Naložbeno litje: tehnologija, prednosti in slabosti

Uporaba taljenih modelov je precej priljubljen način livarske proizvodnje. Za metodo je značilna kompleksnost tehnološkega procesa in visok delovni vložek za pripravljalne procese. Zato se uporablja tam, kjer je potrebno natančno opazovati dimenzije in zagotoviti visoko kakovost površin delov. Torej litje turbinskih rezil in visokozmogljiva orodja, zobne proteze in okraski, pa tudi skulpture kompleksne konfiguracije. ulivanje bistvo litja je, da je oblika enodelne litje, je model z nizko temperaturo tališča materiala med ulivanjem ni ekstrahirali in topili. To zagotavlja temeljitost opazovanja dimenzij in reliefa. Preostala votlina je napolnjena s kovino. Po končanem hlajenju se plesen uniči in izdelek odstrani. Pri vlivanju velikih serij se stroški izdelka zmanjšajo.

Prednosti

Glavna prednost naložbenega litja je temeljit prenos kalupa in hrapavost majhne površine. Poleg tega obstajajo še druge prednosti:

• Na voljo je izdelava delov iz zlitin, ki so slabo obdelani.
• Potreba po nadaljnji obdelavi se zmanjša.
• Izdelki so odlitki, ki bi morali biti z drugimi metodami izdelani v delih in sestavljeni skupaj.
• V velikih serijah se doseže zmanjšanje specifične delovne intenzivnosti (na izdelek) in njegova nabavna cena.
• Možnost mehanizacije in delne avtomatizacije pripravljalnega dela samega litja.

Te prednosti postanejo metoda ena izmed najbolj priljubljenih in uporabljenih v današnji metalurgiji, zlasti v kombinaciji s sodobnimi progresivnimi metodami prelivanja.

Slabosti naložbenega litja

Zdi se, da so nedvomne prednosti metode zagotovile prevlado med drugimi načini. Kljub priljubljenosti metode naložbenega litja pa slabosti ovirajo njegovo široko uporabo. Glavna pomanjkljivost je kompleksnost večstopenjskega procesa. Zahteva precej zapleteno in drago tehnološko opremo za pripravljalne faze. Za preproste izdelke, izdelane v majhnih serijah, ima ta metoda višje stroške.

Za so primerjali stroškovno učinkovita uporaba investicijskih litje prednosti in slabosti metode, je odločitev o svoji izbiri, ki na podlagi oceniti razmerje cena / kakovost. Zato uporablja gre predvsem za najbolj kritičnih in dragih izdelkov, ki jih je težko pridobiti z drugimi sredstvi, kot turbinske lopatice, skulpture, orodja za visoke hitrosti, itd Drugo področje uporabe - .. Veliki ulivanje, v katerem je učinek obseg omogoča, da se doseže znatno zmanjšanje stroškov.

Tehnologija

Tehnologija nalaganja naložb je večstopenjski proizvodni proces, za katerega je značilno razmeroma visoka donosnost dela. V prvi fazi se izvede glavni model, postane standard za izdelavo delovnih modelov in po prehodu skozi vse faze končnega izdelka. Za izdelavo mojstrovih modelov uporabite tako posebne sestavne dele modelov kot tudi tradicionalne - gips ali les. Material glavnega modela mora združiti moč in enostavnost obdelave.

Poleg tega tehnologija naložbnega litja vključuje oblikovanje plesni, v katerega bodo odtisnjeni vsi delovni modeli. Kalupi so narejeni iz mavca, gume, silikona, manj pogosto iz kovine. Strukturno, mora biti nujno snemljiv in namenjen za večkratno uporabo. Kalup je napolnjen z modelno sestavo, po utrjevanju je razstavljen in izrabljen je še en delovni model.

Pri proizvodnji unikatnih kosov ali kratkoročno vodi korake ustvarjanja postavitve mojster in plesni je minilo, in postavitev (ali več) narediti kalupni material z roko.

Naslednja faza procesa naložbenega litja je izdelava okrog mokrega (ali bloka mock-ups) litega plesni. Te matrike so strukturno že nerazdružljive in za enkratno uporabo, kar omogoča doseganje temeljitosti skladnosti z dimenzijami in hrapavostjo izdelka. V sodobni industriji se uporabljajo dve vrsti oblik - tradicionalni pesek in glina za ulivanje v zemeljske in lupinske kalupe - za izdelavo natančnih in dragih delov.

Po izpolnjevanju obrazca se model iz taline segreje s segrevanjem ali pihanjem s pregreto paro. Ovojni kalupi se nadalje krepijo s segrevanjem na 1000 ° C.

