seramik Kaplama).
Balmumu düzeneği tekrar tekrar seyreltilmiş bir sodyum silikat çözeltisi içinde asılı çok ince kum veya zirkon unu refrakter bir bulamaya batırılmıştır.
Her daldırma balmumu ince bir seramik tabakada katlar (Genellikle 0.5-1 mm) Daha kaba kumla sıva yapmadan önce.
Fazla bulamaç boşalttıktan sonra, A sıva katmanı (daha büyük silika kum granülleri) yapışkan bulamaç bağlamak için dökülme veya akışkan yatağın uygulanması.
Daha sonra kümenin sertleşmesine izin verilir (Genellikle havada kurutulmuş veya düşük ısıtmalı). Bu ceket kurutma döngüsü tipik olarak tekrarlanır 4–7 kez Gerekli kabuk kalınlığına ulaşmak için (Genellikle toplam 5-15 mm).
Bu dizi sırasında, Daha sonra katlar daha kaba ve bazen farklı refrakterler kullanır (örneğin. Detay için ince silika ilk katlar, Destek katmanlarında kaba kuvars kum) Güç ve geçirgenliği en üst düzeye çıkarmak için.
Su cam süreçlerinde, Kuvars/kaynaşmış sinika kumları ve alümino-silsikler yaygın refrakterlerdir. Tüm kabuk nihayet iyice kurutulur (Bazen nem kontrollü fırınlarda) Nemi çıkarmak için.
Dewaxing ve ateşleme.
Sertleştirilmiş seramik kabuk, balmumu eritmek kalıp dışında.
Silika-sol kabukların aksine (tipik olarak bir tükenmişlik fırında veya alevle balmumu yakar), Su cam kabukları genellikle sıcak suya batırılmış veya balmumu eritmek için buhara maruz kaldı.
Amaç, kabuk stresini en aza indirirken balmumu hızlı bir şekilde temizlemektir (Sodyum silikat kabukları soğukken daha serttir).
Dewaxing'den sonra, Kabuk ateşli (sindirilmiş) yüksek sıcaklıkta (Genellikle 800-1000 ° C) Seramiği güçlendirmek ve kalan organikleri yakmak için.
Bu aynı zamanda sodyum silikat bağlayıcısının sinterlemesine ve kısmen vitrifiye edilmesine neden olur, Bir katı oluşturmak, Gazdan etkilenebilir kalıp.
Metal dökme.
Erimiş metal, önceden ısıtılmış kabuğa olağan şekilde dökülür. Çünkü su cam kabukları geleneksel silika kumları kullanır, Isı kapasitesi ve termal iletkenlikleri kum kalıplarına benzer.
Kabuk, katılaşmaya kadar metali destekler (Yükselenler kullanılırsa minimum büzülme boşlukları ile).
Kabuk kaldırma ve bitirme.
Bir kez sağlam, Seramik kabuk mekanik yollarla çıkarılır (örneğin. atış, titreşim veya çekiçleme) döküm parçalarını ortaya çıkarmak için.
Artık kuvars kumu temizlenir. Döküm ağacı parçalanır, ve kapılar ve yükselticiler kesilir.
Son bitirme öğütmeyi içerebilir, CNC işleme, Ve yüzey işlemleri gerektiği gibi.
Çünkü ilk kabuk kaplaması orta derecede, Su cam dökümleri genellikle bir miktar yüzey taşlama veya işleme gerektirir, ancak yeşil kum dökümlerinden daha az.
Çok önemli, Su camı işlemi, esas olarak bir silika-kol işleminden farklıdır bağlayıcı ve dewax yöntemi.
Su cam dökümünde, sodyum silikat (alkali silikat) kurutma ve kürleme yaparak setler, oysa silika-sol (kolloidal silika) Kabuklar öncelikle jelasyon ile sertleşir.
Dewaxing sıcak su ile yapılır (A Islak dewax) Alev yerine. Bu farklılıklar döngü süresini ve kalitesini etkiler.
Örneğin, Wet-dewax kırılgan kabuklarda daha yumuşaktır, ancak atık su kullanımı gerektirir. Ayrıca, Su cam kabukları genellikle zirkon içeren silika-kollu kabuklardan daha düşük termal stabiliteye sahiptir, Aşağıda tartışıldığı gibi.
