ЯЗЫК 
English
русский
Español
дом / Новости / Новости отрасли / Алюминий, отлитый воском: процесс литья по выплавляемым моделям и руководство по сплавам
Контент
- 1 Ключевые факты о литье алюминия по выплавляемым моделям с первого взгляда
- 2 Как на самом деле работает алюминий, отлитый воском, шаг за шагом
- 3 Какие алюминиевые сплавы на самом деле используются при литье воска
- 4 Механические свойства литых алюминиевых сплавов после термообработки
- 5 Варианты отделки поверхности и покрытия для алюминиевых отливок по выплавляемым моделям
- 6 Методы контроля качества, используемые при литье алюминия по выплавляемым моделям
- 7 Эффективность использования материалов и переработка при литье алюминия по выплавляемым моделям
- 8 Текущие тенденции, определяющие производство алюминиевого воскового литья
- 9 Вопросы, которые следует задать поставщику перед размещением заказа на литье алюминия из воска
- 10 Литье алюминия воском по сравнению с литьем под давлением и литьем в песчаные формы
- 11 Рекомендации по проектированию, которые действительно влияют на стоимость и доходность
- 12 Распространенные дефекты алюминиевых восковых отливок и способы их предотвращения на литейном производстве
- 13 Отрасли промышленности и детали, где используется алюминий, отлитый из воска
- 14 Что определяет стоимость предложения по литью алюминия по выплавляемым моделям
- 15 Часто задаваемые вопросы об алюминии, отлитом воском
- 15.1 Является ли литье по выплавляемым моделям алюминия прочнее, чем литье под давлением?
- 15.2 Каков минимальный объем заказа литья алюминия из воска?
- 15.3 Можно ли анодировать алюминиевые отливки?
- 15.4 Как толщина стенки влияет на цену алюминиевого литья?
- 15.5 На какой допуск можно рассчитывать при литье алюминия по выплавляемым моделям?
- 15.6 Требует ли литье из алюминиевого воска термической обработки?
- 15.7 В чем разница между алюминиевым литейным сплавом A356 и A357?
- 15.8 Насколько тонкой может быть стенка при отливке алюминия?
- 15.9 Можно ли сваривать или ремонтировать алюминиевые отливки?
- 15.10 Насколько литье по выплавляемым моделям алюминия отличается по цене от обработки заготовки на станке с ЧПУ?
- 15.11 Что вызывает шероховатую или зернистую поверхность алюминиевой отливки?
- 15.12 Подходит ли литье по выплавляемым моделям алюминия для деталей, работающих под давлением?
- 15.13 Сколько времени потребуется, чтобы получить первый образец отливки алюминия из воска?
Литье алюминия воском , более точно известный как литье по выплавляемым моделям или литье по выплавляемым моделям алюминиевых сплавов, представляет собой производственный процесс, в ходе которого производятся алюминиевые детали сетчатой или почти чистой формы путем заливки расплавленного алюминия в керамическую оболочку, построенную вокруг одноразовой восковой модели. Прямой ответ на вопрос, который большинство покупателей задают в первую очередь: да, алюминий можно отлить по выплавляемым моделям, и когда геометрия детали сложна, тонкостенна или требует жестких допусков на размеры без тяжелой вторичной обработки, литье алюминия воском очень часто является наиболее экономичным способом получения этого конечного компонента.
В этом руководстве рассказывается о том, как этот процесс на самом деле работает на производстве, какие алюминиевые сплавы хорошо себя ведут в восковой оболочке, где этот процесс превосходит литье под давлением или литье в песчаные формы, а где нет, какие допуски и обработка поверхности реалистичны, как дефекты проявляются и предотвращаются, и о чем покупатель должен спросить поставщика перед размещением заказа на поставку. Каждый раздел написан для непосредственного использования, а не только для чтения.
