Investicijski lijevanje: tehnologija, prednosti i nedostaci

Upotreba rastopljenih modela prilično je popularan način proizvodnje ljevaonica. Metoda karakterizira složenost tehnološkog procesa i visoki unos radne snage za pripremne procese. Stoga se koristi tamo gdje je potrebno točno promatrati dimenzije i osigurati visoku kvalitetu površine dijelova. Pa baci turbinskih lopatica i visokih performansi funkcije, proteza i nakit, kao i skulpture složene konfiguracije. lijevanja suštinu ulaganja lijevanje je da je forma je jednodijelni lijevanje, model materijala niskog tališta tijekom lijevanja ne ekstrahira i tale. To osigurava temeljitost promatranja dimenzija i reljefa. Preostala šupljina napunjena je metalom. Po završetku hlađenja kalup se uništi i proizvod se ukloni. Kod lijevanja velikih serija, trošak proizvoda je smanjen.

Prednosti postupka

Glavna prednost ulaganja u ulaganje je temeljita translacija kalupa i niska hrapavost površine. Osim toga, postoje i druge prednosti:

• Dostupna je proizvodnja dijelova od slabo obrađenih legura.
• Potrebna je daljnja strojna obrada.
• Proizvodi su lijevane, koje bi drugim metodama morale biti napravljene u dijelovima i sastavljene zajedno.
• U velikom nizu postiže se smanjenje specifičnog intenziteta rada (po proizvodu) i troškovne cijene.
• Mogućnost mehanizacije i djelomične automatizacije pripremnih operacija samog lijevanja.

Ove prednosti čine metodu jedan od najpopularnijih i najčešće korištenih u današnjoj metalurgiji, posebno u kombinaciji s modernim progresivnim metodama izlijevanja.

Nedostaci investicijskog lijevanja

Nedvojbene prednosti metode činile su se kako bi se osigurala njegova dominacija među ostalim načinima. Međutim, unatoč popularnosti metode ulaganja u investiciju, nedostaci ometaju njegovu široku primjenu. Glavni nedostatak je složenost višestupanjskog procesa. To zahtijeva prilično složenu i skupu tehnološku opremu za pripremne etape. Za jednostavne proizvode proizvedene u malim serijama ova metoda ima veću cijenu.

Za isplativo korištenje investicijskih prednosti lijevanja i nedostaci metode uspoređuju, odluku o svom izboru donosi se na temelju ocjene omjera cijena / kvaliteta. Dakle, primjenjuju se uglavnom za najkritičnije i skupe proizvode koje je teško dobiti i na druge načine, kao što su lopatice turbine, skulpture, high-speed alata, itd još jedno područje primjene - .. Velikih razmjera lijevanje, u kojoj je ljestvica učinak omogućuje postizanje značajno smanjenje troškova.

tehnologija

Tehnologija ulaganja u investicije je proizvodni proces u više faza, koji karakterizira relativno visok unos radne snage. U prvoj fazi izvršava se glavni model, postat će standard za proizvodnju radnih modela i nakon prolaska kroz sve faze konačnog proizvoda. Za izradu glavnih modela koriste se i posebni modeli, i tradicionalni - gips ili drvo. Materijal glavnog modela mora kombinirati snagu i jednostavnost obrade.

Nadalje, tehnologija ulaganja u ulaganje uključuje stvaranje kalupa, u koji će se svi radni modeli baciti. Kalupi su izrađeni od gipsa, gume, silikona, rjeđe od metala. Strukturno, mora nužno biti odvojiv i dizajniran za ponovnu uporabu. Plijesan je ispunjen sastava modela, nakon što je stvrdnjavanje demontiran i izvučen još jedan model rada.

U izradi jedinstvenih dijelova ili malih staza, koraci za izradu glavnog rasporeda i kalupa su preskočeni, a izgled (ili više) obavlja se ručnim oblikovanjem materijala.

Sljedeća faza procesa ulaganja u ulaganje je proizvodnja oko modela (ili bloka modela) kalupa za lijevanje. Ove matrice su strukturno već neodvojive i jednokratne, što omogućuje postizanje temeljitosti pridržavanja dimenzija i hrapavosti proizvoda. U suvremenoj industriji koriste se dvije vrste oblika - tradicionalni pijesak i glina za lijevanja u plijesni zemlje i ljuske - za proizvodnju preciznih i skupih dijelova.

Nakon završetka obrasca, njegov model iz njega se rastopi grijanjem ili puhanjem s pregrijanom parom. Plijesni ljuske dodatno su ojačani zagrijavanjem na 1000 ° C

Posljednja faza procesa uključuje stvaranje proizvoda, hlađenje u prirodnim uvjetima ili korištenje posebne tehnike u termostatu, lomljenje kalupa i čišćenje proizvoda. Metoda omogućuje dobivanje visoko kvalitetnih odljevaka od nekoliko grama do desetaka kilograma.

