Santrauka: Šiame praktiniame vadove išskaidomos pagrindinės investicijų atsiradimo defektų priežastys ir veiksmingi kokybės kontrolės žingsniai, padedant pramonės komandoms pagerinti dalių išeigą ir pasirinkti kvalifikuotus tiekėjus.
Inžinieriams ir pramoniniams pirkėjams investicinis liejimas – taip pat plačiai žinomas kaip prarastas vaško liejimas – dažnai painiojamas su platesniu tikslaus liejimo terminu.
Daugelis vartotojų ieško šių terminų pakaitomis, tačiau skirtumas yra svarbus, kai reikia nustatyti aiškius kokybės lūkesčius.
Investicinis liejimas konkrečiai reiškia dalių kūrimo procesą naudojant vienkartinį vaško raštą, padengtą ugniai atsparia keramika.
Pamesto vaško liejimas apibūdina tą patį pagrindinį procesą, o tikslusis liejimas yra platus skėtinis terminas, apimantis kelis beveik tinklo formos gamybos procesus, o investicinis liejimas yra viena iš pagrindinių šakų.
Šiame vadove pagrindinis dėmesys skiriamas defektų ir kokybės kontrolės iššūkiams, būdingiems investicinio liejimo darbo eigai, o ne kartoti bendruosius tikslaus liejimo proceso aprašymus.
Komandoms, ieškančioms daugiau informacijos apie pagrindinį procesą, galite peržiūrėti visą mūsų įvadą apie prarasto vaško liejimo technologiją.
Most Common Investment Casting Defects and Their Root Causes
Net ir esant gerai nusistovėjusiems proceso parametrams, liejimo detalėse dažnai atsiranda defektų, kurie nepasirodo iki galutinio patikrinimo.
Dauguma šių problemų neatsiranda atsitiktinai. Jie atsekami į konkrečius kontroliuojamus modelio kūrimo, apvalkalo gamybos ar liejimo taškus.
Šių pagrindinių priežasčių supratimas padeda komandoms sumažinti pakartotinį pertvarkymą ir išvengti sugedusių partijų priėmimo.
Dujų poringumas ir intarpai
Gas porosity appears as small rounded voids on or just below the part surface, usually exposed only after machining.
Dažniausiai susidaro, kai keraminio apvalkalo viduje įstrigusios dujos nepakankamai greitai išbėga užpildant išlydytą metalą – tai dažna problema gaminant kompleksą. nerūdijančio plieno sparnuotės liejiniai.
Įprasti veiksniai yra nepakankamas apvalkalo pralaidumas, per didelė ugniai atsparių medžiagų drėgmė arba metalo liejimas per dideliu greičiu, kuris sulaiko orą formos viduje.
Kietieji intarpai yra nemetalinės pašalinės dalelės, įterptos į liejinį.
Paprastai jie atsiranda dėl įtrūkusių lukštų fragmentų, kurie nutrūksta pilant, nesudegusių pelenų liekanų, likusių formoje po vaško išdegimo, arba priemaišų, sumaišytų į išlydytą metalą prieš pilant.
Unlike isolated surface porosity, large embedded inclusions can cause unexpected part failure under cyclic load.
Susitraukimo ertmė ir mikroporingumas
Susitraukimo defektai susidaro tada, kai išlydytas metalas stipriai susitraukia kietėjimo metu, negaudamas pakankamai papildomos skystos tiekimo medžiagos kompensuoti.
Dideles atviras susitraukimo ertmes gana lengva pastebėti dalies paviršiuje, tačiau storose dalyse paslėptas mikroporingumas yra daug problemiškesnis.
Jis dažnai nepasirodo atliekant standartinę vizualinę apžiūrą, o tik sandarus arba nepavyksta atlikti slėgio bandymo ilgai po to, kai dalis buvo pristatyta.
This defect almost always points to poor gating and riser design.
Jei kietėjimo seka nesilaiko aiškaus krypties kelio nuo tolimiausios dalies sekcijos atgal į padavimo stovą, neišvengiamai susiformuos izoliuotos karštosios vietos ir susidarys vidinis susitraukimas.
