Jazyk 
Domov / Novinky / Priemyselné správy / Voskové odlievanie hliníka: Sprievodca procesom odlievania a zliatin
Vosk na odlievanie hliníka , presnejšie známy ako investičné liatie alebo odlievanie hliníkových zliatin do strateného vosku, je výrobný proces, ktorý vyrába hliníkové diely v tvare siete alebo v tvare takmer siete naliatím roztaveného hliníka do keramického plášťa postaveného na voskovom vzore na jedno použitie. Priama odpoveď na otázku, ktorú si väčšina kupujúcich kladie ako prvú: áno, hliník môže byť odlievaný na odlievanie, a keď je geometria dielu zložitá, tenkostenná alebo vyžaduje tesné rozmerové tolerancie bez ťažkého sekundárneho obrábania, hliník na odlievanie vosku je veľmi často nákladovo najefektívnejšou cestou k tomuto konečnému komponentu.
Tento sprievodca vás oboznámi s tým, ako proces skutočne funguje na výrobnej podlahe, aké hliníkové zliatiny sa správajú dobre vo voskovej škrupine, kde proces prekonáva tlakové liatie alebo liatie do piesku a kde nie, aké tolerancie a povrchové úpravy sú realistické, ako sa chyby prejavujú a ako sa im predchádza a na čo by sa mal kupujúci opýtať dodávateľa pred zadaním objednávky. Každá sekcia je napísaná na priame použitie, nielen na čítanie.
Stručný prehľad kľúčových faktov o odlievaní hliníka
| Parameter | Typický rozsah | Poznámky |
|---|---|---|
| Hmotnosť dielu | 0,02 kg – 25 kg | Ťažšie časti sú možné, ale menej bežné kvôli limitom pevnosti škrupiny |
| Hrúbka steny | 1,5 mm – 50 mm | Pod 1,5 mm hrozí neúplné naplnenie (chybný chod) |
| Lineárna tolerancia | ±0,13 mm až ±0,25 mm na 25 mm | Pevnejšie ako liatie do piesku, voľnejšie ako CNC obrábanie |
| Drsnosť povrchu (ako odliatok) | Ra 1,6 – 3,2 mikrometrov | Porovnateľné s tlakovým liatím, lepšie ako liatie do piesku |
| Teplota nalievania | 680°C – 760°C | závislé od zliatiny; A356 sa zvyčajne naleje pri teplote okolo 705 stupňov C |
| Teplota predhriatia škrupiny | 150°C – 550°C | Vyššie predhriatie zlepšuje plnenie tenkých rezov |
| Typický čas dodania (nástroje plus prvý výrobok) | 4 – 8 týždňov | Rýchle nástroje alebo 3D tlačené vzory to môžu skrátiť na 1-2 týždne |
Ako vlastne funguje hliník na odlievanie vosku, krok za krokom
Proces investičného liatia hliníka sa riadi rovnakou základnou logikou, ktorá sa používa pre odliatky z ocele alebo zliatiny medi, ale teploty liatia, dizajn vtoku a zloženie plášťa sú upravené, pretože hliník sa v keramickej forme správa inak ako železné kovy. Nižšie je sekvencia, ktorou diel skutočne prechádza od 3D súboru po hotový hliníkový odliatok .
Krok 1: Vstrekovanie nástrojov a voskového vzoru
Kalená nástrojová oceľ alebo hliníková matrica je opracovaná do tvaru dielu, mierne predimenzovaná, aby sa zohľadnilo zmrštenie vosku aj hliníka. Roztavený vosk, zvyčajne zmes parafínu a prírodných živíc, sa vstrekuje do tejto matrice pod nízkym tlakom a chladí sa, kým nestuhne na voskovú repliku konečnej časti. V prípade krátkych výrobných sérií alebo prototypov sa voskový vzor stále viac vyrába prostredníctvom priamej 3D tlače odlievateľnej voskovej živice, ktorá úplne odstraňuje nástrojový krok a výrazne skracuje čas prípravy.
Krok 2: Zostavenie voskového stromu
Viaceré voskové vzory sú pripevnené k centrálnemu voskovému vtoku a tvoria to, čo zlievárne nazývajú strom alebo zhluk. Konštrukcia vtoku a žľabu v tejto fáze určuje, ako rovnomerne roztavený hliník vyplní každú dutinu, a zlé vtokové žliabky je jednou z najbežnejších príčin pórovitosti a nesprávneho chodu neskôr v procese.
