Επισκόπηση της χύτευσης επενδύσεων
Όταν χρησιμοποιείται κερί για την κατασκευή ενός σχεδίου, η χύτευση με επένδυση ονομάζεται επίσης «χύτευση με χαμένο κερί». Η χύτευση με επένδυση συνήθως αναφέρεται στο σχέδιο χύτευσης στο οποίο το σχήμα κατασκευάζεται από εύτηκτα υλικά, η επιφάνεια του σχήματος επικαλύπτεται με πολλά στρώματα πυρίμαχων υλικών για να δημιουργηθεί ένα κέλυφος καλουπιού και στη συνέχεια το καλούπι τήκεται και αφαιρείται από το κέλυφος του καλουπιού, έτσι ώστε να ληφθεί το καλούπι χωρίς επιφάνεια διαχωρισμού, το οποίο μπορεί να γεμιστεί με άμμο και να χυθεί μετά από ψήσιμο σε υψηλή θερμοκρασία. Η χύτευση με επένδυση ονομάζεται συχνά «χύτευση με χαμένο κερί» λόγω της εκτεταμένης χρήσης κηρωδών υλικών για την κατασκευή του σχεδίου.
Οι τύποι κραμάτων που παράγονται με χύτευση επένδυσης είναι ο χάλυβας άνθρακα, ο κράμα χάλυβα, το ανθεκτικό στη θερμότητα κράμα, ο ανοξείδωτος χάλυβας, το κράμα ακριβείας, το κράμα μόνιμου μαγνήτη, το κράμα ρουλεμάν, το κράμα χαλκού, το κράμα αλουμινίου, το κράμα τιτανίου και ο οζώδης χυτοσίδηρος κ.λπ.
Γενικά, το σχήμα των χυτών επένδυσης είναι σχετικά πολύπλοκο. Η ελάχιστη διάμετρος της οπής χύτευσης μπορεί να φτάσει τα 0.5 mm και το ελάχιστο πάχος τοιχώματος της χύτευσης είναι 0.3 mm. Στην παραγωγή, ορισμένα μέρη που αρχικά αποτελούνταν από πολλά μέρη μπορούν να σχεδιαστούν σε ένα ολόκληρο μέρος και να χυτευθούν απευθείας με χύτευση επένδυσης αλλάζοντας τη δομή των εξαρτημάτων, προκειμένου να εξοικονομηθούν ώρες επεξεργασίας και κατανάλωση μεταλλικού υλικού, έτσι ώστε η δομή των εξαρτημάτων να είναι πιο λογική.
Διαδικασία χύτευσης κράματος αλουμινίου
Η χύτευση κραμάτων αλουμινίου αναφέρεται σε προφίλ κραμάτων αλουμινίου για τα οποία τα μέρη μπορούν να ληφθούν αμέσως με τη διαδικασία χύτευσης μεταλλικών υλικών. Η σύνθεση των στοιχείων κράματος των χυτών κραμάτων αλουμινίου γενικά υπερβαίνει τη σύνθεση των αντίστοιχων παραμορφωμένων προφίλ κραμάτων αλουμινίου. Η χύτευση κραμάτων αλουμινίου είναι ένα παραδοσιακό μεταλλικό υλικό, λόγω της σχετικά μικρής πυκνότητάς του, των χαρακτηριστικών υψηλής αντοχής, που χρησιμοποιείται ευρέως σε αεροπορικές εταιρείες, αεροδιαστημική, οχήματα, μηχανολογικό εξοπλισμό και άλλους τομείς.
Χαρακτηριστικά των κραμάτων αλουμινίου
Το κράμα αλουμινίου είναι κατασκευασμένο από πλινθώματα αλουμινίου ως πρώτη ύλη, η προσθήκη ορισμένων στοιχείων, όπως χαλκός, πυρίτιο, μαγνήσιο, ψευδάργυρος, μαγγάνιο και άλλα βοηθητικά υλικά μέσω μιας σειράς σύνθετων διεργασιών, είναι η πιο ευρέως χρησιμοποιούμενη στη βιομηχανία μιας κατηγορίας μη σιδηρούχων δομικών υλικών. Χρησιμοποιείται ευρέως στην αεροπορία, την αεροδιαστημική, την αυτοκινητοβιομηχανία, τη μηχανολογία και τη χημική βιομηχανία. Προς το παρόν, το κράμα αλουμινίου είναι το πιο ευέλικτο και ανθεκτικό κράμα.
