Investeringsgjutning (förlorad-vaxgjutning) ger nästan-nät-metallkomponenter med komplexa geometrier, snäva dimensionstoleranser och jämna ytfinish. Denna tillverkningsprocess minskar eller eliminerar behovet av sekundär bearbetning, vilket gör den kostnads-effektiv för medelstor till hög-volymproduktion av invecklade strukturella och mekaniska delar.
Operationell förmåga och tekniska gränser
• Viktintervall: 0,05 kg till 80 kg (0,11 lbs till 176 lbs) per del
• Minsta väggtjocklek: 1,5 mm (0,060 tum) för kiselsolprocess; 3,0 mm (0,120 tum) för vattenglasprocess
• Linjära dimensionstoleranser: ISO 8062-3 Grade DCTG 4 till DCTG 6 (Silica Sol); DCTG 7 till DCTG 9 (vattenglas)
• Som-Gjutytans ojämnhet:
Silica Sol Process: Ra 3,2 µm – Ra 6,3 µm (125 – 250 µin)
Vattenglasprocess: Ra 6,3 µm – Ra 12,5 µm (250 – 500 µin
• Årlig produktionskapacitet: Upp till 15 000 ton kombinerad produktion
Processvalsguide för köpare
|
Parameter |
Silica Sol Process |
Vattenglasprocess |
|
Typiskt legeringsval |
Rostfritt stål, superlegeringar |
Kol och låg-legerat stål |
|
Ytfinish (Ra) |
3.2 – 6.3 µm |
6.3 – 12.5 µm |
|
Toleransklass |
ISO 8062-3 DCTG 4–6 |
ISO 8062-3 DCTG 7–9 |
|
Initial verktygskostnad |
Måttlig |
Lägre |
|
Enhetskostnadsmål |
Medium till Premium-applikationer |
Kostnad-Känslig volym |
Tillverkningsprocess
Gjuteriet driver gjutningslinjer med dubbla-processer: Silica Sol för hög-precision, korrosionsbeständiga-delar och vattenglas för strukturella komponenter i kolstål.
Processflöde
• Aluminiumverktyg
• Vaxinjektion
• Trädmontering
• Keramisk slurry doppning
• Avvaxning & bränning
• Hällning & kylning
• Shakeout & Cut-Av
• Slutbesiktning
Detaljerad steg-för-steg exekvering
• Verktyg och formtillverkning: CNC-bearbetade aluminiumformar (6061/7075-legering) tillverkas med krymptillstånd (vanligtvis 1,5 %–2,5 %) inkluderade i CAD-modellen baserad på legerings stelningsdynamik.
• Mönsterinjektion: Temperaturkontrollerat-vax injiceras i aluminiummunstycket under tryck (2,0–4,0 MPa) för att skapa en exakt kopia av målkomponenten.
• Mönstersammansättning: Individuella vaxmönster konstrueras- och fästs på en central vaxränna (trädstruktur) för att optimera metallflöde och matning under stelning.
• Skalbyggnad:
Silica Sol: Mönsterträdet doppas i en kolloidalt kiseldioxidslam och beläggs med zirkonsand (primära skikt) följt av mullitsand (backup beläggningar). 5 till 7 lager appliceras med strikt fuktighetskontroll (55 % ± 5 % RH) mellan skikten.
Vattenglas: Trädet doppas i en uppslamning av natriumsilikatbindemedel och stuckas med kvartssand, härdas i ett ammoniumklorid- eller aluminiumsulfatbad (4 till 6 skikt).
• Avvaxning och autoklav: Skalenheten placeras i en ångautoklav med högt-tryck (0,6–0,8 MPa, 160 grader –175 grader) för att snabbt smälta och evakuera vaxet utan att det keramiska skalet spricker.
• Hög-temperaturbränning: Keramiska skal sintras i en roterande ugn eller satsugn vid 950 grader till 1150 grader i 45–90 minuter för att bränna bort kvarvarande kolväten och uppnå strukturell styrka.
• Smältning och hällning: Induktionsugnar smälter certifierade råa göt. Smält metall är slagg-skummad, spektrografiskt analyserad och hälld i förvärmda formar vid temperaturer från 1450 grader till 1680 grader beroende på legeringen.