Končna faza procesa vključuje dejansko prelivanje proizvoda, hlajenje v naravnih pogojih ali uporabo posebne tehnike v termostatu, razbijanje plesni in čiščenje izdelka. Metoda omogoča pridobitev visokokakovostnih ulitkov, ki tehtajo od nekaj gramov do deset kilogramov.

Modelne kompozicije

Material za izdelavo modela mora imeti določene lastnosti. Imeti mora lastnosti, kot so:

• Plastičnost v trdni fazi. Natančno je treba ponoviti obliko prihodnjega izdelka in po potrebi popraviti.
• Moč. Model mora brez deformacij vzdržati proces oblikovanja plesni okoli njega.
• Sposobnost. Ogrevanje modela ne bi zahtevalo veliko časa in energije.
• Pretočnost v staljenem stanju. Sestava naj bi zlahka prodirala v vse depresije in podrobnosti o reliefu, natančno ponavljajoče se obrisi prihodnjih podrobnosti.
• Ekonomično. Posebej pomembno za proizvodnjo velikih serij.

Za modelne sestavine se običajno uporablja mešanica stearina in parafina. Ti materiali uspešno dopolnjujejo parametre drugega, kompenzirajo nezadostno tališče parafina in prekomerno viskoznost stearina.

Nič manj priljubljene v industriji so spojine, ki temeljijo na vosku rjavega premoga. Njene glavne lastnosti so odpornost na vlago, moč in sposobnost oblikovanja zelo gladkih premazov, kar je še posebej pomembno za modeliranje izdelkov.

Uporabljajo se tudi formulacije, sestavljene iz mešanice voska rjavega premoga, parafina in stearina.

Izdelava plesni

Za izdelavo edinstvenih izdelkov se postavitev pripravi tako, da se kos modelnega materiala izreza ročno ali z uporabo predlog. Modeli, ki imajo obliko teles revolucije, so izdelani tudi na stružnicah. V zadnjem času se bolj pogosto uporablja način 3D tiskanja. Primeren je za posamezne postavitve kot tudi za majhne serije.

Stroški sodobne industrije 3D-tiskalniki so še vedno visoke, vendar je zaradi enostavnosti migracije iz enega izdelka na drugega, je lahko učinkovito orodje za model odločanja v primeru velikega števila različnih naročil manjših serij.

Matrika je izdelana iz gipsa, gume, silikona ali kovine, da proizvede veliko število enakih postavitev. Delovne plošče proizvajajo, nato pa vlivanje v matriko. V skladu z načrtom mora biti kalup demontažen, da se zagotovi možnost izdelave določenega števila modelov. Izbrani material mora zagotoviti tudi to sposobnost, zato zahteva zahteve kot so moč, gostota, nizka hrapavost, kemijska inertnost glede na model. Material za plesni mora imeti tudi minimalno oprijem na postavitev, da se zagotovi enostavno izvlečenje končnih postavitev in dimenzioniranja. Pomembna lastnost plesni je njegova moč in vzdržljivost, zlasti v velikih serijah.

Izdelava modelov in blokov

Široko uporabljena metoda izdelave topljenih modelov jih oddaja pod nizkim pritiskom v kalupe. Tekočo zmes se injicira ročno, s pomočjo batnih brizg in z mehanskimi, hidravličnimi ali pnevmatskimi superchargerji. V primeru uporabe voska rjavega premoga je treba zaradi visoke viskoznosti ogrevati dovodne linije sestave. Modeli iz ekspandiranega polistirena so izdelani z ekstruzijo na avtomatiziranih modelih.

Za povečanje gospodarske učinkovitosti in zmanjšanje delovne intenzivnosti v primeru množične proizvodnje malih ulitkov se njihove postavitve združijo v bloke. Znotraj blokov se oblikujejo sistemi prtljažnika, s pomočjo ročnega spajkalnika pa pritrdite posamezne modele na leglo. V primeru enojnih ulitkov ali majhnih serij so modeli izdelani ročno.

Pri oblikovanju smrekovih sistemov je potrebno zagotoviti ne-turbulenten pretok taline, enakomerno polnjenje vseh matričnih elementov. Ko napolnite kalup iz ASG, morate nadzorovati enakomerno polnjenje vseh odprtin med vhodoma in preprečiti njihovo poškodbo.

Izdelava plesni

Pri tej metodi investicijskega litja obstajata dve glavni obliki:

• Peskinaste mešanice (CBC).
• Ohišje.

Kalupi za vlaganje iz ASG se večinoma uporabljajo pri izdelavi majhnih serij izdelkov, ki ne zahtevajo zelo visoke natančnosti. Proces njihove izdelave je dovolj težko in zahteva visoko in pogosto edinstveno kvalifikacijo modelov in oblikovalcev. Delna mehanizacija se lahko podeli samo za posamezne operacije, kot je priprava in polnjenje zmesi za vlivanje, njeno ramljanje.