Ключевые факты о литье алюминия по выплавляемым моделям с первого взгляда
| Параметр | Типичный диапазон | Примечания |
|---|---|---|
| Вес детали | 0,02 кг – 25 кг | Возможны более тяжелые детали, но они встречаются реже из-за ограничений прочности корпуса. |
| Толщина стенки | 1,5 мм – 50 мм | Ниже 1,5 мм существует опасность неполного заполнения (неправильного запуска). |
| Линейный допуск | От ±0,13 мм до ±0,25 мм на 25 мм. | Плотнее, чем литье в песчаные формы, более рыхлое, чем при обработке на станке с ЧПУ. |
| Шероховатость поверхности (в литом состоянии) | Ra 1,6 – 3,2 микрометра | Сравнимо с литьем под давлением, лучше, чем литье в песчаные формы. |
| Температура заливки | 680 градусов С – 760 градусов С | Зависит от сплава; A356 обычно разливается при температуре около 705 градусов Цельсия. |
| Температура предварительного нагрева корпуса | 150 градусов С – 550 градусов С | Более высокий предварительный нагрев улучшает заполнение тонких срезов. |
| Типичное время выполнения заказа (оснастка плюс первая статья) | 4 – 8 недель | Быстрая обработка или 3D-печать шаблонов могут сократить этот процесс до 1–2 недель. |
Как на самом деле работает алюминий, отлитый воском, шаг за шагом
Процесс литья по выплавляемым моделям алюминия следует той же базовой логике, что и для литья по выплавляемым моделям из стали или медных сплавов, но температура заливки, конструкция литников и состав оболочки корректируются, поскольку алюминий ведет себя в керамической форме иначе, чем черные металлы. Ниже показана последовательность действий, которую на самом деле проходит деталь от 3D-файла до готового изделия. алюминиевое литье .
Шаг 1: Оснастка и инъекция воскового рисунка
Матрица из закаленной инструментальной стали или алюминия обрабатывается по форме детали, размер которой немного завышен, чтобы учесть усадку как воска, так и алюминия. Расплавленный воск, обычно смесь парафина и натуральных смол, впрыскивается в эту матрицу под низким давлением и охлаждается до тех пор, пока он не затвердеет и не превратится в восковую копию конечной детали. Для коротких производственных циклов или прототипов восковые модели все чаще изготавливаются путем прямой 3D-печати литьевой воскоподобной смолы, что полностью исключает этап оснастки и значительно сокращает время выполнения заказа.
Шаг 2: Сборка воскового дерева
К центральному восковому литнику прикреплено несколько восковых моделей, образующих то, что литейщики называют деревом или кластером. Конструкция литников и желобов на этом этапе определяет, насколько равномерно расплавленный алюминий заполнит каждую полость, а плохое литниковое устройство является одной из наиболее частых причин пористости и нарушений хода на последующих этапах процесса.
Шаг 3: Создание керамической оболочки
Восковое дерево несколько раз погружают в керамическую суспензию, а затем покрывают огнеупорным песком от мелкого до крупного, наращивая слой за слоем с выдержкой времени между каждым погружением. Типичная оболочка для литья алюминия требует от 5 до 9 слоев, что меньше, чем от 8 до 12 слоев, обычных для стальных отливок, поскольку более низкая температура разливки алюминия создает меньшую термическую нагрузку на оболочку.
Шаг 4: Депарафинизация
Полностью затвердевшая оболочка помещается в паровой автоклав или печь с мгновенным нагревом, где воск внутри расплавляется и возвращается для повторного использования. Именно этот шаг объясняет, почему этот процесс называется литьем по выплавляемым моделям; восковой рисунок приносится в жертву, чтобы его точная негативная форма оставалась внутри керамической оболочки.
Шаг 5: Обжиг и предварительный нагрев снаряда
Пустую керамическую оболочку обжигают при высокой температуре, чтобы выжечь остатки воска и влаги, а затем предварительно нагревают непосредственно перед заливкой. Температура предварительного нагрева является критическим рычагом для алюминия: поскольку алюминий затвердевает быстрее по сравнению с железом или сталью, слишком холодная оболочка вызовет преждевременное замерзание до того, как тонкие секции заполнятся полностью.
