Резиме: Овој водич ги опфаќа легурите, индустриските стандарди, правилата за NDT и советите за евалуација на добавувачите за компонентите за лиење во воздушната инвестиција што се користат во авиони и погонски системи.
Што е кастинг за аерокосмички инвестиции?
Лиење инвестиции во воздухопловството е процес на леење со изгубен восок со висока прецизност, приспособен да ги исполни екстремните барања за сигурност на авионите, вселенските летала и поврзаните погонски системи.
И покрај тоа што ги дели основните принципи на работа со општото индустриско инвестициско лиење, лиењето во воздушната класа следи многу построги контроли на чистотата на материјалот, стабилноста на димензиите, следливоста и границите на дефекти.
Воздухопловните компоненти често работат под висока температура, циклично механичко оптоварување, вибрации и корозивни атмосферски услови.
Традиционалната обработка од цврсти заготовки станува неекономична или непрактична за сложени геометрии со тенки ѕидови.
Инвестициското лиење им овозможува на производителите да создадат делови во форма на речиси мрежа со внатрешни премини, заоблени профили и сложени контури, истовремено намалувајќи го материјалниот отпад и обемот на работа на секундарната обработка.
Примарната цел на леењето во воздушната инвестиција е да се елиминираат критичните дефекти кои можат да доведат до катастрофален дефект за време на летот или работа на моторот.
Дури и мали внатрешни празнини или површински подмножества прифатливи за општите машински делови може да ги дисквалификуваат авионските одлеаноци кои се критични за летот.
Вообичаени легури што се користат во лиење во воздушната инвестиција
Изборот на материјали е една од најкритичните рани одлуки за проектите за леење во воздушниот простор.
Изборот на легура зависи од работната температура, механичкото оптоварување, отпорноста на корозија, целите на тежината и буџетските ограничувања.
Суперлегури на база на никел (серија Инконел: 718.625)
Суперлегурите базирани на никел доминираат во воздушните апликации на високи температури, особено во деловите со топла секција на гасната турбина.
Inconel 718 нуди висока цврстина на истегнување, отпорност на лази и добра заварливост при покачени температури.
Широко се користи за турбински дискови, сечила, млазници и структурни компоненти во млазни мотори.
Inconel 625 обезбедува извонредна отпорност на корозија и оксидација заедно со висока јачина.
Се претпочита за издувни склопови, колектори за испорака на течности и компоненти изложени на агресивни хемиски средини.
Овие легури се предизвик за лиење поради високите температури на топење и чувствителноста на дефекти на собирање.
Потребни се строги контроли на топење и зацврстување за да се одржат конзистентни металуршки својства.
Многу воздушни проекти се потпираат на одлеаноци од суперлегура на никел да издржи екстремни термички и механички оптоварувања.
Нерѓосувачки челик за стврднување со врнежи (17-4PH)
Нерѓосувачкиот челик со стврднување со врнежи од 17-4 PH е популарна опција за воздушни структурни одлеаноци кои работат на умерени температури.
Урамнотежува висока јачина, цврстина и отпорност на корозија со релативно полесно лиење и термичка обработка во споредба со суперлегурите.
Вообичаените апликации вклучуваат тела на вентили, држачи, помошни компоненти на опремата за слетување и куќишта на пумпата.
Неговите механички својства може да се прилагодат преку различни термички третмани за стареење за да одговараат на специфицираните барања за дизајн.
Легури на база на кобалт (Stellite)
Легурите на Stellite на база на кобалт се карактеризираат со одлична отпорност на абење, жешка цврстина и отпорност на термички замор.
Тие ги одржуваат перформансите при постојано триење и возење велосипед со висока температура.
Воздухопловните инженери избираат легури од Stellite за запечатување површини, седишта на вентили, компоненти на млазницата и носете облоги во склоповите за контрола на моторот и течностите.
Легурата се спротивставува на жолчката и површинската деградација при висок контактен притисок.
Јаглеродни и нисколегирани челици за воздушни одлеаноци
Јаглеродните и нисколегираните челици се користат за воздушни компоненти каде што перформансите на висока температура не се примарен услов.
Овие материјали обезбедуваат добра структурна цврстина по пониска цена, често се применуваат на некритични куќишта, држачи за поддршка и хардвер за тестирање на земјата.
Тие ретко се користат во жешките зони на моторот, но остануваат вообичаени за одлеаноци на помошната воздушна рамка и дополнителните системи.
Задолжителни стандарди и сертификати за воздушни одлеаноци
Воздухопловните одлеаноци не можат да се потпираат само на визуелна инспекција.