• Knockout & Cut-Av: Stelnade skal bryts av med pneumatiska hammare eller högtrycksvattenstrålar-. Delar avskiljs från inloppet med hjälp av slipande-avskärningshjul.
• Slipning och kulblästring: Grindstubbar är slipade och delar är blästrade med kulor av rostfritt stål eller aluminiumoxid till en jämn ytstruktur.
Material och tekniska specifikationer
Vi bearbetar ett omfattande spektrum av järnhaltiga och icke--järnhaltiga metaller enligt ASTM-, AISI-, DIN-, EN- och JIS-standarder. Validering av kemisk sammansättning via optisk emissionsspektroskopi (OES) utförs vid varje värme innan hällning.
Alloy Specifikation Matrix
|
Materialfamilj |
Vanliga betyg (ASTM/DIN) |
Nyckelegenskaper |
Mekaniskt standardsortiment |
|
Austenitiskt rostfritt stål |
CF8 (304), CF8M (316), CF3 (304L), CF3M (316L) |
Hög korrosionsbeständighet, utmärkt seghet |
Draghållfasthet: Större än eller lika med 485 MPa Utbyte: Större än eller lika med 205 MPa Förlängning: Större än eller lika med 35 % |
|
Martensitisk / Ferritisk Rostfri |
CA15 (410), CA40 (420), 430 |
Hög hårdhet, slitstyrka, magnetisk |
Draghållfasthet: 550 – 850 MPa Hårdhet: 180 – 450 HBW |
|
Nederbördshärdning Rostfri |
17-4PH (CB7Cu-1), 15-5PH |
Hög hållfasthet, bra korrosionsbeständighet efter värmebehandling |
Dragstyrka: 930 – 1310 MPa Utbyte: 790 – 1170 MPa |
|
Kolstål |
WCB, WCC, klass 60-30, 1020, 1045 |
God svetsbarhet, strukturell styrka, ekonomisk |
Draghållfasthet: 415 – 655 MPa Utbyte: 230 – 345 MPa |
|
Lågt-legerat stål |
4130, 4140, 4340, 8620 |
Utmärkt härdbarhet, hög utmattningshållfasthet |
Draghållfasthet: 650 – 1100 MPa (Värmebehandlad) |
|
Duplex rostfritt stål |
2205 (UNS S31803), 2507 (UNS S32750) |
Överlägsen gropfrätningsmotstånd (PREN större än eller lika med 34), hög sträckgräns |
Draghållfasthet: Större än eller lika med 650 MPa Utbyte: Större än eller lika med 450 MPa |
|
Värmebeständiga-legeringar |
HK40, HH, Inconel 625 motsvarande |
Hög krypbrottstyrka upp till 1050 grader |
Specifik för applikation |
Viktiga produktegenskaper
Komplex intern geometriintegration:
Eliminerar fler-svetsade sammansättningar genom att konsolidera komplexa inre kanaler, underskärningar och tunna ribbor till en enda gjuten komponent.
Eliminering av dragvinkel:
Till skillnad från sand- eller pressgjutning tillåter investeringsgjutning noll-graders dragvinklar på invändiga fickor och ytterväggar där kärnkraftsbegränsningar normalt gäller.
Nära-Net-Shape Precision:
Reducerar materialavfall med upp till 70 % jämfört med CNC-bearbetning av massiv stång-, speciellt på hög-legerade rostfria stål och nickellegeringar.
Som-gjutna bokstäver och spårbarhet:
Artikelnummer, värmekoder, logotyper och riktningspilar kan gjutas direkt på komponentytan med upphöjd text (minst 0,5 mm höjd).
Enhetlig kornstruktur:
Kontrollerad skalförvärmning och värmeisolering under hällning minimerar kylningsgradienter, vilket leder till konsekventa isotropiska mekaniska egenskaper.
Typiska applikationer
Investeringsgjutna delar fyller kritiska funktionella roller inom tung industri, vätskekontroll och kraftutrustning:
Application Engine Mapping
|
Sektor |
Typiska komponenter |
|
Vätskehantering och pumpar |
Impellers, volutehus, ventilkroppar, flänsar |
|
Process & Automation |
Flödesmätarehus, ställdonarmar, sensorbovar |
|
Heavy & Ag Machinery |
Slitagefästen, gångjärnsstift, låshakar, kopplingar |
|
Petrokemi & Energi |
Högtrycksventiltrim,-brännarmunstycken, rörkopplingar |
|
Kommersiella fordon |
Turboladdarhus, avgasgrenrör, fästen |
Maskinbearbetning och sekundära operationer
Även om investeringsgjutning ger täta-nätformer, kräver gränssnittsytor med hög-precision sekundära CNC-operationer.
