Когда аэрокосмические инженеры должны производить турбинные лопасти с толщиной всего 0,1 мм и поверхностной точностью до ± 0,05 мм, инвестиционное литье 5000-летнего (процесс потерянного воска) становится критической технологией. Этот метод, который лежит в основе 90% современных компонентов аэрокосмического двигателя, продолжает раздвигать точные границы в медицинских устройствах, производстве предметов роскоши и в других ценных отраслях.

Будучи профессиональным литейным предприятием, Tiegu предоставит вам подробное введение в инвестиционное литье (также известное как литье по утерянным воскому), точный процесс производства, который широко применяется в таких отраслях, как аэрокосмическая, автомобильная и медицинская устройства.

Как работает инвестиционный кастинг？

Инвестиционное литье (процесс потерянного воска) достигает точного металла, образующегося с помощью метода репликации растворимого шаблона. Основной рабочий процесс включает в себя: создание восковых узоров путем введения парафина с низким уровнем температуры в плесени, сборки узоров в деревья, и нанесение слоев керамических суспензий для образования надежной оболочки. Паровой деэгреватор и высокотемпературное спекание Удалите воск и уплотнение раковины с последующим вакуумным литьем расплавленных сплавов. После охлаждения раковина удаляется, чтобы получить высокие отливки, не требующие пост-махинации.

Что такое процесс инвестиционного литья？

Как инвестиционные кастинг отличается от других типов кастинга

Инвестиционное литье превосходит точность, совместимость с материалом и структурную сложность:

• Контроль точности: достигает толерантности CT4 (± 0,15 мм/25 мм), удваивает точность литья песча

• Адаптируемость материала: единственный процесс, способный непосредственно набрать суперпладол

• Сложность: образует сложные внутренние структуры, такие как каналы охлаждения лезвий турбин

Данные сравнения:

• Минимальная толщина стенки: 0,5 мм (против 3 мм для литья песка, 0,8 мм для литья матрицы)

• Использование материалов: 90% (против 40% для традиционной обработки)

• Стоимость единицы: 5-8-кратное литье песка, но более рентабельные в высоких приложениях

Почему это называется инвестиционным кастингом и другими именами?

Термин «инвестиционное литье» происходит от латинского слова «инвестиции», что означает «одевать» или «для покрытия». Это относится к процессу инканализации воска с керамическим инвестиционным материалом, который образует защитную оболочку во время литья. В то время как «инвестиционное литье» является стандартизированным термином в инженерных контекстах, процесс также широко известен как литье с потерянными восками из-за его основного этапа таяния воска перед заливанием металла.

Альтернативные имена на практике (другое имя)

В зависимости от регионального или промышленного контекста, вы можете столкнуться с этими синонимами:

Точное литье - подчеркивает его способность достичь точности размерного CT4

Расходное литье с узором - фокусируется на жертвенной природе восковой модели

Литье керамической плесени) - описывает рефрактерный материал оболочки

Процесс инвестиционного литья объяснил

Пошаговое руководство для точных металлических деталей

1. Создание воска

Процесс начинается с разработки 3D-моделей с использованием программного обеспечения CAD, где корректируется компенсация усадки 0,3-0,6% для учета затвердевания металлов. Низкотемпературный парафиновый воск (48-52 ℃ Плата), смешанный с 15% стеариновой кислотой, затем вводится в алюминиевые формы с точностью при 5-8 МПа. Это приводит к восковым рисункам с толщиной стенки от 0,5 до 3 мм и точности размера ± 0,05 мм.

Техническое преимущество: алюминиевые формы с поверхностной отделкой RA≤0,8 мкм обеспечивают гладкое высвобождение.

2. Сборка кластера

Индивидуальные восковые узоры приварены для бегунов с использованием воздушных пистолетов с подогревом, образуя деревья, похожие на деревья. Эти сборки проходят рентгеновский осмотр, чтобы обнаружить внутренние пузырьки диаметром меньше 0,2 мм, обеспечивая структурную целостность перед литьем.

Контроль качества: изменение веса кластера поддерживается в пределах ≤5G, чтобы сбалансировать поток металла во время заливки.

3. Формирование керамической оболочки

Кластеры неоднократно погружаются в силикаре-сискую суспензию (содержание 30-35% SIO₂) и покрывают рефрактерными песками. После 7-9 слоев и 4-6 часов сушки между пальто раковины спехают в 980 ℃. Этот процесс создает керамические оболочки с прочностью изгиба ≥30 МПа, способной выдержать 1500 ℃ расплавленного металла.

