Jakie materiały można wykorzystać w odlewaniu zagubionej pianki?

Utracone casting z pianki (LFC) jest precyzyjnym procesem odlewania, w którym wzór pianki jest osadzony w niezwiązanym piasku, a stopiony metal zastępuje wzór. Wybór materiału ma kluczowe znaczenie dla sukcesu. Niniejszy przewodnik przedstawia kluczowe kategorie materiałów.

1. Materiały wzorów (piana):
Wzór z wydatków określa ostatnią geometrię części. Podstawowe opcje to:

Rozszerzony polistyren (EPS): najczęściej stosowana piana. Oferuje dobrą stabilność wymiarową podczas formowania, łatwo dostępną w różnych gęstościach i czysto odparowuje. Niższa gęstość EPS (np. 16-20 kg/m³) jest powszechne dla mniejszych, mniej złożonych części; Większa gęstość (np. 24-30 kg/m3) zapewnia lepsze wykończenie powierzchni i wytrzymałość dla większych lub bardziej skomplikowanych wzorów.

Rozszerzony polimetylometakrylan (EPMMA): Stosowany, gdy zmniejszone wady węgla są krytyczne, szczególnie w odlewakach żelaznych. EPMMA rozkłada się bardziej czysto niż EPS, pozostawiając mniej pozostałości węglowych. Jest to jednak ogólnie droższe i może być trudniejsze do przetworzenia.

Kopolimery (np. STMMA - styren -metylometakrylan): Mieszanki EPS i EPMMA, mające na celu zrównoważenie kosztów, łatwości użytkowania i pozostałości węglowej. STMMA jest coraz bardziej popularny w odlewakach stalowych, w których EPS może powodować problemy, ale czysty EPMMA jest kosztowy.

Piany specjalne: dla określonych zastosowań wymagających wyższych temperatur rozkładu lub unikalnych właściwości.

2. Materiały powłoki:
Niezbędna jest oporna powłoka stosowana do wzoru pianki. Służy wiele funkcji:

Podstawa ogniotrwałej: zapewnia barierę między stopionym metalem i piaskiem, zapobiegając erozji i penetracji metalu. Wspólne podstawy obejmują:

Mąka cyrkonowa/piasek: Doskonała refraktorowość i stabilność termiczna, preferowane w przypadku stopów stalowych i wysokotemperaturowych.

Mąka krzemionkowa: opłacalna, powszechnie stosowana w przypadku żelaza i aluminium, ale ma niższą refraktory niż cyrkon.

Krzemach tlenku glinu (np. Mulite, kaolin glina): oferują dobrą wydajność dla różnych metali.

Graphit: Często stosowany w połączeniu z innymi refrakcjami, szczególnie do odlewania żelaza, w celu poprawy wykończenia powierzchni i zmniejszenia błyszczących defektów węgla.

Binder: Trzyma ogniotrwały cząsteczki razem i przylega powłokę do pianki. Wspólne spoiwa obejmują wodę koloidalną krzemionkę, lateks i spoiwa nieorganiczne. Wybór wpływa na siłę powłoki, przepuszczalność i charakterystykę wypalenia.

Dodatki: Modyfikuj właściwości takie jak:

Przepuszczalność: Krytyczne dla umożliwienia gazom rozkładu wzoru na ucieczkę przez powłokę w piasku. Dodatki, takie jak perlite lub określone włókna, mogą zwiększyć przepuszczalność.

Woutowanie/przepływ: środki powierzchniowo czynne zapewniają równomierne zastosowanie powłoki na powierzchni hydrofobowej pianki.

REOLOGIA: Zagęstacze kontrolują lepkość zanurzania lub opryskiwania.

Szybkość suszenia: wpływa na czas cyklu produkcyjnego.

3. Formowanie Agregat (piasek):
Suchy, niezwiązany piasek otacza powlekany wzór i zapewnia wsparcie pleśni.

Sand Silica: najczęstszy i ekonomiczny wybór do wielu zastosowań.

Piasek oliwinowy: zastosowany tam, gdzie wyższa pojemność cieplna lub niższa rozszerzalność cieplna niż krzemionka jest korzystna lub w celu zmniejszenia ekspozycji na pył krzemionki.

Piasek chromu: zastosowany do jego wysokiej przewodności cieplnej i właściwości chłodzenia w określonych sekcjach.

Piasek cyrkonu: oferuje doskonałą stabilność termiczną i niski rozszerzanie cieplne, ale jest znacznie droższy. Używane do krytycznych zastosowań lub cienkich sekcji.

Kluczowa właściwość piasku: suchość jest najważniejsza. Każda wilgoć może prowadzić do wad gazowych. Piasek jest zwykle chłodzony i suszony po odzyskaniu.

4. Metale odlewające:
Zagubione odlewanie pianki jest wszechstronne, odpowiednie dla szerokiej gamy stopów żelaznych i nieżelaznych:

Żelazawy:

Szary żelazo: Bardzo często obsadzone przy użyciu LFC, korzystając z zdolności procesu do wytwarzania złożonych kształtów z dobrą dokładnością wymiarową.

Żelazie plastyczne: również szeroko stosowane. Uważna kontrola przepuszczalności powłoki i parametrów nalewania ma kluczowe znaczenie dla uniknięcia wad związanych z gazami reakcyjnymi magnezu.

Stale węglowe i niskie stale stopu: coraz bardziej popularne w przypadku złożonych komponentów. Wymaga powłok o wysokiej wydajności i często wzorców EPMMA/STMMA, aby zminimalizować odbiór węgla.

Stal nierdzewna: używane do komponentów opornych na korozję. Wymaga rygorystycznej kontroli nad rozkładem wzorów i odpowietrzaniem gazu.

Nieżelazne:

Stopy aluminium: wyjątkowo dobrze odpowiednie dla LFC, umożliwiając złożone części cienkościenne o doskonałym wykończeniu powierzchni. EPS jest prawie wyłącznie używany.

Stopy miedzi (brąz, mosiądz): z powodzeniem obsadzony przy użyciu procesu, często wymagające określonych formuł powłok.

Stopy magnezu: używane, wymagające starannych rozważań bezpieczeństwa podczas nalewania z powodu reaktywności magnezu.

Rozważania dotyczące wyboru materiału:

Rzutowanie metalu: dyktuje typ pianki (EPS vs. EPMMA/STMMA dla niskich potrzeb węglowych), refraktory powlekania (cyrkon na stal) i typ piasku.

Część i złożoność: Wpływa na gęstość pianki (wyższa dla złożonych/dużych wzorów) i wymagania przepuszczalności powłoki.

Wymagania dotyczące wykończenia powierzchni: Piana o większej gęstości i drobniejsze powłoki ogniotrwałe ogólnie dają lepsze wykończenie powierzchni.

Tolerancje wymiarowe: właściwości pianki i spójność zastosowania powlekania są czynnikami krytycznymi.

Koszt: Wymagania dotyczące równoważenia wydajności (np. EPMMA, cyrkon) są niezbędne w stosunku do kosztów materiałów.

Tabela podsumowania: Kluczowe kategorie materiałów

Tabela podsumowania: Kluczowe kategorie materiałów