Aké materiály sa dajú použiť pri odlievaní stratenej peny?

Stratené penové odlievanie (LFC) je proces precízneho odlievania, pri ktorom je penový vzor zabudovaný do neviazaného piesku a roztaveného kovu nahrádza vzor. Výber materiálu je rozhodujúci pre úspech. Táto príručka načrtáva kľúčové materiálne kategórie.

1. Materiály vzorov (pena):
Výdavný vzor definuje geometriu konečnej časti. Primárne možnosti sú:

Rozbalený polystyrén (EPS): najčastejšie používaná pena. Ponúka dobrú dimenzionálnu stabilitu počas formovania, ľahko dostupná v rôznych hustotách a čisto odparuje. EPS s nižšou hustotou (napr. 16-20 kg/m³) je bežná pre menšie, menej komplexné časti; Vyššia hustota (napr. 24-30 kg/m³) poskytuje lepšiu povrchovú úpravu a pevnosť pre väčšie alebo zložitejšie vzorce.

Rozšírená polymetylmetakrylát (EPMMA): Používa sa, keď sú znížené defekty uhlíka kritické, najmä pri odliatkách železných. EPMMA sa rozkladá čistejšie ako EPS, čím ponecháva menšie zvyšky uhlíka. Všeobecne je však drahšie a spracovanie môže byť náročnejšie.

Kopolyméry (napr. STMMA - styrénovo -metylmetakrylát): zmesi EPS a EPMMA, ktorých cieľom je vyvážiť náklady, ľahké použitie a zvyšky uhlíka. STMMA je čoraz obľúbenejšia pre oceľové odliatky, kde môžu EPS spôsobiť problémy, ale čistá EPMMA je nákladovo inhibitívna.

Špeciálne peny: pre konkrétne aplikácie vyžadujúce vyššie teploty rozkladu alebo jedinečné vlastnosti.

2. Materiály potiahnutia:
Refraktérny povlak aplikovaný na penový vzor je nevyhnutný. Slúži viacerým funkciám:

Refraktérna základňa: Poskytuje bariéru medzi roztaveným kovom a pieskom, ktorá bráni erózii a penetrácii kovu. Bežné základy zahŕňajú:

Zirkónová múka/piesok: Vynikajúca refraktorita a tepelná stabilita, uprednostňovaná pre oceľ a zliatiny s vysokou teplotou.

Múka silika: nákladovo efektívne, široko používané na železo a hliník, ale má nižšiu refraktoritu ako zirkón.

Kremikáty z hliníka (napr. Mullite, Kaolin Clay): Ponúkajte dobrý výkon pre rôzne kovy.

Grafit: Často sa používa v kombinácii s inými žiaruvzdormi, najmä na odlievanie železa, na zlepšenie povrchovej úpravy a zníženie lesklých uhlíkových defektov.

Binder: Drží refraktérne častice pohromade a prilepí povlak na penu. Bežné spojivá zahŕňajú vodný koloidný oxid kremičitý, latex a anorganické spojivá. Výber ovplyvňuje silu povlaku, priepustnosť a charakteristiky vyhorenia.

Additíva: Upravte vlastnosti ako:

Permeabilita: Kritické pre umožnenie úniku plynov rozkladu vzorov uniknúť cez povlak do piesku. Dodatky, ako je perlit alebo konkrétne vlákna, môžu zvýšiť priepustnosť.

Zmáčanie/prietok: Povrchovo aktívne látky zabezpečujú rovnomernú aplikáciu potiahnutia na povrchu hydrofóbnej peny.

REOLOGY: Zahustenie kontroly viskozity na ponorenie alebo postrek.

Miera sušenia: ovplyvňuje čas výrobného cyklu.

3. Agregát formovania (piesok):
Suchý, nevyvinutý piesok obklopuje potiahnutý vzor a poskytuje podporu plesní.

Piesk: Najbežnejšia a ekonomickejšia voľba pre mnoho aplikácií.

Olivínový piesok: Používa sa tam, kde je vyššia tepelná kapacita alebo nižšia tepelná expanzia ako oxid kremičitý alebo na zníženie vystavenia prachu oxidu kremičitého.

Chromit Sand: Používa sa na vysokú tepelnú vodivosť a chladiace vlastnosti v konkrétnych častiach.

Zirkónový piesok: ponúka vynikajúcu tepelnú stabilitu a nízku tepelnú expanziu, ale je podstatne drahšia. Používa sa na kritické aplikácie alebo tenké časti.

Vlastnosť kľúčového piesku: Suchosť je prvoradá. Akákoľvek vlhkosť môže viesť k defektom plynu. Piesok sa po regenerácii zvyčajne ochladí a suší.

4. Liatinový kovs:
Stratené penové odlievanie je všestranné, vhodné pre širokú škálu železných a neželezných zliatin:

Železia:

Šedé železo: Veľmi často obsadené pomocou LFC, ktorá ťaží zo schopnosti procesu vytvárať zložité tvary s dobrou rozmerovou presnosťou.

Ductile železo: tiež široko používané. Dôkladná kontrola priepustnosti potiahnutia a parametrov nalievania je rozhodujúca, aby sa predišlo defektom súvisiacim s plynnými reakciami horčíka.

Uhlíkové ocele a nízko zliatinové ocele: stále najobľúbenejšie pre zložité komponenty. Vyžaduje povlaky s vysokým priepustnosťou a často vzory EPMMA/STMMA, aby sa minimalizovalo snímanie uhlíka.

Nerezové ocele: Používa sa na komponenty odolné voči korózii. Vyžaduje prísnu kontrolu nad rozkladom vzoru a odvzdušňovania plynu.

Neželené:

Hliníkové zliatiny: pre LFC mimoriadne dobre vhodné, čo umožňuje zložité, tenkostenné časti s vynikajúcou povrchovou úpravou. EPS sa používa takmer výlučne.

Medené zliatiny (bronz, mosadz): Úspešne obsadené pomocou procesu, ktoré si často vyžadujú špecifické formulácie poťahovania.

Zliatiny horčíka: Používa sa a vyžaduje si dôkladné bezpečnostné úvahy počas liatia v dôsledku reaktivity horčíka.

Úvahy o výbere materiálu:

Kovové odlievanie: Diktuje typ peny (EPS vs. EPMMA/STMMA pre potreby nízkych uhlíka), povlaky žiaruvzdornosti (zirkón pre oceľ) a typ piesku.

Veľkosť a zložitosť časti: Vplyv hustoty peny (vyššia pre komplexné/veľké vzory) a požiadavky na priepustnosť poťahovania.

Požiadavky na povrchovú úpravu: Pena s vyššou hustotou a jemnejšie povlaky vo všeobecnosti poskytujú lepšiu povrchovú úpravu.

Dimenzionálne tolerancie: Vlastnosti peny a konzistencia aplikácie poťahovania sú kritickými faktormi.

Náklady: Vyváženie požiadaviek na výkon (napr. EPMMA, zirkón) proti nákladom na materiály je nevyhnutné.

Súhrnná tabuľka: Kategórie kľúčových materiálov

Súhrnná tabuľka: Kategórie kľúčových materiálov