Sastavljeni modeli

Materijal za proizvodnju modela mora imati određena svojstva. Ona bi trebala imati takva svojstva kao:

• Plastičnost u krutoj fazi. Potrebno je točno ponoviti oblik budućeg proizvoda i po potrebi ga ispraviti.
• Snaga. Model mora izdržati, bez deformacija, proces oblikovanja kalupa oko nje.
• Topljiv. Zagrijavanje modela ne bi trebalo zahtijevati puno vremena i energije.
• Protočnost u rastaljenom stanju. Sastav bi trebao lako prodrijeti u sve depresije i detalje olakšanja, precizno ponavljajući obrise budućih detalja.
• Ekonomija. Posebno je važno za proizvodnju velikih serija.

Za sastave modela obično se koristi mješavina stearina i parafina. Ovi materijali uspješno nadopunjuju jedni druge parametre, nadoknađujući nedovoljnu točku topljenja parafina i pretjeranu viskoznost stearina.

Ni manje popularni u industriji su spojevi koji se temelje na voskom od smeđeg ugljena. Njegova glavna svojstva su otpornost na vlagu, snagu i sposobnost stvaranja vrlo glatkih premaza, što je osobito vrijedno za modeliranje proizvoda.

Također se koriste formulacije koje se sastoje od mješavine voska od smeđeg ugljena, parafina i stearina.

Izrada kalupa

Za izradu jedinstvenih proizvoda, izgled se priprema izrezivanjem komada modelnog materijala ručno ili pomoću predložaka. Modeli koji imaju oblik revolucioniranih tijela također se proizvode na torbi. Nedavno je metoda 3D-print modela sve češće korištena. Pogodan je za pojedinačne rasporede kao i za male serije.

Trošak modernog industrijskog 3D pisača i dalje je visok, ali zbog lakoće rekonfiguriranja od jednog do drugog proizvoda, to može biti učinkovit alat za proizvodnju modela u slučaju velikog broja heterogenih redova malih serija.

Kako bi se stvorio veliki broj identičnih rasporeda, matrica je izrađena od gipsa, gume, silikona ili metala. Radni kruhovi proizvode, zauzvrat, bacaju u matricu. Prema dizajnu, plijesan mora biti raspoloživ kako bi se omogućila mogućnost izrade određenog broja modela. Odabrani materijal također treba pružiti takvu mogućnost, no tome takve zahtjeve što su trajnost, gustoća, niska hrapavost, kemijske inertnosti u odnosu na model. Materijal plijesni mora također imati minimalnu adheziju na izgled kako bi se osigurala jednostavna ekstrakcija gotovih izgleda i dimenzioniranja. Važna svojstva kalupa su njegova čvrstoća i izdržljivost, osobito u velikim serijama.

Izrada modela i blokova

Široko primijenjena metoda za proizvodnju rastaljenih modela je lijevanja pod niskim pritiskom u kalupe. Tekuća smjesa se ručno ubrizgava pomoću štrcaljki klipa i mehaničkim, hidrauličnim ili pneumatskim kompresorima. U slučaju uporabe voska od smeđeg ugljena potrebno je zagrijati opskrbne linije sastava zbog visoke viskoznosti. Modeli od ekspandiranog polistirena izrađeni su ekstruzijom na automatiziranim jedinicama za kalupljenje.

Kako bi se povećala ekonomska učinkovitost i smanjila intenzitet rada u slučaju masovne proizvodnje malih odljevaka, njihovi izgledovi se kombiniraju u blokove. Preko blokova formiraju se trkaći sustavi, pričvršćujući pojedinačne modele na legla pomoću ručnog lemljenja. U slučaju pojedinačnih odljevaka ili malih serija, modeli se izrađuju ručno.

Prilikom oblikovanja rasprskavajućih sustava potrebno je osigurati ne-turbulentni protok taline, jednolično punjenje svih matričnih elemenata. Prilikom popunjavanja kalupa iz ASG-a trebali biste pratiti ravnomjerno punjenje svih otvora između vrata i spriječiti njihovo oštećenje.

Izrada kalupa

U ovoj metodi ulaganja u investicije postoje dvije glavne vrste oblika:

• Pijesak-glinaste smjese (CBC).
• Shell.

Plijesni za ulaganje iz ASG-a koriste se uglavnom u proizvodnji malih niza proizvoda koji ne zahtijevaju veliku točnost. Proces njihove proizvodnje je dovoljno naporan i zahtijeva visoku, a često i jedinstvenu kvalifikaciju modela i strojeva za oblikovanje. Djelomična mehanizacija je pogodna samo za pojedinačne operacije, kao što je priprema i punjenje smjese za kalupljenje, njegovo nabiranje.