Oblike ohišja se na drugi strani uporabljajo za izdelavo delov, ki zahtevajo posebno natančnost izdelave. Proces njihove proizvodnje je bolj zapleten in dolgotrajen, vendar je bolj primeren za mehanizacijo.

Casting v tleh

To je najstarejše človeštvo obvladalo način predelave kovin. Občasno je svoje prednike obvladal z začetkom uporabe kovinskih izdelkov kot orožja, orodja ali pripomočka, to je pred približno 5000 leti. Taljeno kovino pretvorite v pripravljeno matrico mešanice peska in gline. Najzgodnejši kraji predelave kovin so se pravkar pojavili, kjer so se v bližini nalepk kovin v obliki nuggets in rastlinjakov. Tipičen primer je tovarna Kasli na Uralu, ki je po vsem svetu znana po ulitkih iz litega železa.

Metoda investicijskega litja se uporablja za izdelavo kovinskih izdelkov - tako črne kot barvne. In samo za kovine, ki kažejo povečano težnjo reagiranja v tekoči fazi (kot je titan), je potrebno izdelati matrice iz drugih sestav.

Proizvodni proces litja v CBC je sestavljen iz naslednjih faz:

• izdelava modela;
• priprava bučke;
• polnjenje in stiskanje zmesi v bučko;
• kovinsko litje;
• ekstrakcija in čiščenje litja.

Oblika PGS - enkratna uporaba. Če želite dobiti končni izdelek, ga boste morali zlomiti. Hkrati je večina mešanice na voljo za sekundarno uporabo.

Kot materiali za ASG se uporabljajo sestavine pretežno kremenčevega peska različnih granulacij in plastičnih gline, katerih vsebnost se giba od 3 do 45 odstotkov. Na primer, umetni ulitki se proizvajajo z mešanico z 10-20% vsebnostjo glin, za posebej velike ulitke, vsebnost gline pa je prilagojena na 25%.

Uporabite dve podvrsti:

• Obloge zmesi. Nahaja se na notranji površini kalupa in interagira s staljeno kovino. Biti morajo odporni proti toploti, ki se ne morejo izogibati razliki v temperaturi in nastalih napetostih. Te mešanice imajo fino zrno, ki skrbno prenaša podatke o površini. Zelo pomembno in zmožnost mešanice za prenos plina.
• Polnjenje zmesi. Uporabljajo se za polnjenje med obrnjeno plastjo in stenami bučke. Mora se upirati težo litega kovine, hraniti obliko izdelka in prispevati k pravočasni in popolni odstranitvi plinov. Izdelane iz cenejših sort peska, so predmet ponovne uporabe.

Če injekcijski plini ne izstopajo skozi mase mešalne mase, temveč skozi sistem vrat, Napake se pojavljajo v ulitku, ki vodi v poroko.

Tradicionalna tehnologija vlivanja v zemljo je podrobno prikazana v filmu Andreja Tarkovskega "Andrei Rublev". V romanu "Zvonik", deček Borisko, sin pokojnega mojstra, vodi livarna in cerkveni zvonec.

Ulivanje v lupine

Metoda litja v lupinskih modelih za investicijske modele je značilna za najboljši prenos dimenzij izdelka in majhno površinsko hrapavost. Model je izdelan iz nizko talilnih spojin, na primer voska rjavega premoga. Lastna podjetja prav tako široko uporabljajo parafin-stearin v enakih delih. V primeru velikih ulitkov model materiala vključuje soli, ki varujejo postavitev pred deformacijami. S potopitvijo v raztopino je model pokrit s 6-10 plasti z visoko temperaturno gnojevko.

Hidrolizirani silikati delujejo kot veziva, saj se kot toplotno odporni premaz uporabljajo kristali elektrokorunuma ali kremena. Za materiale za izdelavo lupinskih kalupov je značilna visoka trdnost, nizka higroskopnost in odlična prepustnost plina.

Model posušimo v atmosferi plinastega amoniaka. V naslednjem koraku se plesen segreje na 120 ° C, da odstrani parafinski model. Ostanke mešanice odstranimo s pregretim pare pod visokim pritiskom. Nadalje je kalup žarjen pri temperaturi do 1000 ° C, kar vodi v njegovo končno določitev in odstranitev snovi, ki med postopkom ulivanja lahko izstopajo kot plini.

Lupina se postavi v podobo bučke, ki je prekrita z jeklenim strelom. To pomaga ohranjati konfiguracijo, ko je kalup napolnjen s talino in istočasno izboljša pogoje hlajenja vlivanja. Talino vlijemo v predhodno segreto kalupo na 1000 ° C. Po ohlajanju izdelka pod posebnim programom v termostatu se kalup uniči, ulivanje se odstrani in očisti.