Bağlayıcı sistemi
Su cam dökümündeki bağlayıcı sodyum silikat çözeltisi (şefkatle na₂oi · tasma). Kimyasal olarak, Su bardağı oldukça alkalindir (Ph ~ 11-13) ve belirli bir silika-soda oranı ile yapılmış.
Tipik formülasyonlar bir 2:1 ile 3.3:1 Sio₂:Na₂o ağırlık oranı (Genellikle modülle ifade edilir, örneğin. M = 2.0 hakkında 2.3 Na₂o başına parçalar sio₂).
Oran ve Katılar İçerik Kontrolü Anahtar Özellikleri. Düşük oranlar (Daha fazla na₂o) Daha akıcı bir bulamaç verin ve daha hızlı kurutma seti, aynı zamanda daha higroskopik ve daha düşük refraktorluk bağlayıcısı.
Daha yüksek oranlar (daha fazla sio₂) Isı direncini ve düşük pH'ı artırın.
Su bardağı su-ince (suya benzer viskozite) ve buharlaşma ve hafif ısı ile tedaviler. Kururken, Rijit bir amorf silikat cam ağı oluşturur.
Bağlayıcı higroskopiktir, Bu nedenle, ateşlemeden veya nemli hava veya suya maruz kalmadan önce kabuklar iyice kurutulmalıdır, veya yeniden organize edebilir ve bozabilirler.
Hizmette, Kalan nem, metal çok sıcak dökülürse buhar ceplerine veya gözenekliliğe yol açabilir. Kabloyu tam olarak sertleştirmek ve nemi artırmak için tipik olarak 100-200 ° C'de pişirmeyi içerir.
Sodyum silikat bağlayıcılarının avantajları, düşük maliyetlerini içerir, Sınırsız "Raf ömrü", ve kullanım kolaylığı (Toksik çözücü veya asit katalizörü yok).
Basit kurutma ile ayarlandılar (veya bir tuz tedavisi ile) ve çok sert kabuklar verir.
Fakat, sınırlamalar var: Yüksek alkalinitesi refrakter tahıllara veya metale saldırabilir (Özellikle alüminyum, gaz alımına neden olmak), Ve camsı doğaları, silika-kollu kabuklardan daha düşük yüksek sıcaklık mukavemeti sağlar.
Genel olarak, su cam kabukları ~ 800-900 ° C yukarıda ısıtılırsa yumuşar, Yani çelik/demir alaşımlarına uyuyorlar, ancak çok sıcak döküm alaşımları için marjinal..
Buna rağmen, sodyum silikat kalır kanıtlanmış bağlayıcı sektörde. Üç geleneksel bağlayıcıdan biridir (etil silikat ve kolloidal silika ile birlikte) Yatırım kalıbı yapımı için yaygın olarak alıntı.
Kabuk malzemeleri ve inşaat teknikleri
Su cam dökümü için kabuk neredeyse tamamen Silika bazlı refrakterler. pratikte, Birincil malzemeler silika veya kuvars kumu (kaynaşmış veya kristal), muhtemelen alümino-silsasyonlarla karıştırılmış.
Asal için tipik parçacık boyutları (iyi) katlar 100-200 ağ olabilir (75–150 μm) Ayrıntıyı yakalamak için, Yedek katlar daha kaba kum kullanırken (örneğin. 30–60 ağ).
Zirkon nadiren su cam kabuklarında kullanılır (Silika-sol kabukların aksine) Maliyet nedeniyle - bunun yerine, Daha ucuz silika kumları kullanılır.
Termal şok direncini artırmak için daha ince alümina veya titanya unu eklenebilir, Ama taban silika.
PH kontrolü bulamaçta çok önemlidir. Sodyum silikat bağlayıcı çok alkalindir, çok az miktarda tampon veya tuz (sodyum bikarbonat gibi) jel süresini ayarlamak ve anında tedaviyi önlemek için eklenir.
Üreticiler bulamaç pH'ı izleyin (genellikle 11-12 civarında) ve tutarlı kaplama kalınlığı sağlamak için viskozite. Aşırı yüksek alkalinite, ilk katın balmumu üzerinde erken jelleşmesine neden olabilir.
pratikte, Su cam kabukları kullanıyor 4 ile 7 kaplama katmanları (Prime ceket artı birkaç sıva destekli palto).
