Τι είναι το Investment Casting και πώς λειτουργεί;

Παράγοντες όπως οι απαιτήσεις σχεδιασμού, το κόστος και η σκοπιμότητα κατασκευής υπαγορεύουν ποια διαδικασία χύτευσης είναι η καταλληλότερη για την κατασκευή ενός προϊόντος. Αυτό το άρθρο που περιγράφει το casting επενδύσεων έχει σκοπό να σας βοηθήσει να λάβετε μια τεκμηριωμένη απόφαση casting.

Η χύτευση επενδύσεων παράγει ακριβή εξαρτήματα, ενώ ελαχιστοποιεί τα απόβλητα υλικών, την ενέργεια και την επακόλουθη μηχανική κατεργασία. Μπορεί επίσης να εξασφαλίσει την παραγωγή πολύ περίπλοκων εξαρτημάτων. Αυτό καθιστά τη διαδικασία χύτευσης επενδύσεων αρκετά χρήσιμη για τους μηχανικούς σχεδιασμού.

Ο στόχος είναι να κατανοήσουμε τι σημαίνει χύτευση επενδύσεων. Λοιπόν, τι ακριβώς είναι η επένδυση στο «επενδυτικό» casting; Ο όρος âεπενδύθηκεâ φέρει ιστορικά την έννοια του âντυμένοâ ή âπεριτριγυρισμένο. Η χύτευση επενδύσεων χρησιμοποιεί ένα κέλυφος κατασκευασμένο από κεραμικό, γύψο ή πλαστικό που σχηματίζεται γύρω από ένα σχέδιο κεριού. Το σχέδιο του κεριού τήκεται και αφαιρείται σε έναν κλίβανο και το μέταλλο χύνεται στο κέλυφος για να δημιουργηθεί η χύτευση.

Σε τι χρησιμοποιείται το επενδυτικό casting; Ας αναλύσουμε τη διαδικασία παραγωγής χύτευσης επενδύσεων για μεγαλύτερη κατανόηση:

Δημιουργία του Μοτίβου

Χρησιμοποιεί ένα μοτίβο με τις ίδιες λεπτομέρειες με το τελειωμένο τμήμα, εκτός από το ότι υπάρχει περιθώριο για θερμική συστολή (δηλαδή συρρίκνωση).

Τα σχέδια είναι συνήθως κατασκευασμένα από κερί χρησιμοποιώντας μεταλλική μήτρα έγχυσης.

Τοποθέτηση των μοτίβων κεριού και δημιουργία του δέντρου

Μόλις παραχθεί ένα μοτίβο κεριού, συναρμολογείται με άλλα εξαρτήματα κεριού για να σχηματιστεί η πύλη και το σύστημα παράδοσης μετάλλου δρομέα.

Ανάλογα με το μέγεθος και τη διαμόρφωση του επιθυμητού εξαρτήματος φινιρίσματος, μπορούν να υποβληθούν σε επεξεργασία πολλαπλά σχέδια κεριού χρησιμοποιώντας ένα μόνο δέντρο.

Ολόκληρο το συγκρότημα μοτίβου κεριού βυθίζεται σε κεραμικό πολτό, καλύπτεται με στόκο άμμου και αφήνεται να στεγνώσει.

Κύκλοι υγρής εμβάπτισης και επακόλουθο στοκάρισμα επαναλαμβάνονται μέχρι να δημιουργηθεί ένα κέλυφος του επιθυμητού πάχους. Αυτό το πάχος υπαγορεύεται εν μέρει από το μέγεθος και τη διαμόρφωση του προϊόντος.

Μόλις το κεραμικό κέλυφος στεγνώσει, γίνεται αρκετά ισχυρό ώστε να συγκρατεί το λιωμένο μέταλλο κατά τη χύτευση.

Αφαίρεση κεριού

Ολόκληρο το συγκρότημα τοποθετείται σε αυτόκλειστο ατμού για να λιώσει το μεγαλύτερο μέρος του κεριού.