Χαρακτηριστικά του κράματος αλουμινίου:
1. Χαμηλή πυκνότητα
2. Υψηλή ένταση
3. Καλή αγωγιμότητα και θερμική αγωγιμότητα
4. Αντοχή στη διάβρωση
5. Εύκολο στην επεξεργασία
Τύποι αλουμινίου που χρησιμοποιούνται στη χύτευση επενδύσεων
1. Κράμα αλουμινίου-πυριτίου, επίσης γνωστό ως «πυριτική αργιλική αμίνη» ή «πυριτική αργιλική αμίνη». Έχει καλή απόδοση χύτευσης και ορισμένες πολύ ανθεκτικές στη φθορά ιδιότητες, και ο συντελεστής θερμικής διαστολής είναι σχετικά μικρός. Μεταξύ των χυτών κραμάτων αλουμινίου, η ποικιλία είναι η μεγαλύτερη, η μεγαλύτερη ποσότητα κράματος, η περιεκτικότητα σε πυρίτιο είναι 4% ~ 13%. Μερικές φορές προστίθεται 0.2% ~ 0.6% κράμα μαγνησίου-πυριτίου-αλουμινίου, που χρησιμοποιείται ευρέως σε δομικά μέρη. Τέτοια κράματα χρησιμοποιούνται ευρέως σε μέρη όπως έμβολα.
2. Το κράμα αλουμινίου-χαλκού, κράμα με περιεκτικότητα σε χαλκό 4.5% ~ 5.3% έχει την καλύτερη ενισχυτική δράση. Η κατάλληλη προσθήκη μαγγανίου και τιτανίου μπορεί να βελτιώσει σημαντικά την αντοχή και την απόδοση χύτευσης σε θερμοκρασία δωματίου και υψηλή θερμοκρασία. Χρησιμοποιείται κυρίως για την κατασκευή χυτών άμμου που φέρουν μεγάλο δυναμικό και στατικό φορτίο και το σχήμα δεν είναι περίπλοκο.
3. Το κράμα αλουμινίου-μαγνησίου, το χυτό κράμα αλουμινίου με τη χαμηλότερη πυκνότητα (2.55 g/cm3) και την υψηλότερη αντοχή (περίπου 355 MPa), που περιέχει 12% μαγνήσιο, έχει την καλύτερη ενισχυτική δράση. Το κράμα έχει καλή αντοχή στη διάβρωση στην ατμόσφαιρα και στο θαλασσινό νερό, καθώς και καλές μηχανικές ιδιότητες και δυνατότητα κατεργασίας σε θερμοκρασία δωματίου.
4, κράμα αλουμινίου-ψευδαργύρου, προκειμένου να βελτιωθεί η απόδοση, συχνά προστίθεται πυρίτιο, μαγνήσιο, συχνά γνωστό ως "ψευδάργυρο-πυριτίου αλουμινίου Ming". Υπό συνθήκες χύτευσης, το κράμα έχει σβέση, δηλαδή "αυτοσβήνει". Μπορεί να χρησιμοποιηθεί χωρίς θερμική επεξεργασία, σε μεταμορφική θερμική επεξεργασία, τα χυτά έχουν υψηλή αντοχή.
Ποια είναι τα κράματα στη χύτευση αλουμινίου;
Τα υλικά από κράμα αλουμινίου στη χύτευση με μήτρα από κράμα αλουμινίου χωρίζονται κυρίως σε τρία είδη υλικών: κράμα πυριτίου αλουμινίου, κράμα χαλκού πυριτίου αλουμινίου και κράμα μαγνησίου αλουμινίου.
1. Κράμα Al-si: περιλαμβάνει κυρίως YL102 (ADC1, A413.0, κ.λπ.), YL104 (ADC3, A360).
2. Κράμα χαλκού πυριτίου αλουμινίου: περιλαμβάνει κυρίως YL112 (A380, ADC10, κ.λπ.), YL113 (3830), YL117 (B390, ADC14), ADC12, κ.λπ.
3. Κράμα αργιλίου-μαγνησίου: περιλαμβάνει κυρίως 302 (5180, ADC5,) ADC6, κ.λπ.
Τα χαρακτηριστικά της χύτευσης επενδύσεων από κράματα αλουμινίου
Η χύτευση από κράμα αλουμινίου είναι μια πολύ ευέλικτη διαδικασία που προσφέρει μια σειρά από πρόσθετα οφέλη, όπως:
1. Υψηλή αναλογία αντοχής προς βάρος.
