VERLOREN-WAX INVESTERING CASTING
Speciaal gieten verwijst naar een familie van gietmethoden die aanzienlijk verschillen van zandgieten in termen van vormmaterialen, vormvulling en stolling. Tegenwoordig zijn er meer dan 20 speciale gietprocessen in gebruik, waarvan de meest voorkomende investeringsgieten, verloren schuimgieten, permanent gieten, spuitgieten, lage-drukgieten, centrifugaalgieten, tegen-drukgieten en continugieten zijn. Als technologie voor het vormen van bijna-net--vormen blijft speciaal gieten evolueren in de richting van grotere precisie, dunnere wandsecties, lichter gewicht en verbeterde energie-efficiëntie, en heeft het steeds wijdverspreide toepassingen gevonden in alle industrieën.
Investeringsgieten – Principes
Bij investeringsgieten wordt een patroon gemaakt van een vervangbaar materiaal, dit bedekt met meerdere lagen vuurvast materiaal en, nadat de coating is uitgehard en gedroogd, het patroon uitgesmolten om een keramische schaal te creëren. De schaal wordt vervolgens bij hoge temperaturen gebakken voordat gesmolten metaal wordt gegoten om het gietstuk te produceren. Omdat de eerste patronen die bij dit proces werden gebruikt, van was waren gemaakt, wordt dit ook wel wasgieten of verloren-wasgieten genoemd.
De primaire processtappen omvatten: het ontwerpen en vervaardigen van matrijzen, het produceren van waspatronen, het aanbrengen van slurry en stucwerk om de schaal te bouwen, het harden en drogen van de schaal, het ontwassen, het bakken van de schaal, het smelten en gieten van metaal, stollen en afkoelen, en ten slotte het verwijderen, reinigen en afwerken van de schaal. In wezen is investeringsgieten vergelijkbaar met zandgieten, omdat het gesmolten metaal doorgaans de mal vult en onder invloed van de zwaartekracht stolt. Het belangrijkste verschil ligt in de matrijsmaterialen en de methode voor het maken van matrijzen.
Bij investeringsgieten wordt gebruik gemaakt van een smeltbaar waspatroon (gewoonlijk een 'waspatroon' genoemd) en een keramische schaal uit één- stuk zonder scheidingslijn, wat de volgende voordelen biedt:
Investeringsgieten – Belangrijkste kenmerken
Hoge precisie en oppervlaktekwaliteit – Dankzij de precisievorm en de afwezigheid van scheidingslijnen bereiken precisiegietstukken maattoleranties van CT4 tot CT7 en oppervlakteruwheidswaarden (Ra) van slechts 1,6 tot 12,5 μm.
Complexe geometrie en dunne wanden – Met relatief eenvoudige gereedschappen en apparatuur kan precisiegieten zeer ingewikkelde vormen en dun{0}}wandige gietstukken produceren met een minimale wanddikte van slechts 0,3 mm en een minimale gietgatdiameter van 0,5 mm.
Materiaal- en batchflexibiliteit – Investeringsgieten is compatibel met een breed scala aan legeringen en wordt niet beperkt door de productiebatchgrootte. Het is bijzonder geschikt voor het gieten van legeringen met een hoog-smeltpunt- en moeilijk-te-bewerkbare materialen.
Afwegingen- – Het proces omvat meerdere stappen, lange productiecycli en relatief dure grondstoffen, wat resulteert in hogere gietkosten. Gietstukken zijn doorgaans beperkt tot kleine onderdelen, variërend van enkele tientallen grammen tot enkele kilogrammen, doorgaans niet meer dan 25 kg.
Investeringsgieten is een van de belangrijkste methoden om minimale of nulbewerking te bereiken. Het is vooral geschikt voor het produceren van precisiegietstukken met complexe geometrieën, hoog-smeltende-legeringen, moeilijk-bewerkbare-materialen en veeleisende prestatie-eisen. Tegenwoordig wordt investeringsgieten veel gebruikt bij de productie van componenten voor stoomturbines, gasturbinebladen, snijgereedschappen, instrumentatieonderdelen, auto- en tractoronderdelen en onderdelen van werktuigmachines.