Örneğin, İnce bir silika bulamaçtaki ilk daldırma, ince kuvars kum ile sıva izler (Bu "ana ceket" desen detayında kilitlenir).
Sonraki katlar, güç oluşturmak için giderek daha kaba kumlar kullanır. Her kaplama kurumalı (Oda sıcaklığında genellikle 1-2 saat veya düşük ısıtma fırında daha hızlı) Bir sonraki kattan önce.
Son kabuk kalınlığı genellikle toplam 5-15 mm'dir..
Kurutma sırasında, Sıcaklık ve nem özenle kontrol edilir - çok hızlı kurutma kabuğu kırabilir, Çok yavaş kurutma koşu veya bozulmaya neden olabilir.
Silika-kollu kabuklarla karşılaştırıldığında, su cam kabukları olma eğilimindedir Güçlü ama daha az refrakter.
Kaynaşmış silika katmanları ~ 900 ° C'ye kadar iyi sıcak mukavemet verir, Ancak bunun ötesinde sodyum silikat cam ağı yumuşatmaya başlayabilir.
Aksine, Silika-kollu kabuklar genellikle yukarıda sabit kalan zirkon ve alümina katmanları kullanır 1200 °C.
Başka bir deyişle, Silika-Sol kalıpları, süper alaşımların daha yüksek dökme sıcaklıklarına daha iyi dayanabilir, oysa su cam kabukları tipik olarak çelikler ve ütüler ile sınırlıdır.
Metal döküm ve uyumluluk
Su cam dökümü ortak demir alaşımları ile mükemmel. Tipik çelikler içerir karbon çeliği, Düşük- ve orta alaşım çelikler, ısıya dayanıklı paslanmaz çelikler, ve manganez çelikler.
Ütü (gri ve sünek) aynı zamanda yaygın olarak. Bu alaşımlar, silika kabuğuna felaketle zarar vermeden 1400-1600 ° C aralığında dökülebilir. (uygun ısı programları ile).
Aslında, Su camı özellikle popülerdir Parçalar ve ağır bileşenler giyin çelikten yapılmış, ekstra kabuk gücü nerede (Kum dökümü ile karşılaştırıldığında) ve karmaşıklık ödemeli.
Su bardağı reaktif veya hafif metaller için daha az uygun. Alüminyum ve magnezyum alaşımları, Örneğin, çok kuru gerektirir, Temiz Kabuklar.
Kabuktaki herhangi bir nem veya soda, alüminyumda hidrojen gözenekliliği üretebilir veya oksidasyona neden olabilir.
Titanyum ve diğer reaktif alaşımlar genellikle silika-sol veya seramik kabuk sistemleri gerektirir (veya vakum eritme) çünkü su bardağı kabukları gerekli inertliğe veya saflığa sahip değildir.
(Pratik olarak, Titanyumun Kayıp-Ağlama Dökümü neredeyse sadece refrakter zirkon/alümina-kabuk sistemleri ile yapılır, Su bardağı değil.)
Böylece, Metalurjik uyumluluk önemli bir husustur: Döküm metali silika ile uyumlu olduğunda su bardağı seçilir (demir sistemleri) Ve süreç ekonomisi gerekli.
Metalurji açısından, Su cam kabukları döküm kalitesini etkileyebilir.
Örneğin, Asitlenmiş su ile çiğnenmişse, kabuk arayüzünde karbon çelikler hafif karbürizasyon geçirebilir, Yani nötr su kullanılır.
Seramiğin gaz geçirgenliği hidrojen ve gazın havalandırılmasına yardımcı olur; Yine de, Herhangi bir yetersiz dewax veya nem gaz gözenekliliği üretebilir.
Büzülme gözenekliliği, her zamanki gibi yükselticiler ve delikler aracılığıyla yönetilir.
Genel olarak, Su cam dökümleri, aynı metalin diğer hassas dökümleri gibi metalurji davranır-kabuk kimyası minimum alaşım etkisine sahiptir, ancak yüzey dekarbizasyonunu biraz değiştirebilir.
Uygun süreç kontrolleri (Belirli çelikler için dökülen vakum veya inert-atmosfer gibi) gerektiğinde uygulanabilir, ancak bağlayıcı tipinden bağımsızdır.
