Odlewanie inwestycyjne: zalety i wady technologii, procesu produkcyjnego

Anonim
Technologia odlewania na stopionym modelu została opracowana w celu odlewania całą masą dużych i małych części, armatury, narzędzi tnących lub chirurgicznych, elementów urządzeń elektronicznych i optycznych. Metoda ta jest często stosowana w produkcji części do urządzeń przemysłowych i produkcyjnych, w odlewnictwie artystycznym, lotnictwie, ciężkiej inżynierii, lotnictwie, przemyśle naftowym i gazowym.

Odlewanie godności według modelu

Pozytywne cechy procesu technologicznego obejmują precyzyjne odlewanie części do czwartej klasy dokładności z czystą powierzchnią, która nie wymaga dodatkowej obróbki. Ważną cechą metody jest również możliwość uzyskania produktu o złożonej konfiguracji, przy użyciu zwykłej metody produkcji, która wymaga złożenia poszczególnych elementów. Wykonywanie odlewów ze stopów metali twardych pozwala na uzyskanie produktów o chropowatości powierzchni do stopnia 6 od Rz = 20 μm do Ra = 1, 25 μm zgodnie z wymaganiami GOST 2789–59.

Jak wygląda proces

W masowej produkcji małych lub dużych części opracowuje się szkic i rysunek produktu, tworzy się układ i formę, wybiera się materiał z metalu, gipsu i gliny ogniotrwałej. Proces produkcji odbywa się w następującej kolejności :

  1. montaż odłączanej formy;
  2. podgrzaną woskową masę niskotopliwej substancji (parafiny, stearyny, wosku) wlewa się do otworu formy pod ciśnieniem 2, 5–3 atm;
  3. po schłodzeniu przedmioty obrabiane są łączone w bloki przez lutowanie do systemu bramkowania.

Zasada odlewania inwestycyjnego polega na wytwarzaniu materiału na podstawie jednoczęściowego kształtu, który zapewnia wysoką dokładność gotowego produktu. Wybrana metoda odlewania pomaga uzyskać części o grubości ścianki 0, 5 mm z ogniotrwałej stali stopowej, które nie mogą być obrabiane.

Gotowy produkt poddaje się podszyciu zawiesiny, która obejmuje kwarcową frakcję pyłu i ciekłe szkło lub krzemian etylu.

Płyn okładzinowy, do wytwarzania którego stosuje się krzemian etylowy [Si (OC2H5) 4], zawierający 32 lub 40% SiO2 w kompozycji, nakłada się w kilku warstwach. W procesie hydrolizy zawiesiny stosuje się alkohol etylowy. Każda kolejna warstwa okładziny jest posypywana drobnym umytym piaskiem z kwarcu lub sproszkowanego marshalitu, suszonego, po czym cykl powtarza się od 5 do 11 razy. Kompozycja modelu jest ogrzewana parą, gorącą wodą lub ogrzewaniem.

Tworzenie się formy trwa od 2 godzin do 2 dni, końcowym rezultatem jest solidna powłoka o grubości do 3 mm, po czym forma trafia do formy z wytopowej sekcji wytłaczania przez ogrzewanie w szafce termicznej w temperaturze +120 0 … … + 150 0 С lub w gorącej wodzie 90 ° C. Po usunięciu wypełniacza formę umieszcza się w kolbie i napełnia suchym proszkiem kwarcu, cyrkonu, elektrokorundu lub magnezytu.

Na następnym etapie produkcji przygotowana forma jest przenoszona do pieca do obróbki cieplnej w celu spalenia pozostałości niskotopliwej masy i następnie hartowania w temperaturze ~ 900 0 C przez 4 godziny. Po zakończeniu rozgrzewania formę wypełnia się stopionym metalem, pozostawia do ostygnięcia, odlewy wyjmuje się z systemu bramkowania, poddaje obróbce cieplnej i czyszczeniu końcowemu. Modele należy przechowywać w termostacie lub zimnej bieżącej wodzie.

