MISTET-VOKSINVESTERINGSTØBNING
Specialstøbning refererer til en familie af støbemetoder, der adskiller sig væsentligt fra sandstøbning med hensyn til formmaterialer, formfyldning og størkning. I dag er der over 20 specielle støbeprocesser i brug, hvor de mest almindelige omfatter investeringsstøbning, tabt skumstøbning, permanent formstøbning, trykstøbning, lav-trykstøbning, centrifugalstøbning, mod-trykstøbning og kontinuerlig støbning. Som en næsten-net-formdannende teknologi fortsætter specialstøbning med at udvikle sig mod større præcision, tyndere vægsektioner, lettere vægt og forbedret energieffektivitet og har fundet stadig mere udbredte anvendelser på tværs af industrier.
Investeringsstøbning – principper
Investeringsstøbning involverer at skabe et mønster af et forbrugsmateriale, belægge det med flere lag af ildfast materiale og, efter at belægningen er hærdet og tørret, smelte mønsteret ud for at skabe en keramisk skal. Skallen brændes derefter ved høje temperaturer, før der hældes smeltet metal til fremstilling af støbningen. Fordi de tidlige mønstre, der blev brugt i denne proces, var lavet af voks, er det også kendt som voksstøbning eller tabt-voksstøbning.
De primære procestrin omfatter: design og fremstilling af matricer, fremstilling af voksmønstre, påføring af gylle og stuk til at bygge skallen, hærdning og tørring af skallen, afvoksning, skalbrænding, metalsmeltning og -hældning, størkning og afkøling og til sidst skalfjernelse, rengøring og efterbehandling. I det væsentlige ligner investeringsstøbning sandstøbning, idet det smeltede metal typisk fylder formen og størkner under tyngdekraften. Den vigtigste forskel ligger i formmaterialerne og metoden til fremstilling af forme.
Investeringsstøbning bruger et smelteligt voksmønster (almindeligvis omtalt som et "voksmønster") og en keramisk skal i ét-stykke uden skillelinje, hvilket giver følgende fordele:
Investeringsstøbning – nøglefunktioner
Høj præcision og overfladekvalitet – Takket være præcisionsformen og fraværet af skillelinjer opnår investeringsstøbegods dimensionstolerancer på CT4 til CT7 og overfladeruhedsværdier (Ra) så lave som 1,6 til 12,5 μm.
Kompleks geometri og tynde vægge – Med relativt simpelt værktøj og udstyr kan investeringsstøbning producere meget indviklede former og tynde-væggede støbegods med minimumsvægtykkelser så lave som 0,3 mm og mindste støbte huldiametre på 0,5 mm.
Materiale- og batchfleksibilitet – Investeringsstøbning er kompatibel med en bred vifte af legeringer og er ikke begrænset af produktionsbatchstørrelse. Det er særligt velegnet til støbning af høj-smeltepunktslegeringer-og vanskelige-at-materialer.
Trade-offs – Processen involverer flere trin, lange produktionscyklusser og relativt dyre råmaterialer, hvilket resulterer i højere støbeomkostninger. Støbegods er typisk begrænset til små dele, der spænder fra nogle få tiere gram til adskillige kilogram, generelt ikke over 25 kg.
Investeringsstøbning er en af nøglemetoderne til at opnå minimal eller ingen bearbejdning. Den er især velegnet til fremstilling af præcisionsstøbegods med komplekse geometrier, højt-smeltepunktslegeringer,-at-materialer og krævende ydeevnekrav. I dag er investeringsstøbning i vid udstrækning brugt til produktion af komponenter til dampturbiner, gasturbineblade, skæreværktøjer, instrumenteringsdele, bil- og traktorkomponenter og værktøjsmaskiner.
Investeringsstøbning –HovedBehandle
Investeringsstøbningsprocessen omfatter hovedsageligt følgende trin:
Fremstilling af metalforme
I investeringsstøbningsprocessen skal både voksmønsteret og skalformen destrueres. Hver støbning kræver et nyt voksmønster, så enten 3D-printede voksmønstre eller forme til fremstilling af voksmønstre er nødvendige. Ved fremstilling af formen skal krympningshastigheder beregnes omhyggeligt og tages i betragtning, da disse krympninger opstår under de forskellige stadier af voksmønsterproduktion, skalstøbning og efter-støbning.
Voksmønsterproduktion
Varm voks sprøjtes ind i metalformen, får lov til at afkøle og størkne, og derefter fjernes metalformen for at opnå voksmønsteret. Til komplekse indre hulrumsstrukturer bruges keramiske kerner til at danne interne funktionelle funktioner. Denne produktionsproces ligner trykstøbning, men trykstøbning bruger smeltet metal, mens den tabte-voksstøbeproces bruger flydende voks.
Voksmønstersamling (træsamling)
Adskillige voksmønstre svejses eller samles på en voksindsprøjtning (en voksstang) for at danne en voksmønsterklynge, hvilket skaber et portsystem. Dette system inkluderer en hældekop (indgangen, hvorigennem smeltet metal indføres i portsystemet).
Fremstilling af skalforme
Voksmønstertræet dyppes i en silica-baseret opslæmning. Denne dypningsproces gentages flere gange, hvor forskellige ildfaste materialer påføres før hver dypning, og hvert lag får lov til at tørre og hærde. De tørrede belægninger danner en keramisk skal omkring voksmønsteret og portsystemet. Den keramiske skal opvarmes derefter, indtil voksen smelter og dræner ud, hvilket efterlader et hult hulrum indeni-hvilket fuldender skalformproduktionen.
