Что такое процесс литья по выплавляемым моделям?

Литье по выплавляемым моделям, или литье по восковым моделям, — это передовой процесс формования металла для создания сложных металлических деталей с высокой точностью. Этот процесс использует керамическую форму, которая покрывает одноразовую восковую модель керамической суспензией. Воск выплавляется из керамической оболочковой формы, оставляя полую полость формы для отливки сложных или детализированных металлических деталей.

Услуга литья по выплавляемым моделям от Neway обычно используется для изготовления критически важных аэрокосмических компонентов, лопаток турбин, медицинских имплантатов, ювелирных изделий и других высокоценных деталей из металлов, которые трудно обрабатывать механически. Этот процесс позволяет производить сложные геометрии с превосходной чистотой поверхности, недостижимой другими методами литья.

Этапы процесса литья по выплавляемым моделям

Литье по выплавляемым моделям включает следующие ключевые этапы:

1. Изготовление модели Процесс начинается с создания точной восковой модели, воспроизводящей конечную металлическую деталь. Модели формуются литьем под давлением для обеспечения точности. Распространенные материалы для восковых моделей включают парафин, пчелиный воск, карнаубский воск и эпоксидные смолы. Для полых деталей могут вставляться жесткие стержни.

2. Сборка формы Восковая модель крепится к литниковой системе, образуя блок моделей или «дерево». Она многократно погружается в керамическую суспензию, обсыпается крупными керамическими зернами и высушивается на воздухе до образования твердой керамической оболочки вокруг моделей. Керамическая форма обычно включает 4-8 слоев для достаточной прочности.

3. Выплавление воска Керамическая форма нагревается в печи для выплавления воска, чтобы расплавить и удалить внутреннюю восковую модель из оболочки. Остается полая форма, соответствующая форме исходной восковой модели.

4. Обжиг Керамическая оболочка закаляется путем обжига в печи при температуре 870-980°C. Это удаляет остаточный воск и спекает керамические частицы в прочную и сплавленную форму, способную выдерживать высокие температуры и давления заливки расплавленного металла.

5. Заливка Обожженная керамическая форма заполняется расплавленным металлом методом гравитационной, под давлением или вакуумной заливки. Форма для литья по выплавляемым моделям позволяет отливать сплавы с высокими температурами плавления. Металл затвердевает в точную форму полости формы.

6. Выбивка После затвердевания отливка извлекается из формы путем разрушения керамической оболочки с помощью механической вибрации, водяных струй или химического растворения. Это называется выбивкой. Литники и питатели отрезаются на финальной стадии отливки.

7. Окончательная обработка Отлитые детали могут быть дополнительно очищены, подвергнуты термообработке или механической обработке перед финишной отделкой для достижения требуемых размеров, внешнего вида и свойств материала. Благодаря точности литья восковых моделей под давлением требуется минимальная финишная обработка.

Преимущества литья по выплавляемым моделям

• Высокая размерная точность и гладкая чистота поверхности

• Возможность производства сложных геометрий и замысловатых деталей

• Отливка экзотических сплавов, включая нержавеющую сталь, суперсплавы, титан

• Низкие требования к труду и высокая воспроизводимость

• Отлично подходит для ограниченных производственных партий

• Требуется минимальная последующая механическая обработка

• Возможность создания полых отливок с использованием восковых стержней

• Подходит для отливки крупных и мелких деталей

Недостатки литья по выплавляемым моделям

• Высокая стоимость оснастки для пресс-форм литья восковых моделей

• Длительные сроки изготовления от 4 до 12 недель

• Ограничения по размеру в зависимости от оборудования для моделей

• Риск растрескивания керамической оболочки при заливке металла

• Ограничено более короткими производственными циклами

• Высокий процент брака 10-15%

• Ограничено меньшими размерами отливаемых деталей

Применение литья по выплавляемым моделям

• Аэрокосмическая промышленность - лопатки турбин, рабочие колеса, конструкционные отливки

• Оборонная промышленность - броня, снарядные оболочки, фитинги

• Медицина - имплантаты, протезы, инструменты

• Автомобилестроение - турбокомпрессоры, зажимы, шестерни

• Пищевая промышленность - клапаны, фитинги трубопроводов

• Ювелирное литье

Сплавы для литья по выплавляемым моделям

• Нержавеющие стали - 316, 410, 17-4PH, 15-5PH

• Кобальтовые и никелевые суперсплавы - Инконель, Хастеллой, Рене

• Инструментальные стали - H13, P20, 420 нержавеющая

• Титан и титановые сплавы - Ti-6Al-4V, TiAl

• Тугоплавкие металлы - вольфрам, ниобий, тантал

• Драгоценные металлы - золото, серебро, платина

• Медные сплавы - латунь, бронза

Эти сплавы трудно или невозможно изготовить другими методами. Литье по выплавляемым моделям позволяет производить детали с исключительными свойствами материала.

Материалы моделей для литья по выплавляемым моделям

Материал модели должен выгорать, плавиться или испаряться из керамической формы без остатка. Типичные воски для моделей включают:

• Парафиновый воск - самый экономичный вариант

• Пчелиный воск - высокая прочность, низкое содержание золы

• Карнаубский воск - очень твердый с низкой усадкой

• Эпоксидные смолы - высокая точность и стабильность

Воски формулируются с наполнителями для размерной стабильности и низкого содержания золы. Воски для моделей впрыскиваются в пресс-формы под высоким давлением для точного изготовления моделей.

Керамические суспензии для литья по выплавляемым моделям

Первичная суспензия определяет качество чистоты поверхности. Первичные суспензии на основе циркона осаждают мелкие частицы диоксида циркония для получения очень гладкой поверхности. Вспомогательные суспензии содержат плавленый кварц для быстрого наращивания толщины и прочности оболочки. Используются как водные, так и спиртовые суспензии.

Выбор обсыпочного наполнителя, такого как плавленый кварц, глинозем и цирконовый песок, определяет механическую прочность, проницаемость и стойкость к термическому удару. Суспензии наносятся методами погружения, кистью или распылением.

Литье по выплавляемым моделям — незаменимый процесс для производства исключительно сложных, высокопроизводительных металлических компонентов в критически важных отраслях. Он использует специализированную оснастку для восковых моделей, изготовление керамических форм и техники заливки расплавленного металла для достижения исключительного качества отлитых деталей и геометрической сложности.

Услуга литья по выплавляемым моделям в Neway

Мы вкладываем нашу страсть в каждую идеально изготовленную деталь. Neway лепит металл, пластик и керамику с тщательной заботой и передовыми возможностями, создавая необыкновенное. Наша приверженность простирается от литья под давлением до литья по выплавляемым моделям и далее. В этом году мы приглашаем вас испытать наше мастерство и сэкономить 20% на первых заказах. Принесите нам свое видение, и пусть наша изобретательность взлетит.