Шаг 6: Заливка
Расплавленный алюминий, обычно сплав A356, A357, 355 или 713, заливается в предварительно нагретый корпус либо под действием силы тяжести, либо с помощью вакуума или центробежной силы, чтобы заполнить тонкие стенки и сложные детали. Разливка под вакуумом характерна именно для алюминия, поскольку металл склонен к образованию оксидной пленки и улавливанию газа, а контролируемая атмосфера уменьшает и то, и другое.
Шаг 7: Удаление скорлупы и обрезка
После охлаждения керамическая оболочка отрывается с помощью вибрации, водоструйной очистки или механического выбивания, обнажая алюминиевое дерево. Затем отдельные детали вырезаются из литника с помощью ленточной пилы или абразивного отрезного круга.
Шаг 8: Завершение операций
Ворота шлифуются заподлицо, детали подвергаются термообработке, если этого требуют сплав и применение, а при окончательной проверке размеры проверяются на соответствие чертежу. Обычные этапы отделки алюминиевых отливок включают термообработку Т6, дробеструйную очистку, химическое конверсионное покрытие, анодирование или порошковое покрытие в зависимости от конечного использования.
Какие алюминиевые сплавы на самом деле используются при литье воска
Не каждый алюминиевый сплав является хорошим кандидатом для литья по выплавляемым моделям. В состав литейных сплавов входит содержание кремния специально для улучшения текучести, поскольку расплавленному алюминию необходимо пройти через тонкие каналы керамической оболочки, прежде чем он затвердеет. В таблице ниже перечислены сплавы, которые чаще всего фигурируют в реальных производственных котировках.
| Сплав | Ключевой состав | Типичный случай использования |
|---|---|---|
| А356.0 | Ал-7Си-0,3Мг | Кронштейны для аэрокосмической отрасли, конструкционные корпуса, прецизионные детали общего назначения |
| А357.0 | Al-7Si-0,5Mg (выше чистота, чем А356) | Детали аэрокосмической и оборонной промышленности, требующие более высокой прочности после обработки Т6. |
| 355.0 | Ал-5Си-1,3Си-0,5Мг | Корпуса насосов, гидравлические компоненты, требующие умеренной прочности. |
| 713.0 | Ал-7,5Zn-0,7Cu | Детали, требующие литья без термообработки, морская метизы |
| 354.0 | Ал-9Си-1,8Си-0,5Мг | Высокопрочные компоненты для аэрокосмической отрасли и автоспорта |
Среди них A356 остается выбором по умолчанию для большинства коммерческих отливок из алюминия. потому что он уравновешивает литейные качества, механические свойства после термообработки и стоимость. Покупатели, которым требуется снижение веса по сравнению с отливками из чугуна или стали, но при этом необходима точность размеров паковочного процесса, обычно начинают обсуждение сплава с A356, прежде чем рассматривать варианты с более высокими характеристиками, описанные выше.
Механические свойства литых алюминиевых сплавов после термообработки
Допуск вытяжки — это лишь половина того, что необходимо знать покупателю перед утверждением литейного сплава; другая половина — это то, что этот сплав фактически может выдержать в эксплуатации после прохождения цикла термообработки. Литейные предприятия, занимающиеся литьем по выплавляемым моделям, обычно сообщают о свойствах в двух состояниях: в литом состоянии (отпуск F) и после термической обработки (отпуск T6), и разница между ними достаточно велика, поэтому указание неправильного состояния на чертеже является одной из наиболее распространенных причин выхода детали из строя в полевых условиях, несмотря на правильные размеры.
| Сплав / Temper | Предел прочности | Предел текучести | Удлинение | Твердость по Бринеллю |
|---|---|---|---|---|
| А356-Т6 | 228 МПа | 165 МПа | 3,5 процента | 75 хб. |
| А357-Т6 | 317 МПа | 248 МПа | 5 процентов | 95 хб. |
| 355-Т6 | 241 МПа | 172 МПа | 2 процента | 80 хб. |
| 713-Ф (литой) | 207 МПа | 145 МПа | 3 процента | 70 хб. |
| 354-Т6 | 310 МПа | 260 МПа | 2 процента | 100 ГБ |
Эти цифры представляют собой репрезентативные значения, взятые из давних паспортов литейных сплавов алюминиевой ассоциации, используемых в отрасли; результаты индивидуального литья будут несколько различаться в зависимости от чистоты расплава, скорости охлаждения по сечению и конкретного режима старения, используемого во время обработки Т6. A357, который содержит более строгий контроль над добавками железа и бериллия по сравнению с A356, является предпочтительным сплавом, когда проекту требуется самое высокое соотношение прочности к весу, доступное из стандартного сплава для литья по выплавляемым моделям.