Boyutsal Doğruluk ve Yüzey İşlemi
Su Camı Yatırım Dökümleri Orta Hassasiyet. Boyutlu toleranslar tipik olarak ISO CT7-CT9 genel boyutlar için. (İnce duvarlar için, Tolerans CT9 veya CT10'a kadar rahatlayabilir.)
Bunu perspektife koymak için, ISO CT7 50 MM özelliği yaklaşık ± 0.10 mm sapmaya izin verir, oysa CT6 ± 0.06 mm olur.
pratikte, Küçük parçalar ve iyi kontrol edilen süreçler CT6-CT7'ye yaklaşabilir,
Ancak daha büyük veya daha karmaşık dökümler genellikle CT8-CT9 aralığında.
Bu ince kum döküm toleransları ile karşılaştırılabilir.
Aksine, Üst düzey silika-kol dökümleri küçük boyutlarda CT4-CT6'ya ulaşabilir, Yani su camı yaklaşık bir tolerans derecesi ile daha az doğrudur.
Kalite bilincine sahip dükkanlar, ISO'ya dayalı toleransları belirleyecektir. 8062, genellikle su cam süreçleri için bir temel olarak “CT8”.
Yüzey kaplaması da aynı şekilde silika-soldan daha kaba ama kum dökümünden daha pürüzsüz. Tipik yüzey pürüzlülüğü Su cam dökümleri için RA 6-12 μm (250–500 dakika).
Bir dökümhane, su cam dökümlerinin kabaca RA = 12.5 Karşılaştırma testlerinde μm. Tersine, Silika-Sol parçaları RA 3-6 μm elde edebilir.
Su bardağının daha yüksek pürüzlülüğü, kabuktaki daha büyük tane boyutlarından ve sodyum-silikat bağlayıcısının doğasından kaynaklanmaktadır..
Bitişimi etkileyen faktörler arasında bulamaç katı içeriği, sıva tahıl boyutu, kabuk kalınlığı, ve desen kalitesi.
Örneğin, Daha ince başlıklar ve ek asal katmanlar yüzey kalitesini artırabilir.
yine de, Tasarımcılar daha sert bir başlangıç yüzeyi beklemelidir: Tipik dökümler genellikle kritik yüzeyler için RA 3-6 μm civarında pürüzsüzlüğe ulaşmak için hafif öğütme veya işlemeye ihtiyaç duyar.
Doğruluğu yönetmek için, Çoğu dükkan kullanıyor Boyutlu İnceleme (kaliperler, CMM, göstergeler) Birinci bölümlerde ve üretim örneklerinde.
Balmumu deseni ve ağaç biraz değişkenlik getirdiğinden, Dikkatli düzen ve büzülme telafisi gereklidir.
Çelik için termal kasılmanın katsayıları (hakkında 1.6 mm/m · 100 ° C) kalıpları ölçeklendirmek için kullanılır. Proses belgeleri, ISO başına büzülme faktörlerini ve toleranslarını tanımlar.
Kalite Kontrol ve Muayene
Su cam döküm aynalarında kalite kontrolü diğer dökümhane disiplinleri. Kritik adımlar birden fazla aşamada incelenir:
- Kabuk muayenesi: Dökülmeden önce, Kabuklar çatlaklar için incelenir, kabarcıklar, veya eksik kaplama.
Müteahhitler genellikle ultrasonik göstergelerle kabuk kalınlığını ölçer ve her katmanın düzgün olduğunu doğrulayın. Herhangi bir delaminasyon veya pin delik döküm kusurlarına neden olabilir.
Islak bulamaç kapları pH ve katılar için izlenir; Varyasyonlar zayıf kabuklar üretebilir. Kurutucu fırınları eşit ısı dağılımı için kontrol edilir. - Boyutlu Kontroller: Shakeout ve bitirme işleminden sonra, Dökümler tasarım boyutlarına göre ölçülür.
Birinci sanat parçaları, belirtilen tolerans sınıfında kritik boyutları doğrulamak için tipik olarak CMM incelemesine tabi tutulur. (örneğin. ISO CT8).
Delik çapları için basit gösterge blokları veya fiş göstergeleri kullanılır. Çünkü ağaç perdesi ve balmumu büzülmesi küçük hatalar ekler, Tatma gerçekleşirse desen ana boyutlarını ayarlamak yaygındır. - Kusur tespiti: Su cam dökümleri gaz gözenekliliği gibi kusurlara maruz kalabilir, kapanımlar, veya kabuk füzyon kusurları.
