Резюме: Това практическо ръководство разбива първопричините за дефекти при леене по модели и действащите стъпки за контрол на качеството, като помага на индустриалните екипи да подобрят добива на части и да изберат квалифицирани доставчици.
За инженерите и промишлените купувачи леенето по моделни модели — също широко известно като леене по изгубен восък — често се бърка с по-широкия термин прецизно леене.
Много потребители търсят тези термини взаимозаменяемо, но разграничението има значение, когато трябва да зададете ясни очаквания за качество.
Леенето по инвестиционни модели се отнася конкретно до процеса на създаване на части с помощта на восъчен модел за еднократна употреба, покрит с огнеупорен керамичен материал.
Леенето под загубена форма описва същия основен процес, докато прецизното леене е широк общ термин, обхващащ множество производствени процеси с почти чиста форма, като леенето по инвестиция е един основен клон.
Това ръководство се фокусира върху предизвикателствата, свързани с дефектите и контрола на качеството, уникални за работния процес на леене по модели, вместо да повтаря общи описания на процеса на прецизно леене.
За екипи, които търсят повече информация за основния процес, можете да се обърнете към нашето пълно въведение в технологията за леене с восък.
Най-често срещаните дефекти на отливките по моделите и техните първопричини
Дори при добре установени параметри на процеса, частите за отливане по модели често развиват дефекти, които не стават видими до крайната проверка.
Повечето от тези проблеми не се появяват случайно. Те се връщат обратно към специфични контролируеми точки в правенето на модели, производството на черупки или изливането.
Разбирането на тези първопричини помага на екипите да намалят повторните преработки и да избегнат приемането на дефектни партиди.
Газова порьозност и включвания
Газовата порьозност се появява като малки заоблени празнини върху или точно под повърхността на детайла, обикновено изложени само след машинна обработка.
Най-често се образува, когато задържаният газ вътре в керамичната обвивка не излезе достатъчно бързо по време на пълнене с разтопен метал, често срещан проблем при производствен комплекс отливки на работно колело от неръждаема стомана.
Често срещаните причини включват недостатъчна пропускливост на черупката, прекомерна влага в огнеупорните материали или изливане на метала с твърде висока скорост, която задържа въздуха във формата.
Твърдите включвания са неметални чужди частици, вградени в отливката.
Те обикновено идват от напукани фрагменти от черупката, които се отчупват по време на изливането, неизгоряла остатъчна пепел, останала във формата след изгаряне на восък, или примеси, смесени с разтопения метал преди изливането.
За разлика от изолираната повърхностна порьозност, големите вградени включвания могат да причинят неочаквана повреда на част при циклично натоварване.
Кухина на свиване и микропорьозност
Дефекти на свиване се образуват, когато стопеният метал се свие значително по време на втвърдяването, без да получи достатъчно допълнителен течен захранващ материал за компенсиране.
Големите отворени кухини при свиване са сравнително лесни за забелязване на повърхността на детайла, но микропорьозността, скрита в дебелите участъци, е много по-проблематична.
Често не се появява по време на стандартна визуална проверка и тече или не отговаря на изпитването под налягане дълго след като частта е доставена.
Този дефект почти винаги сочи към лош дизайн на щранг и щранг.
Ако последователността на втвърдяване не следва ясна посока от секцията на най-отдалечената част обратно към захранващия щранг, неизбежно ще се образуват изолирани горещи точки и ще се създаде вътрешно свиване.
Напукване и изкривяване на повърхността
Повърхностни пукнатини и изкривяване на части обикновено се развиват по време на етапа на охлаждане. Неравномерното топлинно напрежение надвишава здравината на материала при висока температура.
Този проблем е особено често срещан при тънкостенни части със сложна геометрия, където различните секции на стените се охлаждат с много различни скорости.
Пукнатини също могат да бъдат въведени по време на процеса на избиване на корпуса.
Ако работниците прилагат прекомерно механично въздействие, докато отстраняват керамичната обвивка, все още сравнително горещата отливка може да развие скрити микропукнатини, които се разпространяват само по-късно по време на обработка или обслужване.
Изкривяването често се случва, когато самият восъчен модел се деформира преди формирането на черупката или когато отливката се избие, докато остава гореща, преди вътрешното топлинно напрежение да се разсее достатъчно.
Приложими контролни точки за контрол на качеството на леене по модели
Много проблеми с качеството на отливките по инвестиция не могат да бъдат отстранени след изливането.
Най-ефективната стратегия за контрол е да се установят проверими контролни точки във всеки основен етап от производството, вместо да се разчита изцяло на окончателната проверка на частта.
Този подход улавя рано грешките, които могат да бъдат избегнати, и предотвратява бракуването на цели партиди.
Инспекция на модела на мухъл и восък преди производството
Контролът на качеството започва преди изливането на метал. Първата критична контролна точка е първоначалната проверка на размерите на восъчната шарка.
Дори малки грешки в размерите във восъчния модел ще се умножат след изграждането на черупката и втвърдяването на метала, правейки крайната част извън толерантност.
Стандартната практика е да се проверява първият восъчен модел от всеки нов производствен цикъл спрямо пълния 2D чертеж, вместо да се проверяват само няколко критични размера.