Усталостные характеристики часто являются тем свойством, которое фактически определяет выбор сплава для вращающихся или вибрирующих компонентов. Оба A356 и A357 демонстрируют хорошие усталостные характеристики по сравнению с литым под давлением алюминием, поскольку процесс литья по выплавляемым моделям в сочетании с горячим изостатическим прессованием, если это указано, закрывает внутреннюю пористость, которая в противном случае действовала бы как место зарождения трещин при циклической нагрузке. Для деталей, которые в эксплуатации подвергаются циклическому усталостному циклу, таких как компоненты подвески или вращающиеся корпуса, стоит обсудить с литейным производством горячее изостатическое прессование, даже несмотря на то, что это увеличивает стоимость, поскольку в результате увеличение усталостной долговечности часто оказывается существенным.
Варианты отделки поверхности и покрытия для алюминиевых отливок по выплавляемым моделям
Литая поверхность алюминиевого литья по выплавляемым моделям уже более гладкая, чем при литье под давлением или литье в песчаные формы прямо из корпуса, но большинство коммерческих применений по-прежнему требуют вторичной обработки поверхности либо для защиты от коррозии, косметического внешнего вида, либо для подготовки поверхности к сборке с другими компонентами.
Дробеструйная обработка и вибрационная обработка
Наиболее распространенным первым шагом после снятия ворот является дробеструйная очистка с использованием стекла или оксида алюминия, которая создает однородную матовую текстуру и удаляет остатки скорлупы с поверхности. Для деталей, изготавливаемых в больших объемах из дерева, вместо этого часто используется виброгалтовка с керамическим материалом, что более экономично в расчете на единицу, но менее контролируемо из-за сложной внутренней геометрии.
Химическое конверсионное покрытие
Хроматное или нехроматное конверсионное покрытие наносится для повышения коррозионной стойкости и создания базового слоя для последующей окраски. Это часто встречается в аэрокосмической и оборонной промышленности, где отливка позже будет окрашена или где требуется стойкость к коррозии в мягкой среде.
Анодирование
Анодирование серной кислотой типа II и анодирование твердого покрытия типа III используются для литых алюминиевых деталей, хотя литейные заводы обычно рекомендуют учитывать содержание кремния и пористость, поскольку литейные сплавы с более высоким содержанием кремния, такие как A356, анодируются до немного более тусклого и серого цвета, чем деформируемые алюминиевые сплавы. Анодирование твердого покрытия придает значительную износостойкость поверхности отливки и часто применяется для деталей, которые при эксплуатации подвергаются скользящему контакту.
Порошковое покрытие и влажная краска
Для деталей, для которых косметический цвет имеет большее значение, чем базовая коррозионная стойкость самого слоя оксида алюминия, порошковое покрытие поверх конверсионного покрытия дает долговечную, однородную отделку практически любого цвета и обычно применяется для корпусов, ориентированных на потребителя, и компонентов наружного оборудования.
Обработка после литья
Любая поверхность, которая соприкасается с другой деталью, уплотняется прокладкой или имеет резьбовое отверстие, обычно оставляется с дополнительным припуском в восковой модели и обрабатывается на фрезерном или токарном станке с ЧПУ после литья. Указание только тех поверхностей, которые действительно требуют механической обработки, а не обработки всей детали, является одним из самых простых способов снизить общую себестоимость единицы продукции, сохраняя при этом функциональные допуски там, где это важно.