Материальная наука: Цирконная мука обеспечивает высокую тепловую стабильность, в то время как муллит песок усиливает строгидность конструкции.

4. Depaxing & Cleaning

Пар при 160 ℃ Удаляет восковые узоры, оставляя менее 0,05% остатка. Воздушная промышленность высокого давления очищает оставшиеся мусоры из полостей оболочки. Приблизительно 95% воска перерабатывается для повторного использования.

Экологическое преимущество: передовые системы восстановления воска минимизируют материальные отходы.

5. Вакуумное кастинг

На основе никелевых сплавов, таких как Inconel 718, расплавлены на 1550 ± 20 ℃ в вакуумных индукционных печи. Расплавленный металл выливается в керамические раковины при ≤10pa вакууме, чтобы устранить пористость, обеспечивая плотные, без дефектных отливок.

Процесс инновации: вакуумная среда уменьшает окисление и улучшает чистоту материала.

6. Охлаждение и демольд

Листовые детали постепенно охлаждаются-сначала в печи до 600 ℃, затем проводятся воздушным охлаждением со скоростью 5-10 ℃ в минуту. Встряхивание вибрации удаляет более 99,9% керамической оболочки, оставляя металлические компоненты вблизи сети.

Контроль напряжения: медленное охлаждение предотвращает тепловые искажения в сложных геометриях.

7. Окончательная обработка и проверка

Поверхностная отделка с помощью взрыва оксида алюминия достигает шероховатости RA1.6-6,3 мкм. Координатные измерительные машины проверяют размерную толерантность CT4 (± 0,15 мм/25 мм), в то время как CT с разрешением 5 мкм обнаруживает внутренние дефекты.

Сертификаты: процессы соответствуют требованиям ISO 9001, AS9100D (Aerospace) и ISO 13485 (медицинский).

Что такое инвестиционные продукты, преимущества и недостатки？

Преимущества инвестиционного кастинга

1. Чрезвычайная точность

   
   Достигает толерантность к размеру CT4 (± 0,15 мм/25 мм) и шероховатость поверхности RA1,6-6,3 мкм, исключая после применения после применения.

2. Сложная геометрия

   
   Образуются сложные внутренние структуры, такие как каналы охлаждения турбинного лезвия и 30 ° отрицательных углов невозможности с литьем песчаного песка.

3. Высокотемпературная совместимость материала

   
   Спектеры на основе никеля (например, INSEL 718, Point Point 1330 ℃) и титановые сплавы напрямую, которые трудно оборудовать традиционно.

4. Эффективность материала

   
   90% использование материалов по сравнению с 40% для обработки ЧПУ, сокращения отходов и затрат на дорогие сплавы.

5. Гибкость дизайна

   
   Позволяет быстрому дизайну итерациям с использованием 3D-печатных восковых узоров, сокращая время прототипирования с 30 дней до 5 дней.

Технические данные

• МиниМама размер функции: 0,2 мм

• Диапазон толщины стен: 0,5-3 мм

• Задержка прочности растягивания: 98% кованого материала

Ограничения инвестиционного кастинга

• СрокаH Производственные затраты

  
  Расходы на единицу в 5-8 раз выше, чем литье песка из-за трудоемких процессов керамической оболочки и инвестиций в материалы.

• Длинные сроки

  
  Типичные производственные циклы варьируются от 15-20 дней для небольших партий, дольше, чем кастинг, 3-5 дней.

• Ограничения размера

  
  Максимальный вес литья, как правило, составляет ≤50 кг, хотя усовершенствованные композитные оболочки могут отбрасывать до 300 кг компонентов.

• Воздействие на окружающую среду

  
  Традиционные процессы генерируют выбросы ЛОС от органических связующих, хотя покрытия на водной основе теперь уменьшают это на 90%.

• Пористость риски

  
  Неправильный вакУровни UUM во время литья могут привести к пористости, превышающей 0,5%, что потребует после кастинговой обработки тазобедренного сустава для критических применений.

Стратегии смягчения рисков

• Программное обеспечение для моделирования: моделирование заказов прогнозирует усадку и пористость

• Контроль процесса: уровни вакуума, поддерживаемые при ≤10pa во время залива

• Пост-обработка: горячая изостатическая пресса (бедра) устраняет внутренние пустоты

Матрица решения

Каково применение инвестиционного кастинга?