Yaygın denetim yöntemleri X-ışını/radyografiyi içerir (İç boşlukları veya kapanımları bulmak için), floresan penetran (yüzey çatlakları ve gözeneklilik için), ve manyetik parçacık testi (Demir parçalar için).
Uygun olduğu yerlerde, Basınç testi veya akış testleri uygulanır. Metalurjik analiz (makro gravür, mikrograflar) Süreç geliştirme sırasında kullanılabilir.
Tüm testler standartlara başvurmalıdır (örneğin. Penetrant için ASTM E165, Radyografi için ASTM E446) Kabulü tanımlamak için. - İşlem belgeleri: Su cam dökümlerinde sıkı izlenebilirlik korunur. Kayıtlar bulamaç karışım oranlarını içerir, Tedavi Programları, ve fırın süreleri.
Birçok dökümhane süreç içi kontrol listeleri kullanır (Dewax fırınları için sıcaklık kütükleri, Kurutma Odaları için Nem Günlükleri, ve bağlayıcı kullanım günlükleri).
Yüksek güvenilirlik parçaları için (örneğin. havacılık bileşenleri), Parçaya tam bir ısı kodu ve kimyasal/fiziksel sertifika eşlik ediyor.
ISO 9001 veya NADCAP standartları kritik endüstrilerdeki belgeleri yönetebilir.
Etraflı, Kontrol felsefesi, herhangi bir döküm arızasının temel nedenine geri izlenebilmesi için her adımı standartlaştırmaktır. (örneğin. dengesiz bir bulamaç veya kaçırılan bir kurutma döngüsü).
Ekonomik düşünceler
Su camı kayıp-wax döküm için değerlidir. maliyet etkinliği uygun uygulamalarda. Temel ekonomik faktörler maddi maliyeti içerir, iş gücü, döngü süresi, ve verim:
- Malzemeler: Sodyum silikat bağlayıcı ve kuvars kumu, kolloidal silika ve zirkona kıyasla ucuzdur.
Örneğin, Sodyum silikat çözeltisi kilogram başına birkaç senteyebilir, kolloidal silika bağlayıcıların maliyeti daha yüksek.
Kullanılan tuzlar veya hızlandırıcılar minimaldir. Balmumu desenleri (Özellikle 3D baskılı ise) Maliyet ekle, Ama verim yüksek.
Bazı hurda seramik atıklar var (kırık kabuk) ancak genellikle kum olarak geri dönüştürülebilir. Etraflı, Sarf malzemeleri düşük maliyetlidir. - Emek ve İşleme Süresi: Su cam kabuğu inşa etmek emek yoğundur, Birden fazla dip ve kurutma döngüsü gerektiren.
Döngü süreleri 24–72 saat balmumu ağacından dökülmeye kadar tipiktir (Daha uzun tedaviler alabilen yüksek templu silika-soldan daha hızlı).
Islak Dewax adımı daha uzun (daldırma vs açık alev yanık), Ama bu genellikle bir gece ıslatma. Desen hazırlığı için emek gereklidir, Kaplama/sıva işlemleri, ve shakeout.
Buna rağmen, Düşük takım maliyetleri ve azaltılmış işleme genellikle daha yüksek emeği dengelemektedir.
Bir maliyet modelinde, Parça hacimleri yılda birkaç yüzü aştığında su camı rekabetçi olabilir, özellikle kum veya kalıp dökümünde çok pahalı olacak ağır veya karmaşık parçalar için. - Verim: Tek amaçlı su cam çizgileri sürekli olarak çalışabilir, Ama her yapı (kabuk yükleme, çiğneme, ateş, dökmek, Nakavt) sadece o ağaçtaki parçaları işler.
Verim ılımlı; Parti başına birkaç yüz kilogram döküm normal olabilir. Fakat, Balmumu enjeksiyonu ve kabuk püskürtme için otomasyon var.
