Sinostar MACH освоила искусство литья по выплавляемым моделям и продает свою продукцию за рубежом.

Литье по выплавляемым моделям — это промышленный процесс, основанный на литье по выплавляемым моделям, одной из старейших известных технологий обработки металлов давлением. Термин «литье по выплавляемым моделям» также может относиться к современному процессу литья по выплавляемым моделям. В настоящее время провинция Шаньдун является регионом Китая, где этот процесс развит и концентрируется. Sinostar MACH — профессиональная компания, специализирующаяся на литье деталей, среди которых литье по выплавляемым моделям является одним из важнейших процессов. 

Далее давайте последовательно рассмотрим технологический процесс.

Литье по выплавляемым моделям используется в различных формах уже 5000 лет. В самых ранних формах для создания моделей, необходимых для литья, использовался пчелиный воск. Сегодня для изготовления моделей обычно используются более совершенные воски, огнеупорные материалы и специальные сплавы. Литье по выплавляемым моделям ценится за возможность изготовления деталей с точностью, повторяемостью, универсальностью и целостностью из различных металлов и высокопрочных сплавов.

Хрупкие восковые модели должны выдерживать нагрузки, возникающие при изготовлении форм. Значительная часть воска, используемого при литье по выплавляемым моделям, может быть восстановлена и использована повторно. Литье по выплавляемым моделям — это современный вид литья по выплавляемым моделям, позволяющий исключить некоторые этапы процесса.

Литье по выплавляемым моделям (литьё по выплавляемым моделям) получило своё название потому, что в ходе процесса модель заливается огнеупорным материалом для создания формы, а расплавленная масса заливается в форму. В качестве отливок могут использоваться нержавеющие сплавы, латунь, алюминий, углеродистая сталь и стекло. Полость внутри огнеупорной формы представляет собой слегка увеличенный, но в остальном точный аналог желаемой детали. Благодаря твёрдости используемых огнеупорных материалов, литьё по выплавляемым моделям позволяет получать изделия с исключительным качеством поверхности, что снижает необходимость в дополнительной машинной обработке.

Литье по выплавляемым моделям с использованием жидкого стекла и силикатного золя — два основных метода литья по выплавляемым моделям, используемых в настоящее время. Основные различия заключаются в шероховатости поверхности и стоимости литья. В случае жидкого стекла депарафинизация происходит в высокотемпературной воде, а керамическая форма изготавливается из кварцевого песка с жидким стеклом. В случае метода силикатного золя депарафинизация происходит во вспышке пламени, а керамическая форма изготавливается из циркониевого песка силикатного золя. Метод силикатного золя стоит дороже, но обеспечивает лучшее качество поверхности, чем метод с жидким стеклом.

Этот процесс можно использовать как для небольших отливок весом в несколько килограммов, так и для крупных отливок весом в несколько сотен килограммов. Однако он наиболее подходит для небольших деталей в больших объёмах. Он может быть дороже литья под давлением или литья в песчаные формы, но себестоимость единицы продукции снижается при больших объёмах. Литье по выплавляемым моделям позволяет получать сложные формы, которые было бы сложно или невозможно получить другими методами литья. Кроме того, он позволяет получать изделия с исключительным качеством поверхности и жёсткими допусками, требующими минимальной обработки поверхности или механической обработки.

Процесс литья по выплавляемым моделям: восковая модель, используемая для создания лопатки турбины реактивного двигателя

Отливки можно изготавливать по оригинальной восковой модели (прямой метод) или по восковым копиям оригинальной модели, которые не обязательно изготавливать из воска (непрямой метод). Ниже описан непрямой процесс, который может занять от двух до семи дней.

1.Создайте мастер-шаблон:

Художник или изготовитель форм создаёт оригинальный шаблон из воска, глины, дерева, пластика или другого материала. В последние годы производство шаблонов с помощью 3D-печати моделей, созданных с помощью систем автоматизированного проектирования, стало популярным. Для создания шаблонов высокого разрешения используются преимущественно стереолитографические (SLA) или DLP-принтеры на основе смолы, а для создания шаблонов стандартного PLA-филамента, когда высокая точность не требуется. Если используется шаблон, напечатанный на 3D-принтере, перейдите сразу к шагу 5.

2.Создайте форму: 

Форма, называемая мастер-штампом, изготавливается по мастер-модели. Если мастер-модель изготовлена из стали, мастер-штамп можно отлить непосредственно по ней, используя металл с более низкой температурой плавления. Резиновые формы также можно отливать непосредственно по мастер-модели. В качестве альтернативы, мастер-штамп можно изготовить отдельно, без создания мастер-модели. 

3.Изготовление восковых моделей: 

Хотя модели называются восковыми, в качестве материалов для моделей могут использоваться также пластик и замороженная ртуть. Восковые модели можно изготовить двумя способами. В одном случае воск заливают в форму и разглаживают до тех пор, пока внутренняя поверхность формы не покроется ровным слоем, обычно толщиной около 3 мм (0,12 дюйма). Этот процесс повторяют до достижения желаемой толщины модели. Другой метод предполагает заполнение всей формы расплавленным воском и его остывание до затвердевания.

Если требуется стержень, есть два варианта: растворимый воск или керамика. Растворимые восковые стержни предназначены для выплавления из формовочной массы вместе с остальной частью восковой модели; керамические стержни удаляются после затвердевания изделия.