Методы контроля качества, используемые при литье алюминия по выплавляемым моделям
Поскольку внутреннюю целостность отливки невозможно оценить снаружи, литейные заводы полагаются на комбинацию методов проверки, распространяющихся на весь производственный процесс, а не на единственную окончательную проверку.
| Метод проверки | Что он обнаруживает | Когда он используется |
|---|---|---|
| Визуальная и размерная проверка | Дефекты поверхности, заусенцы, отклонения размеров | Каждая производственная партия |
| Рентгенография | Внутренняя пористость, усадка, включения | Критические или связанные с безопасностью компоненты |
| Капиллярный контроль красителя | Трещины, разрушающие поверхность | Детали с требованиями к усталости или давлению |
| Проверка давления или утечки | Сквозная пористость, влияющая на герметичность | Гидравлические и пневматические корпуса |
| Проверка координатно-измерительной машины | Точные геометрические размеры | Первая проверка изделия и периодические аудиты |
| Проверка химического состава | Подтверждает, что сплав соответствует спецификации | Входящее сырье и периодические проверки расплава |
Полезная привычка для любого покупателя, впервые приобретающего алюминиевые отливки по выплавляемым моделям, — это запрашивать отчет о проверке первого изделия вместе с первоначальной поставкой. Этот отчет связывает фактически измеренные размеры реальных деталей с чертежом, и это самый быстрый способ обнаружить проблему с оснасткой или допуском на усадку до того, как начнется полный цикл производства деталей, выходящих за пределы допусков.
Эффективность использования материалов и переработка при литье алюминия по выплавляемым моделям
Алюминий является одним из наиболее перерабатываемых промышленных металлов в мире, и процесс литья по выплавляемым моделям поддерживает этот цикл непосредственно на уровне литейного производства. Литники, желоба, стояки и отбракованные детали собираются, очищаются и переплавляются обратно в шихту печи, а переработанный алюминий требует примерно лишь долю энергии, необходимой для производства первичного алюминия из бокситовой руды, что позволяет снизить общий энергетический след отлитой алюминиевой детали ниже, чем первоначально предполагают многие покупатели.
Сам материал керамической оболочки, отколовшийся от отливки, на многих предприятиях можно измельчить и повторно использовать в качестве заполнителя или переработать для изготовления жидкой штукатурки в будущих оболочках, что еще больше снижает объем технологических отходов, покидающих литейное производство. Воск извлекается на этапе депарафинизации в паровом автоклаве, фильтруется и повторно используется для будущего впрыска модели, поэтому на каждую произведенную деталь фактически расходуется очень небольшая часть исходного материала модели. Для покупателей, оценивающих поставщиков с точки зрения устойчивости, прямой вопрос о том, какой процент материала корпуса и воска утилизируется на месте, является более конкретным вопросом, чем вопрос об общей экологической политике.
Текущие тенденции, определяющие производство алюминиевого воскового литья
- Прямая 3D-печать моделей из литого воска и смолы на основе ПММА заменяет твердые инструменты для прототипов и небольших объемов заказов, сокращая время выполнения моделей с недель до дней.
- Программное обеспечение для моделирования затвердевания теперь регулярно используется перед резкой инструмента, прогнозируя места усадочной пористости и позволяя инженерам регулировать литниковую систему на компьютере, а не после неудачной первой детали.
- Методы разливки с использованием вакуума и противогравитационной заливки получают более широкое распространение именно для алюминия, поскольку они уменьшают унос оксидной пленки, которая является основной причиной дефектов литья, характерных для алюминия.
- Программы облегчения веса в автомобильном и аэрокосмическом секторах продолжают подталкивать все больше компонентов из стали и чугуна к литью по выплавляемым моделям из алюминия, поскольку конструкторы ищут детали, которые сохраняют сложную геометрию при уменьшении массы.
- Горячее изостатическое прессование, которое когда-то предназначалось почти исключительно для критически важных деталей в аэрокосмической отрасли, становится все более доступным по цене для промышленных заказов среднего объема, которым необходимы отливки без пористости для критически важных применений, связанных с усталостью.