2. Άριστη χημική σταθερότητα.
3. Εξαιρετική αντοχή στη διάβρωση.
4. Αντοχή σε υψηλή θερμοκρασία.
5. Άριστη θερμική και ηλεκτρική αγωγιμότητα.
6. Λείο, χυτό φινίρισμα.
Η διαφορά μεταξύ χυτών από ανοξείδωτο χάλυβα και χυτών από κράμα αλουμινίου
Ακολουθούν ορισμένες βασικές διαφορές μεταξύ των χυτών αλουμινίου και των χυτών ανοξείδωτου χάλυβα που επηρεάζουν την επιλογή κραμάτων για βιομηχανικά εξαρτήματα:
1. Μηχανική κατεργασία. Το αλουμίνιο είναι πιο εύπλαστο και πιο εύκολο στην επεξεργασία από τον ανοξείδωτο χάλυβα.
2. Συγκόλληση. Ο ανοξείδωτος χάλυβας είναι πιο εύκολος στη συγκόλληση από το αλουμίνιο.
3. Αντοχή και βάρος. Ενώ το αλουμίνιο δεν είναι τόσο ανθεκτικό όσο το ανοξείδωτο ατσάλι, ζυγίζει περίπου το ένα τρίτο, καθιστώντας το μια καλή επιλογή σε περιπτώσεις όπου οι λόγοι αντοχής προς βάρος είναι σημαντικοί.
4. Ηλεκτρική αγωγιμότητα. Το αλουμίνιο είναι πολύ καλός αγωγός, ενώ ο ανοξείδωτος χάλυβας είναι πολύ κακός.
5. Αντοχή στη θερμότητα. Το αλουμίνιο μαλακώνει στους 400 βαθμούς Φαρενάιτ, ενώ ο ανοξείδωτος χάλυβας μπορεί να αντέξει σε υψηλότερες θερμοκρασίες.
6. Κόστος. Το αλουμίνιο συνήθως κοστίζει λιγότερο από τον ανοξείδωτο χάλυβα.
Τα πλεονεκτήματα της επιλογής χυτών επενδύσεων αλουμινίου
Η χύτευση αλουμινίου με επένδυση είναι ένα είδος τεχνολογίας χύτευσης με λιγότερη ή καθόλου κοπή, είναι μια εξαιρετική τεχνολογία στη βιομηχανία χύτευσης, με πολύ ευρεία εφαρμογή. Δεν είναι κατάλληλη μόνο για χύτευση διαφόρων τύπων και κραμάτων, αλλά και η ακρίβεια διαστάσεων και η ποιότητα επιφάνειας των παραγόμενων εξαρτημάτων από χυτό αλουμίνιο είναι υψηλότερες από άλλες μεθόδους χύτευσης. Ακόμη και τα πολύπλοκα, ανθεκτικά σε υψηλές θερμοκρασίες, μη εύκολα στην επεξεργασία χυτά εξαρτήματα αλουμινίου που είναι δύσκολο να χυθούν με άλλες μεθόδους χύτευσης μπορούν να χυτευθούν με χύτευση ακριβείας με επένδυση.
Το μεγαλύτερο πλεονέκτημα της χύτευσης αλουμινίου με επένδυση είναι ότι επειδή τα χυτά αλουμινίου με επένδυση έχουν πολύ υψηλή ακρίβεια διαστάσεων και φινίρισμα επιφάνειας, η μηχανική επεξεργασία μπορεί να μειωθεί. Μόνο ένα μικρό περιθώριο επεξεργασίας μπορεί να μείνει στα εξαρτήματα με υψηλότερες απαιτήσεις. Ακόμη και ορισμένα εξαρτήματα από χυτό αλουμίνιο αφήνουν μόνο περιθώριο λείανσης και στίλβωσης και μπορούν να χρησιμοποιηθούν χωρίς μηχανική επεξεργασία. Μπορεί να φανεί ότι η μέθοδος χύτευσης αλουμινίου με επένδυση μπορεί να εξοικονομήσει πολλά εργαλειομηχανές και ώρες επεξεργασίας, και να εξοικονομήσει σημαντικά μεταλλικές πρώτες ύλες.