Krok 3: Vytvorenie keramickej škrupiny
Voskový strom sa opakovane namáča do keramickej kaše a potom sa poťahuje jemným až hrubým žiaruvzdorným pieskom, pričom sa vytvára vrstva po vrstve s časom sušenia medzi každým ponorením. Typický plášť na odlievanie hliníka vyžaduje 5 až 9 vrstiev, čo je menej ako 8 až 12 vrstiev bežných pre oceľové odliatky, pretože nižšia teplota liatia hliníka spôsobuje menšie tepelné namáhanie plášťa.
Krok 4: Odvoskovanie
Škrupina, ktorá je teraz úplne vytvrdená, sa umiestni do parného autoklávu alebo bleskovo vypálenej pece, kde sa vosk vo vnútri roztopí a získa sa na opätovné použitie. Tento krok je dôvod, prečo sa tento proces nazýva odlievanie do strateného vosku; voskový vzor je obetovaný tak, aby jeho presný negatívny tvar zostal vo vnútri keramickej škrupiny.
Krok 5: Vypaľovanie a predhrievanie škrupiny
Prázdna keramická škrupina sa vypáli pri vysokej teplote, aby sa spálil zvyškový vosk a vlhkosť, a potom sa pred nalievaním predhreje. Teplota predhrievania je pre hliník kritickou pákou: pretože hliník v porovnaní so železom alebo oceľou rýchlo tuhne, príliš studená škrupina spôsobí predčasné zamrznutie, kým sa tenké časti úplne naplnia.
Krok 6: Nalievanie
Roztavený hliník, zvyčajne zliatina A356, A357, 355 alebo 713, sa naleje do predhriatej škrupiny buď gravitáciou alebo pomocou vákua alebo odstredivej sily, aby pomohol vyplniť tenké steny a zložité detaily. Liatie pomocou vákua je bežné najmä pre hliník, pretože kov je náchylný na tvorbu oxidového filmu a zachytávanie plynu a riadená atmosféra znižuje oboje.
Krok 7: Odstránenie škrupiny a odrezanie
Po ochladení sa keramická škrupina odlomí pomocou vibrácií, otryskania vodou alebo mechanického vyrazenia, čím sa odhalí hliníkový strom. Jednotlivé diely sa potom odrežú z vtokového kanála pomocou pásovej píly alebo brúsneho rezacieho kotúča.
Krok 8: Dokončovacie operácie
Brány sú brúsené v jednej rovine, diely sú tepelne spracované, ak to zliatina a aplikácia vyžaduje, a pri konečnej kontrole sa rozmery kontrolujú podľa výkresu. Bežné dokončovacie kroky pre hliníkové investičné odliatky zahŕňajú tepelné spracovanie T6, otryskanie guľôčkami, chemické konverzné nanášanie, eloxovanie alebo práškové lakovanie v závislosti od konečného použitia.
Ktoré hliníkové zliatiny sa skutočne používajú pri odlievaní vosku
Nie každá zliatina hliníka je vhodným kandidátom na investičné liatie. Odlievacie zliatiny sú formulované s obsahom kremíka špeciálne na zlepšenie tekutosti, pretože roztavený hliník musí pred stuhnutím prejsť cez tenké keramické škrupiny. Nižšie uvedená tabuľka uvádza zliatiny, ktoré sa najčastejšie objavujú v skutočných výrobných cenách.
