¿Qué es el proceso de fundición de inversión?

¿Qué es el proceso de fundición de inversión?

La fundición de inversión, también llamada fundición a la cera perdida, es un proceso de fundición de precisión que utiliza un patrón de cera, una capa cerámica, descerado, vertido de metal, retirada de la capa y acabado para producir piezas metálicas personalizadas. La revisión del proceso de fundición de inversión debe conectar el utillaje del patrón de cera, el control de la capa cerámica, la selección de la aleación, el margen de contracción, el margen de mecanizado, el acabado superficial y la evidencia de inspección con el plano del comprador. El problema práctico de la RFQ es decidir si la fundición de inversión se adapta a la geometría de la pieza, el grado de aleación, el requisito de tolerancia, la cantidad y las operaciones posteriores a la fundición.

La fundición de inversión a menudo se considera para piezas metálicas complejas con características detalladas, superficies curvas, resaltes, ranuras, transiciones internas y formas casi netas. El proceso puede reducir el mecanizado en algunas áreas, pero las referencias críticas, los agujeros roscados, las caras de sellado, las áreas de apoyo y los agujeros de precisión aún pueden necesitar mecanizado CNC después de la fundición.

¿Cómo funciona la fundición de inversión a la cera perdida?

El proceso comienza con el utillaje del patrón de cera. Los patrones de cera se producen para representar la forma de la fundición teniendo en cuenta la contracción y el margen de proceso. Múltiples patrones de cera pueden ensamblarse en un sistema de bebederos para formar un árbol de fundición.

El ensamblaje de cera se sumerge repetidamente en lechada cerámica y se recubre con material refractario para construir una capa cerámica. Después del secado de la capa, la cera se elimina mediante descerado y la capa cerámica se cuece. El metal fundido se vierte en la capa cerámica caliente, se solidifica y forma el componente fundido.

Después de la solidificación, se retira la capa cerámica. Las piezas fundidas se cortan del árbol, se eliminan los bebederos y las piezas pueden pasar por tratamiento térmico, enderezado, granallado, esmerilado, mecanizado CNC, pulido, recubrimiento o inspección, según los requisitos del plano.

¿Qué características de las piezas se adaptan a la fundición de inversión?

La fundición de inversión a menudo es útil cuando una pieza tiene curvas complejas, resaltes detallados, nervaduras pequeñas, bolsillos, contornos o geometrías que serían costosas de mecanizar completamente a partir de un bloque. El proceso puede ser especialmente útil cuando el comprador necesita una aleación que no se adapte a la fundición a presión o cuando la forma de la pieza requiere más detalle del que muchas rutas de fundición en arena pueden proporcionar.

La ruta todavía tiene límites. Las piezas muy grandes, las características extremadamente delgadas, las cavidades ciegas profundas, los pasajes internos ajustados, los cambios de sección pesados y las geometrías difíciles de limpiar deben revisarse temprano. Pueden ser necesarios núcleos cerámicos para algunas características internas, y esos núcleos añaden riesgo, costo y necesidades de inspección.

¿Qué aleaciones y factores de la capa afectan las piezas fundidas por inversión?

La fundición de inversión puede revisarse para acero inoxidable, acero al carbono, acero aleado, ciertas aleaciones de aluminio, ciertas aleaciones de cobre y otras aleaciones de fundición sujetas a disponibilidad de material y revisión del proceso. La selección de la aleación afecta la contracción, la temperatura de vertido, el tratamiento térmico, el comportamiento de corrosión, la maquinabilidad y los requisitos de inspección.

El diseño de la capa cerámica también importa. El espesor de la capa, el sistema de lechada, el control de secado, el descerado, la cocción, la temperatura de vertido y la condición de enfriamiento influyen en el acabado superficial, el control dimensional, las inclusiones de la capa, las grietas en caliente y el riesgo de contracción. Los compradores deben definir el grado de aleación y la condición de tratamiento térmico antes de la cotización.

¿Qué defectos y limitaciones deben esperar los compradores?

Los riesgos de la fundición de inversión pueden incluir contracción, porosidad, mala colada, grietas en caliente, inclusiones de la capa, rugosidad superficial, variación dimensional, distorsión después del tratamiento térmico y marcas de eliminación de bebederos. Estos riesgos no significan que el proceso sea inadecuado, pero deben controlarse mediante la revisión del diseño, el utillaje de cera, el control del proceso de la capa, la selección de la aleación y la planificación de la inspección.

El comprador debe marcar las dimensiones críticas, las superficies estéticas, las rutas de carga, los límites de presión y las referencias de mecanizado en el plano. Esto ayuda a separar las características aceptables en estado bruto de fundición de las superficies que necesitan mecanizado o pruebas no destructivas.

¿Qué operaciones secundarias e inspección siguen a la fundición de inversión?

Las piezas fundidas por inversión a menudo necesitan operaciones secundarias después de la fundición. Las operaciones comunes incluyen corte, esmerilado de bebederos, granallado, tratamiento térmico, enderezado, mecanizado CNC, taladrado, roscado, pulido, recubrimiento, enchapado, prueba de fugas, prueba de presión y ensamblaje. La secuencia puede cambiar las dimensiones finales y la condición de la superficie.

La evidencia de inspección puede incluir inspección de primera pieza, informe dimensional, inspección CMM, certificado de material, prueba de dureza, registro de tratamiento térmico, informe de rugosidad superficial, inspección por líquidos penetrantes, inspección por rayos X, inspección por TC, prueba de fugas, prueba de presión o estándar de inspección visual. Las piezas utilizadas en aplicaciones reguladas o críticas para la seguridad deben definir los requisitos de calificación del comprador y los criterios de aceptación antes de la cotización; la validación final sigue siendo responsabilidad del comprador.

¿Qué deben proporcionar los compradores para una RFQ de fundición de inversión?

Una RFQ útil debe incluir el plano 2D, el modelo 3D, el grado de aleación, la cantidad, la etapa de producción, las dimensiones críticas, los requisitos de tolerancia, las superficies en bruto de fundición, las superficies mecanizadas, el tratamiento térmico, el acabado superficial, el recubrimiento, el requisito de fugas o presión, el estándar estético y el método de inspección.

Si la pieza pudiera adaptarse a más de una ruta de fundición, el comprador también puede solicitar una comparación con la fundición de precisión, la fundición en arena, la fundición a presión o el mecanizado CNC. La mejor ruta depende de la geometría de la pieza, la aleación, la cantidad, la tolerancia, el acabado y los requisitos de validación.

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