Vlitje po vložku (litje po izgubljenem{0}}vosku) proizvaja kovinske komponente skoraj{1}}neto-oblike s kompleksno geometrijo, ozkimi dimenzijskimi tolerancami in gladko površino. Ta proizvodni proces zmanjša ali odpravi potrebo po sekundarni strojni obdelavi, zaradi česar je stroškovno-učinkovit za srednje do veliko-serijsko proizvodnjo zapletenih strukturnih in mehanskih delov.
Operativne zmogljivosti in inženirske omejitve
• Razpon teže: 0,05 kg do 80 kg (0,11 lbs do 176 lbs) na del
• Najmanjša debelina stene: 1,5 mm (0,060 in) za postopek silicijevega sol; 3,0 mm (0,120 in) za postopek vodnega stekla
• Tolerance linearnih dimenzij: ISO 8062-3 razred DCTG 4 do DCTG 6 (Silica Sol); DCTG 7 do DCTG 9 (vodno steklo)
• Hrapavost-lite površine:
Postopek s silicijevim dioksidom: Ra 3,2 µm – Ra 6,3 µm (125 – 250 µin)
Postopek vodnega stekla: Ra 6,3 µm – Ra 12,5 µm (250 – 500 µin)
• Letna proizvodna zmogljivost: do 15.000 metričnih ton skupne proizvodnje
Vodnik za izbiro postopka za kupce
|
Parameter |
Postopek s silicijevim dioksidom |
Postopek vodnega stekla |
|
Tipična izbira zlitin |
Nerjaveče jeklo, superzlitine |
Ogljikovo in nizko{0}}legirano jeklo |
|
Površinska obdelava (Ra) |
3.2 – 6.3 µm |
6.3 – 12.5 µm |
|
Razred tolerance |
ISO 8062-3 DCTG 4–6 |
ISO 8062-3 DCTG 7–9 |
|
Začetni stroški orodja |
Zmerno |
Nižje |
|
Ciljni stroški na enoto |
Srednje do premium aplikacije |
Stroškovno-občutljiva količina |
Proizvodni proces
Livarna upravlja linije za vlivanje z dvojnim-postopkom: Silica Sol za visoko{1}}natančne, korozijsko-odporne dele in vodno steklo za strukturne komponente iz ogljikovega jekla.
Potek procesa
• Aluminijasto orodje
• Vbrizgavanje voska
• Sestavljanje drevesa
• Pomakanje v keramično gnojevko
• Razvoskanje in žganje
• Točenje in hlajenje
• Shakeout & Cut-Off
• Končni pregled
Podrobna izvedba-za-koraki
• Izdelava orodij in matrice: CNC-obdelane aluminijaste matrice (zlitina 6061/7075) se proizvajajo z dovoljenji za krčenje (običajno 1,5 %–2,5 %), ki so vključena v model CAD na podlagi dinamike strjevanja zlitine.
• Vbrizgavanje vzorca: Vosek s- nadzorom temperature se vbrizga v aluminijasto matrico pod pritiskom (2,0–4,0 MPa), da se ustvari natančna replika ciljne komponente.
• Sestavljanje vzorca: Posamezni voščeni vzorci so zasnovani-in pritrjeni na osrednji voščeni tekač (drevesna struktura) za optimizacijo pretoka in podajanja kovin med strjevanjem.
• Zgradba školjke:
Silicijev dioksid: Vzorčno drevo je potopljeno v koloidno kremenčevo brozgo in prevlečeno s cirkonijevim peskom (primarni nanosi), ki mu sledi mulitni pesek (rezervni nanosi) . 5 do 7 slojev, ki se nanesejo s strogim nadzorom vlažnosti (55 % ± 5 % RH) med nanosi.
Vodno steklo: Drevo je potopljeno v natrijevo silikatno vezivno kašo in ometano s kremenčevim peskom, utrjenim v kopeli z amonijevim kloridom ali aluminijevim sulfatom (4 do 6 nanosov).
• Razvoskanje in avtoklav: sklop lupine se postavi v visoko{0}}avtoklav s paro (0,6–0,8 MPa, 160 stopinj –175 stopinj), da se vosek hitro stopi in izprazni, ne da bi počila keramična lupina.
• Visoko{0}}temperaturno žganje: keramične lupine se sintrajo v rotacijski ali šaržni peči pri 950 do 1150 stopinjah 45–90 minut, da sežgejo ostanke ogljikovodikov in dosežejo strukturno trdnost.
• Taljenje in vlivanje: Indukcijske peči talijo certificirane surove ingote. Staljeno kovino posnamemo z žlindro-, spektrografsko analiziramo in vlijemo v predhodno segrete kalupe pri temperaturah od 1450 stopinj do 1680 stopinj, odvisno od zlitine.