| Zliatina | Zloženie kľúča | Typický prípad použitia |
|---|---|---|
| A356.0 | Al-7Si-0,3Mg | Letecké konzoly, konštrukčné kryty, všeobecné presné diely |
| A357.0 | Al-7Si-0,5Mg (vyššia čistota ako A356) | Letecké a obranné časti vyžadujúce vyššiu pevnosť po ošetrení T6 |
| 355.0 | Al-5Si-1,3Cu-0,5Mg | Telesá čerpadiel, hydraulické komponenty vyžadujúce strednú pevnosť |
| 713.0 | Al-7,5Zn-0,7Cu | Časti vyžadujúce odlievanie bez tepelného spracovania, námorný hardvér |
| 354.0 | Al-9Si-1,8Cu-0,5Mg | Vysoko odolné komponenty pre letectvo a motoršport |
Medzi týmito A356 zostáva predvolenou voľbou pre väčšinu komerčných hliníkových investičných odliatkov pretože vyvažuje zlievateľnosť, mechanické vlastnosti po tepelnom spracovaní a náklady. Kupujúci, ktorí potrebujú úsporu hmotnosti v porovnaní s liatinovými alebo oceľovými investičnými odliatkami, ale stále potrebujú rozmerovú presnosť procesu zalievania, zvyčajne začnú konverzáciu o zliatine s A356 skôr, ako zvážia vyššie uvedené možnosti s vyšším výkonom.
Mechanické vlastnosti liatych hliníkových zliatin po tepelnom spracovaní
Tolerancia ťahania je len polovica toho, čo kupujúci potrebuje vedieť pred schválením odlievacej zliatiny; druhá polovica je to, čo môže táto zliatina skutočne niesť v prevádzke, keď prešla cyklom tepelného spracovania. Zlievárne na investičné odlievanie vo všeobecnosti uvádzajú vlastnosti v dvoch podmienkach, ako odliatok (potvrdzovanie F) a tepelne spracované (potvrdzovanie T6), pričom rozdiel medzi nimi je dostatočne veľký na to, aby špecifikácia nesprávnej teploty na výkrese bola jednou z najčastejších príčin zlyhania dielu v teréne napriek tomu, že je rozmerovo správna.
| Zliatina / Temper | Pevnosť v ťahu | Medza klzu | Predĺženie | Tvrdosť podľa Brinella |
|---|---|---|---|---|
| A356-T6 | 228 MPa | 165 MPa | 3,5 percenta | 75 HB |
| A357-T6 | 317 MPa | 248 MPa | 5 percent | 95 HB |
| 355-T6 | 241 MPa | 172 MPa | 2 percentáá | 80 HB |
| 713-F (ako odliatok) | 207 MPa | 145 MPa | 3 percentá | 70 HB |
| 354-T6 | 310 MPa | 260 MPa | 2 percentáá | 100 HB |
Tieto údaje sú reprezentatívne hodnoty odvodené z dlhotrvajúcich údajov o zliatinách zliatin hliníka používaných v celom odvetví; jednotlivé výsledky zlievarne sa budú trochu líšiť v závislosti od čistoty taveniny, rýchlosti chladenia cez sekciu a špecifického plánu starnutia použitého počas spracovania T6. Zliatina A357, ktorá obsahuje prísnejšie kontroly prídavkov železa a berýlia v porovnaní s A356, je zvolená zliatina vždy, keď projekt vyžaduje najvyšší pomer pevnosti k hmotnosti, aký je k dispozícii pri štandardnej zliatine na investičné liatie.
Únavový výkon je často vlastnosť, ktorá skutočne rozhoduje o výbere zliatiny pre rotujúce alebo vibrujúce komponenty. A356 a A357 sa správajú dobre pri únave v porovnaní s tlakovo liatym hliníkom, pretože proces odlievania v kombinácii s izostatickým lisovaním za tepla, ak je špecifikované, uzatvára vnútornú pórovitosť, ktorá by inak pôsobila ako miesto iniciácie trhliny pri cyklickom zaťažení. V prípade dielov, ktoré sú v prevádzke so skutočným únavovým cyklovaním, ako sú komponenty zavesenia alebo rotačné kryty, stojí za to prediskutovať izostatické lisovanie za tepla so zlievárňou, aj keď to zvyšuje náklady, pretože výsledné zlepšenie únavovej životnosti je často podstatné.
Možnosti povrchovej úpravy a povrchovej úpravy pre hliníkové investičné odliatky
Odliaty povrch hliníkového investičného odliatku je už hladší ako tlakový odliatok alebo pieskový odliatok priamo zo škrupiny, ale väčšina komerčných aplikácií stále vyžaduje sekundárnu povrchovú úpravu, či už na ochranu proti korózii, kozmetický vzhľad, alebo na prípravu povrchu na montáž s inými komponentmi.
