1- Què és el càsting d’inversions?
La fosa per inversió, que també es coneix com fosa de cera perduda o fosa de precisió, es refereix a la formació de ceràmica al voltant dels patrons de cera per crear un motlle de diverses parts o una sola part per rebre metall fos. Aquest procés utilitza un procés de patró de cera modelada per injecció prescindible per aconseguir formes complexes amb qualitats superficials excepcionals. Per crear un motlle, un patró de cera o un conjunt de patrons es submergeix diverses vegades en material ceràmic per construir una closca gruixuda. El procés de des-cera és seguit pel procés de seques de closca. Després es produeix la closca de ceràmica sense cera. A continuació, s'aboca el metall fos a les cavitats o cúmuls de la carcassa de ceràmica i, una vegada sòlid i refredat, la carcassa de ceràmica es trenca per revelar l'objecte de metall colat final. Les peces de fosa d’inversió de precisió poden aconseguir una precisió excepcional tant per a peces de fosa petites com grans en una àmplia gamma de materials.
2- Quins avantatges té el càsting d’inversions?
✔ Excel·lent i suau acabat superficial
✔ Toleràncies dimensionals estretes.
✔ Formes complexes i complexes amb flexibilitat de disseny
✔ La capacitat de fer parets primes, per tant, és un component de fosa més lleuger
✔ Àmplia selecció de metalls colats i aliatges (ferrosos i no ferrosos)
✔ No es requereix esborrany en el disseny de motlles.
✔ Reduir la necessitat de mecanitzat secundari.
✔ Residus materials baixos.
3- Quins són els passos del procés de càsting d’inversions?
Durant el procés de colada per inversió, es recobreix un patró de cera amb un material ceràmic que, quan s’endureix, adopta la geometria interna de la colada desitjada. En la majoria dels casos, diverses parts es col·loquen juntes per obtenir una alta eficiència mitjançant la fixació de patrons de cera individuals a un pal de cera central anomenat sprue. La cera es fosa fora del patró, motiu pel qual també es coneix com el procés de cera perduda, i s’aboca metall fos a la cavitat. Quan el metall es solidifica, el motlle ceràmic es sacseja, deixant la forma gairebé neta de la fosa desitjada, seguida d’acabats, proves i embalatge.
4- Per a què s’utilitzen els càstings d’inversió?
Les peces de fosa d’inversió s’utilitzen àmpliament en bombes i vàlvules, automòbils, camions, hidràulica, carretons elevadors i moltes altres indústries. A causa de la seva excepcional tolerància a la fosa i el seu acabat excel·lent, les foses de cera perduda s’utilitzen cada vegada més. Especialment, les peces de fosa d'inversió d'acer inoxidable tenen un paper important en la construcció de vaixells i les embarcacions, ja que tenen un fort rendiment anti-òxid.
5- Quina tolerància al càsting podria arribar a la vostra fosa mitjançant el càsting per inversió?
Segons els diferents materials aglutinants que s’utilitzen per fer la closca, la fosa d’inversió es podria dividir en fosa de sol de sílice i fosa de vidre d’aigua. El procés de fosa per inversió de sol de sílice té millors toleràncies de fosa dimensional (DCT) i toleràncies de fosa geomètrica (GCT) que el procés de vidre d’aigua. Tanmateix, fins i tot pel mateix procés de fosa, el grau de tolerància serà diferent de cada aliatge de fosa a causa de la seva fosa.
La nostra foneria voldria parlar amb vosaltres si teniu una sol·licitud especial sobre les toleràncies requerides. A continuació, es detallen el grau de toleràncies generals que podríem assolir tant mitjançant processos de colada de sol de sílice com de colada de vidre d’aigua:
✔ Grau DCT per fosa de cera perduda de sílice sol: DCTG4 ~ DCTG6
✔ Grau DCT per fosa de cera perduda de vidre d’aigua: DCTG5 ~ DCTG9
✔ Grau GCT per fosa de cera perduda de sílice sol: GCTG3 ~ GCTG5
✔ Grau GCT per fosa de cera perduda de vidre d'aigua: GCTG3 ~ GCTG5
6- Quins són els límits de mida dels components de fosa d’inversió?
Es poden produir foses d’inversió en tots els aliatges des d’una fracció d’onça, per a aparells dentals, fins a més de 1.000 lliures. (453,6 kg) per a peces complexes de motors d'avions. Els components més petits es poden llançar a centenars per arbre, mentre que les peces més pesades sovint es produeixen amb un arbre individual. El límit de pes d’una fosa d’inversió depèn de l’equip de manipulació de motlles de la planta de fosa. Les instal·lacions col·loquen peces de fins a 20 lliures. (9,07 kg). No obstant això, moltes instal·lacions domèstiques augmenten la seva capacitat per abocar peces i components més grans de 20 a 120 lliures. (9,07-54,43 kg) cada vegada són més freqüents. Una proporció que s’utilitza sovint en el disseny per a la fosa d’inversió és de 3: 1, per cada 1 lliura. (0,45 kg) de fosa, hi hauria d'haver 3 lliures. (1,36 kg) a l'arbre, en funció del rendiment necessari i de la mida del component. L’arbre sempre ha de ser significativament més gran que el component, i la proporció assegura que durant els processos de fosa i solidificació, el gas i la contracció acabaran a l’arbre, no a la fosa.
7- Quin tipus d’acabats superficials es produeixen amb la fosa d’inversió?