Вопросы, которые следует задать поставщику перед размещением заказа на литье алюминия из воска
Краткий список прямых вопросов на этапе цитирования предотвращает большинство проблем с поиском, которые возникают позже в программе.
- Какой конкретный сплав вы порекомендуете для этого применения и почему именно он предпочтительнее альтернатив.
- В каком диапазоне толщины стенок вы на самом деле успешно изготовили изделия такого размера и геометрии, а не только то, на что теоретически способен этот процесс.
- Будет ли деталь требовать термической обработки и как это повлияет на время выполнения заказа и цену.
- Какие методы проверки включены в стандартное предложение по сравнению с предлагаемыми в качестве опции с дополнительной стоимостью.
- Сколько деталей помещается на одно восковое дерево для этой детали, и влияет ли это число на заявленную цену за единицу при разных объемах заказа.
- Какова ожидаемая доля брака или брака для части этой геометрии и как с этой долей обычно обращаются в коммерческих целях.
- Можете ли вы предоставить первый отчет о проверке изделия с данными о размерах, привязанными к чертежу, перед отправкой полного производства?
Литье алюминия воском по сравнению с литьем под давлением и литьем в песчаные формы
Чаще всего покупатель принимает решение не о том, использовать ли алюминий, а о том, какой процесс литья использовать для этой алюминиевой детали. Каждый процесс имеет совершенно разные характеристики затрат и возможностей, и выбор неправильного процесса является наиболее частой ошибкой при подборе поставщиков в этой категории.
| Фактор | Инвестиционное (восковое) литье | Литье под давлением | Литье в песок |
|---|---|---|---|
| Стоимость оснастки | Умеренный | Высокий | Низкий |
| Лучший объем производства | 50 – 10 000 штук | 5000 штук | 1 – 500 шт. |
| Точность размеров | Высокий | Очень высокий | Низкий to moderate |
| Минимальная толщина стенки | 1,5 мм | 0,5 мм | 4 мм |
| Внутренняя целостность | Хорошо | Склонен к газовой пористости | Умеренный |
| Поддерживается сложность дизайна | Очень высокий, including internal passages | Высокий, but limited by die pull direction | Умеренный |
| Типичное время выполнения новой детали | 4 – 8 недель | 10 – 16 недель | 3 – 6 недель |
Для детали, которая требует точности, подобной литью под давлением, но объем производства слишком мал, чтобы оправдать использование закаленной формы для литья под давлением, литье алюминия воском находится в промежутке между двумя другими процессами и часто является лучшим экономическим выбором для серий от прототипа до среднего объема.
Рекомендации по проектированию, которые действительно влияют на стоимость и доходность
Литейные предприятия оценивают каждую работу по литью алюминия по выплавляемым моделям, основываясь на нескольких геометрических факторах. Правильное выполнение этих действий на этапе чертежа позволяет избежать дорогостоящего перепроектирования после того, как инструменты уже вырезаны.
- Сохраняйте толщину стенок как можно более однородной; резкий скачок с 3 мм до 12 мм создает горячую точку, которая сжимается неравномерно и часто прямо на переходе образует внутреннюю пористость.
- Добавьте скругления в каждом внутреннем углу; острые внутренние углы концентрируют напряжение в керамической оболочке во время охлаждения и являются частым источником растрескивания оболочки, которое проявляется в виде ребер или заусенцев на отливке.
- Избегайте изолированных тяжелых боссов, не питающихся райзером; они затвердевают последними и вытягивают материал из окружающей стены, оставляя усадочную пористость именно там, где позже просверлено отверстие для болта.
- Укажите только те допуски, которые действительно необходимы функции; Каждый допуск, превышающий значение по умолчанию, составляющее примерно плюс-минус 0,005 дюйма на дюйм, увеличивает стоимость проверки и риск брака.
- Группируйте обрабатываемый материал только на поверхности, которым действительно необходимы готовые размеры, поскольку литые поверхности дешевле и, для этого семейства сплавов, косметически приемлемы для большинства промышленных применений.