Otryskávanie guľôčkami a vibračná úprava
Najbežnejším prvým krokom po odstránení brány je otryskanie guľôčkami sklom alebo médiom na báze oxidu hlinitého, ktoré vytvorí jednotnú matnú textúru a odstráni z povrchu všetky zvyšky škrupiny. Pre diely vyrábané vo veľkom na strome sa namiesto toho často používa vibračné omílanie s keramickým médiom, ktoré je ekonomickejšie na kus, ale menej kontrolovateľné pri zložitej vnútornej geometrii.
Chemický konverzný náter
Na zlepšenie odolnosti proti korózii a poskytnutie základnej vrstvy pre následné lakovanie sa aplikuje chromátový alebo nechromátový konverzný náter. To je bežné na leteckých a obranných častiach, kde bude odliatok neskôr natretý alebo kde sa vyžaduje holá odolnosť proti korózii v miernom prostredí.
Eloxovanie
Eloxovanie kyselinou sírovou typu II a eloxovanie tvrdým povlakom typu III sa používajú na liate hliníkové diely, hoci zlievárne vo všeobecnosti odporúčajú mať na pamäti obsah kremíka a pórovitosť, pretože zliatiny s vyšším obsahom kremíka, ako napríklad A356, sú eloxované do mierne matnejšieho, šedivejšieho povrchu ako kované hliníkové zliatiny. Tvrdá anodizácia dodáva povrchu odliatku významnú odolnosť proti opotrebeniu a je často špecifikovaná pre diely, ktoré majú v prevádzke klzný kontakt.
Práškové lakovanie a mokrá farba
Pre diely, kde na kozmetickej farbe záleží viac ako na odolnosti základnej vrstvy oxidu hlinitého voči korózii, práškové lakovanie na konverznom povlaku poskytuje trvanlivý, jednotný povrch v podstate v akejkoľvek farbe a je bežné na krytoch pre spotrebiteľov a komponentoch vonkajšieho vybavenia.
Obrábanie po odlievaní
Akýkoľvek povrch, ktorý sa spája s inou časťou, tesní proti tesneniu alebo má otvor so závitom, je zvyčajne ponechaný s dodatočným materiálom vo voskovom vzore a po odliatí je dokončený na CNC fréze alebo sústruhu. Určenie iba povrchov, ktoré skutočne vyžadujú opracovanie, namiesto opracovania celého dielu, je jedným z najjednoduchších spôsobov, ako udržať celkové jednotkové náklady na nízkej úrovni a zároveň dosiahnuť funkčné tolerancie tam, kde na nich záleží.
Metódy kontroly kvality používané pri odlievaní hliníka
Pretože vnútornú neporušenosť nemožno posudzovať z vonkajšej strany odliatku, zlievarne sa spoliehajú skôr na kombináciu kontrolných metód navrstvených naprieč výrobným procesom, než na jedinú záverečnú kontrolu.
| Metóda kontroly | Čo zisťuje | Keď sa používa |
|---|---|---|
| Vizuálna a rozmerová kontrola | Povrchové chyby, záblesk, rozmerová odchýlka | Každá výrobná dávka |
| Röntgenová rádiografia | Vnútorná pórovitosť, zmršťovanie, inklúzie | Kritické komponenty alebo komponenty súvisiace s bezpečnosťou |
| Kontrola penetrácie farbiva | Trhliny porušujúce povrch | Časti s požiadavkami na únavu alebo tlak |
| Testovanie tlaku alebo tesnosti | Pórovitosť cez stenu ovplyvňujúca tesnenie | Hydraulické a pneumatické kryty |
| Kontrola súradnicového meracieho stroja | Presné geometrické kótovanie | Kontrola prvého článku a pravidelné audity |
| Overenie chemického zloženia | Potvrdzuje, že zliatina zodpovedá špecifikácii | Prichádzajúce suroviny a pravidelné kontroly taveniny |
Užitočným zvykom pre každého kupujúceho, ktorý získava hliníkové investičné odliatky po prvýkrát, je požiadať o správu o kontrole prvého výrobku spolu s počiatočnou zásielkou. Táto správa spája skutočné namerané rozmery skutočných dielov späť s výkresom a je to najrýchlejší spôsob, ako zachytiť problém s nástrojmi alebo zmršťovaním skôr, ako sa z neho stane úplná výrobná séria dielov mimo tolerancie.
