Шынын айту керек, көпшілік «балауыз металды құю» дегенді естігенде, балауыз мүсінін түтіннің ішінде жоғалып кетпес бұрын, оның орнына жылтыр металл ауыстырылғанға дейін мұқият ойып алған жалғыз қолөнерші елестейді. Бұл романтикалық бейне тарихтың бір бөлігі, бірақ өнеркәсіптік шындық - біз оны деп атаймыз инвестициялық құю— бұл химияның, термодинамиканың және шыдамдылықтың қатал, дәл және жиі ренжітетін балеті. Ең үлкен қате түсінік? Бұл қарапайым, бір қадамдық «жоғалған балауыз» процесі. Ол емес. Бұл тізбек және бастапқы балауыз үлгісінен соңғы шайқауға дейінгі әрбір сілтеме сәтсіздіктің ықтимал нүктесі болып табылады. Мен кез келген металлургиялық ақауларға қарағанда керамикалық қабықшаға қамалған кішкене ауа көпіршігінен сынған құймаларды көбірек көрдім. Міне, нағыз жұмыс сонда болады.
Балауыз - бұл тек бастама
Барлығы балауызға құмар, және бұл өте маңызды. Бірақ балауыз түрі? Бұл көркем мүсіндеу балауызы емес. Біз арнайы шөгу қарқыны, күл құрамы және қаттылық үшін құрастырылған инъекциялық балауыздарды, қоспаларды қолданамыз. Qingdao Qiangsenyuan Technology Co., Ltd. (QSY) сияқты жерде ондаған жылдар бойы ойында олар әртүрлі жұмыстарға арналған балауыздар кітапханасына ие болады. Жіңішке қабырғалы аэроғарыштық кронштейнге қатты клапан корпусына қарағанда басқа ағын сипаттамасы қажет. Бұл жерде инъекция параметрлерін (температура, қысым, цикл уақыты) қате алу үлгінің кейінірек бұрмалануын білдіреді. Ал балауыз сатысындағы бұрмалау соңғы металл бөлігінде көбейеді. Мен жұмбақ түрде шеңберден тыс болатын тісті беріліс дайындамаларының партиясын шығарудың қиын жолы екенін білдім; балауыздың матрицада тым баяу салқындауына байланысты болды.
Үлгіні құрастыру немесе «ағаш» - басқа бағаланбаған өнер. Бұл жай ғана балауыз бөліктерін шыршаға жабыстыру емес. Сіз балқытылған металды беру жүйесін жобалап жатырсыз. Бөлшектерді қалай бағдарлайсыз, жүгіргіштердің диаметрі, қақпалардың орналасуы - мұның бәрі қатуды талап етеді. Нашар саңылаулар шөгілетін қуыстарға, тек рентгенде көрінуі мүмкін ішкі ақауларға әкеледі. Мен тот баспайтын болаттан жасалған сорғы жұмыс доңғалағына арналған жобаны есіме түсіремін, онда біз торапта кеуектілікке ие болдық. Біз балауыз ағашын қайта жасадық, кішірек, мақсатты фидер арналарын қосып, ол бірден тазаланды. Дәл осы сәтсіздіктен туындаған түзетулер цехты маманнан ажыратады.
Содан кейін бастапқы жабын, бірінші керамикалық шөгу келеді. Бұл кездейсоқ данк емес. Жұқа кремнезем ұны мен байланыстырғыш қоспасы бар суспензия әрбір бөлшекті түсіру үшін балауызды жақсы сулауы керек. Шлам жабыспайтын кез келген кішкентай патч құймадағы «қанатқа» немесе соққыға айналады. Шыбық немесе отқа төзімді құм бірден қолданылады. Бұл бірінші қабаттың ұнтақ мөлшері ең жақсы - бұл сізге бетті әрлеуді береді. Мен Ra 3,2 микродюймдік әрлеуді қажет ететін бөліктегі бірінші қабат үшін циркон ұны мен балқытылған кремний диоксидін салыстыру үшін микроскоппен бірнеше сағат өткіздім. Таңдау маңызды.