Ένα άλλο πλεονέκτημα της μεθόδου χύτευσης αλουμινίου με επένδυση είναι ότι μπορεί να χυτεύσει μια ποικιλία σύνθετων χυτών, ειδικά χυτών από υπερκράμα. Για παράδειγμα, η λεπίδα ενός κινητήρα τζετ, το αεροδυναμικό περίγραμμά της και η κοιλότητα ψύξης δύσκολα μπορούν να διαμορφωθούν με την τεχνολογία κατεργασίας. Η χρήση της διαδικασίας χύτευσης αλουμινίου με επένδυση όχι μόνο μπορεί να επιτύχει μαζική παραγωγή, να διασφαλίσει τη συνοχή των χυτών, αλλά και να αποφύγει τη συγκέντρωση τάσης στην υπολειμματική λεπίδα μετά την κατεργασία.
Τα μειονεκτήματα της επιλογής χύτευσης επένδυσης αλουμινίου
1. Οξειδωτική σκωρία
Χαρακτηριστικά ελαττωμάτων: Η οξειδωμένη σκωρία κατανέμεται κυρίως στην άνω επιφάνεια του χυτού υλικού, στη γωνία του αερισμού του καλουπιού χύτευσης. Το σπάσιμο είναι κυρίως γκριζωπό λευκό ή κίτρινο, το οποίο εντοπίζεται με ακτινογραφία ή κατά τη μηχανική επεξεργασία, και μπορεί επίσης να εντοπιστεί κατά την πλύση με αλκάλια, την αποξείδωση ή την ανοδίωση.
2. Πόροι και φυσαλίδες
Χαρακτηριστικά ελαττωμάτων: Οι πόροι στο τοίχωμα των τριών χυτών είναι γενικά στρογγυλοί ή οβάλ, με λεία επιφάνεια, γενικά γυαλιστερό δέρμα οξειδίου, μερικές φορές κίτρινο λαδιού.
3. Συρρικνωθείτε χαλαρά
Χαρακτηριστικά ελαττωμάτων: Η συρρίκνωση των χυτών αλουμινίου συμβαίνει γενικά στο πάχος της ρίζας του ανυψωτήρα κοντά στον εσωτερικό δρομέα, στη μετάβαση του πάχους του τοιχώματος και στο λεπτό τοίχωμα με μεγάλη επίπεδη επιφάνεια. Το σπάσιμο είναι γκρι στην κατάσταση χύτευσης, ανοιχτό κίτρινο μετά από θερμική επεξεργασία, ανοιχτό κίτρινο ή γκριζομαύρο. Η ακτινογραφία δείχνει θολό σχήμα. Η σοβαρή νηματοειδής συρρίκνωση μπορεί να εντοπιστεί μέσω ακτίνων Χ, φθορισμού και άλλων μεθόδων επιθεώρησης.
4. Ρωγμές
Αιτίες: Ο σχεδιασμός της δομής της χύτευσης είναι παράλογος, υπάρχουν αιχμηρές γωνίες, το πάχος του τοίχου είναι πολύ φαρδύ, το καλούπι άμμου δεν είναι καλό, η τοπική υπερθέρμανση του καλουπιού χύτευσης.
Τα χυτά από κράμα αλουμινίου χρησιμοποιούνται ευρέως στην αεροπορική βιομηχανία
Το κράμα αλουμινίου έχει μια σειρά από πλεονεκτήματα όπως χαμηλή πυκνότητα, υψηλή ειδική αντοχή, καλή αντοχή στη διάβρωση και δυνατότητα διαμόρφωσης, χαμηλό κόστος και έχει ένα ευρύ φάσμα προοπτικών εφαρμογής και αναντικατάστατη θέση στην αεροπορία, την αεροδιαστημική, τη ναυπηγική, την πυρηνική βιομηχανία και τη βιομηχανία όπλων. Στην αεροπορία, το κράμα αλουμινίου είναι το κύριο υλικό της δομής του αμαξώματος των αεροσκαφών.
Αν και η πυκνότητα του κράματος αλουμινίου είναι χαμηλή, αλλά η αντοχή του είναι σχετικά υψηλή, κοντά ή περισσότερο από τον υψηλής ποιότητας χάλυβα, καλή πλαστικότητα, μπορεί να μεταποιηθεί σε διάφορα προφίλ, έχει εξαιρετική ηλεκτρική αγωγιμότητα, θερμική αγωγιμότητα και αντοχή στη διάβρωση, χρησιμοποιείται ευρέως στη βιομηχανία, η χρήση του δεύτερου μόνο μετά τον χάλυβα.