Целиот производствен тек мора да ги следи стандардизираните спецификации што ги опфаќаат хемијата на суровините, топењето, лиењето, термичката обработка, инспекцијата и документацијата.
Спецификациите на ASTM ги поставуваат основните барања за хемискиот состав, механичките својства и критериумите за прифаќање на металните одлеаноци што се користат во воздушната.
Во прилог на ASTM, AMS (Спецификации за воздушни материјали) се широко усвоени индустриски стандарди за компоненти за летање, со построги металуршки правила и правила за инспекција.
Дополнителни спецификации специфични за проектот често се дефинирани од главните изведувачи или интеграторите на воздушниот систем.
Недеструктивното тестирање (НДТ) е задолжително за повеќето делови од лиење критични за летот. Вообичаените методи на НДТ вклучуваат:
- Радиографско тестирање (Х-зраци) за откривање на внатрешно собирање, порозност и инклузии
- Инспекција на течни пенетранти (LPI) за површински пукнатини и дисконтинуитети
- Инспекција на магнетни честички (MPI) за површински и блиску површински недостатоци на феромагнетни легури
- Ултразвучно тестирање за откривање на волуметриски дефекти во подебели делови
Целосната следливост на материјалот е уште еден услов за кој не може да се преговара.
Секоја серија на суровина, дневник за термичка обработка и извештај од инспекција мора да се чуваат и да се поврзат со поединечни лиени компоненти.
Следливоста овозможува анализа на основната причина доколку се откријат дефекти по породувањето.
Типични компоненти за воздухопловство направени со инвестициски кастинг
Инвестициското леење е одлично за воздушни делови со сложени внатрешни карактеристики и тесни димензионални барања.
Компоненти на турбината и моторот со топол дел
Сечилата, лопатките, млазниците и компонентите на согорувањето на турбините се класични одлеаноци за воздухопловна инвестиција.
Овие делови имаат сложени пасуси за ладење за управување со екстремна топлина во моторите со гасна турбина.
Леењето во форма на речиси мрежа го намалува количеството на скапа обработка потребна за тврди суперлегирани материјали.
Тела на воздушни вентили, куќишта и загради
Тела на вентили за контрола на течност, хидраулични куќишта и лесни структурни држачи се широко произведени преку леење во воздушната инвестиција.
Овие компоненти комбинираат сложени патеки на проток со строги барања за ограничување на притисокот.
Многумина бараат прецизна обработка по лиење за запечатување на површините и дупките за монтирање.
Помошни авионски структурни лиени делови
Помошните фитинзи на воздушната рамка, куќиштата на активаторите и потпорните одлеаноци за потсистемите на авионите се исто така вообичаени случаи.
Иако не се секогаш во најжешките зони на моторот, овие делови сепак мора да ги исполнуваат правилата за воздушни дефекти и следливост.
Нашето портфолио опфаќа широк спектар на компоненти за лиење во воздушната инвестиција за апликации за мотор и авионска рамка.
Клучни дефекти и ризици за квалитет во кастинг за воздухопловни инвестиции
Дури и со контролирано производство, може да се појават неколку видови дефекти во инвестициските одлеаноци.
Воздухопловните леарници мора да спроведат контроли на процесот за да ги ограничат или елиминираат овие ризици.
Порозност или гасни празнини се формираат кога заробениот гас не излегува од стопениот метал за време на зацврстувањето.
Внатрешната порозност често е невидлива визуелно и бара радиографска инспекција за да се открие.
Смалувачките шуплини произлегуваат од контракцијата на волуменот додека металот се лади.
Правилниот дизајн на капакот и подигачот се користат за да се нахрани стопениот метал и да се компензира собирањето.
Површинските подмножества и дефектите на згура доаѓаат од фрагменти од керамичка обвивка или нечистотии кои влегуваат во стопената струја.
Строгата контрола на материјалот од школка и дисциплината за истурање го намалуваат ризикот од вклучување.
За воздушни апликации, ограничувањата за прифаќање дефекти се далеку построги отколку за општите индустриски одлеаноци.
Некои помали дефекти прифатливи за хардвер кој не е летачки ќе резултира со целосно отфрлање на делот за склопови кои се критични за летот.
Како да се процени леарница за леење на воздушни и вселенски инвестиции
Изборот на квалификувана леарница е еден од чекорите со најголемо влијание во набавката на компоненти од воздухопловството.
Купувачите треба да ги проценат овие основни способности пред да доделат нарачки за прототип или производство.
Производствена способност и искуство за обработка на легура
Потврдете дали леарницата редовно ја лее специфичната легура потребна за вашиот проект.