Распространенные дефекты алюминиевых восковых отливок и способы их предотвращения на литейном производстве
Газовая пористость
Алюминий легко поглощает водород в расплавленном состоянии, и если этот водород не удалить перед заливкой, он выходит из раствора по мере охлаждения металла и образует округлые внутренние пустоты. Стандартным методом предотвращения является дегазация расплава инертным газом, например азотом или аргоном, в сочетании с чистым сухим шихтовым материалом.
Усадочная пористость
В отличие от газовой пористости, усадочная пористость имеет неправильную форму и возникает на последней затвердевающей части сечения. Правильное размещение стояка и контролируемое направленное затвердевание, встроенные в литниковую систему еще до того, как восковая елка будет построена, являются основной защитой.
Неправильный запуск и холодное закрытие
Это происходит, когда расплавленный алюминий начинает затвердевать, прежде чем он полностью заполнит тонкую секцию, оставляя неполную отливку или видимый шов, где две металлические поверхности встречаются, но не полностью сплавляются. В большинстве случаев решается повышение температуры предварительного нагрева оболочки и температуры заливки или расширение литника в этом месте.
Включения
Мелкие частицы оксидной пленки или огнеупорного материала оболочки могут попасть в отливку. Фильтрация потока металла через пенокерамический фильтр, установленный в литниковой системе, в настоящее время является стандартной практикой на большинстве литейных предприятий по производству алюминиевых формовочных изделий, чтобы улавливать их до того, как они достигнут полости формы.
Отрасли промышленности и детали, где используется алюминий, отлитый из воска
| Промышленность | Типичные компоненты |
|---|---|
| Аэрокосмическая промышленность | Кронштейны в сборе, корпуса приводов, корпуса гидравлических коллекторов |
| Автомобили и автоспорт | Корпуса турбокомпрессоров, детали тормозов, поворотные кулаки |
| Огнестрельное оружие и оборона | Низкийer receivers, optic mounts, trigger housings |
| Медицинское оборудование | Корпуса оборудования для визуализации, ручки хирургических инструментов |
| Морское оборудование | Утки, корпуса лебедок, корпуса насосов |
| Промышленное оборудование | Корпуса клапанов, рабочие колеса насосов, крышки коробки передач |
Что определяет стоимость предложения по литью алюминия по выплавляемым моделям
Покупатели, запрашивающие расценки, часто удивляются тому, что две визуально похожие детали могут отличаться по цене на 30 и более процентов. Следующие факторы объясняют большую часть такого разброса.
- Объем детали и выход: соотношение годного к употреблению металла в готовой детали к общему объему металла, залитого в дерево, включая литники и стояки, которые позже сдаются в металлолом и переплавляются.
- Количество деталей на восковое дерево: большее количество полостей на дерево снижает трудозатраты на изготовление скорлупы, депарафинизацию и заливку одной детали.
- Обработка заготовки и вторичные операции: любая поверхность, требующая обработки на станке с ЧПУ после отливки, требует фиксированных затрат независимо от сложности отливки.
- Требования к термообработке: обработка T6 добавляет цикл печи и обычно занимает от 3 до 5 дней времени выполнения заказа.
- Уровень контроля: детали, требующие рентгеновского или проникающего контроля на внутреннюю целостность, оплачиваются дополнительно за каждую деталь.
Часто задаваемые вопросы об алюминии, отлитом воском
Является ли литье по выплавляемым моделям алюминия прочнее, чем литье под давлением?
Прочность больше зависит от сплава и термической обработки, чем от самого процесса литья, но отливки по выплавляемым моделям обычно имеют более низкую газовую пористость, чем отливки под давлением, что повышает усталостную прочность и позволяет проводить термообработку, которую отливки под давлением часто не могут пройти без образования пузырей.
Каков минимальный объем заказа литья алюминия из воска?
Большинство литейных предприятий принимают заказы от 25 до 50 штук на новый инструмент, хотя отдельные прототипы все чаще доступны с использованием 3D-печатных моделей, заменяющих воск, которые полностью исключают использование жесткой оснастки.
Можно ли анодировать алюминиевые отливки?