Sınırlayıcı adım genellikle çiğnenir ve ateşlenir, tanımlanmış yüklerle toplu fırınlar olabilir. Etkili Zamanlama (istifleme ağaçları) Kullanımı iyileştirebilir. - Verim ve hurda: Çünkü süreç kesin, Hurda oranları kontrol edilirse düşük olabilir. Fakat, Herhangi bir kabuk çatlağı veya metal kaçak-bu dökümün toplam kaybı verir.
Kabuk kusurları nedeniyle başarısızlıklar (örneğin. Dewax sonrası çatlama) sıkı işlem kontrolü ile en aza indirildi.
Kum dökümüyle karşılaştırıldığında, Su camının genellikle daha yüksek verimi vardır, çünkü parçaların temizlenmesi daha kolaydır ve neredeyse net şekil.
Silika Sol ile karşılaştırıldığında, Verim benzer veya biraz daha düşüktür (Silika-kollu kabuklar dewax sorunlarını daha affedici olabilir).
Bir kaba maliyet karşılaştırması su cam dökümünün olabileceğini gösterebilir 50Bölüm başına –70 daha ucuz Orta hassas çelik parçalar için silika-kol dökümünden daha,
Daha düşük malzeme ve takım maliyeti nedeniyle, Mütevazı yüzey kalitesi kaybı olsa da.
Birim başına ucuz kum dökümünden daha pahalıdır, Ancak son parçaların çok daha az işlemeye ihtiyacı olduğu için, the Toplam bitmiş kısım maliyeti Rekabetçi olabilir.
Kısacası, Su cam dökümü, şirketlerin maliyeti işleme süresine kadar makine saatlerinden kaydırmasına olanak tanır,
bu, özel aletlerin haklı olmadığı kadar karmaşık veya düşük hacimli parçalar için genellikle avantajlıdır.
Endüstriyel Uygulamalar
Su cam yatırım dökümü nişini bulur Ağır hizmet tipi ve karmaşık bileşenler Birkaç endüstri arasında. Dikkate değer uygulamalar içerir:
- Makine ve ağır ekipman: Madencilik için bileşenler, yağ & gaz, ve inşaat makineleri genellikle su cam dökümü kullanır.
Örneğin, dişliler, pompa gövdeleri, vanalar, ve bu sektörlerdeki pervaneler çeliğin gücünden ve yatırımların geometrik özgürlüğünden yararlanır.
Su Cam Döküm Paslanmaz Çelik Valf Boru Takma - Tarımsal Bölümler: Traktör muhafazaları gibi parçalar, Pulluk Bileşenleri, ve ağır çiftlik ekipmanı bağlantıları bu şekilde yapılır.
Sünek demir veya düşük alaşımlı çelik şekiller dökme yeteneği (örneğin. yeke parçaları, Tohum Sondaj Plakaları) Karmaşık profillerle önemli bir avantajdır. - Otomotiv: Kitlesel olarak üretilen araba parçaları için yaygın olmasa da, Su Camı Dökümü, düşük hacimli otomotiv veya kamyon bileşenlerinde kullanılır (örneğin. Küçük Direksiyon Knuckles grubu, ağır süspansiyon kolları, Özel araçlar için fren bileşenleri).
Hassasiyeti, kritik uyum parçaları için kum dökümünü aşar, ancak ılımlı koşular için uygun maliyetli. - Endüstriyel vanalar ve pompalar: Dökme Demir ve Çelik Vanalar, pompa gövdeleri, ve flanşlar genellikle su cam yatırım kalıplarından gelir.
Bu parçaların karmaşık iç geçiş yollarına ve iyi bir yüzey kaplamasına ihtiyacı vardır (Sızıntıyı önlemek için) -Su cam dökümü, çekirdeksiz işlenmeye hazır vanalar verir. - İnşaat ve mimari dökümler: Ara sıra, dekoratif veya yapısal demir/çelik elemanlar (Flanşlar gibi, donanım, veya süslü destekler) su cam yoluyla dökülür.
Süreç, uygun fiyatlı kum kullanırken güzel sanatsal detayları yakalayabilir, Özel dökümler için uygun hale getirmek (örneğin. Mimari unsurlarda bronz replasman). - Açık deniz ve deniz bileşenleri: Endüstri kaynakları tarafından belirtildiği gibi, Fragmanlar için Parçalar, vinçler, ve deniz kuleleri bu yöntemi sert ortamlarda dayanıklılık için kullanır.