Oblici oblika, s druge strane, koriste se za proizvodnju dijelova koji zahtijevaju posebnu preciznost proizvodnje. Proces njihove proizvodnje je složeniji i dugotrajniji, ali je pogodniji za mehanizaciju.

Lijevanje u tlo

Ovo je najranije čovječanstvo savladalo način obrade metala. Istodobno je savladao naše pretke s početkom korištenja metalnih proizvoda kao oružja, alata ili posuđa, tj. Oko 5 tisuća godina. Plijesi rastaljenog metala u pripremljenu matricu mješavine pijeska i gline. Najranije mjesto obrade metala pojavilo se samo tamo gdje su se nalazili naslage metala u obliku nuggets i placers. Tipičan primjer je postrojenje Kasli u Uralima, poznato širom svijeta za odljev čelika od lijevanog željeza.

Metoda ulaganja u ulaganje koristi se za proizvodnju metalnih proizvoda - crne i boje. A samo za metale koji imaju povećanu tendenciju reagiranja u tekućoj fazi (kao što je titan), potrebno je napraviti matrice iz drugih sastava.

Proces proizvodnje lijevanja u CBC sastoji se od sljedećih faza:

• proizvodnja modela;
• priprema tikvice;
• punjenje i zbijanje smjese u tikvici;
• metalno lijevanje;
• vađenje i čišćenje lijevanja.

Oblik PGS - single use. Da biste dobili gotov proizvod, morat će ga slomiti. Istovremeno, većina smjese je dostupna za sekundarnu upotrebu.

Kao materijali za ASG koriste se sastavi pretežno kvarcnog pijeska različitih granularnosti i plastičnih gline, čiji sadržaj varira od 3 do 45 posto. Na primjer, umjetni odljevci se proizvode pomoću mješavine s 10-20% sadržaja gline, za posebno velike odljeve, sadržaj glina je podešen na 25%.

Primijeni dvije podvrste:

• Suočavanje s mješavinama. Smješteni na unutarnjoj površini kalupa i komunicirati s rastaljenim metalom. Oni moraju biti otporni na toplinu, koji se ne mogu razbiti zbog razlike u temperaturi i nastalim naprezanjima. Ove smjese imaju fino zrno pažljivo prenose pojedinosti o površini. Vrlo je važno i sposobnost smjese za prijenos plina.
• Mješavine za punjenje. Koriste se za punjenje između sloja okrenutog prema stijenki tikvice. Morati se oduprijeti težini lijevanog metala, zadržati oblik proizvoda i doprinijeti pravovremenom i potpunom uklanjanju plinova. Proizvedeni od jeftinijih vrsta pijeska, podložni su ponovnoj uporabi.

Ako se plinovi za ubrizgavanje ne izlaze kroz mase mješavine za kalupljenje, već kroz vrata sustava, Nedostaci se pojavljuju u castingu koji vodi do braka.

Tradicionalna tehnologija lijevanja u zemlju detaljno je ilustrirana u Andrei Tarkovskyov film "Andrei Rublev". U romanu "The Bell" dječak Boriska, sin pokojnog majstora, na čelu je ljevaonica i crkveno zvono.

Lijevanje u ljuske plijesni

Metoda lijevanja u ljusci kalupa za investicijske modele karakterizira najbolji prijenos dimenzija proizvoda i niska hrapavost površine. Model je izrađen od niskotemperatnih spojeva, na primjer voska od smeđeg ugljena. Tvrtke za lijevanje također na široko koriste parafinsko-stearin u jednakim dijelovima. U slučaju velikih odljevaka, modelni materijal uključuje soli koje štite izgled od deformacija. Uvođenjem u otopinu, model je pokriven s 6-10 slojeva s visokotemperaturnom suspenzijom.

Hidrolizirani silikati djeluju kao veziva, kao što su kristali elektrokorunduma ili kvarca korišteni kao otporni na toplinu. Materijali za proizvodnju plijesni ljuske karakteriziraju visoka čvrstoća, niska higroskopnost i izvrsna propusnost plina.

Model se suši u atmosferi plinovitog amonijaka. U sljedećem koraku kalup se zagrijava do 120 ° C kako bi se uklonio parafinski model. Ostaci smjese se uklanjaju pomoću pregrijane pare pod visokim tlakom. Nadalje, kalup se kalcinira na temperaturi do 1000 ° C, što dovodi do konačnog učvršćivanja i uklanjanja tvari koje se mogu izdvojiti kao plinovi tijekom procesa lijevanja.

Školjka se stavlja u obliku tikvice koja je prekrivena čeličnom puškom. To pomaže pri održavanju konfiguracije kada je kalup napunjen talinom i istodobno poboljšava uvjete hlađenja lijevanja. Talina se izlije u kalupe predgrijane do 1000 ° C. Nakon hlađenja proizvoda u posebnom programu u termostatu, kalup se uništava, lijevanje se uklanja i očisti.