Operationssekvens
Rågjutning → In-CNC-bearbetning i huset → Värmebehandling → Ytbearbetning
Egenskaper för bearbetning i-hus
• CNC-svarvning: Diametrar upp till 500 mm; positionsnoggrannhet inom ±0,005 mm.
• 4-- och 5-axliga fräscentra: Komplex ytprofilering, snäva toleransuppriktning (H7-passning) och exakt planhet (<0.01 mm).
• Gängning: Metrisk, NPT, BSPP och UNC inre/extern gängskärning.
Värmebehandling
• Lösningsglödgning: 1040 grader –1120 grader följt av snabb vattensläckning för austenitiska rostfria stål (återställer korrosionsbeständigheten och homogeniserar strukturen).
• Normaliserande och stressavlastande: 850 grader –900 graders luftkylning för att homogenisera kornstrukturen i kol och legerat stål före bearbetning.
• Härdning och härdning (Q&T): Härdning i olja/vatten följt av härdning för att uppnå målvärden för HRC (t.ex. 28–34 HRC eller 45–52 HRC).
• Åldringshärdning: H900, H1150 villkor för 17-4PH rostfritt stål för att öka draghållfastheten.
Alternativ för ytbehandling
• Elektropolering (Ra < 0,4 µm för sanitära applikationer)
• Passivering (efterlevnad av ASTM A967)
• Förzinkning/fosfatbeläggning/E-beläggning
• Svart oxidbeläggning
• Pulverlackering & flytande målning
Kvalitetskontroll och inspektion
Kvalitetssäkring börjar med råmaterialverifiering och fortsätter genom dimensionsrevisioner efter-bearbetning. Varje försändelse åtföljs av ett EN 10204 3.1 inspektionscertifikat.
Kvalitetssäkringsverifieringsmatris
|
Inspektionskategori |
Testmetod / Utrustning |
Enligt Standard |
|
Kemisk sammansättning |
Direkt-Reading Optical Emission Spectrometer (OES) |
ASTM E415 / ASTM E1086 |
|
Mekanisk provning |
Universal dragprovare, Charpy Impact, Hårdhet (HB/HRC) |
ASTM A370 / ISO 6892-1 |
|
Icke-destruktiv testning (NDT) |
Röntgenundersökning (röntgen) Flytande penetranttestning (PT) Magnetisk partikeltestning (MT) |
ASTM E192 / ASTM E446 ASTM E1417 / ISO 3452-1 ASTM E1444 |
|
Dimensionell kontroll |
Koordinatmätmaskin (CMM), optisk profilometer |
ISO 10360 |
|
Mikrostruktur |
Metallografiskt mikroskop |
ASTM E45 / ISO 4967 |
OEM och Custom Manufacturing
Vi producerar specialanpassade komponenter uteslutande utifrån-kundlevererade tekniska ritningar och specifikationer.
Tidslinje för projektgenomförande
|
Etapp |
Tidslinje |
Nyckelleveranser |
|
Steg 1 |
Vecka 1–2 |
DFM granskning & mögeldesign, stelningssimulering |
|
Steg 2 |
Vecka 3–4 |
Verktyg CNC-bearbetning och provvaxinsprutning |
|
Steg 3 |
Vecka 5–6 |
T1 Sample Casting Production & First Article Inspection Report (FAIR) |
|
Steg 4 |
Vecka 7+ |
Massproduktionsgodkännande och batchutskick |
Tekniska arbetsflödesdetaljer
• Design för tillverkningsbarhet (DFM) Granskning: Engineering utvärderar väggtjockleksövergångar, termisk masskoncentration, skiljelinjeplaceringar och dragkrav innan verktygsskärning.
• Solidifieringssimulering: Anycasting / MAGMASOFT simuleringsmjukvara modellerar smält metallhastighet, kylkurvor och krympningstendenser för att placera stigar och grindar, vilket eliminerar inre porositet före skärning av stål.