Да, A356 и A357 хорошо анодируются после надлежащей подготовки поверхности, а анодирование является обычным способом отделки литья по выплавляемым моделям из алюминия в аэрокосмической и потребительской отраслях.
Как толщина стенки влияет на цену алюминиевого литья?
Более тонкие стенки требуют более высокого предварительного нагрева оболочки и температуры заливки, а также повышают риск брака из-за неправильного проката, поэтому очень тонкие секции толщиной менее 2 мм обычно повышают цену за единицу продукции, даже если в них используется меньше металла.
На какой допуск можно рассчитывать при литье алюминия по выплавляемым моделям?
Реальное значение по умолчанию составляет от плюс-минус 0,13 до 0,25 мм на 25 мм размера, при этом более жесткие допуски достижимы для конкретных критических элементов путем вторичной обработки.
Требует ли литье из алюминиевого воска термической обработки?
Не всегда. Сплавы типа 713.0 используются именно потому, что они достигают приемлемой прочности в литом состоянии, но A356 и A357 обычно проходят раствор T6 и обработку старением для достижения своих полных механических свойств.
В чем разница между алюминиевым литейным сплавом A356 и A357?
A357 содержит более строгий контроль состава, включая небольшую добавку бериллия и более низкое допустимое содержание железа, которые вместе обеспечивают более высокие предел прочности и предел текучести после обработки T6 по сравнению с A356. A357 обычно стоит дороже за килограмм сырья, поэтому его обычно используют в тех случаях, когда дополнительная прочность оправдывает эту надбавку.
Насколько тонкой может быть стенка при отливке алюминия?
Большинство литейных предприятий могут надежно удерживать стенки толщиной примерно до 1,5 мм при стандартной разливке под действием силы тяжести, а специализированная разливка с помощью вакуума или центробежной силы может сделать ее тоньше на ограниченных участках, хотя постоянная тонкая стенка на большой площади поверхности увеличивает риск неправильной разливки независимо от метода разливки.
Можно ли сваривать или ремонтировать алюминиевые отливки?
Незначительные косметические дефекты иногда можно устранить с помощью сварки TIG с использованием присадочного прутка, соответствующего основному сплаву, хотя ремонтной сварки на участках, несущих нагрузку или критических по давлению, обычно избегают в пользу сдачи детали в лом, поскольку ремонт сварным швом изменяет местную микроструктуру и может привести к появлению новых концентраций напряжений.
Насколько литье по выплавляемым моделям алюминия отличается по цене от обработки заготовки на станке с ЧПУ?
Для простой геометрии в небольших количествах обработка заготовки часто обходится дешевле, поскольку не требуется затрат на оснастку, но по мере увеличения сложности детали или увеличения количества заказов примерно от 50 до 100 штук литье по выплавляемым моделям обычно становится вариантом с меньшими общими затратами, поскольку при этом удаляется большая часть материала, который в противном случае при механической обработке был бы отрезан в виде лома.
Что вызывает шероховатую или зернистую поверхность алюминиевой отливки?
Зернистая поверхность отливки обычно является результатом использования крупного штукатурного песка во внешних слоях оболочки или оболочки, которая не была полностью отверждена перед заливкой; Запрос на более тонкий слой лицевого покрытия на косметических поверхностях на этапе ценообразования обычно решает эту проблему.
Подходит ли литье по выплавляемым моделям алюминия для деталей, работающих под давлением?
Да, при условии, что отливка правильно спроектирована для направленной затвердевания и, при необходимости, проверена с помощью рентгеновского излучения или испытаний под давлением, алюминиевые отливки обычно используются для гидравлических коллекторов и корпусов насосов, которые должны выдерживать внутреннее давление без утечек.
Сколько времени потребуется, чтобы получить первый образец отливки алюминия из воска?
Используя 3D-печатный образец заменителя воска вместо твердого инструмента, первый образец часто можно изготовить через 1–2 недели; при использовании обычных инструментов для литья под давлением дайте от 4 до 6 недель на сборку инструмента, прежде чем будет залита первая оболочка.