Materiálová efektívnosť a recyklácia pri odlievaní hliníka
Hliník je jedným z najviac recyklovaných priemyselných kovov na svete a proces investičného liatia podporuje tento cyklus priamo na úrovni zlievarne. Vtoky, vtoky, stúpačky a vyradené časti sa zhromažďujú, čistia a pretavujú späť do vsádzky pece a recyklovaný hliník vyžaduje zhruba zlomok energie potrebnej na výrobu primárneho hliníka z bauxitovej rudy, čo udržuje celkovú energetickú stopu odliatkov z hliníka na nižšej úrovni, ako mnohí kupujúci pôvodne predpokladali.
Samotný keramický škrupinový materiál, ktorý sa oddelí od odliatku, môže byť v mnohých zariadeniach rozdrvený a znovu použitý ako kamenivo alebo regenerovaný na kalovú štuku v budúcich škrupinách, čím sa ďalej znižuje objem procesného odpadu, ktorý opúšťa zlieváreň. Vosk sa získava počas kroku odparafínovania v parnom autokláve a je filtrovaný a znovu použitý pre budúce vstrekovanie vzoru, takže len veľmi málo materiálu pôvodného vzoru sa skutočne spotrebuje ako odpad na vyrobený diel. Pre kupujúcich, ktorí hodnotia dodávateľov z hľadiska trvalej udržateľnosti, je priama otázka, koľko percent škrupinového materiálu a vosku sa regeneruje na mieste, konkrétnejšia otázka ako otázka na všeobecnú environmentálnu politiku.
Aktuálne trendy tvarovanie výroby hliníkových voskových odliatkov
- Priama 3D tlač liateho vosku a živicových vzorov na báze PMMA nahrádza tvrdé nástroje pri prototypových a maloobjemových zákazkách, pričom doba prípravy vzoru na rezanie je z týždňov na dni.
- Softvér na simuláciu tuhnutia sa teraz bežne používa pred rezaním nástroja, predpovedá miesta pórovitosti zmršťovania a umožňuje inžinierom nastavovať hradlovanie na počítači, a nie po neúspešnom prvom článku.
- Metódy vákuového a protigravitačného liatia sú rozšírené špecificky pre hliník, pretože znižujú unášanie oxidového filmu, ktoré je hlavnou príčinou defektov odliatkov špecifických pre hliník.
- Programy odľahčenia v automobilovom a leteckom sektore pokračujú v presadzovaní väčšieho množstva komponentov z ocele a liatiny smerom k odlievaniu hliníka, pretože dizajnéri hľadajú diely, ktoré si zachovávajú zložitú geometriu pri rezaní hmoty.
- Izostatické lisovanie za tepla, ktoré bolo kedysi vyhradené takmer výlučne pre časti kritické pre letectvo a kozmonautiku, sa stáva cenovo dostupnejším pre stredne objemové priemyselné zákazky, ktoré potrebujú odliatky bez pórov pre aplikácie kritické z hľadiska únavy.
Otázky, ktoré je potrebné položiť dodávateľovi pred zadaním objednávky na odlievanie hliníkového vosku
Krátky zoznam priamych otázok počas fázy citovania predchádza väčšine problémov pri získavaní zdrojov, ktoré sa objavia neskôr v programe.
- Ktorú konkrétnu zliatinu odporúčate pre túto aplikáciu a prečo práve túto pred alternatívami.
- Aký rozsah hrúbok steny ste skutočne úspešne vyrobili pri tejto veľkosti a geometrii, nielen to, čoho je proces teoreticky schopný.
- Bude diel vyžadovať tepelné spracovanie a ako to ovplyvní dodaciu dobu a cenu.
- Aké metódy kontroly sú zahrnuté v štandardnej cenovej ponuke v porovnaní s možnosťami s dodatočnými nákladmi.
- Koľko kusov sa zmestí na jeden voskový strom pre túto časť a či toto číslo mení uvedenú jednotkovú cenu pri rôznych objednávaných množstvách?
- Aká je očakávaná miera šrotu alebo odmietnutia časti tejto geometrie a ako sa s touto mierou zvyčajne komerčne zaobchádza.
