Investicinio vandens stiklo liejimo procesas

Investicinis liejimas, taip pat žinomas kaip prarasto{0}}vaško liejimas, yra tiksli gamybos technika, naudojama sudėtingoms metalinėms detalėms, pasižyminčioms puikia paviršiaus apdaila ir matmenų tikslumu, gaminti. Tarp įvairių liejimo metodų, vandens stiklo liejimas (taip pat vadinamas natrio silikato{2}}liejimu) išsiskiria ekonomiškumu ir efektyvumu, ypač mažų ir vidutinių{4}}gamybų metu.



Liejant iš vandens stiklo, naudojamas natrio silikatas (Na₂SiO₃) kaip keraminių apvalkalų rišiklis, o tai yra ekonomiškesnė alternatyva etilo silikato{0}} sistemoms. Visas procesas susideda iš šešių pagrindinių etapų:



1.1 Šablono kūrimas

• Gaminami vašku arba 3D{1}}atspausdinti polimeriniai raštai tikslios norimos detalės formos

• Keli raštai surenkami ant centrinės vaško stulpelio, kad būtų suformuota liejimo grupė



1.2 Korpuso pastatas

• Klasteris panardinamas į natrio silikato tirpalą (38-42 laipsnis esant 20 laipsnių)

• Nedelsiant tinkuotas ugniai atspariomis medžiagomis (paprastai cirkonio miltai pirminiams sluoksniams, po to lydytas silicio dioksidas atsarginiams sluoksniams)

• Kiekvienam sluoksniui reikia 4–6 valandų džiūvimo, esant kontroliuojamam drėgnumui (40–60 % santykinis drėgnis).



1.3 Vaškavimas

• Padengtas spiečius žaibiškai{0}}šaunamas 850–950 laipsnių kampu 15–30 minučių

• Vienu metu sudegina vašką ir paverčia natrio silikatą keraminiu ryšiu



1.4 Metalo liejimas

• Iš anksto pašildytos formos (200-400 laipsnių) išlydytą metalą gauna gravitacijos būdu arba pilant vakuumu

• Įprasti liejimo lydiniai yra anglinis plienas (1020–1045), nerūdijantis plienas (304/316) ir aliuminio lydiniai



1.5 Korpuso pašalinimas

Po sukietėjimo keraminis apvalkalas pašalinamas šiais būdais:

• Mechaninė vibracija

• Aukšto {0}slėgio vandens pūtimas

• Cheminis tirpinimas (5–10 % NaOH tirpalas sunkiai pasiekiamiems likučiams)



1.6 Apdailos operacijos

• Nupjauti-: atskirų liejinių atskyrimas nuo staktos

• Šlifavimas: Vartų likučių pašalinimas

• Terminis apdorojimas: streso mažinimas arba tirpalo atkaitinimas pagal poreikį



Pagrindiniai privalumai:



• 60-70 % greitesnė apvalkalo gamyba lyginant su etilo silikatu



• 40 % mažesnės rišamosios medžiagos sąnaudos



• Tinka lydiniams su aukštu -lydymosi-tašku (iki 1600 laipsnių)



• Aplinkai draugiškesnė chemija



3.1 Korpuso stiprumo optimizavimas

• Palaikyti Na2O:SiO2 molinį santykį tarp 1:2,0-2,4



• Valdykite džiovinimo kambario temperatūrą 22±2 laipsniais



• Apribokite korpuso storį iki 6-10 mm, priklausomai nuo dalies dydžio



3.2 Defektų prevencija

• Dujų poringumas: pilant įdiekite vakuuminį degazavimą



• Įtraukimai: naudokite 80-100 akių filtrus vartų sistemose



• Įtrūkimai: Užtikrinkite tinkamą pelėsių įkaitinimą (terminio smūgio prevencija)



• Automobiliai: turbokompresoriaus korpusai, transmisijos komponentai



• Siurblys/vožtuvas: sparnuotės, vožtuvų korpusai, hidraulinės dalys



• Medicina: ortopedinių instrumentų prototipai



• Energija: dujų turbinos menčių prototipai



• Mažesnis tikslumas, palyginti su pažangiomis segtuvų sistemomis (±0,75 mm ir ±0,25 mm)



• Dėl apvalkalo trapumo reikia atsargiai elgtis



• Netinka superlydiniams, kuriems reikalingas ypatingas grynumas



• Hibridiniai rišikliai: vandens stiklo ir koloidinio silicio dioksido derinys, kad būtų padidintas stiprumas



• Papildomas gamybos integravimas: 3D-spausdintos formos su vandens stiklo danga



• DI{0}}varoma džiovinimo valdymas: nuspėjamieji algoritmai, optimizuojantys drėgmę / temperatūrą





Vandens stiklo liejimas išlieka ekonomiškiausiu tikslaus liejimo sprendimu gaminant 100-10 000 vienetų. Naujausi procesų valdymo ir medžiagų mokslo pasiekimai ir toliau plečia savo galimybes didelės vertės gamybos sektoriuose.



Taikant tinkamą parametrų valdymą ir defektų prevencijos priemones galima gauti liejinių, atitinkančių ISO 8062 GDCT4-6 tolerancijos standartus, kartu išlaikant konkurencingas vienos dalies išlaidas.