Turnarea cu investiție (turnare cu-ceară pierdută) produce componente metalice de formă aproape-netă-, cu geometrii complexe, toleranțe dimensionale strânse și finisaje netede ale suprafețelor. Acest proces de fabricație reduce sau elimină nevoia de prelucrare secundară, făcându-l rentabil pentru producția de volum mediu până la mare-de piese structurale și mecanice complicate.
Capacități operaționale și limite de inginerie
• Gama de greutate: de la 0,05 kg la 80 kg (de la 0,11 lbs la 176 lbs) per parte
• Grosimea minimă a peretelui: 1,5 mm (0,060 in) pentru procesul de soluție de silice; 3,0 mm (0,120 inchi) pentru procesul de sticla cu apa
• Toleranțe dimensionale liniare: ISO 8062-3 Grad DCTG 4 până la DCTG 6 (Silica Sol); DCTG 7 la DCTG 9 (sticlă de apă)
• Ca-rugozitatea suprafeței turnate:
Procesul de silice Sol: Ra 3,2 µm – Ra 6,3 µm (125 – 250 µin)
Proces de sticla cu apa: Ra 6,3 µm – Ra 12,5 µm (250 – 500 µin
• Capacitate anuală de producție: producție combinată de până la 15.000 de tone metrice
Ghid de selecție a proceselor pentru cumpărători
|
Parametru |
Procesul Silica Sol |
Procesul de sticla cu apa |
|
Selecția tipică a aliajului |
Oțel inoxidabil, superaliaje |
Oțel cu carbon și-scăzut aliat |
|
Finisarea suprafeței (Ra) |
3.2 – 6.3 µm |
6.3 – 12.5 µm |
|
Clasa de toleranta |
ISO 8062-3 DCTG 4–6 |
ISO 8062-3 DCTG 7–9 |
|
Costul inițial al sculelor |
Moderat |
Mai jos |
|
Costul țintă unitar |
Aplicații mediu până la premium |
Cost-Volum sensibil |
Procesul de fabricație
Turnătoria operează linii de turnare pentru investiții cu proces dublu: Silica Sol pentru piese de înaltă-precizie, rezistente la coroziune-și Water Glass pentru componente structurale din oțel carbon.
Fluxul procesului
• Scule din aluminiu
• Injectare cu ceară
• Asamblarea arborelui
• Scufundare ceramică
• Deparafinare și ardere
• Turnare și răcire
• Shakeout & Cut-Oprit
• Inspecție finală
Execuție detaliată-cu-pas cu pas
• Fabricarea sculelor și matrițelor: matrițele din aluminiu prelucrate CNC-(aliaj 6061/7075) sunt produse cu cote de contracție (de obicei 1,5%–2,5%) luate în considerare în modelul CAD bazat pe dinamica solidificării aliajului.
• Model de injecție: ceara controlată cu temperatură-este injectată în matrița de aluminiu sub presiune (2,0–4,0 MPa) pentru a crea o replică exactă a componentei țintă.
• Asamblarea modelului: modelele individuale de ceară sunt proiectate-și atașate la un canal central de ceară (structură arborescentă) pentru a optimiza fluxul de metal și alimentarea în timpul solidificării.
• Clădirea Shell:
Silica Sol: arborele model este scufundat într-o suspensie de silice coloidal și acoperit cu nisip de zircon (straturi primare), urmat de nisip de mullit (straturi de rezervă). 5 până la 7 straturi sunt aplicate cu un control strict al umidității (55% ± 5% RH) între straturi.
Sticlă de apă: Arborele este scufundat într-o suspensie de liant de silicat de sodiu și stucat cu nisip de cuarț, întărit într-o baie de clorură de amoniu sau sulfat de aluminiu (4 până la 6 straturi).
• Deparafinare și autoclave: ansamblul carcasei este plasat într-o autoclavă cu abur de-înaltă presiune (0,6–0,8 MPa, 160 grade –175 grade) pentru a se topi rapid și a evacua ceara fără a sparge carcasa ceramică.
• Arderea la temperatură ridicată-: carcasele ceramice sunt sinterizate într-un cuptor rotativ sau discontinu la 950 de grade până la 1150 de grade timp de 45-90 de minute pentru a arde hidrocarburile reziduale și pentru a obține rezistența structurală.
• Topire și turnare: Cuptoarele cu inducție topesc lingouri brute certificate. Metalul topit este degresat-zgura, analizat spectrografic și turnat în forme preîncălzite la temperaturi cuprinse între 1450 și 1680 de grade, în funcție de aliaj.