Etraflı, Talep eden endüstrilerde su cam dökümü seçilmiştir Makul maliyetle ılımlı detaylara sahip sağlam demir dökümler.
Daha yüksek doğruluk veya net şekil detayı gerektiğinde kum dökümü ile rekabet eder, ve büyük boyut veya bütçe kısıtlamaları ikincisini çok maliyetli hale getirdiğinde silika-sol yatırım dökümü ile rekabet eder.
Karşılaştırmalı analiz
Diğer döküm yöntemleriyle karşılaştırıldığında, Su cam yatırım dökümü orta zemini kaplar:
Su Camı Vs Silika-Sol Yatırım Dökümü:
Silika-kol (Zirkon unu ile kolloidal-silika bağlayıcı) en iyi ayrıntıyı üretir, En iyi yüzey kaplaması (RA 3-6 μm kadar düşük), ve daha sıkı toleranslar (ISO CT4-CT6).
Fakat, öyle daha pahalı: Silika sol çözümleri ve zirkon kumları önemli ölçüde daha pahalı, ve işlem alev tükenmişliği ve daha yüksek ateşleme sıcaklıkları gerektirir.
Su cam dökümü, aksine, daha kaba bir kaplama var (~ RA 6–12 μm) ve daha geniş toleranslar (CT6-CT9), ancak ucuz malzemeler ve daha basit bir dewax kullanır.
Su camı kabukları da dökülmeden önce elleçlenmede daha güçlü olma eğilimindedir (Kurutulduktan sonra çok katıdırlar) ve daha kalın olabilir, ağır dökülmelerden yararlanan.
Özetle, Silika-Sol yüksek hassasiyet için seçilmiştir, küçük parçalar; Su cam daha büyük için seçildi, Yüzey kaplamasının feda edilebileceği zorlu bileşenler.
Su Camı Yatırım Dökümü vs Kum Döküm:
Kum dökümü (yeşil kum veya kimyasal olarak bağlı) en düşük maliyet, Büyük parçalar için en esnek kalıp yapımı.
Fakat, Kum dökümleri çok kaba yüzeylere sahiptir (ra > 25 μm, genellikle 50-100 μm) ve gevşek toleranslar (ISO CT11 veya daha kötüsü).
Su cam dökümü önemli ölçüde daha iyi yüzey ve doğruluk sağlar (Yukarıda belirtildiği gibi) daha yüksek maliyetle.
Bir kum dökme kısmı kapsamlı işleme veya onarım gerektiriyorsa (Çekirdeklerde kaynak gibi), Su bardağı kullanmak daha ucuz olabilir.
Ayrıca, Bazı karmaşık şekiller (ince duvarlar, iç boşluklar) çekirdeksiz kumda zor veya imkansız; Su camı bu tür şekilleri kolayca üretir.
Taşarez, kum dökümünün son derece yüksek hacim için daha iyi ölçeklenmesidir (Birçok kez kullanılabilen kalıplar veya kalıplar),
oysa su camıyla sınırlıdır 150 kalıp başına kg ve çok günlük döngüler gerektirir.
Kabuk gücü ve termal davranışı:
Su Camı Kabukları kaynaşmış silika katmanlarından oluşur, silika-kollu kabuklarda sıklıkla kullanılan zirkon veya alümina katmanlarından biraz daha az refrakter olan.
Bu, su cam kabuklarının tipik olarak daha düşük bir maksimum servis sıcaklığına sahip olduğu ve çok sıcak dökümlerde daha fazla metal-kabuk reaksiyonuna izin verebileceği anlamına gelir.
pratikte, Yine de, Her iki yöntem de çelik/demir dökme sıcaklıklarına kolayca dayanan kabuklar üretir.
Güç açısından, Ateş ettikten sonra hem silis-kol hem de su cam kabukları serttir, Ancak silika-SOL, daha yüksek sıcaklıklarda yapısal bütünlüğü koruyabilir.
En iyi kullanım durumları:
En iyi kullanımları özetlemek, Su cam dökümü için idealdir. Yüksek hassasiyetin kritik olmadığı orta ila büyük çelik/demir parçalar,
pompa muhafazaları gibi, Dişli Boşlukları, Ağır Makine Parçaları, ve döküm özelliklerinin kaynak sağladığı herhangi bir bileşen.