• Knockout & Cut-Off: Strjene lupine se razbijejo s pnevmatskimi kladivi ali visoko{1}}vodnimi curki. Deli so odrezani od cevi z abrazivnimi rezalnimi-kolesi.
• Brušenje in peskanje: zaporne čepke so brušene v ravnini, deli pa so peskani s peskom iz nerjavečega jekla ali aluminijevega oksida do enakomerne teksture površine.
Materiali in tehnične specifikacije
Obdelujemo obsežen spekter železnih in -neželeznih kovin v skladu s standardi ASTM, AISI, DIN, EN in JIS. Validacija kemijske sestave z optično emisijsko spektroskopijo (OES) se izvaja pri vsakem segrevanju pred vlivanjem.
Matrika specifikacij zlitine
|
Materialna družina |
Skupne stopnje (ASTM / DIN) |
Ključne lastnosti |
Mehanski standardni obseg |
|
Avstenitno nerjaveče jeklo |
CF8 (304), CF8M (316), CF3 (304L), CF3M (316L) |
Visoka odpornost proti koroziji, odlična žilavost |
Natezna trdnost: večja ali enaka 485 MPa Propustnost: Večja ali enaka 205 MPa Raztezek: večji ali enak 35 % |
|
Martenzitno / feritno nerjavno jeklo |
CA15 (410), CA40 (420), 430 |
Visoka trdota, odpornost proti obrabi, magnetna |
Natezna trdnost: 550 – 850 MPa Trdota: 180 – 450 HBW |
|
Nerjavno jeklo, ki se utrjuje s padavinami |
17-4PH (CB7Cu-1), 15-5PH |
Visoka trdnost, dobra odpornost proti koroziji po toplotni obdelavi |
Natezna trdnost: 930 – 1310 MPa Izkoristek: 790 – 1170 MPa |
|
Ogljikovo jeklo |
WCB, WCC, razred 60-30, 1020, 1045 |
Dobra varivost, strukturna trdnost, ekonomičnost |
Natezna trdnost: 415 – 655 MPa Izkoristek: 230 – 345 MPa |
|
Nizko-legirano jeklo |
4130, 4140, 4340, 8620 |
Odlična kaljivost, visoka odpornost na utrujenost |
Natezna trdnost: 650 – 1100 MPa (toplotno obdelan) |
|
Dvostransko nerjaveče jeklo |
2205 (UNS S31803), 2507 (UNS S32750) |
Vrhunska odpornost proti luknjanju (PREN večji ali enak 34), visoka meja tečenja |
Natezna trdnost: večja ali enaka 650 MPa Propustnost: Večja ali enaka 450 MPa |
|
Toplotno{0}}odporne zlitine |
Ekvivalent HK40, HH, Inconel 625 |
Visoka odpornost proti lezenju do 1050 stopinj |
Specifično za aplikacijo |
Ključne lastnosti izdelka
Integracija kompleksne notranje geometrije:
Odpravlja več{0}}delne varjene sklope s konsolidacijo zapletenih notranjih kanalov, podrezov in tankih reber v eno samo ulito komponento.
Odprava kota ugreza:
V nasprotju s peščenim ali tlačnim litjem omogoča ulivanje z vložkom nič-stopinjski kot ugreza na notranjih žepih in zunanjih stenah, kjer običajno veljajo omejitve vlečenja jedra.
Skoraj-neto-natančnost oblike:
Zmanjša ostanke materiala za do 70 % v primerjavi s CNC obdelavo mas-baze, zlasti pri visoko-legiranih nerjavnih jeklih in nikljevih zlitinah.
As-Cast Napis in sledljivost:
Številke delov, toplotne kode, logotipe in smerne puščice je mogoče vliti neposredno na površino komponente z dvignjenim besedilom (najmanj 0,5 mm višine).
Enotna zrnata struktura:
Nadzorovano predgrevanje lupine in toplotna izolacija med vlivanjem zmanjšata gradiente hlajenja, kar vodi do doslednih izotropnih mehanskih lastnosti.
Tipične aplikacije
Uliti deli za vlaganje imajo ključne funkcionalne vloge v težki industriji, nadzoru tekočin in energetski opremi:
Preslikava aplikacijskega mehanizma
|
Sektor |
Tipične komponente |
|
Ravnanje s tekočinami in črpalke |
Tekalna kolesa, spiralno ohišje, telesa ventilov, prirobnice |
|
Proces in avtomatizacija |
Ohišja merilnika pretoka, ročice aktuatorjev, ohišja senzorjev |
|
Težki in kmetijski stroji |
Nosilci za obrabo, zatiči tečajev, zaklepne tace, spojke |
|
Petrokemija in energija |
Visokotlačni{0}}priključek ventila, šobe za gorilnike, nastavki za cevi |
|
Komercialni avtomobili |
Ohišja turbopolnilnikov, izpušni kolektorji, nosilci |
Strojna obdelava in sekundarne operacije
Medtem ko vlitke zagotavljajo tesne skoraj-neto oblike, visoko-natančne vmesne površine zahtevajo sekundarne CNC operacije.