Каковы примеры инвестиционных литейных продуктов? Инвестиционное литье используется для производства высоких компонентов в критических отраслях, включая:

• Aerospace: лопасти турбины (используемые в реактивных двигателях для выдержания 1200 ℃ тепло), вкладыши камеры сгорания

• Медицинский: кобальт-хромий имплантаты бедра (используется для биосовместимой кости), проставки титана позвоночника

• Промышленность: высокотемпературные клапаны (используемые на нефтехимических растениях), морские пропеллеры

• Роскошные товары: 18 тыс. Золотых ювелирных изделий (используется для замысловатых алмазных зубцов), часы с нержавеющей стали.

• Энергия: компоненты ядерного реактора (используются в радиационных средах), подшипники ветряных турбин

Почему эти продукты используют инвестиционное литье
✅ Сложная геометрия (например, внутренние каналы охлаждения в турбинных лопастях)
✅ Высокотемпературные материалы (например, на основе никелевых на основе таяния на основе никеля в 1330 ℃)
✅ Поверхностная отделка Совещание медицинских/потребительских стандартов (RA1.6-6,3 мкм)

Почему инвестиционные кастинг дороже?

Инвестиционный кастингнесет более высокие затраты из-за его точности и требований к материалам, в том числе:

• Трудоемкие шаги: Создание керамических раковин включает в себя 7-9 проселений и спекание, требующих квалифицированных техников и времени (5-7 дней для только для приготовления раковины).

• Высокотемпературные сплавы: материалы, такие как на основе никеля, суперсплавы (например, Inconel 718) стоят в 3-5 раз больше, чем обычные металлы, хотя их 90% -ная частота компенсации снижает некоторые расходы.

• Стоимость инструмента: алюминиевые формы для восковых узоров могут стоить 10 000-50 000 долл. США за конструкцию, хотя 3D-печать снижает это на 80% для прототипов.

• Обеспечение качества: КТ-сканирование (разрешение 5 мкм) и тестирование на растяжение добавляют 200-500 долл. США за часть для аэрокосмических/медицинских применений.

Стратегии смягчения затрат

• 3D-печать восковых паттернов: снижение затрат на инструментирование для небольших партий

• Автоматизированный обстрел: сократить время производства на 30%

• Оптимизация материала: ближняя сеть sHape уменьшает обработку отходов на 50%

Ваш подход
Использует автоматизированные роботы керамического покрытия и возможности плавления сплава, чтобы снизить затраты на 25% по сравнению со средними значениями в отрасли.

Какие материалы используются в инвестиционном кастинге?

Инвестиционное литье - это универсальный процесс, который может работать с широким спектром материалов для удовлетворения различных промышленных потребностей. Вот основные используемые материалы:

1. Металлические материалы

• Никель - ба На основе SUПераллои: это выбор для аэрокосмической и энергетической применения. Сплавы, такие как Inconel 718 (который соответствует ASTM B637) и CMSX - 4, известны своей способностью выдерживать высокие температуры, причем точки плавления превышают 1300 ° C.

• Сплавы на основе кобальта: в частности, Stellite 6 ценится за его высокую твердость, достигая до HRC52, что делает его подходящим для износа - устойчивых деталей.

• Титановые сплавы: Ti - 6AL - 4V (соблюдение ASTM F136) широко используется в медицинской области из -за его биосовместимости и высокой прочности - к - весовому соотношению.

• Нержавеющая стали: 316L (с низкимСодержание углерода ≤0,03%) и 17 - 4PH (которые могут достигать HRC42 после термической обработки) обычно выбираются для их коррозионной устойчивости.

2. Восковые материалы

• Парафиновый воск: он обслуживаетВ качестве основного компонента, как правило, составляет 85% восковой смеси. Он имеет точку плавления в диапазоне от 48 до 52 ° C.

• Стеариновая кислота: составляя 15% смеси, она помогает в управлении вязкостью воска.

• Добавки: микрокристаллический wAX добавляется для снижения скорости усадки до менее чем 0,6%, обеспечивая размерную стабильность воска.

3. Керамические материалы

• Цирконная мука: wРазмер частиц 270 мш, используется в поверхностном слое керамической оболочки для обеспечения тепловой стабильности.

• Муллит песок: имея 80 - Размер частиц сетки, он используется в слоях подложки для повышения прочности оболочки.