Com que la carcassa de ceràmica s’uneix al voltant de patrons suaus produïts mitjançant la injecció de cera en una matriu d’alumini polit, l’acabat de fosa final és excel·lent. Un microacabat de 125 rms és estàndard i són possibles acabats fins i tot més fins (63 o 32 rms) amb operacions d’acabat secundari post-fosa. Les instal·lacions individuals de fosa de metall tenen els seus propis estàndards per a taques superficials, i el personal de les instal·lacions i els enginyers / dissenyadors / clients discutiran aquestes capacitats abans que es publiqui l'ordre d'eines. Alguns estàndards depenen de l'ús final i de les característiques cosmètiques finals d'un component.
8- Els càstings d’inversió són cars?
A causa dels costos i la mà d’obra amb els motlles, les peces de fosa d’inversió solen tenir costos més elevats que els mètodes de fosa de peces forjades o de sorra i motlle permanent. No obstant això, compensen el cost més elevat gràcies a la reducció del mecanitzat aconseguida mitjançant toleràncies de forma gairebé neta. Un exemple d'això són les innovacions en els balancins automotors, que es poden emetre pràcticament sense necessitat de mecanitzat. Moltes peces que requereixen fresat, tornejat, trepat i rectificat per acabar poden ser foses d'inversió amb només un acabat de 0,020-0,030. A més, les peces de fosa d’inversió requereixen angles mínims d’esborrany per eliminar els patrons de l’eina; i no cal cap esborrany per eliminar les peces metàl·liques de la carcassa de la inversió. Això pot permetre dissenyar foses amb angles de 90 graus sense mecanitzat addicional per obtenir aquests angles.
9- Quins equips d’eines i patrons són necessaris per a la fosa de cera perduda?
Per produir els patrons de motlle de cera, caldrà fabricar una matriu metàl·lica de cavitat dividida (amb la forma de la fosa final). Depenent de la complexitat de la fosa, es poden emprar diverses combinacions de nuclis metàl·lics, ceràmics o solubles per permetre la configuració desitjada. La majoria d’eines per a la fosa d’inversions costen entre 500 i 10.000 dòlars. També es poden utilitzar prototips ràpids (RP), com ara models de litografia estereofònica (SLA). Els models RP es poden crear en poques hores i adoptar la forma exacta d’una peça. Les parts de RP es poden muntar juntes i recobrir amb purins ceràmics i cremar-se permetent una cavitat buida per obtenir un prototip de component de fosa d’inversió. Si la fosa és més gran que l’embolcall de construcció, es poden fabricar diverses parts del subcomponent RP, ensamblar-les en una sola part i emetre-les per aconseguir el component final del prototip. L’ús de peces RP no és ideal per a una producció elevada, però pot ajudar a un equip de disseny a examinar la precisió i la forma, l’ajust i la funció d’una peça abans d’enviar una comanda d’eina. Les peces RP també permeten al dissenyador experimentar amb configuracions de peces múltiples o aliatges alternatius sense un gran desemborsament de cost d’eines.
10- Hi ha defectes de porositat i / o retracció amb les peces de fosa d'inversió?
Això depèn de la forma en què una instal·lació de fosa de metall produeixi el gas del metall fos i de la rapidesa amb què les parts es solidifiquen. Com es va esmentar anteriorment, un arbre construït correctament permetrà que la porositat quedi atrapada a l’arbre, no la fosa, i una carcassa de ceràmica a alta calor permet un millor refredament. A més, els components de fosa amb inversió al buit eliminen els defectes de gasificació del metall fos a mesura que s’elimina l’aire. Els càstings d’inversió s’utilitzen per a moltes aplicacions crítiques que requereixen radiografia i han de complir uns criteris de solidesa definits. La integritat d'una fosa d'inversió pot ser molt superior a les peces produïdes per altres mètodes.
11- Quins metalls i aliatges es podrien abocar mitjançant la colada d’inversions a la vostra fosa?
Gairebé la majoria dels metalls i aliatges ferrosos i no ferrosos podrien ser colats mitjançant un procés de colada per inversió. Però, a la fosa de fosa de cera perduda, fonem principalment acer al carboni, acer aliatge, acer inoxidable, acer inoxidable súper dúplex, fosa gris, fosa dúctil, aliatges d’alumini i llautó. A més, algunes aplicacions requereixen l’ús d’altres aliatges especialitzats que s’utilitzen principalment en entorns difícils. Aquests aliatges, com el titani i el vanadi, compleixen les exigències addicionals que potser no s’aconseguirien amb els aliatges d’alumini estàndard. Per exemple, els aliatges de titani sovint s’utilitzen per produir pales de turbina i paletes per a motors aeroespacials. Els aliatges de base de cobalt i níquel-base (amb una varietat d’elements secundaris afegits per aconseguir propietats específiques de resistència, resistència a la corrosió i temperatura), són tipus addicionals de metalls colats.
12- Per què el càsting d’inversions també s’anomena càsting de precisió?
La fosa d’inversió també s’anomena fosa de precisió perquè té una superfície molt millor i una precisió més alta que qualsevol altre procés de fosa. Especialment per al procés de fosa amb sol de sílice, els fosos acabats podrien arribar a CT3 ~ CT5 en tolerància geomètrica de fosa i CT4 ~ CT6 en tolerància de fosa dimensional. Per a les carcasses produïdes per inversió, hi haurà menys o fins i tot cap necessitat de fer els processos de mecanitzat. En certa mesura, la fosa d’inversió podria substituir el procés de mecanitzat en brut.
13- Per què es diu Casting de cera perduda?
La fosa d’inversió rep el seu nom perquè els patrons (rèpliques de cera) s’inverteixen amb els materials refractaris envoltats durant el procés de fosa. El "invertit" aquí significa estar envoltat. Les rèpliques de cera s’han d’invertir (envoltar) pels materials refractaris per suportar l’alta temperatura dels metalls fosos que flueixen durant la colada.