4. Соберите восковые модели: 

Можно создать несколько восковых моделей и собрать их в одну большую модель для отливки за одну партию. В этом случае модели крепятся к восковому литнику, образуя группу моделей, или дерево. Для крепления моделей нагревательный инструмент слегка расплавляет восковые поверхности, которые затем прижимаются друг к другу и оставляются для охлаждения и затвердевания. В дерево можно собрать до нескольких сотен моделей. Восковые модели также можно чеканить, то есть стирать линии разъема или заусенцы нагретым металлическим инструментом. Наконец, модели обрабатывают (удаляя дефекты), чтобы они выглядели как готовые изделия. 

5. Нанесите инвестиционные материалы: 

Керамическая форма, известная как формовочная смесь, изготавливается путем повторения ряда этапов — нанесения покрытия, оштукатуривания и затвердевания — до достижения желаемой толщины.

1) Нанесение покрытия включает погружение кластера моделей в суспензию мелкодисперсного огнеупорного материала с последующим сливом для создания равномерного покрытия поверхности. На этом первом этапе, также называемом грунтовкой, используются мелкодисперсные материалы, чтобы сохранить мелкие детали формы.

2) Штукатурка наносит крупные керамические частицы путем погружения шаблонов в псевдоожиженный слой, помещения их в дождешлифовальную машину или путем нанесения материалов вручную.

3) Отверждение позволяет покрытиям затвердеть. Эти этапы повторяются до тех пор, пока формовочная смесь не достигнет необходимой толщины — обычно от 5 до 15 мм (от 0,2 до 0,6 дюйма). Формы для формования оставляют до полного высыхания, что может занять от 16 до 48 часов. Сушку можно ускорить, используя вакуум или минимизировав влажность воздуха. Формы для формования также можно изготовить, поместив кластеры моделей в опоку и залив сверху жидкой формовочной массой. Затем опоку вибрируют, чтобы выпустить воздух и помочь формовочной массе заполнить все небольшие пустоты.

4) Материалы: для создания формовочных масс обычно используются огнеупорные материалы: кремнезём, циркон, различные алюмосиликаты и глинозем. Кремнезём обычно используется в виде плавленого кварца, но иногда используется кварц, поскольку он дешевле. Алюмосиликаты представляют собой смесь глинозема и кремнезёма, причём содержание глинозема в этих смесях обычно составляет от 42 до 72%; при содержании глинозема 72% соединение называется муллитом. Для нанесения основного слоя (слоев) обычно используют огнеупоры на основе циркона, поскольку цирконий менее склонен к реакции с расплавленным металлом. До использования кремнезёма применялась смесь гипса и измельчённой старой формы (шамота).

В качестве связующих веществ, удерживающих огнеупорный материал, используются: этилсиликат (на спиртовой основе, химически отверждаемый), коллоидный диоксид кремния (на водной основе, также известный как силикатный золь, отверждается путем высыхания), силикат натрия и их гибрид с контролируемыми показателями pH и вязкости.

6.Депарафинизация: 

После полного затвердевания керамические формы переворачивают вверх дном и помещают в печь или автоклав для расплавления и/или испарения воска. Большинство разрушений оболочек происходит именно на этом этапе, поскольку коэффициент теплового расширения воска значительно выше, чем у окружающей его формовочной массы: при нагревании воск расширяется и создаёт напряжение. Чтобы минимизировать эти напряжения, воск нагревают как можно быстрее, чтобы внешние поверхности воска могли быстро расплавиться и стечь, освобождая место для расширения оставшегося воска. В некоторых случаях перед нагревом в форме могут быть просверлены отверстия для снижения этих напряжений. Вытекший из формы воск обычно собирают и используют повторно.

7. Предварительный нагрев: 

Затем форма подвергается выжиганию, в ходе которого она нагревается до температуры от 870 до 1095 °C для удаления влаги и остатков воска, а также для спекания формы. Иногда этот нагрев также используется для предварительного нагрева формы перед заливкой, но в других случаях форме дают остыть для проведения испытаний. Предварительный нагрев позволяет металлу дольше оставаться жидким, что позволяет ему лучше заполнять все детали формы и повышает точность размеров. Если форма остывает, любые обнаруженные трещины можно заделать керамическим шликером или специальными цементами.

8.Заливка: 

Затем литьевая форма помещается открытой стороной вверх в ванну, заполненную песком. Заливка металла может осуществляться самотеком или под давлением, создаваемым избыточным давлением воздуха или другими силами. Вакуумное литье, литье под наклоном, литье под давлением и центробежное литье — это методы, использующие дополнительные силы, которые особенно эффективны, когда формы содержат тонкие секции, которые иначе было бы сложно заполнить.

9.Отчуждение: 

Для извлечения отливки из оболочки применяется ударная обработка молотом, дробеструйная обработка, виброобработка, гидроструйная обработка или химическое растворение (иногда жидким азотом). Литник отрезается и перерабатывается. После этого отливку можно очистить, чтобы удалить следы литейного процесса, обычно шлифованием.

10.Отделка: 

После шлифовки готовая отливка подвергается финишной обработке. Эта обработка обычно включает в себя более глубокую обработку, в ходе которой примеси и негативы удаляются ручной механообработкой и сваркой. Если деталь требует дополнительной правки, её обычно выполняют на гидравлических правильных прессах, что позволяет привести изделие в соответствие с допусками.

Отказ от ответственности

Содержимое этой веб-страницы носит исключительно информационный характер. Sinostar не предоставляет никаких явных или подразумеваемых гарантий относительно точности, полноты или достоверности информации.