Paviršiaus įtrūkimai ir iškraipymai
Paviršiaus įtrūkimai ir dalių iškraipymai paprastai susidaro aušinimo stadijoje. Uneven thermal stress exceeds the material’s strength at high temperature.
Ši problema ypač paplitusi plonasienėse sudėtingos geometrijos dalyse, kur skirtingos sienų dalys vėsta labai skirtingu greičiu.
Cracks can also be introduced during the shell knock-out process.
Jei darbuotojai nuimdami keraminį apvalkalą taiko pernelyg didelį mechaninį poveikį, vis dar gana karštas liejimas gali susidaryti paslėptų mikro įtrūkimų, kurie išplis tik vėliau apdirbant ar aptarnaujant.
Iškraipymas dažnai įvyksta, kai pats vaško raštas deformuojasi prieš statant apvalkalą arba kai liejinys išmušamas, kol jis išlieka karštas, kol vidinis šiluminis įtempis pakankamai neišsisklaidė.
Actionable Investment Casting Quality Control Checkpoints
Daugelio investicinio liejimo kokybės problemų negalima išspręsti po išpylimo.
Veiksmingiausia kontrolės strategija yra nustatyti patikrinamus kontrolės taškus kiekviename pagrindiniame gamybos etape, o ne visiškai pasikliauti galutine dalių patikra.
Taikant šį metodą, anksti nustatomos išvengiamos klaidos ir neleidžiama išmesti visų partijų.
Pelėsių ir vaško raštų patikrinimas prieš gamybą
Quality control starts before any metal is poured. Pirmasis kritinis kontrolinis taškas yra pradinis vaško modelio matmenų patikrinimas.
Net nedidelės vaško modelio matmenų paklaidos padidės po apvalkalo pastatymo ir metalo sukietėjimo, todėl galutinė dalis bus netoleruojama.
Įprasta praktika yra tikrinti pirmąjį vaško raštą iš kiekvienos naujos gamybos, palyginti su visu 2D brėžiniu, o ne tik tikrinti kelis svarbius matmenis.
Komandos taip pat turėtų patikrinti, ar ant vaško dalies nėra matomų paviršiaus raukšlių, tekėjimo linijų ar rašto įpurškimo defektų, nes jie persikels tiesiai į galutinį metalinį paviršių.
Apvalkalų gamybos ir išpylimo proceso valdymas
Tai daugeliui pirkėjų dažniausiai nepastebėtas kokybės kontrolės punktas, nes korpuso kūrimo procesas vyksta liejyklos viduje ir retai matomas klientams.
Keraminės dangos sluoksnių skaičius, kontroliuojamas džiūvimo laikas tarp kiekvieno sluoksnio ir galutinė aukštos temperatūros apvalkalo perdegimo temperatūra tiesiogiai veikia galutinę liejimo kokybę.
Insufficient drying time between coats leads to wet, weak shells that easily crack or deform during pouring.
Nepilnas vaško perdegimas formos viduje palieka anglies likučius, kurie reaguoja su išlydytu metalu ir sukuria paviršiaus defektus.
Patikrinimas, ar tiekėjas laikosi dokumentais numatytų apvalkalo proceso ciklų, o ne skubėti gaminti pagal terminus, yra vienas patikimiausių būdų sumažinti netikėtus defektus.
Galutinis matmenų ir neardomasis bandymas
Po liejimo, išmušimo ir apdailos galutinis patikrinimo etapas patvirtina, ar dalys atitinka visus nurodytus reikalavimus.
Tai turėtų apimti matmenų patikrinimą svarbiuose sutampančius paviršius, vizualinį paviršiaus įtrūkimų ir defektų patikrinimą ir atitinkamus neardomuosius bandymus, parinktus atsižvelgiant į galutinį dalies panaudojimą.