Το κράμα αλουμινίου μπορεί να χωριστεί σε κράμα αλουμινίου παραμόρφωσης και κράμα αλουμινίου χύτευσης ανάλογα με τις μεθόδους επεξεργασίας. Το χυτό κράμα αλουμινίου, που χρησιμοποιείται στην κατάσταση χύτευσης. Το παραμορφωμένο κράμα αλουμινίου, μπορεί να αντέξει την επεξεργασία πίεσης, οι μηχανικές του ιδιότητες είναι υψηλότερες από το χυτό. Μπορεί να υποστεί επεξεργασία σε διάφορες μορφές, με προδιαγραφές κράματος αλουμινίου. Χρησιμοποιείται κυρίως για την κατασκευή αεροπορικού εξοπλισμού, καθημερινών αναγκών, πoρτών και παραθύρων κτιρίων.
Τα χυτά από κράμα αλουμινίου χρησιμοποιούνται ευρέως στην αστική βιομηχανία
Η χύτευση με μήτρα από κράμα αλουμινίου έχει ορισμένα πλεονεκτήματα που δεν μπορούν να συγκριθούν με άλλα χυτά, όπως η ομορφιά, η ποιότητα φωτός, η αντοχή στη διάβρωση και άλλα πλεονεκτήματα, έτσι ώστε να προτιμάται ευρέως από τους χρήστες. Η χύτευση με μήτρα από κράμα αλουμινίου, ειδικά επειδή είναι ελαφριά για αυτοκίνητα, τα χυτά από κράμα αλουμινίου έχουν χρησιμοποιηθεί ευρέως στην αυτοκινητοβιομηχανία.
Η πυκνότητα του χυτού κράματος αλουμινίου είναι χαμηλότερη από τον χυτοσίδηρο και τον χυτοχύτη χάλυβα, αλλά η ειδική αντοχή είναι υψηλότερη. Επομένως, υπό τις ίδιες συνθήκες φορτίου, η χρήση χυτών κραμάτων αλουμινίου μπορεί να μειώσει το βάρος της κατασκευής, επομένως στην αεροπορική βιομηχανία και στην κατασκευή μηχανημάτων ισχύος και μηχανημάτων μεταφορών, τα εξαρτήματα χύτευσης με μήτρα από κράμα αλουμινίου χρησιμοποιούνται ευρέως. Το κράμα αλουμινίου έχει καλή επιφανειακή λάμψη, καλή αντοχή στη διάβρωση στην ατμόσφαιρα και στο γλυκό νερό, επομένως έχει ένα ευρύ φάσμα χρήσεων στην κατασκευή πολιτικών πλοίων. Το καθαρό αλουμίνιο σε νιτρικό οξύ, οξικό οξύ και άλλο οξειδωτικό όξινο μέσο έχει καλή αντοχή στη διάβρωση, επομένως η χύτευση με μήτρα από κράμα αλουμινίου έχει μια ορισμένη χρήση στη χημική βιομηχανία. Το καθαρό αλουμίνιο και το κράμα αλουμινίου έχουν καλή θερμική αγωγιμότητα, οι συσκευές ανταλλαγής θερμότητας που χρησιμοποιούνται στη χημική παραγωγή και οι απαιτήσεις μηχανημάτων ισχύος με καλή θερμική αγωγιμότητα εξαρτημάτων, όπως το κάλυμμα του κυλίνδρου και το έμβολο του κινητήρα εσωτερικής καύσης, είναι επίσης κατάλληλα για κατασκευή με κράμα αλουμινίου.
Ποια προβλήματα μπορεί να προκύψουν κατά τη διαδικασία χύτευσης κράματος αλουμινίου;
Συνηθισμένα προβλήματα:
1. Οπές καρφίτσας
2. Φυσαλίδες
3. Τρύπες άμμου
Για την επίλυση των παραπάνω προβλημάτων, λύνεται κυρίως το πρόβλημα του «νερού». Για την επίλυση του νερού, η ουσία είναι η επίλυση του υδρογόνου στην τήξη κραμάτων αλουμινίου. Χαρακτηριστικά του κράματος αλουμινίου: εύκολη οξείδωση, εύκολη απορρόφηση του αέρα και της υγρασίας από το ίδιο το αλουμίνιο. Έτσι, ελέγχεται το φαινόμενο της οπής καρφίτσας, της φυσαλίδας και της οπής άμμου, η πρόληψη και ο έλεγχος από την πηγή, συμπεριλαμβανομένων των απαιτήσεων θερμοκρασίας, της χρήσης σκωρίας και της απαέρωσης.
