Полное руководство по производству деталей методом выплавляемой модели

Что такое детали метода выплавляемой модели?

Детали выплавляемой модели (инвестиционное литье) — изделия, полученные этим методом, используемые как компоненты или аксессуары более сложных машин и устройств. Материалы: черные и цветные металлы — чугун, нержавейка, титан, углеродистая сталь и др. Способ превосходит другие литейные методы: позволяет лить из множества материалов и создавать сложные формы одновременно, обеспечивая универсальность.

Весовой диапазон: от нескольких грамм до почти 1 тонны. Это расширяет сферу применения. Широкий выбор материалов и весов делает метод востребованным в промышленности для производства разноплановых компонентов.

Что такое литье выплавляемой моделью?

Также называется литье в выплавляемые модели (lost wax casting). Процесс получения готовых изделий через удаление воска — изделия являются практически точными копиями восковой модели, изготовленной по требованиям.

До удаления воска проходят этапы: литье восковых моделей, сборка восковых моделей, формирование керамической оболочки, удаление восковой сборки. После этого сборка покрывается керамической оболочкой, превращающейся в керамическую форму.

Литье восковых моделей

Воск заливается в алюминиевые пресс-формы — частичные секции будущей детали. После застывания модели извлекаются и переносятся на следующий участок.

Сборка восковых моделей

Начальное формирование детали: застывшие модели припаиваются (путем погружения в горячее железо) до завершения прототипа — так называемой системы подачи металла.

Формирование керамической оболочки

Прототип окунается в керамический раствор (слизь) и усиливается огнеупорной крошкой. Цикл повторяют до нужной толщины. После высыхания (~5 дней) оболочка готова.

Удаление восковой сборки

Настоящий процесс «выплавления воска»: воск удаляется нагреванием и плавлением в автоклаве, обнажая керамическую оболочку.

После удаления воска следуют литье. Освободившееся пространство заполняется расплавленным металлом. После остывания и застывания (несколько часов) керамическая оболочка разбивается, обнажая грубую деталь. Обычно детали не требуют дальнейшей механической обработки, кроме шлифовки поверхностей — они почти готовы.

Применение деталей выплавляемой модели

Материалы: чугун, нержавейка, титан, углеродистая сталь, сплавы на основе железа, алюминия, никеля, кобальта, титана, меди.

• Чугун — электропроводность, применение в электродных работах.
• Нержавейка — термо- и давление стойкость, автопром, авиация, медицина, трубопроводы, насосы.
• Титан/сплавы — коррозионная стойкость, детали авто, музыкальные инструменты, медицина, нефть и газ.
• Углеродистая сталь — три уровня по углероду: низкоуглеродистая (<0,20% С) — после закалки повышаются прочность, вязкость, износостойкость, твердость; среднеуглеродистая (0,20–0,50% С) — усиленные свойства, возможность вторичной обработки; высокоуглеродистая (>0,50% С) — пружины и тяжелые условия.

Преимущества литья выплавляемой моделью

Целостность деталей

Керамическая оболочка формируется из сборки нескольких восковых моделей. Процессы дольше, но детали литуются как единое целое — нет линий стыковки форм. Оптимальная целостность изделий.

Широкие диапазоны размеров и весов

От мелких компонентов до крупных готовых узлов — метод позволяет лить изделия очень разных габаритов и масс.

Возможность литья сложных и изощренных деталей

Несмотря на сложность технологического процесса, метод позволяет получать детали со сложной геометрией — одно из лучших преимуществ.