Zaporedje delovanja
Surovo litje →-Hišna CNC obdelava → Toplotna obdelava → Končna obdelava površin
-Zmožnosti obdelave doma
• CNC struženje: premeri do 500 mm; položajna natančnost znotraj ±0,005 mm.
• 4-osni in 5-osni rezkalni centri: kompleksno profiliranje površine, poravnava izvrtin s tesno toleranco (prileganje H7) in natančna ploskost površine (<0.01 mm).
• Rezanje navojev: Rezanje metričnih, NPT, BSPP in UNC notranjih/zunanjih navojev.
Toplotna obdelava
• Raztopinsko žarjenje: 1040 stopinj –1120 stopinj, ki mu sledi hitro kaljenje z vodo za avstenitna nerjavna jekla (obnovi odpornost proti koroziji in homogenizira strukturo).
• Normalizacija in razbremenitev: zračno hlajenje 850 stopinj –900 stopinj za homogenizacijo strukture zrn v ogljikovih in legiranih jeklih pred strojno obdelavo.
• Kaljenje in popuščanje (Q&T): Kaljenje v olju/vodi, ki mu sledi popuščanje, da se dosežejo ciljne vrednosti HRC (npr. 28–34 HRC ali 45–52 HRC).
• Utrjevanje zaradi staranja: pogoji H900, H1150 za nerjavno jeklo 17-4PH za povečanje natezne trdnosti.
Možnosti površinske obdelave
• Elektropoliranje (Ra < 0,4 µm za sanitarne aplikacije)
• Pasivacija (skladnost z ASTM A967)
• Pocinkanje/fosfatni premaz/E-prevleka
• Črni oksidni premaz
• Prašno barvanje in tekoče barvanje
Kontrola kakovosti in inšpekcija
Zagotavljanje kakovosti se začne s preverjanjem surovin in nadaljuje s pregledi dimenzij po-strojni obdelavi. Vsako pošiljko spremlja EN 10204 3.1 potrdilo o pregledu.
Matrika preverjanja zagotavljanja kakovosti
|
Inšpekcijska kategorija |
Preskusna metoda/oprema |
Po standardu |
|
Kemična sestava |
Optični emisijski spektrometer z neposrednim -odčitavanjem (OES) |
ASTM E415 / ASTM E1086 |
|
Mehansko testiranje |
Univerzalni tester natezne trdnosti, udarec po Charpyju, trdota (HB/HRC) |
ASTM A370 / ISO 6892-1 |
|
Ne-destruktivno testiranje (NDT) |
Radiografsko testiranje (rentgensko slikanje) Tekoči penetrantski test (PT) Testiranje magnetnih delcev (MT) |
ASTM E192 / ASTM E446 ASTM E1417 / ISO 3452-1 ASTM E1444 |
|
Nadzor dimenzij |
Koordinatni merilni stroj (CMM), optični profilometer |
ISO 10360 |
|
Mikrostruktura |
Metalografski mikroskop |
ASTM E45 / ISO 4967 |
OEM in proizvodnja po meri
Komponente po meri izdelujemo izključno iz-tehničnih risb in specifikacij, ki jih predložijo stranke.
Časovnica izvedbe projekta
|
Oder |
Časovnica |
Ključni rezultati |
|
1. stopnja |
1.–2. teden |
Pregled DFM in oblikovanje kalupov, simulacija strjevanja |
|
2. stopnja |
3.–4. teden |
CNC obdelava orodij in poskusno brizganje voska |
|
3. stopnja |
5.–6. teden |
Proizvodnja vzorca T1 in poročilo o pregledu prvega izdelka (FAIR) |
|
4. stopnja |
teden 7+ |
Odobritev množične proizvodnje in serijsko odpremo |
Podrobnosti o delovnem procesu inženiringa
• Pregled načrtovanja za izdelljivost (DFM): Inženiring oceni prehode debeline stene, koncentracijo toplotne mase, lokacije ločilnih linij in zahteve za osnutek pred rezanjem orodja.
• Simulacija strjevanja: programska oprema za simulacijo Anycasting / MAGMASOFT modelira hitrost staljene kovine, krivulje ohlajanja in nagnjenost k krčenju, da postavi dvižne cevi in zapornice ter odpravi notranjo poroznost pred rezanjem jekla.
• Možnosti izdelave prototipov:
Quick-Turn SLA/3D natisnjeni voščeni vzorci: 7–10 dni za fizične funkcionalne prototipe brez trdega orodja.