Glavna prednost ove metode lijevanja je velika točnost prijenosa veličine proizvoda i niska hrapavost površine.

Dodatne prednosti metode:

• Lijevanje dijelova od legura koje je teško strojno.
• Lijevanje proizvoda koji se inače moraju baciti u dijelove, a zatim skupljati zajedno.

Nedostaci ove metode lijevanja ulaganja su niski koeficijent uporabe metala i povećani intenzitet rada.

Precizno lijevanje

Precizno ulaganje investicija - takozvana tehnologija i krajnji proizvodi. Visok precizno lijevanje osigurava činjenica da tijekom pripreme kalupa nema potrebe za uklanjanjem proizvoda iz njega. Pri korištenju tradicionalne metode, proizvodnja matrice za lijevanje je složen i vrlo dugotrajan višestupanjski proces. To je osobito istinito u slučaju lijevanja dijelova složene konfiguracije, s udubljenjima, udubljenjima i unutarnjim šupljinama.

Na primjer, kod lijevanja lijevanog željeza ili bakrene vaze, koja ima varijabilnu zakrivljenost površine, morate primijeniti puno ugađanja. Dakle, najprije napunite donju polovicu tikvice, a zatim uklonite model, okrenite i zakvačite gornju polovicu. Model mora biti sastavljen, ručke vaze su izrađene od dva elementa, izvučene su kroz modularnu šupljinu u dva koraka - prvo donji element, a zatim gornji. Svi ovi brojni prevrati i povlačenja ne mogu pozitivno utjecati na cjelovitost površine kalupa i, u konačnici, točnost dimenzija lijevanja i kvaliteta njegove površine. Osim toga, ostaje problem precizno kombiniranja dijelova tikvica i sigurno ih pričvršćivanje jedni drugima.

Proizvodnja lijevanje za investicijske modele je lišena tih nedostataka, ne zahtijeva takvu visoku kvalifikaciju modelara i značajno smanjuje složenost pripremnih operacija za lijevanje. To je osobito izraženo u velikim prolazima odljevaka.

Metoda se može postići 2-5 točnost grade prema GOST 26645-85. To omogućuje da se baci takve precizne dijelove poput turbinskih lopatica, rezni alati, uključujući i high-performance glodala i svrdla, visoko opterećenih odgovornim tipkovnici, malih visoko opterećenih dijelova vozila, strojeva i drugih složenih mehanizama.

Visoka dimenzijska točnost i visoka površinska klasa smanjuju potrebu za daljnjom obradom lijevanja, što štedi metal i smanjuje troškove proizvodnje.

oprema

Oprema za lijevanje ulaganja zahtijeva raznolik i složen. Poduzeća ih ujedinjuju u jedinstven i skladan radni kompleks, organiziran kao mjesto, trgovina ili kao zasebna proizvodnja.

Sastav kompleksa ovisi o veličini proizvodnje, veličini, konfiguraciji i cirkulaciji odljevaka.

Dakle, u proizvodnji proteza i nakita, oprema će uključivati:

• tablica modela;
• prigušna peć s termostatom;
• skup skalpela i lopatica za ispravljanje oblika modela;
• kalupni karton;
• tikvica;
• spremnici za skladištenje i pripremu mješavine za kalupljenje;
• skup alata za tlačenje mješavine za kalupljenje;
• krpe za taljenje metala;
• kliješta;
• čekić za lomljenje oblika.
  

Ovaj proizvodni kompleks lako se može uklopiti na jedan stol iu jednom ormaru. Ako je planirana masovna proizvodnja, na primjer, aluminijski odljevci - dijelovi uređaja, zatim oprema za:

• oblikovanje i lijepljenje keramičkih kalupa;
• oblike sušenja;
• taljenje modela i primjena sloja otpornog na toplinu;
• čišćenje odljevaka iz kalupnog materijala.

Konačno, stvarna oprema kompleksa ljevaonica, dizajnirana za proizvodnju taline i napuniti ga u kalup. To može biti oprema za lijevanje:

• nizak tlak;
• centrifugalna;
• na uobičajeni gravitacijski način.

Postrojenja za injekcijsko prešanje i centrifugalno lijevanje su zasebni visoko mehanizirani i automatizirani proizvodni kompleks, izolirani iz atmosfere trgovine. Smanjuju ručni rad i pronađu osobu u štetnim uvjetima. Hermetičke komore u kojima se nalaze kompleksi osiguravaju potpuno hvatanje i pročišćavanje otpadnih plinova, što značajno povećava ekološku prihvatljivost poduzeća.

Lijevanje za investicijske modele ima dovoljno visoki potencijal za razvoj, posebno u kombinaciji s progresivnim metodama izrade kalupa i metoda lijevanja.