Κάθε κερί που έχει απομείνει που έχει εμποτιστεί στο κεραμικό κέλυφος καίγεται σε έναν κλίβανο. Σε αυτό το σημείο, το υπολειμματικό σχέδιο κεριού και το υλικό πύλης έχει αφαιρεθεί εντελώς και το κεραμικό καλούπι παραμένει με μια κοιλότητα στο σχήμα του επιθυμητού χυτού τμήματος.

Αυτή η λειτουργία σε υψηλή θερμοκρασία αυξάνει επίσης την αντοχή και τη σταθερότητα του κεραμικού υλικού. Επιπλέον, βοηθά στην ελαχιστοποίηση της αντίδρασης του κελύφους και του μετάλλου κατά τη διάρκεια της έκχυσης.

Λιώστε και χύστε

Το καλούπι προθερμαίνεται σε μια συγκεκριμένη θερμοκρασία και γεμίζεται με λιωμένο μέταλλο, δημιουργώντας τη χύτευση μετάλλου.

Σχεδόν οποιοδήποτε κράμα μπορεί να παραχθεί χρησιμοποιώντας αυτή τη διαδικασία. Μπορεί να χρησιμοποιηθεί είτε τήξη αέρα είτε τήξη υπό κενό όπως υπαγορεύεται από τη χημεία του κράματος. Η τήξη υπό κενό χρησιμοποιείται κυρίως όταν υπάρχουν αντιδραστικά στοιχεία στο κράμα.

Τελικές Λειτουργίες

Μόλις το χύτευμα κρυώσει επαρκώς, το κέλυφος του καλουπιού αποκόπτεται από το χύτευμα σε μια λειτουργία νοκ-άουτ.

Οι πύλες και οι δρομείς κόβονται από τη χύτευση και, εάν είναι απαραίτητο, εκτελείται τελική αμμοβολή, λείανση και κατεργασία μετά την επεξεργασία για να τελειώσει η χύτευση διαστάσεων.

Οι μη καταστροφικές δοκιμές μπορεί να περιλαμβάνουν διεισδυτικό φθορισμού, μαγνητικά σωματίδια, ακτινογραφικές ή άλλες επιθεωρήσεις. Επιθεωρήσεις τελικών διαστάσεων, αποτελέσματα δοκιμών κράματος και NDT επαληθεύονται πριν από την αποστολή.

Εύρος μεγέθους:

Αν και τα περισσότερα επενδυτικά χυτά είναι μικρά, η επενδυτική διαδικασία μπορεί να παράγει χυτά που ζυγίζουν περισσότερο από 1.000 λίβρες. Αυτή η δυνατότητα περιορίζεται σε έναν σχετικά μικρό αριθμό επενδυτικών τροχών και απαιτεί ειδική τεχνογνωσία στο χειρισμό. Τα περισσότερα χυτά μέρη πέφτουν σε ουγγιές σε εύρος 20 λιβρών.

Ευέλικτα και περίπλοκα σχήματα:

Η χύτευση επενδύσεων παρέχει σταθερές και επαναλαμβανόμενες στενές ανοχές μαζί με περίπλοκα περάσματα και περιγράμματα. Πολλές από αυτές τις διαμορφώσεις είναι αδύνατο να παραχθούν. Για παράδειγμα, όπου οι εργαλειομηχανές δεν μπορούν να φτάσουν. Η επίτευξη χυτών εξαρτημάτων σε σχήμα διχτυού ή σχεδόν δίχτυ μπορεί να μειώσει δραματικά το κόστος επεξεργασίας μετά τη χύτευση.

Η χύτευση επενδύσεων είναι μια καλή εναλλακτική λύση για τις συγκολλήσεις ή την κατασκευή. Πολλά εξαρτήματα μπορούν να συνδυαστούν σε μια ενιαία χύτευση. Όσο περισσότερα συνδυάζονται, τόσο καλύτερη είναι η απόδοση κατασκευής. Η μετατροπή εξαρτημάτων πολλαπλών τεμαχίων σε χύτευση μεμονωμένης επένδυσης προσφέρει συνήθως μεγαλύτερη ακρίβεια διαστάσεων και μειωμένη πολυπλοκότητα εξαρτημάτων.