قالب های ریخته گری موم گم شده

وقتی اکثر مردم «ریخته گری موم گمشده» را می شنوند، آخرین قسمت فلزی درخشان را به تصویر می کشند - یک تیغه توربین، یک ایمپلنت پزشکی، یک قطعه جواهر پیچیده. چیزی که تقریباً همیشه براق می شود، قالب است. پوسته سرامیکی که محصول نیست، اما بدون آن محصول به سادگی وجود ندارد. این فضای منفی است که همه چیز را تعریف می کند. و یک تصور غلط رایج و پرهزینه وجود دارد که الگوی موم قسمت سخت آن است. طبق تجربه من، اینجاست که هنوز کار واقعی شروع نشده است. قالب جایی است که فرآیند برنده یا باخته است.

بازی پوسته: همه چیز درباره لایه هاست

بیایید در مورد خود پوسته صحبت کنیم. این یک دیپ و غواصی نیست. این یک آیین است. شما با مجموعه موم شروع می کنید - درخت، خوشه، هر چیزی که در حال اجرا هستید. اولین پوشش، دوغاب اولیه، حساس ترین است. این رابطی است که تک تک جزئیات الگوی موم شما را ثبت می کند. اگر مشخصات پرداخت سطحی Ra 3.2 یا بهتر دارید، این پوشش تعیین می کند که آیا به آن ضربه بزنید یا خیر. من مغازه‌ها را دیده‌ام که از دوغاب مبتنی بر زیرکون برای این لایه اول استفاده می‌کنند، به‌ویژه برای قطعات با یکپارچگی بالا مانند قطعات هوافضا یا پزشکی. آرد نسوز در اینجا بسیار خوب است، تقریباً مانند آردی که با آن پخت می کنید. هر توده ای؟ بعداً آن‌ها را به‌عنوان گره‌هایی در قالب ریخته‌گری خواهید دید. تضمین شده است.

فرآیند گچ بری که به دنبال هر فرورفتگی انجام می شود، قضاوت دیگری است. اندازه دانه گچ - سیلیس ذوب شده، آلومینا، ماسه زیرکون - با هر لایه افزایش می یابد. اولین گچ ممکن است یک مش 200، تقریباً یک غبار، برای حفظ جزئیات باشد. در لایه چهارم یا پنجم، شما از مواد درشت تری 30-50 مش برای ایجاد ضخامت و استحکام برای موم و ریختن استفاده می کنید. ریتم همه چیز است: غوطه ور کردن، تخلیه، گچ بری، خشک. تکرار کنید. محیط خشک کردن یک شریک خاموش است. بیش از حد مرطوب، و لایه ها به درستی درمان نمی شوند. پوسته "سبز" و ضعیف باقی می ماند. خیلی گرم و خشک است و خطر ترک خوردن در اثر تبخیر حلال خیلی سریع وجود دارد. من در یک اتاق خشک کن ضعیف کنترل شده بودم که با نوعی پوست چرمی بیرون آمده بود که بعداً باعث دردسر می شد.

و تعداد لایه ها؟ این از کتاب درسی نیست. یک مجسمه کوچک برنزی ممکن است با 5-6 لایه از بین برود. تیغه توربین سوپرآلیاژی مبتنی بر نیکل که در دمای 1500 درجه سانتیگراد + ریخته می شود؟ شما به 9، شاید 12 لایه نگاه می کنید. شما می سازید تا زمانی که پوسته وزن خاصی داشته باشد، وقتی به آن ضربه می زنید صدای کسل کننده خاصی داشته باشد. این یک چیز لمسی است. هدف پوسته‌ای است که بتواند در برابر شوک حرارتی موم‌زدایی (معمولاً اتوکلاو بخار این روزها) جان سالم به در ببرد و سپس رودخانه‌ای از فلز مذاب را بدون کمانش یا ترک خوردن مهار کند. تمام هدف این است قالب های ریخته گری موم گم شده.

موم زدایی: لحظه حقیقت

این اولین آزمایش واقعی پوسته شماست. همه آن لایه های دقیق در شرف گرم شدن هستند. روش قدیمی فلاش آتش اغلب از بین رفته است - بیش از حد کثیف، بیش از حد استرس بر روی پوسته. اکنون این اتوکلاوهای بخار با فشار بالا است. اصل ساده است: پوسته را به سرعت گرم کنید، موم را از داخل ذوب کنید. اعدام نیست. نرخ افزایش دما و فشار یک دستور العمل است. خیلی سریع، و موم در حال انبساط می تواند پوسته را مانند نارنجک از داخل جدا کند. خیلی کند است و ممکن است موم به طور ناموزون ذوب و تخلیه شود و بقایایی باقی بماند که بعداً می سوزد و باعث نقص می شود.