- Môžete poskytnúť správu o kontrole prvého článku s rozmerovými údajmi zviazanými s výkresom pred odoslaním plnej výroby.
Odlievanie vosku Hliník verzus liatie pod tlakom verzus liatie do piesku
Najčastejším rozhodovacím bodom pre kupujúceho nie je, či použiť hliník, ale aký proces odlievania použiť pre tento hliníkový diel. Každý proces má skutočne odlišný profil nákladov a schopností a výber nesprávneho procesu je najčastejšou chybou pri získavaní zdrojov v tejto kategórii.
| Faktor | Investičné (voskové) odlievanie | Odlievanie pod tlakom | Odlievanie do piesku |
|---|---|---|---|
| Náklady na nástroje | Mierne | Vysoká | Nízka |
| Najlepší objem výroby | 50 – 10 000 kusov | 5000 kusov | 1-500 kusov |
| Rozmerová presnosť | Vysoká | Veľmi vysoká | Nízka to moderate |
| Minimálna hrúbka steny | 1,5 mm | 0,5 mm | 4 mm |
| Vnútorná zdravosť | Dobre | Náchylný na pórovitosť plynu | Mierne |
| Podporovaná zložitosť dizajnu | Veľmi vysoká, including internal passages | Vysoká, but limited by die pull direction | Mierne |
| Typická doba dodania nového dielu | 4 – 8 týždňov | 10 – 16 týždňov | 3 – 6 týždňov |
Pre súčiastku, ktorá potrebuje presnosť podobnú tlakovému odlievaniu, ale objem výroby je príliš nízky na to, aby odôvodnil vytvrdenú formu na tlakové liatie, je hliník na odlievanie vosku v medzere medzi dvoma ďalšími procesmi a je často lepšou ekonomickou voľbou pre prototypové až stredne objemové behy.
Pokyny na navrhovanie, ktoré skutočne ovplyvňujú náklady a výnos
Zlievárne uvádzajú každú zákazku na odlievanie hliníka na základe niekoľkých geometrických faktorov. Ak ich získate priamo vo fáze výkresu, vyhnete sa nákladným prerábkam po tom, čo sú nástroje už narezané.
- Udržujte hrúbku steny čo najrovnomernejšiu; náhly skok z 3 mm na 12 mm vytvára horúce miesto, ktoré sa nerovnomerne zmršťuje a často vytvára vnútornú pórovitosť hneď pri prechode.
- Pridajte filé do každého vnútorného rohu; ostré vnútorné uhly koncentrujú napätie v keramickej škrupine počas chladenia a sú bežným zdrojom praskania škrupiny, ktoré sa prejavuje ako plutva alebo záblesk na odliatku.
- Vyhnite sa izolovaným ťažkým šéfom, ktorých nenapája stúpačka; tieto stuhnú ako posledné a vytiahnu materiál z okolitej steny, pričom zanechajú pórovitosť zmršťovania presne tam, kde sa neskôr vyvŕta otvor pre skrutku.
- Zadajte iba tolerancie, ktoré funkcia skutočne potrebuje; každá tolerancia, ktorá je prísnejšia ako štandardná hodnota procesu, približne plus alebo mínus 0,005 palca na palec, zvyšuje náklady na kontrolu a riziko odmietnutia.
- Skupinové obrábanie len na povrchoch, ktoré skutočne potrebujú hotový rozmer, pretože liate povrchy sú lacnejšie a pre túto rodinu zliatin sú kozmeticky prijateľné pre väčšinu priemyselných použití.
Bežné chyby v odliatkoch z hliníkového vosku a ako im zlievarne predchádzajú
Pórovitosť plynu
Hliník v roztavenom stave ľahko absorbuje vodík, a ak sa tento vodík neodstráni pred naliatím, vychádza z roztoku, keď sa kov ochladzuje a vytvára zaoblené vnútorné dutiny. Štandardnou metódou prevencie je odplynenie taveniny inertným plynom, ako je dusík alebo argón, v kombinácii s čistým, suchým materiálom vsádzky.
Poréznosť zmršťovania
Na rozdiel od plynovej pórovitosti má zmršťovacia pórovitosť nepravidelný tvar a vyskytuje sa v poslednej oblasti časti, ktorá tuhne. Správne umiestnenie stúpačky a riadené smerové tuhnutie, zabudované do vtokového systému ešte pred postavením voskového stromu, je primárnou obranou.