Қабық ғимараты: шыдамдылық сынағы
Снарядты құру - спринт емес, марафон. Сіз әр қабаттың бақыланатын ортада толығымен кебуіне мүмкіндік беретін суспензия мен біртіндеп дөрекі шыбық (мысалы, алюмосиликат) арасында кезектесіп, қабаттан кейін қабат жағасыз. Мұнда ылғалдылық - жау. Жоғары ылғалдылық кептіруді баяулатады, бұл қабықтың әлсіздігіне әкеледі. Тым жылдам және сізде жарықтар пайда болады. Біз әдетте 7-9 қабатқа ұмтыламыз, бірақ үлкен болат құю үшін ол 12 немесе одан да көп болуы мүмкін. Әрбір қабат балқытылған металдың ферростатикалық қысымына төтеп беру үшін қалыңдығы мен беріктігін қосады. Менде снарядтар істен шықты - құю кезінде апатты жарықтар болды, өйткені біз кептіру циклдарын жаздың ылғалды күнінде орындадық. Процесті құрметтейтін қымбат сабақ.
Деарафинизация «жоғалған балауыз» атауынан шыққан және бұл зорлық-зомбылық кезеңі. Біз балауызды жайлап ерітпейміз. Стандартты әдіс автоклавты палаусыздандыру болып табылады: қабықша жоғары қысымды буға ұшырайды, ол балауызды тез қыздырып, оның кеңеюіне және ағып кетуіне әкеледі. Қабық толық кептірілмеген болса, бу қысымы оны ішінен бөліп жіберуі мүмкін. Сонымен қатар, жылдам отты палаусыздандыру — қабықты ыстық пешке лақтыру — жылдамырақ, бірақ термиялық соққы үшін қауіптірек. Мақсат - мінсіз, таза керамикалық қуыс қалдыру. Кез келген қалдық балауыз күлі кейінірек металл бетін ластауы мүмкін.
Дефифицирленгеннен кейін қабық жоғары температурада, көбінесе 1000°C шамасында пеште күйдіріледі. Бұл екі нәрсені жасайды: ол балауыздың немесе байланыстырғыштың кез келген соңғы іздерін күйдіреді және керамикалық бөлшектерді біріктіріп, құюға дайын күшті, өткізгіш қалып жасайды. Атыс кестесі өте маңызды. Тым тез көтеріліп, термиялық кернеу қабықты жарып жібереді. Күйген қабық нәзік, бірақ ыстыққа керемет төзімді. Сіз оны ерекше құрметпен шешесіз.
Құю, шайқау және ақиқат сәті
Құю - драмалық бөлік. Пештен әлі ыстық қалып, қолдау үшін құм толтырылған колбаға салынады. Металл — айталық, а никель негізіндегі қорытпа турбиналық қалақ үшін — вакуумда немесе индукциялық пеште өте қызып кетудің дәл температурасына дейін балқытылады. Суық тиюді болдырмау үшін құю жылдам және үздіксіз болуы керек. Сіз шырша тостағанына металл тасқынын көресіз, содан кейін ол қатып жатқанда күту ойыны. Қабықтың жылу қасиеттері металдың түйіршік құрылымына тікелей әсер етеді. Сондықтан керамикалық рецепт көптеген құю зауыттары үшін меншікті болып табылады.
Салқындағаннан кейін шайқау уақыты келді. Бұл дөрекі күш шеберлікпен кездеседі. Сіз керамикалық қабықты әдетте пневматикалық балғамен немесе діріл үстелімен сындырасыз. Бұл шулы, шаңды жұмыс. Қалған металл ағаш, дөрекі керамикалық жабынмен жабылған. Бөлшектер орталық шыршадан абразивті дөңгелектер немесе таспа аралары арқылы кесіледі. Шикі кастингті бірінші рет көріп тұрсыз. Таза, толық пішіннің пайда болғанын көргендегі сезім - бұл таза рельеф. Жетіспейтін бөлімді немесе жаппай кішірейуді көргендегі сезім? Қорқыныш.
Бастапқы тазалау қабықтың соңғы бөліктерін кетіру үшін құммен жару немесе химиялық тазалауды қамтиды. Содан кейін тексеру басталады. Өлшемді тексеру, бетіндегі ақауларды визуалды тексеру, жарықтар үшін бояудың енуіне сынау. Соңғы бөлшектерді өңдеуге арналған QSY шығаратын сыни компоненттер үшін ішкі кемшіліктерді табу үшін радиографиялық (рентгендік) немесе ультрадыбыстық сынаққа өтесіз. Мұнда алдыңғы қадамдар бағаланады. Рентгендік пленкадағы кеуектіліктің шоғыры көбінесе балауыз үлгісінің мәселесіне немесе бірнеше күн бұрын жасалған қақпа дизайнындағы ақауға байланысты болуы мүмкін.