Afvoksning
Efter at skalformen er helt hærdet, skal voksmønstersamlingen smeltes ud af skallen. Dette trin kaldes afvoksning. Der findes forskellige afvoksningsmetoder afhængigt af den anvendte opvarmningsmetode, hvor den mest almindelige er varmtvandsmetoden og højtryksdampmetoden-. Vigtige bemærkninger: Ved brug af varmtvandsafvoksningsmetoden skal afvoksningsåbningen vende opad, så den smeltede voks kan flyde jævnt ud, og vandtemperaturen skal være så høj som muligt, men ikke kogende. Når du bruger højtryksdampafvoksningsmetoden-, skal afvoksningsåbningen vende nedad for at lade den smeltede voks løbe ordentligt ud.
Skalformbrænding (forvarmning)
De afvoksede skalforme brændes i en ovn. Ovntemperaturen øges gradvist til 800-1000 grader. Generelt kræver skalforme lavet med ethylsilicathydrolysat højere brændingstemperaturer, mens dem lavet med natriumsilikat kræver lavere brændingstemperaturer. Efter at have været holdt ved måltemperaturen i en vis periode, fjernes skalformene og er klar til hældning. Under brændingen brændes resterende voks, urenheder og noget NaCl (fra natriumsilicat-baserede skaller) væk; adsorberet vand og krystallinsk vand i skallen er fuldstændig drevet af; og silicagelen nedbrydes yderligere til Si02. Gennem brænding opnår skalformen øget styrke og et renere indre hulrum.
Støbning (hældning)
Legeringselementer er proportionerede i henhold til den specifikke materialekvalitet for hver ovnbatch. Når det smeltede stål når støbetemperaturen, kan det støbes. Det smeltede stål hældes i skalformen, mens det er varmt, og strømmer gennem hældekoppen og portsystemet ind i hvert hulrum på træet. Den forvarmede skalform tillader det smeltede metal at flyde lettere gennem tynde-væggede eller slanke sektioner. Efter at metallet er afkølet og størknet, opnås høj-præcisionsstøbegods.
Skal fjernelse og rengøring
Efter støbning, når skalformen og støbegodset er helt størknet og afkølet, bruges vibrationsudstyr til at adskille skalformen fra støbegodset. Efter indledende sandfjernelse udføres skubblæsning for at fjerne det meste af det vedhæftede sand fra overfladen af støbeemnerne. De enkelte støbegods kan derefter adskilles fra portsystemet ved hjælp af forskellige skæremetoder.
Portslibning og efterbehandling
De resterende portstumper på støbeemnerne fjernes, hovedsageligt ved slibning med slibeskiver eller bearbejdning. Dette trin omfatter både grovslibning og finslibning, og man skal passe på ikke at beskadige dellegemet under slibning. Efterfølgende efterbehandlingsoperationer adresserer hovedsageligt overfladedefekter, der kan være til stede på støbegodset, såsom sandhuller, slaggeindeslutninger, grater, fremspring og deformation. De primære metoder omfatter slibning, svejsereparation, opretning og skubblæsning. Efter at have bestået visuel inspektion overføres støbegodset til varmebehandlingsproduktionslinjen til forskellige varmebehandlingsprocesser.
Vores legeringssortiment
Simons Technology tilbyder en bred vifte af legeringer, herunder rustfrit stål, kulstofstål, lavt-legeret stål, medium-legeret stål, højt-manganstål, nikkel-baserede legeringer, kobolt-baserede legeringer, ikke-jernholdige legeringer og mere. Se venligst bilaget for den fulde liste.
Vægt- og størrelsesmuligheder
- Enhedsvægt: 0,001 kg – 622 kg
- Maksimale mål: Ø710 mm × 300 mm
- Maksimal enkelt-akselængde: 1200 mm
Høj dimensionsnøjagtighed
Simons Technologys støbegods opfylder VDG P690 D1–2 eller ISO 8062 DCTG4–6 standarder. Se bilaget for detaljerede toleranceklasser.
Hurtig prototyping
Simons Technology er udstyret med pulversintringslaser-hurtige prototypemaskiner og lys-hærdende hurtige prototypesystemer, hvilket muliggør hurtig prototyping og små-batchproduktion.
Vakuumstøbning
Med interne-vakuuminduktionssmelteovne producerer Simons Technology kobolt-baserede og nikkel-baserede legeringsstøbegods i enhedsvægte fra 0,001 kg til 25 kg.
Komplekse geometriske egenskaber
Avanceret støbesimuleringssoftware bruges i hele Simons Technologys procesdesign. Til dele med indviklede strukturer anvender vi specialiserede teknikker såsom opløselige kerner, keramiske kerner, saltkerner og C-1 Core Mix.
Yderligere kapaciteter
- Automatiske voksinjektionsmaskiner med centraliserede gruppekontrolsystemer
- Automatisk skal-fremstille robotter og tørrerum med automatisk temperatur- og fugtighedskontrol
- Hurtig-tørrende teknologi til at forkorte skaltørrecyklusser
- Avancerede afvoksende autoklaver med voksafvandingsfunktion
- Sikkert og miljøvenligt-automatisk voksbehandlingssystem
- Selv-udviklet computerstyret system til præcis justering af legeringssammensætning
- Robotarme til støbning og udtagning af slev (velegnet til store dele)
- Avanceret varmebehandlingsudstyr, herunder fuldautomatiske atmosfæreovne og høj-temperaturløsningsovne
Kontakt os
For mere information om Simons Technologys muligheder eller for at diskutere dine specifikke krav, er du velkommen til at kontakte os.