Investeringsgieten –VoornaamstProces
Het investeringsgietproces omvat hoofdzakelijk de volgende stappen:
Productie van metalen matrijzen
Bij het investeringsgietproces moeten zowel het waspatroon als de schaalvorm worden vernietigd. Voor elk gietstuk is een nieuw waspatroon nodig, dus er zijn 3D-geprinte waspatronen of mallen voor het maken van waspatronen nodig. Bij het vervaardigen van de mal moeten de krimppercentages zorgvuldig worden berekend en in aanmerking worden genomen, aangezien deze krimp optreedt tijdens de verschillende stadia van de productie van waspatronen, het vormen van de schaal en het stollen na het gieten.
Productie van waspatronen
Hete was wordt in de metalen mal geïnjecteerd, afgekoeld en gestold, en vervolgens wordt de metalen mal verwijderd om het waspatroon te verkrijgen. Voor complexe interne holtestructuren worden keramische kernen gebruikt om interne functionele kenmerken te vormen. Dit productieproces is vergelijkbaar met spuitgieten, maar bij spuitgieten wordt gesmolten metaal gebruikt, terwijl bij het gietproces met verloren was- vloeibare was wordt gebruikt.
Montage van waspatronen (montage van bomen)
Verschillende waspatronen worden op een wasspuit (een wasstaaf) gelast of gemonteerd om een waspatrooncluster te vormen, waardoor een poortsysteem ontstaat. Dit systeem omvat een gietbeker (de ingang waardoor gesmolten metaal in het poortsysteem wordt geïntroduceerd).
Shell-matrijzenproductie
De waspatroonboom wordt in een slurry op silica-basis gedompeld. Dit dompelproces wordt meerdere keren herhaald, waarbij vóór elke dompeling verschillende vuurvaste materialen worden aangebracht, en elke laag mag drogen en uitharden. De gedroogde coatings vormen een keramische schaal rond het waspatroon en het poortsysteem. De keramische schaal wordt vervolgens verwarmd totdat de was smelt en wegloopt, waardoor er een holle holte binnenin achterblijft-hiermee is de productie van de schaalvorm voltooid.
Ontwassen
Nadat de schaalvorm volledig is uitgehard, moet het waspatroonsamenstel uit de schaal worden gesmolten. Deze stap wordt ontwassen genoemd. Er zijn verschillende ontwasmethoden, afhankelijk van de gebruikte verwarmingsmethode. De meest voorkomende zijn de heetwatermethode en de hoge-drukstoommethode. Belangrijke opmerkingen: Bij gebruik van de methode voor het ontwassen met heet water moet de ontwasopening naar boven wijzen, zodat de gesmolten was er soepel uit kan drijven, en de watertemperatuur moet zo hoog mogelijk zijn, maar niet kokend. Bij gebruik van de hoge-druk-stoomontwasmethode moet de wasopening naar beneden gericht zijn, zodat de gesmolten was goed kan weglopen.
Schelpenvormen bakken (voorverwarmen)
De van was ontdane schaalvormen worden in een oven gebakken. De oventemperatuur wordt geleidelijk verhoogd tot 800-1000 graden. Over het algemeen vereisen schaalvormen gemaakt met ethylsilicaathydrolysaat hogere baktemperaturen, terwijl die gemaakt met natriumsilicaat lagere baktemperaturen vereisen. Nadat ze een bepaalde tijd op de doeltemperatuur zijn gehouden, worden de schaalvormen verwijderd en zijn ze klaar om te worden gegoten. Tijdens het bakken worden achtergebleven was, onzuiverheden en een beetje NaCl (van granaten op basis van natriumsilicaat) weggebrand; geadsorbeerd water en kristallijn water in de schaal worden volledig verdreven; en de silicagel ontleedt verder tot SiO₂. Door het bakken krijgt de schaalvorm meer sterkte en een schonere interne holte.
Gieten (gieten)
De legeringselementen worden geproportioneerd volgens de specifieke materiaalkwaliteit voor elke ovenbatch. Wanneer het gesmolten staal de giettemperatuur bereikt, kan het gegoten worden. Het gesmolten staal wordt heet in de schaalvorm gegoten en stroomt door de gietbeker en het poortsysteem in elke holte van de boom. Dankzij de voorverwarmde schaalvorm kan het gesmolten metaal gemakkelijker door dun-wandige of slanke delen stromen. Nadat het metaal is afgekoeld en gestold, worden gietstukken met hoge-precisie verkregen.