Неліктен бұл ешқашан тек кастинг туралы емес
Міне, заманауи нәрсе балауыз металды құю: бұл сирек жолдың соңы. Құйылған бөлік желіге жақын пішінді дайындама болып табылады. Оның жұмыс істеуі үшін ол әрқашан дерлік өңдеуді қажет етеді. Бұл жерде интеграция маңызды. Өңдеуді түсінетін құю цехы – алтын. Олар құюды өңдеу деректерін ескере отырып жобалайды, ең аз, бірақ жеткілікті қор мөлшерін қосады және қысу нүктелерін қарастырады. QSY-ның инвестициялық кастингті де ұсыну моделі CNC өңдеу бір шаңырақ астында тамаша мағынасы бар. Олар 17-4PH тот баспайтын болаттан жасалған клапанның корпусын құйылған күйінде қалдырылған тығыздағыш беттерімен құйып, CNC диірмендері тамаша Ra 0,8 деңгейіне дейін аяқтау үшін қанша қор қалдыру керектігін біледі. Ол бөлек құю және станок цехтары арасындағы саусақты нұсқауды болдырмайды.
Материалды таңдау да процестің ажырамас бөлігі болып табылады. Инвестициялық құю өңдеуге қиын қорытпалармен ерекшеленеді. Күрделі пішінді Inconel 718-ден құю оны қатты блоктан өңдеуден гөрі үнемді. Процесс қалдықтары минималды. Гольф клубының бастары немесе стоматологиялық имплантаттар сияқты үлкен көлемді шағын бөлшектер үшін олар көп қуысты балауыз қалыптары мен автоматтандырылған ағаш құрастыруын пайдаланады. Төмен көлемді, үлкен бөліктер үшін - тау-кен жұмыстарына арналған бір сорғы корпусын ойлаңыз - бұл жылдам прототиптеу арқылы жасалған үлгілерден қолмен құрастырылған ағаш болуы мүмкін. Процесс ауқымды, бірақ негізгі принциптер өзгермейді.
Мен дүкендердің бұрыштарды қысқартуға тырысатынын көрдім - суспензияны тым көп рет қайта пайдалану, кептіру уақытын қысқарту, жаңа бөлік дизайнында толық термиялық талдауды өткізіп жіберу. Ол әрқашан дерлік кері әсер етеді, нәтижесінде кез келген жинақталған үнемдеуді жоятын қалдықтардың жоғарылауы пайда болады. 30 жылдық тарихы бар компаниялар сияқты жұмыс істейтін компаниялар бұл жүйе екенін түсінеді. Бұл жүйелілікке жету үшін жүздеген айнымалыларды басқару туралы. Бұл сиқыр емес; бұл мұқият, кейде жалықтырады, бақылау.
Қорытынды ойлар: нақтылау процесі
Сонымен, балауыз металды құю немесе инвестициялық құю - бұл жалғыз әдіс емес. Бұл рамка. Балауыз - бастапқы нүкте, бірақ керамикалық қабық жүйесі - шынайы жүрек, ал металлургия - жан. Сәттілік олардың арасындағы өзара әрекеттесуді қалай басқаратыныңызға байланысты. Бұл күрделілікке, кескіш құралдарға күлетін қорытпаларға және өнімділік барлығынан асып түсетін қолданбаларға қолайлы процесс.
Жаңа бөлікті жобалайтын инженерлерге менің қажетсіз кеңесім - құю зауытымен ертерек сөйлесу. Баға үшін соңғы CAD үлгісін жібермеңіз. Оларды өндіруге жарамдылық кезеңіне қатыстырыңыз. Аздап тартылу бұрышының өзгеруі, радиустың нәзік реттеуі немесе ауыстырылған қақпа 95% кірістілік пен 70% кіріс арасындағы айырмашылықты білдіруі мүмкін. Біріктірілген өндірушінің тәжірибесі металды құюда ғана емес; ол балауыздан дайын өңделген құрамдас бөлікке дейінгі бүкіл тізбекті шарлауда.
Сайып келгенде, сынған керамикалық қабықтан шыққан нәрсе металлдан артық. Бұл әрқайсысы соңғысына сүйенетін бақыланатын қадамдардың ұзақ тізбегінің шарықтау шегі. Ол жұмыс істегенде, ол өндіріс сияқты емес, сынақ, қате және жинақталған құмыра арқылы алынған алхимия сияқты сезінеді. Бұл балауыздың артында тұрған шынайы оқиға.