Cechą zawiesiny ogniotrwałej jest zmiana stanu fizycznego roztworu okładzinowego podczas zmiany preparatu. Jeśli do przygotowanej czystej zawiesiny wprowadza się wodny roztwór alkaliów, rozpoczyna się proces zestalania, dzięki któremu staje się możliwe uzyskanie podstawy do wytwarzania odłączalnej formy ceramicznej.

Elementy odlewane

Zaletą metody produkcji produktów według modelu jest możliwość wykorzystania opłacalnej technologii nieniszczącej do produkcji pojedynczej, seryjnej lub masowej nomenklatury produkcyjnej o wysokich wymaganiach dotyczących dokładności wymiarowej i czystości wykończenia. Stopione topliwe modele części o małej formie, złożonej konfiguracji i dużych produktów są wykonane z materiałów organicznych :

  1. wosk parafinowy;
  2. Ceresin;
  3. stearyna;
  4. asfalt torfowy;
  5. polistyren;
  6. kalafonia;
  7. brązowy wosk;
  8. polietylen;
  9. Ozokerite itp.

Przy wyborze kompozycji modelu bierze się pod uwagę złożone właściwości fizyczne materiału. Modele wytapiane muszą spełniać następujące wymagania :

  1. topliwość w temperaturze od 60 0 С do 100 0 С;
  2. minimalny skurcz i ekspansja;
  3. dobra płynność;
  4. wytrzymałość mechaniczna;
  5. minimalny wskaźnik popiołu i przywierania do przedmiotów i rąk;
  6. obojętność chemiczna;
  7. bezpieczeństwo środowiska;
  8. możliwość ponownego użycia;
  9. dobra przyczepność z płynem stojącym;
  10. możliwość mechanizacji i automatyzacji procesów;
  11. oszczędne zużycie metalu.

Proces technologiczny odlewania inwestycyjnego umożliwia wytwarzanie części ze stali stopowej i węglowej, stopów nieżelaznych lub żeliwa. Dzięki metodzie odlewania metalu w oprzyrządowaniu wytwarzane są formy chłodzące, formy, formy, rdzenie lub formy, części samochodowe i broń ręczna. Produkcja odlewów w odrywalnej formie ceramicznej (poślizg) odbywa się w kilku etapach :

  1. wlewanie do zawiesiny kolby;
  2. forma lecznicza;
  3. usunięcie powstałego modelu z półkuli;
  4. kalcynacja termiczna połówki formy;
  5. składanie i wylewanie półform z roztopionym metalem.

Zautomatyzowana produkcja

Proces odlewania inwestycyjnego, którego technologia jest dostosowana do zautomatyzowanej instalacji, umożliwia jednocześnie produkcję pionu i lejka do systemu bramkowania.

W przypadku odlewów metalowych według normy państwowej obowiązują te same wymagania, co w przypadku produktów otrzymanych inną metodą. Topienie materiału roboczego odbywa się w technologii fabrycznej.

Odlew jest wybijany po schłodzeniu formy na instalacji pneumatycznej z kolbą obróconą o 180 ° C w celu usunięcia wypełniacza masowego. Oddzielenie obrabianego przedmiotu odbywa się na kilka sposobów:

  1. wibracje na specjalnej platformie;
  2. przebijanie przez matrycę;
  3. elektronarzędzia;
  4. cięcie anodowe i mechaniczne.

Czyszczenie półwyrobów z powłoki poślizgu odbywa się przez ługowanie gorącym roztworem KOH. Pozostałe fragmenty są czyszczone za pomocą pędzla lub szmergla.

Stopień czystości powierzchni odlewu zależy od stanu i konstrukcji formy, rodzaju składu modelu, frakcji piasku kwarcowego, metody wytapiania kompozycji i sposobu kalcynacji skorup, składu chemicznego odlewu.

Gęstość materiału odlewniczego jest formowana przez położenie formy na platformie roboczej. Kompensacja skurczu stali podczas krzepnięcia jest zapewniona przez konstrukcję układu zasilania. Dokładność odlewania metalu sprawdzana jest za pomocą komporatora optycznego. Wady odlewania na modelu obejmują złożoność i czas trwania procesu technologicznego, wysoki koszt sprzętu.