Koji se materijali mogu upotrijebiti u lijevanju pjene?

Izgubljeni pjenasti lijevanje (LFC) je precizni postupak lijevanja gdje je uzorak pjene ugrađen u neobrađeni pijesak, a rastopljeni metal zamjenjuje uzorak. Odabir materijala je presudan za uspjeh. Ovaj vodič opisuje ključne materijalne kategorije.

1. Materijali uzorka (pjena):
Objavljivi uzorak definira geometriju konačnog dijela. Primarne opcije su:

Prošireni polistiren (EPS): najčešće korištena pjena. Nudi dobru dimenzionalnu stabilnost tijekom lijevanja, lako dostupna u raznim gustoćama i isparava čisto. EPS niže gustoće (npr. 16-20 kg/m³) uobičajeni su za manje, manje složene dijelove; Veća gustoća (npr. 24-30 kg/m³) omogućuje bolju površinsku završnu obradu i čvrstoću za veće ili više zamršene uzorke.

Prošireni polimetilmetakrilat (EPMMA): Koristi se kada su smanjeni oštećenja ugljika kritična, posebno kod željeznih odljeva. EPMMA raspada čist od EPS -a, ostavljajući manje ugljikovih ostataka. Međutim, općenito je skuplje i može biti izazovnije obraditi.

Kopolimeri (npr. STMMA - stiren -metilmetakrilat): mješavine EPS -a i EPMMA -e, s ciljem uravnoteženja troškova, lakoće upotrebe i ostataka ugljika. STMMA je sve popularnija za čelične odljeve na kojima EPS može uzrokovati probleme, ali čista EPMMA je oboljela od troškova.

Specijalne pjene: za specifične primjene koje zahtijevaju veće temperature raspadanja ili jedinstvena svojstva.

2. Materijali za oblaganje:
Osim toga, vatrostalni premaz primijenjen je na uzorak pjene. Služi više funkcija:

Osporavna baza: pruža barijeru između rastaljenog metala i pijeska, sprječavajući eroziju i prodiranje metala. Uobičajene baze uključuju:

Cirkonsko brašno/pijesak: izvrsna refraktoričnost i toplinska stabilnost, preferirana za čelične i visoke temperaturne legure.

Silicijevo brašno: ekonomično, široko se koristi za željezo i aluminij, ali ima nižu vatrostalnost od cirkona.

Glinice silikate (npr. Mullite, kaolin glina): nude dobre performanse za razne metale.

Grafit: često se koristi u kombinaciji s drugim vatrom, posebno za lijevanje željeza, za poboljšanje površinske završne obrade i smanjenje manjkavih manjkavih ugljika.

Obloge: drži vatrostalne čestice zajedno i pridržava se premaz na pjenu. Uobičajena veziva uključuju koloidnu silicijumu, lateks i anorganski veznik na bazi vode. Izbor utječe na čvrstoću premaza, propusnost i karakteristike izgaranja.

Aditivi: Izmijenite svojstva poput:

Propusnost: Kritična za omogućavanje dekompozicijske uzorka uzorka da pobjegnu kroz premaz u pijesak. Aditivi poput perlita ili određenih vlakana mogu povećati propusnost.

Vlaženje/protok: Surfaktanti osiguravaju čak i nanošenje premaza na površini hidrofobne pjene.

Reologija: zgušnjava viskoznost za uranjanje ili prskanje.

Stopa sušenja: utječe na vrijeme proizvodnog ciklusa.

3. Agregat za oblikovanje (pijesak):
Suhi, neobrijani pijesak okružuje obloženi uzorak i pruža potporu plijesni.

Silicijev pijesak: najčešći i ekonomičan izbor za mnoge primjene.

Olivinski pijesak: koristi se tamo gdje je veći toplinski kapacitet ili niže toplinsko širenje od silicijevog dioksida koristan ili za smanjenje izloženosti prašini od silika.

Kromitni pijesak: koristi se za visoku toplinsku vodljivost i svojstva hlađenja u određenim odjeljcima.

Zirkonski pijesak: nudi izvrsnu toplinsku stabilnost i nisku toplinsku ekspanziju, ali je znatno skuplji. Koristi se za kritične primjene ili tanke presjeke.

Ključni svojstvo pijeska: suhoća je najvažnija. Svaka vlaga može dovesti do oštećenja plina. Pijesak se obično hladi i osuši nakon povrata.

4. Metali za lijevanje:
Izgubljena pjenasti lijevanje je svestrano, pogodno za širok raspon obojenih i obojenih legura:

Željezni:

Sivo željezo: Vrlo često lijeva pomoću LFC -a, imajući koristi od sposobnosti procesa da proizvodi složene oblike s dobrom dimenzionalnom točnošću.

Duktilno željezo: Također se široko koristi. Pažljiva kontrola propusnosti premaza i parametara ulijevanja ključna je za izbjegavanje oštećenja povezanih s magnezijevim reakcijskim plinovima.

Ugljični čelici i čelici s niskim legurom: sve popularniji za složene komponente. Zahtijeva prevlake visoke propusnosti i često EPMMA/STMMA uzorke kako bi se umanjili ugljik.

Nehrđajući čelici: Koristi se za komponente otporne na koroziju. Zahtijeva strogu kontrolu nad raspadanjem uzorka i odzračivanjem plina.

Neobrazovan:

Aluminijske legure: Izuzetno dobro prilagođene LFC-u, omogućujući složene, tanko zidne dijelove s izvrsnom površinskom završnom obradom. EPS se gotovo koristi isključivo.

Bakrene legure (brončana, mjedi): uspješno bacaju postupak, često zahtijevaju određene formulacije premaza.

Magnezijeve legure: Koristi se, zahtijevaju pažljivu sigurnost tijekom izlijevanja zbog reaktivnosti magnezija.

Razmatranja odabira materijala:

Metal je lijevan: diktira vrstu pjene (EPS vs. EPMMA/STMMA za potrebe niskog ugljika), refraktoričnost premaza (cirkon za čelik) i tip pijeska.

Veličina i složenost dijela: utječe na gustoću pjene (veća za složene/velike obrasce) i zahtjeve propusnosti premaza.

Zahtjevi za površinsku završnu obradu: Pjena veće gustoće i fini vatrostalni premazi uglavnom daju bolju površinsku završnu obradu.

Dimenzionalne tolerancije: Svojstva pjene i konzistentnost primjene premaza kritični su čimbenici.

Trošak: uravnoteženje zahtjeva za izvedbu (npr. EPMMA, cirkon) s materijalnim troškovima je neophodno.

Tablica sažetka: Ključne kategorije materijala

Tablica sažetka: Ključne kategorije materijala