Shell verwijderen en reinigen
Na het gieten, zodra de schaalvorm en de gietstukken volledig zijn gestold en afgekoeld, wordt trilapparatuur gebruikt om de schaalvorm van de gietstukken te scheiden. Na de eerste zandverwijdering wordt gritstralen uitgevoerd om het grootste deel van het aangehechte zand van het oppervlak van de gietstukken te verwijderen. De individuele gietstukken kunnen vervolgens via verschillende snijmethoden van het poortsysteem worden gescheiden.
Poortslijpen en afwerken
De resterende poortstompen op de gietstukken worden verwijderd, voornamelijk door slijpen met slijpstenen of machinale bewerkingen. Deze stap omvat zowel ruw slijpen als fijn slijpen, en er moet voor worden gezorgd dat het onderdeellichaam tijdens het slijpen niet wordt beschadigd. Daaropvolgende afwerkingswerkzaamheden richten zich voornamelijk op oppervlaktedefecten die op de gietstukken aanwezig kunnen zijn, zoals zandgaten, slakinsluitingen, bramen, uitsteeksels en vervorming. De belangrijkste methoden zijn onder meer slijpen, lasreparatie, rechttrekken en gritstralen. Nadat ze de visuele inspectie hebben doorstaan, worden de gietstukken overgebracht naar de warmtebehandelingsproductielijn voor verschillende warmtebehandelingsprocessen.
Ons legeringsassortiment
Simons Technology biedt een grote verscheidenheid aan legeringen, waaronder roestvrij staal, koolstofstaal, laag-gelegeerd staal, middel-gelegeerd staal, hoog-mangaanstaal, nikkel-legeringen, kobalt-legeringen, non-ferrolegeringen en meer. Voor de volledige lijst verwijzen wij u naar de bijlage.
Gewicht en maatmogelijkheden
- Gewicht per eenheid: 0,001 kg – 622 kg
- Maximale afmetingen: Ø710 mm × 300 mm
- Maximale lengte van één-as: 1200 mm
Hoge maatnauwkeurigheid
De gietstukken van Simons Technology voldoen aan de VDG P690 D1–2- of ISO 8062 DCTG4–6-normen. Zie de bijlage voor gedetailleerde tolerantieklassen.
Snelle prototypering
Simons Technology is uitgerust met poedersinterende laser-rapid prototyping-machines en licht-uithardende rapid prototyping-systemen, waardoor snelle prototyping en kleine- batchproductie mogelijk zijn.
Vacuüm gieten
Met interne- vacuüm-inductiesmeltovens produceert Simons Technology gietstukken van kobalt-- en nikkel--legeringen in eenheidsgewichten variërend van 0,001 kg tot 25 kg.
Complexe geometriemogelijkheden
Bij het gehele procesontwerp van Simons Technology wordt gebruik gemaakt van geavanceerde gietsimulatiesoftware. Voor onderdelen met ingewikkelde structuren gebruiken we gespecialiseerde technieken zoals oplosbare kernen, keramische kernen, zoutkernen en C-1 Core Mix.
Extra mogelijkheden
- Automatische wasinjectiemachines met gecentraliseerde groepsbesturingssystemen
- Automatische robots voor het maken van granaten- en droogkamers met geautomatiseerde temperatuur- en vochtigheidsregeling
- Snelle-droogtechnologie om de droogcycli van de schaal te verkorten
- Geavanceerde wasautoclaven met wasontwateringsfunctie
- Veilig en milieuvriendelijk-vriendelijk automatisch waxbehandelingssysteem
- Zelf-ontwikkeld geautomatiseerd systeem voor nauwkeurige aanpassing van de legeringssamenstelling
- Robotarmen voor het gieten en ontvormen van pollepels (geschikt voor grote onderdelen)
- Geavanceerde warmtebehandelingsapparatuur, waaronder volledig geautomatiseerde atmosfeerovens en oplossingsovens op hoge- temperatuur
Neem contact met ons op
Voor meer informatie over de mogelijkheden van Simons Technology, of om uw specifieke wensen te bespreken, kunt u gerust contact met ons opnemen.