• Knockout & Cut-Oprit: carcasele solidificate sunt sparte prin ciocane pneumatice sau cu jeturi de apă-înaltă presiune. Părțile sunt separate de pe spruce folosind roți de tăiat-abrazive.
• Slefuire și sablare: ștuțurile de porți sunt măcinate, iar piesele sunt sablate cu granule de oțel inoxidabil sau nisip de alumină pentru o textura uniformă a suprafeței.
Materiale și specificații tehnice
Prelucrăm un spectru cuprinzător de metale feroase și ne-în conformitate cu standardele ASTM, AISI, DIN, EN și JIS. Validarea compoziției chimice prin spectroscopie de emisie optică (OES) este efectuată la fiecare căldură înainte de turnare.
Matricea specificațiilor aliajului
|
Familia materială |
Clase comune (ASTM / DIN) |
Proprietăți cheie |
Gama standard mecanică |
|
Oțel inoxidabil austenitic |
CF8 (304), CF8M (316), CF3 (304L), CF3M (316L) |
Rezistență ridicată la coroziune, duritate excelentă |
Întindere: mai mare sau egală cu 485 MPa Randament: mai mare sau egal cu 205 MPa Alungire: mai mare sau egală cu 35% |
|
Inoxidabil martensitic/feritic |
CA15 (410), CA40 (420), 430 |
Duritate mare, rezistență la uzură, magnetic |
Întindere: 550 – 850 MPa Duritate: 180 – 450 HBW |
|
Întărire prin precipitații Inoxidabil |
17-4PH (CB7Cu-1), 15-5PH |
Rezistență ridicată, rezistență bună la coroziune după tratamentul termic |
Întindere: 930 – 1310 MPa Randament: 790 – 1170 MPa |
|
Oțel carbon |
WCB, WCC, clasa 60-30, 1020, 1045 |
Sudabilitate bună, rezistență structurală, economică |
Întindere: 415 – 655 MPa Randament: 230 – 345 MPa |
|
Oțel{0}scăzut aliat |
4130, 4140, 4340, 8620 |
Întărire excelentă, rezistență ridicată la oboseală |
Întindere: 650 – 1100 MPa (Tratat termic) |
|
Oțel inoxidabil duplex |
2205 (UNS S31803), 2507 (UNS S32750) |
Rezistență superioară la picking (PREN mai mare sau egală cu 34), limită de curgere ridicată |
Întindere: mai mare sau egală cu 650 MPa Randament: mai mare sau egal cu 450 MPa |
|
Aliaje-rezistente la căldură |
Echivalent HK40, HH, Inconel 625 |
Rezistență mare la rupere la fluaj de până la 1050 de grade |
Specific aplicației |
Caracteristici cheie ale produsului
Integrarea geometriei interne complexe:
Elimina ansamblurile sudate cu mai multe piese-consolidând canalele interne complexe, decupările și nervurile subțiri într-o singură componentă turnată.
Eliminarea unghiului de pescaj:
Spre deosebire de turnarea cu nisip sau sub presiune, turnarea cu investiții permite unghiuri de tiraj de zero-grade pe buzunarele interne și pe pereții exteriori unde se aplică în mod normal constrângerile de tragere a miezului.
Precizie de formă aproape de-Net-:
Reduce resturile de material cu până la 70% în comparație cu prelucrarea CNC cu bare solide-de stoc, în special pe oțeluri inoxidabile-aliate și aliaje cu nichel.
Ca-Scrieri turnate și trasabilitate:
Numerele piesei, codurile de căldură, siglele și săgețile direcționale pot fi turnate direct pe suprafața componentei cu text în relief (înălțime de minim 0,5 mm).
Structură uniformă a granulelor:
Preîncălzirea controlată a carcasei și izolarea termică în timpul turnării minimizează gradienții de răcire, conducând la proprietăți mecanice izotrope consistente.
Aplicații tipice
Piesele turnate de investiții îndeplinesc roluri funcționale critice în industria grea, controlul fluidelor și echipamentele de alimentare:
Cartografierea motorului de aplicații
|
Sector |
Componente tipice |
|
Manipularea fluidelor și pompe |
Rotoare, carcasa volutei, corpuri de supape, flanse |
|
Proces și automatizare |
Carcase de debitmetru, brațe de acționare, boși de senzori |
|
Mașini grele și agricole |
Uzură suporturi, știfturi de balamale, clești de blocare, cuple |
|
Petrochimie și energie |
Trim-de înaltă presiune, duze pentru arzător, fitinguri pentru țevi |
|
Automobile comerciale |
Carcase turbocompresoare, colectoare de evacuare, suporturi |
Prelucrare și operații secundare
În timp ce turnarea cu investiții oferă forme strânse aproape de-net, suprafețele de interfață de înaltă-precizie necesită operații CNC secundare.