Екипите трябва също така да проверят дали върху восъчната част няма видими повърхностни бръчки, линии на изтичане или инжектиране на шаблон, тъй като те ще се прехвърлят директно върху крайната метална повърхност.
Контрол на процеса на производство на черупки и изливане
Това е най-често пренебрегваната контролна точка за качество от много купувачи, тъй като процесът на изграждане на корпуса се случва вътре в леярната и рядко се вижда от клиентите.
Броят на слоевете керамично покритие, контролираното време за съхнене между всеки слой и крайната температура на изгаряне на черупката при висока температура, всичко това пряко влияе върху качеството на крайното отливане.
Недостатъчното време за съхнене между слоевете води до мокри, слаби черупки, които лесно се напукват или деформират по време на изливане.
Непълното изгаряне на восъка оставя остатъчен въглерод във формата, който реагира с разтопения метал и създава повърхностни дефекти.
Проверката, че доставчикът следва документирани цикли на процес на обвивка, вместо да бърза с производството, за да спази крайните срокове, е един от най-надеждните начини за намаляване на неочакваните дефекти.
Крайно измерение и безразрушителен тест
След отливане, избиване и довършване, финалният етап на проверка потвърждава дали частите отговарят на всички определени изисквания.
Това трябва да включва проверка на размерите на критичните свързващи се повърхности, визуална проверка за повърхностни пукнатини и дефекти и подходящо безразрушително изпитване, избрано въз основа на крайната употреба на частта.
За части, използвани в приложения, съдържащи налягане или високо циклично натоварване, стандартните допълнителни проверки включват изпитване за течове под налягане, проверка с флуоресцентен пенетрант за повърхностни пукнатини и в някои случаи рентгенова проверка за откриване на скрито вътрешно свиване, което визуалната проверка не може да открие. Можете да научите повече за стандартите за качество в нашите ръководство за най-добрите доставчици на отливки по модели.
Как да оцените реалния капацитет на процеса на доставчик на отливки по модели
Не е необходимо да посещавате лично леярна, за да направите разумна първоначална оценка на нейната реална зрялост за контрол на качеството.
Няколко прости въпроса и проверки на документи могат да ви помогнат да филтрирате доставчици, които доставят само постоянна продукция с ниско качество.
- Попитайте дали поддържат официални записи на процеса за броя на слоевете на черупката, температурите на изгаряне и действителните температури на изливане за всяка партида.
- Потвърдете дали доставчикът предоставя пълен доклад за инспекция на първия артикул, който включва записи за измерване на размери, доклади от тестове на материали и резултати от инспекция на дефекти за нови производствени серии.
- Поискайте да видите скорошни доклади за инспекция на първия артикул за подобни части, за да потвърдите, че действителният им обхват на инспекция на размерите отговаря на вашите изисквания за чертеж.
- Потвърдете дали тяхната стандартна обработка след отливане включва облекчаване на напрежението, което драстично намалява риска от скрито изкривяване и напукване в части от сложна сплав.
Когато трябва да се снабдите с квалифицирани компоненти за прецизно леене по модели, прегледът на тези индикатори за контрол на процеса в началото на оценката на доставчика помага да се избегнат много скъпи изненади за качество по-късно.
| Често срещан тип дефект | Процес на първичен произход | Метод за бърза проверка на място |
| Газова порьозност | Изливане и изгаряне на черупката | Визуално проверете обработените повърхности за малки заоблени празнини |
| Твърди включвания | Изработка на черупки и топене на метал | Използвайте тест за проникване, за да забележите твърди неметални петна, изложени на повърхността |
| Свиваема кухина / микро порьозност | Проектиране и втвърдяване на стробиране | Извършете тест за изтичане под налягане или точкова рентгенова проверка на дебели участъци |
| Повърхностно напукване | Охлаждане и избиване на корпуса | Използвайте увеличена визуална инспекция или инспекция с проникване по острите ъгли и преходните зони тънко-дебело |
| Изкривяване на части | Восъчен модел и охлаждане след изливане | Сравнете критичните размери на сглобката спрямо допустимите отклонения на чертежа |
Често задавани въпроси
Как мога да намаля риска от дефект на отливката на етапа на чертане?
Можете драстично да намалите по-късните нива на дефекти, като избягвате внезапни, непрекъснати промени в дебелината на стената, добавяйки подходящи заоблени радиуси във всички остри ъгли и съобщавайки на вашия доставчик кои размери са абсолютно критични за сглобяването.
Тези малки корекции на дизайна правят насоченото втвърдяване много по-лесно за контролиране.
Какъв типичен толеранс на размерите може да постигне стандартното леене по моделни модели?
При стандартни условия без последваща машинна обработка, за повечето стандартни части от въглеродна стомана и нисколегирани части с максимален размер от 300 mm, добре контролираното отливане по модел може надеждно да поддържа толеранси около ±0,5 mm на 50 mm измерение, без да се изисква обширна обработка след отливане.
Възможни са по-строги допуски, но те обикновено изискват допълнителни вторични операции по оразмеряване след отливането.
Части с по-големи общи размери или специални високолегирани материали може да се нуждаят от коригирани спецификации за толеранс, потвърдени предварително от доставчика.