Суперлегурите и специјалните нерѓосувачки челици бараат специјализирано искуство за топење и ракување.
На леарница искусна со стандардни челични одлеаноци може да им недостасуваат контроли на процесот за вселенска работа Inconel или Stellite.
Прегледајте го нивното минато портфолио на воздушни компоненти за да проверите дали има делови со слична геометрија, дебелина на ѕидот и опсег на големина.
НДТ и металуршки лабораториски капацитет
Надлежниот добавувач на воздушно леење мора да има внатрешен или потврден капацитет за NDT од трета страна.
Проверете дали инспекторите ги поседуваат потребните квалификации за радиографско тестирање, продорни и магнетни честички.
Способностите на металуршката лабораторија овозможуваат сертификација на материјали, анализа на микроструктурата и механичко тестирање на примерокот за да се потврдат резултатите од термичка обработка.
Барања за следливост за воздушни одлеаноци
Побарајте да го прегледате нивниот работен тек за следливост на материјали.
Добавувачот треба да ги следи загревањата на суровините, сериите за топење, записите за термичка обработка и извештаите од инспекцијата поврзани со секој сериски број за леење.
Недостасувањето на записите за следливост може да ги дисквалификува деловите за воздушна употреба.
Сериско производство и капацитет за леење прототип
Многу воздушни проекти започнуваат со прототипови одлеаноци за верификација на дизајнот пред целосно производство.
Потврдете дека леарницата може да поддржува и прототипови со низок волумен и стабилно сериско производство, со постојани контроли на квалитетот во двете фази.
Проверете го времето на испорака за пакети за алатирање, прототип за леење и проверка на првиот артикл (FAI).
Прототип наспроти масовно производство за леани делови за воздушно-вселенски инвестиции
Прототип на воздушни одливки се фокусираат на потврдување на геометријата, перформансите на материјалот и изводливоста на процесот на лиење.
Алатката за прототипови може да користи побрзи модели со пониска цена, но стандардите за хемијата на материјалите и инспекцијата сè уште треба да одговараат на конечните барања за производство ако податоците од тестот ја поддржуваат квалификацијата за летот.
Воздухопловните одлеаноци за масовно производство бараат заклучени, повторливи процесни параметри.
Алатката, производството на школки, распоредот на топење и циклусите на термичка обработка се целосно контролирани и документирани.
Пакетите за инспекција на првиот член (FAI) вообичаено се потребни пред објавувањето на сериското производство.
Преминот од прототип во производство е вообичаена точка на ризик.
Промените на восочните модели, материјалите за капа или школка може да го променат квалитетот на леењето.
Во производството на воздухопловството, сите модификации на процесот бараат формално инженерско одобрување и ревалидација.
Добрите добавувачи ги документираат сите промени во процесот и ги потврдуваат перформансите на делот по секоја модификација.
Повеќето одлеаноци имаат потреба од секундарна завршна обработка, вклучувајќи прецизна CNC обработка за одлеаноци, за да се постигнат конечни димензии на цртежот.
Најчесто поставувани прашања
Каква е толеранцијата на леењето на воздушната инвестиција?
Толеранциите зависат од легурата, големината на делот, дебелината на ѕидот и геометријата на лиење.
Ленењето во воздухопловната инвестиција постигнува построга димензионална прецизност во споредба со леењето со песок, но овие вредности се однесуваат на условите на излевање.
Критичните површини за парење обично бараат секундарна CNC обработка за да се исполнат конечните толеранции на цртање.
Само толеранциите како излеани ретко ги задоволуваат барањата за прецизно склопување за хардверот за летање.
Вредностите на толеранција треба да се дефинираат и договорат за време на фазата на проектирање за преглед на лиење.
Може ли воздушните одлеаноци да се обработуваат со ЦПУ по лиење?
Да. Повеќето одлеаноци за инвестиции во воздухопловството бараат секундарна прецизна обработка на површините за запечатување, дупките за монтирање и карактеристиките за парење.
Обработката го отстранува вишокот материјал и носи критични димензии на спецификациите за печатење.
Дизајнерите мора да го земат предвид додатокот за машински акции во почетниот модел на леење.
Кои NDT тестови се потребни за воздушни одливки?
Потребното тестирање зависи од нивото на критичност на компонентата.
Одлеаноците кои се критични за летот најчесто бараат рендгенска радиографија, инспекција на течни пенетранти и целосна сертификација на материјалот.
Дополнителни ултразвучни испитувања или металуршки примероци може да бидат специфицирани според проектните стандарди.