Secvență de operații
Turnare brută →-Prelucrare CNC în casă → Tratare termică → Finisare suprafețe
-Capacitățile de prelucrare în casă
• Strunjire CNC: Diametre de până la 500 mm; precizie de poziție în ±0,005 mm.
• Centre de frezare pe 4-axe și pe 5 axe: profilare complexă a suprafeței, aliniere cu toleranță strânsă a alezajului (potrivire H7) și planeitate precisă a feței (<0.01 mm).
• Filetare: metrică, NPT, BSPP și UNC filet intern/extern.
Procesare cu tratament termic
• Recoacere cu soluție: 1040 grade –1120 grade urmată de călire rapidă cu apă pentru oțelurile inoxidabile austenitice (restaurează rezistența la coroziune și omogenizează structura).
• Normalizare și eliberare a tensiunii: răcire cu aer la 850 de grade – 900 de grade pentru a omogeniza structura granulelor din oțelurile carbon și aliate înainte de prelucrare.
• Călire și revenire (Q&T): Întărire în ulei/apă urmată de revenire pentru a atinge valorile țintite ale HRC (de exemplu, 28–34 HRC sau 45–52 HRC).
• Întărire prin îmbătrânire: condiții H900, H1150 pentru oțel inoxidabil 17-4PH pentru a crește rezistența la tracțiune.
Opțiuni de tratare a suprafeței
• Electrolustruire (Ra < 0,4 µm pentru aplicații sanitare)
• Pasivare (conformitate ASTM A967)
• Zincare/Acoperire cu fosfat/Acoperire E-
• Acoperire cu oxid negru
• Vopsire cu pulbere și vopsire lichidă
Controlul și inspecția calității
Asigurarea calității începe cu verificarea materiilor prime și continuă prin audituri dimensionale post-prelucrare. Fiecare expediere este însoțită de un certificat de inspecție EN 10204 3.1.
Matricea de verificare a asigurării calității
|
Categoria de inspecție |
Metoda de testare/Echipament |
Conform Standardului |
|
Compoziție chimică |
Spectrometru cu emisie optică (OES) cu citire directă- |
ASTM E415 / ASTM E1086 |
|
Testare mecanică |
Tester universal de tracțiune, impact Charpy, duritate (HB/HRC) |
ASTM A370 / ISO 6892-1 |
|
Testare non-distructivă (NDT) |
Testare radiografică (-X) Testarea cu lichid penetrant (PT) Testarea particulelor magnetice (MT) |
ASTM E192 / ASTM E446 ASTM E1417 / ISO 3452-1 ASTM E1444 |
|
Control dimensional |
Mașină de măsurat coordonate (CMM), Profilometru optic |
ISO 10360 |
|
Microstructură |
Microscop metalografic |
ASTM E45 / ISO 4967 |
OEM și fabricație personalizată
Producem componente personalizate exclusiv din desenele și specificațiile tehnice furnizate de client-.
Cronologie de execuție a proiectului
|
Etapă |
Cronologie |
Produse cheie |
|
Etapa 1 |
Săptămâna 1-2 |
Revizuire DFM și proiectare matrițe, simulare de solidificare |
|
Etapa 2 |
Săptămâna 3-4 |
Scule de prelucrare CNC și injecție de ceară de probă |
|
Etapa 3 |
Săptămâna 5-6 |
Producția de turnare a probelor T1 și raportul de inspecție a primului articol (FAIR) |
|
Etapa 4 |
Săptămâna 7+ |
Aprobarea producției în masă și expedierea loturilor |
Detalii despre fluxul de lucru de inginerie
• Examinare Design for Manufacturability (DFM): Ingineria evaluează tranzițiile grosimii peretelui, concentrația de masă termică, locațiile liniei de despărțire și cerințele de tiraj înainte de tăierea sculei.
• Simulare de solidificare: Software-ul de simulare Anycasting / MAGMASOFT modelează viteza metalului topit, curbele de răcire și tendința de contracție de a poziționa coloanele și porțile, eliminând porozitatea internă înainte de tăierea oțelului.