من یک کار برای بدنه شیرهای فولادی ضد زنگ را به یاد دارم. الگوهای موم ضخیم بود. ما چرخه استاندارد اتوکلاو را اجرا کردیم. نتیجه شکستگی پوسته 30 درصد بود. موم که در مرکز بخش های ضخیم به دام افتاده بود، سریعتر از آن که بتواند از سیستم دروازه خارج شود منبسط شد. ما مجبور شدیم به عقب برگردیم و الگوهای موم را اصلاح کنیم - دریچه های داخلی را اضافه کنیم، طراحی دروازه را تغییر دهیم - فقط برای تسهیل برداشتن موم. این یک درس بی رحمانه بود: طراحی قالب با موم شروع می شود، اما باید در مرحله موم زدایی تأیید شود. پوسته منفعل نیست. این در یک گفتگوی خشونت آمیز با مومی است که برای جایگزینی آن طراحی شده است.

بازیابی موم دنیای خودش است. شما موم را خارج می کنید، آن را فیلتر می کنید، آن را با موم جدید ترکیب می کنید تا خواص خود را حفظ کنید. اما این داستان دیگری است. پوسته اکنون خالی، شکننده است و حفره کامل قسمت شما را نگه می دارد. به آن حالت سبز می گویند. توقف بعدی: کوره.

فرسودگی و ریزش: جایی که شیمی اتفاق می افتد

کوره فرسودگی دو کار را انجام می دهد: از شر آخرین آثار موم یا رطوبت خلاص می شود و ذرات سرامیکی را با هم متخلخل می کند و پوسته سبز رنگ را به یک قالب قوی و یکپارچه تبدیل می کند. نرخ افزایش دوباره بحرانی است. شما باید به آرامی مواد آلی را بدون ایجاد گازهایی که پوسته را می شکافند بسوزانید. یک چرخه معمولی ممکن است در دمای 200 درجه سانتیگراد به مدت یک ساعت باقی بماند، سپس به آرامی تا 900-1000 درجه سانتیگراد بالا رود. شما فقط آن را گرم نمی کنید. شما در حال تبدیل کردن شیمی بایندر در دوغاب هستید.

اینجاست که دانش مادی کلیدی است. اگر در حال ریختن یک آلیاژ پزشکی کبالت کروم هستید، ترکیب پوسته شما باید در برابر نفوذ فلز در آن دمای خاص مقاومت کند. یک پوسته طراحی شده برای فولاد کربنی ممکن است به سادگی با کبالت واکنش داده و باعث آلودگی سطح شود. شرکت هایی که تجربه مادی عمیقی دارند، مانند Qingdao Qiangsenyuan Technology Co., Ltd. (QSY)، این دانش را در طی چندین دهه در فرآیند خود ایجاد کنند. در سایت آنها، tsingtaocnc.com، آنها کار با کبالت و آلیاژهای مبتنی بر نیکل را ذکر می کنند. این به من می‌گوید که آنها احتمالاً فرمول‌های پوسته خاصی را ایجاد کرده‌اند - شاید با زیرکون اضافی یا چسباننده‌های تخصصی - برای مقابله با واکنش‌پذیری بالا و دمای ریختن آن آلیاژها. این یک فرآیند عمومی نیست.

وقتی قالب داغ است (اغلب در حالی که هنوز در دمای چند صد درجه سانتیگراد است برای جلوگیری از شوک حرارتی و بهبود سیالیت فلز میریزید)، میریزید. فلز به سرامیک برخورد می کند. این همان لحظه است قالب های ریخته گری موم گم شده ارزش خود را ثابت کنند آنها باید در برابر تنش حرارتی، فشار متالوستاتیک مقاومت کنند و هیچ ناخالصی وارد نکنند. پوسته ای که کمتر شلیک شده است ممکن است متلاشی شود. یکی که بیش از حد پخته می شود می تواند شکننده شود. این یک پنجره باریک است.