Silika-Sol için en iyisidir Küçük-orta yüksek hassasiyetli parçalar (havacılık bileşenleri, takı, tıbbi implantlar, Küçük paslanmaz parçalar).
Yeşil-kum döküm kazanır büyük ağır parçalar veya sıkı detayın gerekli olmadığı son derece büyük hacimler (örneğin. Büyük Konutlar, motor blokları, Toplu pompa gövdeleri).
Aşağıdaki tablo birkaç karşılaştırmalı metriği vurgulamaktadır:
- Yüzey Pürüzlülüğü (Tipik RA): Silika-Sol ~ 3-6 μm; su cam ~ 6-12 μm; yeşil kum >25 μm.
- Boyutsal tolerans: Silika-Sol ISO CT4-CT6; Su cam ~ CT6-CT9; Yeşil Kum CT11 - CT12 (çok gevşek).
- Malzeme Maliyeti: Kum için düşük, su cam için orta, Silika-Sol için Yüksek. Sodyum silikat bağlayıcı çok ucuz, kolloidal silika bağlayıcı pahalı.
- Kabuk gücü: Yüksek t'de silika-sol için iyi, Su bardağı için orta. Zirkon/alümina kabukları (Silika-kol) daha yüksek refrakterliğe sahip olmak.
- Üretim ölçeği: Su bardağı küçük ila orta hacimler (Yılda düzinelerce binlerce), Özellikle parçalar ağır olduğunda. Silika-Sol Takımlar Küçük/Hassas Çalışmalar; kumlar büyük hacimler.
Etraflı, Su cam dökümü bir boşluk köprü: BT teklifleri Kum dökümünden daha iyi kontrol ve bitiş, Ancak Silika-soldan daha düşük maliyet.
Tasarım talepleri ılımlı olduğunda ve bütçeler kısıtlandığında, Genellikle en ekonomik hassas tekniktir.
Çözüm
Su bardağı (sodyum silikat) Yatırım dökümü bir uygun maliyetli hassas döküm Demir için optimize edilmiş süreç, Karmaşık bileşenler.
Ucuz bağlayıcılar ve kumlar kullanarak, Üreticilerin net şekilli çelik ve demir parçaları makul toleranslarla elde etmelerini sağlar (ISO CT7-CT9) ve bitirir (RA ≈6-12 μm) Silika-sol döküm maliyetinin bir kısmında.
Sürecin güçlü yönleri onun maddi ekonomisidir, Güçlü kabuk sertliği, ve çekirdek çöküş olmadan karmaşık geometriler üretme yeteneği.
Ana sınırlamaları daha pürüzlü bir yüzey kaplaması ve daha düşük yüksek sıcaklık stabilitesidir, bu da onu orta derecede kısıtlamak, ağır hizmet uygulamaları.
İleriye dönük, Su cam dökümü, makine gibi uygulamalarla ilgili kalır, otomotiv alt montajları,
tarım ve inşaat ekipmanı, ve iyi bir ayrıntı ve maliyet uzlaşmasından yararlanan herhangi bir parça.
Devam eden iyileştirmeler (optimize edilmiş silikat formülasyonları ve otomatik kabuk kaplama gibi) doğruluğunu biraz daha yükseğe itebilir.
Yine de, Mühendisler işlemek için parçaları dikkatlice eşleştirmelidir: su bardağı kullanın Çelik/Demir Karmaşıklığı ve Ekonomi gereksinimlere hükmetmek,
Silika-Sol ne zaman Ultra ince detay veya özel alaşımlar gerekli, Ve ne zaman kum sırf bir hacim veya boyut Hassasiyeti geçersiz kılmak.
Etraflı, Su cam yatırım dökümü olgun bir, iyi anlaşılmış teknik.
Devam eden kullanımı, sağlam için küresel talep tarafından yönlendirilir, Orta toleranslarda ve rekabetçi maliyetlerde karmaşık şekilli metal parçalar.
Kimyasının ve süreç kontrollerinin ve kapsamlı muayenelerinin uygun şekilde uygulanması tutarlı bir, Çok çeşitli endüstriyel ihtiyaçlar için yüksek kaliteli dökümler.
BU Yüksek kaliteye ihtiyacınız varsa üretim ihtiyaçlarınız için mükemmel bir seçimdir Su Camı Yatırım Dökümü hizmetler.
