Vad är investeringsgjutning och hur fungerar det?

Faktorer som designkrav, kostnad och genomförbarhet att tillverka dikterar vilken gjutprocess som är mest lämplig för att tillverka en produkt. Den här artikeln som beskriver investeringscasting är avsedd att hjälpa dig att fatta ett välgrundat beslut om casting.

Investeringsgjutning producerar exakta komponenter samtidigt som materialspill, energi och efterföljande bearbetning minimeras. Det kan också säkerställa produktionen av mycket intrikata delar. Detta gör investeringsgjutningsprocessen ganska användbar för designingenjörer.

Målet är att förstå vad som menas med investeringsgjutning. Så, exakt vad är investeringen i "investeringar" gjutning? Termen "investerad" bär historiskt innebörden av "klädd" eller "omgiven". Investeringsgjutning använder ett skal av keramik, gips eller plast som är format runt ett vaxmönster. Vaxmönstret smälts och avlägsnas i en ugn och metall hälls i skalet för att skapa gjutningen.

Vad används investeringsgjutning till? Låt oss bryta ner produktionsprocessen för investeringsgjutning för en större förståelse:

Skapar mönstret

Den använder ett mönster med samma detaljer som den färdiga delen, förutom att det finns en tillåtelse för termisk kontraktion (d.v.s. krympning).

Mönster är vanligtvis gjorda av vax med hjälp av en metallinsprutningsform.

Montera vaxmönstren och skapa trädet

När ett vaxmönster har producerats, sätts det ihop med andra vaxkomponenter för att bilda port- och löparmetallleveranssystemet.

Beroende på storleken och konfigurationen av den önskade finishkomponenten kan flera vaxmönster bearbetas med ett enda träd.

Hela vaxmönsteraggregatet doppas i en keramisk slurry, täcks med sandstuckatur och får torka.

Cykler av våtdoppning och efterföljande stuckatur upprepas tills ett skal med önskad tjocklek skapas. Den tjockleken dikteras delvis av produktens storlek och konfiguration.

När det keramiska skalet har torkat blir det tillräckligt starkt för att hålla kvar den smälta metallen under gjutningen.

Vaxborttagning

Hela enheten placeras i en ångautoklav för att smälta bort det mesta av vaxet.

Eventuellt kvarvarande vax som dränkts in i det keramiska skalet bränns ut i en ugn. Vid denna tidpunkt har det kvarvarande vaxmönstret och grindmaterialet avlägsnats helt och den keramiska formen förblir med en hålighet i form av den önskade gjutna delen.

Denna högtemperaturoperation ökar också styrkan och stabiliteten hos det keramiska materialet. Dessutom hjälper det till att minimera reaktionen av skalet och metallen under hällning.

Smält och gjut

Formen förvärms till en specifik temperatur och fylls med smält metall, vilket skapar metallgjutningen.

Nästan vilken legering som helst kan tillverkas med denna process. Antingen luftsmältning eller vakuumsmältning kan användas enligt legeringskemin. Vakuumsmältning används huvudsakligen när reaktiva element finns i legeringen.

Slutliga operationer

När väl gjutgodset har svalnat tillräckligt, bryts formskalet bort från gjutgodset i en knockout-operation.

Grindarna och löparna skärs från gjutgodset, och vid behov utförs slutlig efterbearbetning av sandblästring, slipning och bearbetning för att avsluta gjutningen dimensionellt.

Icke-förstörande testning kan inkludera fluorescerande penetrant, magnetiska partiklar, radiografiska eller andra inspektioner. Slutliga dimensionsinspektioner, legeringstestresultat och NDT verifieras före leverans.

Storleksområde:

Även om de flesta investeringsgjutgods är små, kan investeringsprocessen producera gjutgods som väger mer än 1 000 pund. Denna förmåga är begränsad till ett relativt litet antal investeringshjul och kräver speciell expertis i hantering. De flesta gjutna delar faller i uns till ett intervall på 20 pund.

Mångsidiga och invecklade former:

Investeringsgjutning ger konsekventa och repetitiva nära toleranser tillsammans med intrikata passager och konturer. Många av dessa konfigurationer är omöjliga att producera. Till exempel där verktygsmaskiner inte kan nå. Att uppnå gjutna komponenter i nätform eller nära nätform kan dramatiskt minska bearbetningskostnaderna efter gjutning.

Investeringsgjutning är ett bra alternativ till svetsning eller tillverkning. Många komponenter kan kombineras till en enda gjutning. Ju fler som kombineras, desto bättre blir tillverkningseffektiviteten. Konvertering av komponenter i flera delar till en enda investeringsgjutning ger vanligtvis mer dimensionell noggrannhet och minskad detaljkomplexitet.