• Prototypalternativ:
Snabb-Vänd SLA/3D-tryckta vaxmönster: 7–10 dagar för fysiska funktionella prototyper utan hårda verktyg.
Hårda aluminiumverktyg: 21–28 dagar för produktions-T1-prover.
• Inspektionsrapport för första artikel (FAIR): Inlämnad med fulldimensionell layout (CMM-data), kemisk sammansättningsanalys, mekaniska testdata och materialcertifieringar.
Vad köpare bör tillhandahålla för en offertförfrågan
För att få ett korrekt kommersiellt förslag och teknisk granskning inom 24 till 48 timmar, vänligen inkludera följande data i din förfrågan:
Tekniska ritningar:
• 3D CAD-modell: filformat STEP (.stp), IGES (.igs) eller SolidWorks (.sldprt).
• 2D-ritning: PDF-format med kritiska toleranser, geometrisk dimensionering och tolerans (GD&T), ytfinishförväntningar och bearbetningstexter.
Materialspecifikationer:Exakt materialkvalitet (t.ex. ASTM A351 CF8M, AISI 4140) eller nödvändiga mekaniska parametrar.
Ordervolymer:Beräknad årlig användning (EAU) och initiala pilotbatchkvantiteter.
Värmebehandling och ytfinish:Hårdhetskrav, passivering, plätering eller målningsspecifikationer.
Kvalitet och inspektionsomfattning:Nödvändig NDT-täckning (t.ex. 100 % PT, 5 % röntgenprovtagning), trycktestningskrav (bar/PSI) och specifika certifikatbehov (EN 10204 3.1 / 3.2).
Förpackningskrav:Anti-VCI-förpackningar, individuella kartongförpackningar eller standardexportpallettering.
Vanliga frågor
F: Vad är den största skillnaden mellan silica sol och vattenglas investeringsgjutning?
S: Kiselsolprocessen använder zirkonsand och fina kolloidala kiseldioxidbindemedel, vilket ger en överlägsen ytfinish (Ra 3,2–6,3 µm) och högre dimensionsnoggrannhet (ISO 8062-3 DCTG 4–6). Den är primär för rostfritt stål och höglegerade delar.{12} Vattenglasprocessen använder kvartssand och natriumsilikat, vilket ger en grövre yta (Ra 6,3–12,5 µm) och lösare toleranser (DCTG 7–9), men ger lägre enhetskostnader för kol- och låglegerade stålkomponenter.
F: Vilka allmänna dimensionstoleranser kan bibehållas utan bearbetning?
S: För gjutning av kiselsol är linjära toleranser vanligtvis i enlighet med ISO 8062-3 DCTG 4 till DCTG 6 (ca ±0,15 mm per 25 mm). Kritiska hålinriktningar, tätningsytor och gängade hål kräver eftergjuten CNC-bearbetning.
F: Hur förhindrar du inre krympningporositet i tjocka-väggar?
S: Ingenjörer använder simuleringsprogramvara för termisk stelning för att modellera portar och placering av stigrör. För sektioner med höga masskoncentrationer, är kylblock eller isolerade stigare inkorporerade i skaldesignen för att framtvinga riktad stelning mot matarinloppet.
F: Vad är den typiska ledtiden för nya verktyg och initiala prover?
S: Standardtillverkning av aluminiumverktyg kräver 20 till 25 dagar. Provproduktion, värmebehandling och CMM-dimensionell rapportering kräver ytterligare 7 till 10 dagar. Total ledtid från godkänd 3D CAD till provleverans är vanligtvis 30 till 35 kalenderdagar.
F: Kan 3D-tryckta mönster användas för kortare-produktion?
A: Ja. SLA (stereolitografi) eller SLS 3D-tryckta vax/PMMA-mönster kan direkt-doppas i slurry för att producera metallgjutgods utan aluminiumverktyg. Detta minskar ledtiderna till 7–10 dagar för prototyptester eller körningar med låg-volym (< 50 units).
F: Tillhandahåller du brukstestcertifikat med försändelser?
S: Varje försändelse inkluderar ett EN 10204 3.1-materialcertifikat som beskriver faktisk värmekemisk analys (OES-resultat), draghållfasthet, sträckgräns, töjning, slagvärden (om testade) och hårdhetsvärden.