Glavna prednost te metode litja je visoka natančnost prenosa velikosti izdelka in majhna površinska hrapavost.

Dodatne prednosti metode:

• Liti deli iz zlitin, ki jih je težko strojno obdelati.
• Liti izdelke, ki jih je treba drugače oddati v delih in jih potem zbirati skupaj.

Slabosti tega načina naložbenega litja so nizek koeficient uporabe kovin in povečana intenzivnost dela.

Precizno litje

Natančna naložba - tako imenovana tehnologija in zelo končni izdelki. Visoko natančno litje je zagotovljeno z dejstvom, da med pripravo kalupa ni potrebe po odstranitvi postavitve izdelka iz njega. Pri uporabi tradicionalne metode je izdelava matrike za ulivanje kompleksen in zelo zamuden večstopenjski postopek. To še posebej velja pri litju delov kompleksne konfiguracije, z vdolbinami, depresijami in notranjimi votlinami.

Na primer, pri vlivanju litega železa ali bakra vaze, ki ima spremenljivo ukrivljenost površine, morate uporabiti veliko potez. Torej, najprej napolnite spodnjo polovico erlenmajerice, nato odstranite model, obrnite in zataknite zgornjo polovico. Model mora biti sestavljen, ročice vaze so izdelane iz dveh elementov, jih v dveh korakih potegnejo skozi modelno votlino - najprej spodnji element, nato zgornji. Vsi ti številni prevrati in povleci ne morejo pozitivno vplivati ​​na celovitost površine kalupa in v končni fazi točnost dimenzij litja in kakovost njegove površine. Poleg tega ostaja problem natančne kombinacije delov steklenic in jih varno pritrditi drug na drugega.

Proizvodnja litja za investicijske modele je brez teh pomanjkljivosti, ne zahteva tako visoke kvalifikacije modelarjev in bistveno zmanjša zapletenost pripravljalnega dela za postopke litja. To je še posebej izrazito pri velikih odlitkih.

Metoda omogoča doseganje 2-5. Stopnje natančnosti v skladu z GOST 26645-85. To omogoča litje visoko natančnih izdelkov, kot so lopatice turbine, orodja za rezanje, vključno z visokokakovostnimi rezalniki in vajah, nosilci z visokim nosilcem, majhni zelo obremenjeni deli vozil, stroji in drugi kompleksni mehanizmi.

Visoka dimenzijska natančnost in visoka površinska razsežnost zmanjšata potrebo po nadaljnji obdelavi litja, kar privarčuje kovino in zmanjšuje stroške proizvodnje.

Oprema

Oprema za naložbeno litje zahteva raznoliko in zapleteno. Podjetja jih združijo v enoten in skladen delovni kompleks, organiziran kot mesto, trgovina ali kot ločena proizvodnja.

Sestava kompleksa je odvisna od obsega proizvodnje, velikosti, konfiguracije in kroženja ulitkov.

Tako bo pri izdelavi protez in nakita oprema vključevala:

• tabela modelov;
• žarilna peč s termostatom;
• sklop skalpel in lopatic, da bi popravil obliko modela;
• oblikovalska deska;
• Opoca;
• posode za shranjevanje in pripravo mešalne mase;
• komplet orodij za tlačenje mešalne mase;
• lonček za taljenje kovin;
• klešče;
• kladivo za lomljenje oblike.
  

Ta proizvodni kompleks se lahko zlahka prilega na eno mizo in v enem ohišju. Če je načrtovana množična proizvodnja, na primer aluminijeva ulitka - deli naprave, nato oprema za:

• oblikovanje in zalivanje keramičnih kalupov;
• sušilne oblike;
• taljenje vzorčnega materiala in nanašanje toplotno odporne plasti;
• čiščenje ulitkov iz litega materiala.

In končno, dejanska oprema livarskega kompleksa, ki je izdelana za taljenje in jo napolni v kalup. To je lahko oprema za litje:

• nizek tlak;
• centrifugalna;
• na običajen gravitacijski način.

Rastline za injekcijsko brizganje in centrifugalno litje so ločeni visoko mehanizirani in avtomatizirani proizvodni kompleksi, izolirani iz ozračja trgovine. Minimirajo ročno delo in najdejo osebo v škodljivih pogojih. Hermetične komore, v katerih se nahajajo kompleksi, omogočajo popolno zajemanje in čiščenje odpadnih plinov, kar znatno poveča prijaznost okolja za podjetje.

Lepljenje za investicijske modele ima dovolj velik potencial za razvoj, še posebej v kombinaciji s postopnimi metodami izdelave plesni in izlivov.