Orodje iz trdega aluminija: 21–28 dni za-vzorce proizvodnega razreda T1.
• Prvo poročilo o inšpekcijskem pregledu artikla (FAIR): Predloženo s celotno dimenzijsko postavitvijo (podatki CMM), analizo kemične sestave, podatki o mehanskih preskusih in certifikati materiala.
Kaj morajo kupci zagotoviti za RFQ
Če želite v 24 do 48 urah prejeti natančen komercialni predlog in tehnični pregled, v povpraševanje vključite naslednje podatke:
Tehnične risbe:
• 3D CAD model: formati datotek STEP (.stp), IGES (.igs) ali SolidWorks (.sldprt).
• 2D risba: format PDF s kritičnimi tolerancami, geometrijskim dimenzioniranjem in tolerancami (GD&T), pričakovanimi končnimi površinami in oblački za obdelavo.
Specifikacije materiala:Natančen razred materiala (npr. ASTM A351 CF8M, AISI 4140) ali zahtevani mehanski parametri.
Obseg naročila:Ocenjena letna uporaba (EAU) in količine začetne pilotne serije.
Toplotna obdelava in površinska obdelava:Zahteve glede trdote, specifikacije za pasiviranje, prevleko ali barvanje.
Kakovost in obseg inšpekcije:Zahtevana NDT pokritost (npr. 100 % PT, 5 % rentgensko-vzorčenje), zahteve za tlačno testiranje (bar/PSI) in posebne zahteve po certifikatih (EN 10204 3.1 / 3.2).
Zahteve za pakiranje:Embalaža VCI proti- rji, embalaža v posameznih škatlah ali standardna izvozna paletizacija.
Pogosto zastavljena vprašanja
V: Kakšna je glavna razlika med silicijevim solom in vložnim litjem iz vodnega stekla?
O: Postopek s silicijevim dioksidom uporablja cirkonski pesek in fina koloidna silicijeva veziva, kar zagotavlja vrhunsko površinsko obdelavo (Ra 3,2–6,3 µm) in večjo dimenzijsko natančnost (ISO 8062-3 DCTG 4–6). Primarni je za dele iz nerjavečega jekla in visoko{12}}zlitin. Postopek vodnega stekla uporablja kremenčev pesek in natrijev silikat, kar daje bolj grobo površino (Ra 6,3–12,5 µm) in ohlapnejše tolerance (DCTG 7–9), vendar ponuja nižje stroške na enoto za komponente iz ogljika in nizkolegiranega jekla.
V: Katere splošne tolerance dimenzij je mogoče ohraniti brez strojne obdelave?
O: Za vložne vlitke iz silicijevega dioksida so linearne tolerance običajno v skladu z ISO 8062-3 DCTG 4 do DCTG 6 (približno ±0,15 mm na 25 mm). Kritične poravnave izvrtin, ploskve tesnil in navojne luknje zahtevajo CNC obdelavo po ulitku.
V: Kako preprečite notranjo poroznost zaradi krčenja v debelostenskih delih?{0}}
O: Inženirji uporabljajo programsko opremo za simulacijo termičnega strjevanja za modeliranje postavitve vrat in dvižnih cevi. Za odseke z velikimi masnimi koncentracijami so v zasnovo ohišja vključeni hladilni bloki ali izolirani dvižni vodi, ki zagotavljajo usmerjeno strjevanje proti dovodnemu kanalu.
V: Kakšen je tipičen dobavni rok za novo orodje in začetne vzorce?
O: Standardna izdelava aluminijastih orodij zahteva 20 do 25 dni. Proizvodnja vzorcev, toplotna obdelava in poročanje o dimenzijah CMM zahtevajo dodatnih 7 do 10 dni. Skupni čas od odobrenega 3D CAD do dostave vzorca je običajno 30 do 35 koledarskih dni.
V: Ali je mogoče 3D-natisnjene vzorce uporabiti za-kratkoserijsko proizvodnjo?
O: Da. SLA (stereolitografija) ali SLS 3D natisnjene voščene/PMMA vzorce je mogoče neposredno-namočiti v gnojevko za izdelavo kovinskih ulitkov brez aluminijastega orodja. To skrajša dobavne roke na 7–10 dni za testiranje prototipov ali nizke-teke (< 50 units).
V: Ali s pošiljkami zagotovite potrdila o preskusu mlina?
O: Vsaka pošiljka vključuje potrdilo o materialu EN 10204 3.1 s podrobnostmi o dejanski toplotno-kemijski analizi (rezultati OES), natezni trdnosti, meji tečenja, raztezku, vrednostih udarca (če so bili testirani) in vrednostih trdote.