• Opțiuni de prototipare:
Rapid-Turn SLA/3D Printed Wax Patterns: 7–10 zile pentru prototipuri fizice funcționale fără unelte dure.
Scule din aluminiu dur: 21–28 de zile pentru mostre de producție-T1.
• Raport de inspecție a primului articol (FAIR): Trimis cu aspectul dimensional complet (date CMM), analiza compoziției chimice, datele testelor mecanice și certificările materialelor.
Ce ar trebui să furnizeze cumpărătorii pentru un RFQ
Pentru a primi o propunere comercială exactă și o evaluare tehnică în termen de 24 până la 48 de ore, includeți următoarele date în întrebarea dvs.:
Desene tehnice:
• Model CAD 3D: formate de fișier STEP (.stp), IGES (.igs) sau SolidWorks (.sldprt).
• Desen 2D: format PDF cu toleranțe critice, cotare geometrică și toleranță (GD&T), așteptări pentru finisarea suprafeței și indicații de prelucrare.
Specificații materiale:Clasa exactă a materialului (de exemplu, ASTM A351 CF8M, AISI 4140) sau parametrii mecanici necesari.
Volume de comandă:Utilizarea anuală estimată (EAU) și cantitățile inițiale ale lotului pilot.
Tratament termic și finisare a suprafeței:Cerințe de duritate, pasivizare, placare sau specificații de vopsire.
Calitate și domeniul de inspecție:Acoperire NDT necesară (de exemplu, 100% PT, 5% eșantionare cu raze X-), cerințe de testare a presiunii (bar/PSI) și cerințe specifice de certificat (EN 10204 3.1 / 3.2).
Cerințe de ambalare:Ambalare anti-VCI, ambalare cu cutie individuală sau paletizare standard pentru export.
Întrebări frecvente
Î: Care este principala diferență dintre sol de silice și turnarea de investiție a sticlei de apă?
R: Procesul de silice sol folosește nisip de zircon și lianți fini de silice coloidal, producând un finisaj superior al suprafeței (Ra 3,2–6,3 µm) și o precizie dimensională mai mare (ISO 8062-3 DCTG 4–6). Este principal pentru piese din oțel inoxidabil și{12}}aliaj înalt. Procesul de sticlă cu apă utilizează nisip de cuarț și silicat de sodiu, producând o suprafață mai aspră (Ra 6,3–12,5 µm) și toleranțe mai slabe (DCTG 7–9), dar oferă costuri unitare mai mici pentru componentele din oțel carbon și slab aliat.
Î: Ce toleranțe dimensionale generale pot fi menținute fără prelucrare?
R: Pentru turnarea pe bază de sol de silice, toleranțele liniare respectă de obicei ISO 8062-3 DCTG 4 până la DCTG 6 (aproximativ ±0,15 mm pe 25 mm). Aliniamentele critice ale alezajului, fețele de etanșare și găurile filetate necesită prelucrare CNC post-turnată.
Î: Cum preveniți porozitatea de contracție internă în secțiunile cu pereți grosi-?
R: Inginerii folosesc software-ul de simulare a solidificării termice pentru a modela poziționarea porții și a coloanei. Pentru secțiunile cu concentrații mari de masă, blocuri de răcire sau coloane izolatoare sunt încorporate în designul carcasei pentru a forța solidificarea direcțională către canalul de alimentare.
Î: Care este timpul obișnuit de livrare pentru unelte noi și mostre inițiale?
R: Fabricarea standard de scule din aluminiu necesită 20 până la 25 de zile. Producția de mostre, tratamentul termic și raportarea dimensională CMM necesită încă 7 până la 10 zile. Timpul total de livrare de la CAD 3D aprobat până la livrarea probei este de obicei de 30 până la 35 de zile calendaristice.
Î: Pot fi utilizate modelele imprimate 3D pentru producția de-tirii scurte?
A: Da. Modelele SLA (stereolitografia) sau SLS imprimate 3D cu ceară/PMMA pot fi scufundate direct-în suspensie pentru a produce piese metalice fără scule din aluminiu. Acest lucru reduce timpii de livrare la 7–10 zile pentru testarea prototipului sau rulările cu volum redus-(< 50 units).
Î: Oferiți certificate de testare la fabrică cu expedierile?
R: Fiecare expediere include un certificat de material EN 10204 3.1 care detaliază analiza chimică termică reală (rezultatele OES), rezistența la tracțiune, limita de curgere, alungirea, valorile impactului (dacă este testat) și valorile durității.