Misrun A Cold Shut
K tomu dochádza, keď roztavený hliník začne tuhnúť predtým, ako úplne vyplní tenkú časť, pričom zanechá neúplný odliatok alebo viditeľný šev, kde sa dve kovové čelá stretli, ale úplne sa nespojili. Väčšinu prípadov vyrieši zvýšenie teploty predhrievania plášťa a teploty nalievania alebo rozšírenie brány na tomto mieste.
Inklúzie
Malé častice oxidového filmu alebo žiaruvzdorného materiálu plášťa sa môžu zachytiť v odliatku. Filtrácia prúdu kovu cez keramický penový filter umiestnený vo vtokovom systéme je teraz štandardnou praxou vo väčšine zlievarní hliníka, aby sa tieto zachytili skôr, ako sa dostanú do dutiny formy.
Odvetvia a časti, kde sa používa hliník na odlievanie vosku
| priemysel | Typické komponenty |
|---|---|
| Letectvo a kozmonautika | Konzolové zostavy, kryty ovládačov, telesá hydraulického rozdeľovača |
| Automobilový a motoristický šport | Telesá turbodúchadla, brzdové komponenty, kĺby pruženia |
| Strelné zbrane a obrana | Nízkaer receivers, optic mounts, trigger housings |
| Lekárske vybavenie | Kryty zobrazovacích zariadení, rukoväte chirurgických nástrojov |
| Námorný hardvér | Zarážky, kryty navijakov, telesá čerpadiel |
| Priemyselné zariadenia | Telesá ventilov, obežné kolesá čerpadiel, kryty prevodoviek |
Čo poháňa náklady na ponuku na investičné odlievanie hliníka
Kupujúci žiadajúci o cenové ponuky sú často prekvapení, že dve vizuálne podobné časti sa môžu líšiť cenou o 30 percent alebo viac. Nasledujúce faktory vysvetľujú väčšinu tohto rozšírenia.
- Objem časti a výťažnosť: pomer použiteľného kovu v hotovej časti k celkovému kovu naliatemu do stromu, vrátane vtokov a stúpačiek, ktoré sa neskôr zošrotujú a pretavia.
- Počet dielov na voskový strom: viac dutín na strom znižuje prácu na kus pri stavbe škrupín, odparafínovaní a nalievaní.
- Obrábanie a sekundárne operácie: akýkoľvek povrch vyžadujúci CNC dokončovanie po odliatí zvyšuje fixné náklady bez ohľadu na zložitosť odlievania.
- Požiadavka tepelného spracovania: Spracovanie T6 pridáva cyklus pece a zvyčajne 3 až 5 dní do doby prípravy.
- Úroveň kontroly: diely vyžadujúce kontrolu vnútornej neporušenosti röntgenovým žiarením alebo penetračným farbivom nesú dodatočnú kontrolu za kus.
Často kladené otázky o voskovom odlievaní hliníka
Je hliníkové odlievanie pevnejšie ako hliníkové odlievanie?
Pevnosť závisí viac od zliatiny a tepelného spracovania ako od samotného procesu odlievania, ale investičné odliatky majú vo všeobecnosti nižšiu pórovitosť plynu ako tlakové odliatky, čo zlepšuje odolnosť proti únave a umožňuje tepelné spracovanie, ktoré tlakové odliatky často nemôžu podstúpiť bez tvorby pľuzgierov.
Aké je minimálne množstvo objednávky na odlievanie hliníkového vosku?
Väčšina zlievarní prijíma objednávky od 25 do 50 kusov na nový nástroj, hoci jednotlivé prototypové kusy sú čoraz dostupnejšie pomocou 3D tlačených vzorov náhrady vosku, ktoré úplne vynechávajú tvrdé nástroje.
Môžu byť hliníkové investičné odliatky eloxované?
Áno, A356 a A357 dobre eloxujú po správnej príprave povrchu a eloxovanie je bežnou povrchovou úpravou pre letecký priemysel a hliníkové investičné odliatky určené pre spotrebiteľov.
Ako hrúbka steny ovplyvňuje cenu hliníkového odliatku?