Dalims, naudojamoms esant slėgiui arba didelio ciklo apkrovai, standartinės papildomos patikros apima slėgio nuotėkio bandymą, fluorescencinio skvarbumo tikrinimą, ar nėra paviršiaus įtrūkimų, ir kai kuriais atvejais rentgeno patikrą, siekiant aptikti paslėptą vidinį susitraukimą, kurio vizualiai apžiūrėjus nepavyksta rasti. Daugiau apie kokybės standartus galite sužinoti mūsų puslapyje. guide to top investment casting suppliers.
Kaip įvertinti investicijų liejimo tiekėjo realius procesų pajėgumus
You do not need to visit a foundry in person to make a reasonable initial assessment of its real quality control maturity.
Keletas paprastų klausimų ir dokumentų patikros gali padėti išfiltruoti tiekėjus, kurie tiekia tik nuolatinę žemos kokybės produkciją.
- Ask if they maintain formal process records for shell layer counts, burnout temperatures and actual pouring temperatures for each batch.
- Patvirtinkite, ar tiekėjas pateikia išsamią pirmojo gaminio patikrinimo ataskaitą, kurioje yra matmenų matavimo įrašai, medžiagų bandymų ataskaitos ir defektų tikrinimo rezultatai naujiems gamybos etapams.
- Paprašykite peržiūrėti naujausias pirmojo gaminio panašių dalių patikrinimo ataskaitas, kad įsitikintumėte, jog jų tikroji matmenų patikros apimtis atitinka jūsų brėžinio reikalavimus.
- Patvirtinkite, ar jų standartinis apdorojimas po liejimo apima įtempių mažinimą, o tai drastiškai sumažina sudėtingų lydinio dalių paslėptų iškraipymų ir įtrūkimų riziką.
Kai reikia įsigyti kvalifikuotų precizinio investicinio liejimo komponentų, šių proceso valdymo rodiklių peržiūra ankstyvame tiekėjo vertinimo etape padės išvengti daugelio brangių kokybės netikėtumų vėliau.
| Dažnas defekto tipas | Pirminės kilmės procesas | Greitas patikrinimo vietoje metodas |
| Dujų poringumas | Pouring and shell burnout | Vizualiai apžiūrėkite apdirbtus paviršius, ar nėra mažų suapvalintų tuštumų |
| Kieti inkliuzai | Shell making and metal melting | Use penetrant testing to spot hard non-metallic spots exposed on the surface |
| Shrinkage Cavity / Micro Porosity | Gating design and solidification | Atlikite slėgio nuotėkio bandymą arba patikrinkite mėginio tašką rentgeno spinduliais storose dalyse |
| Paviršiaus įtrūkimai | Cooling and shell knock-out | Naudokite padidintą vizualinį patikrinimą arba skvarbų patikrinimą išilgai aštrių kampų ir plonų perėjimų sričių |
| Dalies iškraipymas | Wax pattern and post-pouring cooling | Palyginkite kritinius mazgo matmenis su brėžinio leistinomis nuokrypomis |
Dažnai užduodami klausimai
How can I reduce casting defect risk at the drawing stage?
Galite drastiškai sumažinti vėlesnių defektų skaičių, vengdami staigių, nepereinamųjų sienelės storio pokyčių, pridedant tinkamus suapvalintus spindulius visuose aštriuose kampuose ir pranešdami tiekėjui, kurie matmenys yra labai svarbūs montuojant.
Dėl šių nedidelių konstrukcijos pakeitimų kryptinį sukietėjimą daug lengviau valdyti.
Kokią tipišką matmenų toleranciją gali pasiekti standartinis investicinis liejimas?
Standartinėmis sąlygomis po apdirbimo, daugumai standartinių anglinio plieno ir mažai legiruotų dalių, kurių maksimalus matmuo yra 300 mm, gerai kontroliuojamas liejimas gali patikimai išlaikyti maždaug ±0,5 mm 50 mm matmens leistinus nuokrypius, nereikalaujant didelio apdirbimo po liejimo.
Tighter tolerances are possible, but they usually require additional secondary sizing operations after casting.
Didesnių gabaritų dalims arba specialioms labai legiruotoms medžiagoms gali prireikti pakoreguotų tolerancijos specifikacijų, iš anksto patvirtintų tiekėjui.