ناک اوت و عاقبت

پس از اینکه قالب جامد و سرد شد، می توانید قالب را بشکنید. این یک فرآیند خشن و رضایت‌بخش است - جت‌های آب، ارتعاش، گاهی اوقات نیروی وحشیانه. یک پوسته خوش ساخت باید تکه تکه شود، نه گرد و غبار. اگر به پودر تبدیل شود، ممکن است کمتر پخته شده باشد. اگر به صورت نقطه‌ای با فلز ذوب شده باشد، این یک واکنش است – مواد پوسته نادرست برای آلیاژ.

سطح داخلی حفره پوسته، سطحی که فلز را لمس کرده است، داستانی را روایت می کند. باید نسبتا صاف باشد. اگر یک بافت خشن و پوست پرتقال روی سطح حفره مشاهده کردید، این به طور مستقیم به سطح ریخته گری ترجمه می شود. این ناهمواری اغلب به دلیل ضخیم بودن بیش از حد اولین پوشش دوغاب یا عدم جاسازی صحیح اولین گچ است. این یک سابقه پزشکی قانونی از اولین شیب شما است. هر نقصی در داخل قالب به یک ویژگی مثبت در ریخته گری تبدیل می شود. هیچ پنهانی وجود ندارد

اینجاست که هزینه واقعی نقص قالب آشکار می شود. یک گودال سطحی روی ریخته‌گری ممکن است قابل آسیاب باشد. یک میستون از یک پوسته ترک خورده؟ این یک ضرر کلی است و شما تمام ارزش افزوده را از الگوی واکس به بعد از دست داده اید. قالب یک ماده مصرفی است، اما بالاترین میزان مصرف در زنجیره است.

فراتر از استاندارد: پیچیدگی ها و قضاوت ها

همه قالب ها یکسان ایجاد نمی شوند. به بخشی با کانال های عمیق و باریک فکر کنید - مانند صفحه خنک کننده مایع برای وسایل الکترونیکی. پوشاندن دوغاب به طور مساوی در اعماق آن کانال ها بدون به دام انداختن هوا یک کابوس است. ممکن است لازم باشد از پوشش کمک خلاء استفاده کنید یا حتی درخت را در حین غوطه وری بچرخانید. زهکشی مشکل است. دوغاب می تواند جمع شود و لکه های ضخیمی ایجاد کند که بعداً باعث ترک خوردن پوسته می شود.

یا هسته ها. گاهی اوقات شما به حفره های داخلی نیاز دارید که به تنهایی توسط موم ایجاد نمی شوند. قبل از شلیک، هسته های سرامیکی را در الگوی موم قرار می دهید. اکنون پوسته شما باید با این هسته در هنگام شلیک و ریختن بچسبد یا حداقل آن را در خود جای دهد. انبساط حرارتی دیفرانسیل بین پوسته و مواد هسته یک متغیر کاملاً جدید است. اگر آنها با هم حرکت نکنند، هسته می تواند جابجا شود یا ترک بخورد و هندسه داخلی را خراب کند. این قلمرو پیشرفته است، جایی که قالب به یک ساختار ترکیبی تبدیل می شود.

سپس مقیاس مطلق وجود دارد. من روی قالب قطعاتی با ارتفاع بیش از یک متر کار کرده ام. پوسته چیزی به این بزرگی باید وزن خود را در حین جابجایی تحمل کند. تدارکات غوطه ور کردن، خشک کردن و جابجایی این سازه های غول پیکر و شکننده به خودی خود یک پروژه مهندسی است. شما نمی توانید فقط یک راهنما را دنبال کنید. شما ترفندهایی را توسعه می دهید - قفسه های سفارشی، دنباله های خشک کردن تخصصی. اینجاست که 30 سال کارکرد، مانند آنچه QSY ذکر می کند، به نوعی شهود ریشه دار و حل مسئله تبدیل می شود. شما یاد می گیرید که یک پوسته خوب در انواع مختلف الگوها چه حسی دارد. این یک کاردستی است که در بالای یک علم قرار گرفته است.

بنابراین وقتی به یک ریخته گری سرمایه گذاری دقیق نگاه می کنید، فقط فلز را نبینید. روح پوسته سرامیکی که آن را ساخته است را ببینید. هر کانتور، هر پوشش سطح، هر دیوار نازک گواهی بر کیفیت و کنترل آن سرامیک‌های لایه‌بندی شده است. قالب های ریخته گری موم گم شده. آنها شاهد گمنام و نابود شده کل روند هستند. درست کردن آنها یک گام در این روند نیست. این روند است. همه چیز دیگر آماده سازی یا پاکسازی است.