Tenšie steny vyžadujú vyššiu teplotu predhrievania a liatia škrupiny a nesú vyššie riziko šrotu v dôsledku nesprávneho chodu, takže veľmi tenké časti pod 2 mm zvyčajne zvyšujú jednotkovú cenu, aj keď používajú menej kovu.
Akú toleranciu môžem očakávať na odliatku z hliníka?
Reálna predvolená hodnota je plus alebo mínus 0,13 mm až 0,25 mm na 25 mm rozmeru, s užšími toleranciami, ktoré je možné dosiahnuť na špecifických kritických vlastnostiach prostredníctvom sekundárneho obrábania.
Vyžaduje odlievanie hliníkového vosku tepelné spracovanie?
Nie vždy. Zliatiny ako 713.0 sa používajú špecificky, pretože dosahujú prijateľnú pevnosť v odliatom stave, ale A356 a A357 zvyčajne prechádzajú roztokom T6 a starnutím, aby dosiahli svoje úplné mechanické vlastnosti.
Aký je rozdiel medzi zliatinou hliníka A356 a A357?
A357 obsahuje prísnejšie kontroly zloženia, vrátane malého prídavku berýlia a nižšieho povoleného obsahu železa, čo spolu vytvára vyššiu pevnosť v ťahu a medzu klzu po úprave T6 v porovnaní s A356. A357 zvyčajne stojí viac za kilogram suroviny, takže je zvyčajne vyhradený pre aplikácie, kde pridaná sila odôvodňuje túto prémiu.
Aká tenká môže byť stena v hliníkovom odliatku?
Väčšina zlievarní dokáže spoľahlivo udržať steny až do hrúbky asi 1,5 mm pri štandardnom gravitačnom liatí a špecializované vákuové alebo odstredivé liatie môže riedidlo v obmedzených oblastiach vytlačiť, hoci konzistentná tenká stena na veľkej ploche zvyšuje riziko nesprávneho stečenia bez ohľadu na metódu liatia.
Dajú sa hliníkové investičné odliatky zvárať alebo opravovať?
Menšie kozmetické chyby možno niekedy opraviť zváraním TIG s použitím prídavnej tyče prispôsobenej základnej zliatine, hoci opravnému zváraniu na nosných alebo tlakovo kritických miestach sa vo všeobecnosti vyhýbame v prospech zošrotovania dielu, pretože oprava zvaru mení lokálnu mikroštruktúru a môže spôsobiť nové koncentrácie napätia.
Aká je cena odlievania hliníka v porovnaní s CNC obrábaním z polotovaru?
Pre jednoduchú geometriu v malých množstvách je obrábanie z predvalkov často lacnejšie, pretože neexistujú žiadne náklady na nástroje, ale keď sa zložitosť dielov zvyšuje alebo množstvo objednávky presahuje približne 50 až 100 kusov, investičné liatie sa zvyčajne stáva alternatívou s nižšími celkovými nákladmi, pretože odstraňuje väčšinu materiálu, ktorý by obrábanie inak odrezalo ako šrot.
Čo spôsobuje drsný alebo zrnitý povrch na hliníkovom odliatku?
Zrnitý povrch ako odliatok je zvyčajne výsledkom hrubého štukového piesku použitého vo vonkajších vrstvách plášťa alebo plášťa, ktorý nebol úplne vytvrdený pred naliatím; požadovaním jemnejšej kaše na kozmetické povrchy počas fázy cenovej ponuky sa to zvyčajne rieši.
Je hliníkový odliatok vhodný pre tlakové diely?
Áno, za predpokladu, že odliatok je správne navrhnutý na smerové tuhnutie a ak je to potrebné, overený röntgenovým alebo tlakovým testom, hliníkové investičné odliatky sa bežne používajú pre hydraulické rozdeľovače a kryty čerpadiel, ktoré musia udržiavať vnútorný tlak bez úniku.
Ako dlho trvá získanie prvej vzorky odliatku hliníkového vosku?
Použitím 3D tlačeného vzoru náhrady vosku namiesto tvrdých nástrojov možno prvú vzorku často vyrobiť za 1 až 2 týždne; s konvenčnými vstrekovacími nástrojmi počkajte 4 až 6 týždňov na zostavenie nástroja, kým sa dokonca naleje prvá škrupina. $
