Support de montage en acier inoxydable | Investissement Casting OEM Solutions

1. Introduction

Moulage de précision (chanteur perdu) est un excellent itinéraire de production pour acier inoxydable supports de montage qui nécessitent une géométrie complexe, finitions attrayantes et performances mécaniques fiables.

Pour les volumes de mélange moyen à élevé, Le processus offre des formes de quasi-réseau, tolérances serrées, et la capacité de lancer une large gamme d'alliages en acier inoxydable (304/316, duplex, 17-4PH, 904L, etc.).

Correctement exécuté, Les supports coupés de fonds réduisent le nombre de pièces, minimiser le soudage, et offrir des performances esthétiques et corrosion supérieures par rapport aux méthodes alternatives.

2. Pourquoi choisir la coulée d'investissement pour le support de montage en acier inoxydable?

Moulage de précision (chanteur perdu) est souvent le meilleur itinéraire de fabrication lorsque les supports de montage doivent combiner géométrie complexe, résistance à la corrosion, Bonne finition de surface, et Contrôle dimensionnel reproductible.

Avantages d'ingénierie de base

Liberté de conception (complexité presque réseau)

• Sous-dépouille, poches internes, côtes fines, Les boss et filets intégrés peuvent être produits en une seule pièce sans soudage ni assemblage.
• Cela réduit le nombre de pièces, élimine les joints soudés (et leurs problèmes de corrosion / force) et raccourcit les cycles d'assemblage.

Hydraulique / Optimisation du chemin de chargement

• Les supports qui transportent des vecteurs de charge complexes ou doivent faire correspondre les surfaces d'accouplement confrontées bénéficient d'une coulée proche du réseau: Les formes de conformité des flux de contrainte et les côtes intégrales augmentent la rigidité sans usinage ajouté.

Matériel & flexibilité en alliage

• Le casting d'investissement accepte une large gamme d'alliages en acier inoxydable (304/316/316L, 17-4PH, 2205/2507 duplex, 904L) et les notes basées sur le nickel, Vous permettre de faire correspondre la corrosion et la force à l'environnement.

Finition de surface & apparence

• Les finitions telles que couchées typiques sont RA ≈ 1,6-3,2 μm, Souvent assez bon pour de nombreuses applications visibles.
  Avec le polissage ou l'électropolisation mécanique que vous pouvez atteindre Ra ≤ 0.4 μm (finition miroir) pour le matériel architectural.

Précision dimensionnelle & répétabilité

• Tolérances typiques à la couture de ± 0,1 à 0,3 mm (petites traits) signifie beaucoup moins d'usinage que le coulage de sable. La répétabilité entre les lots prend en charge l'ajustement et l'interchangeabilité cohérentes.

Utilisation des matériaux & Usinage secondaire réduit

• Les formes proches du réseau coupent considérablement les déchets de matériaux bruts par rapport à l'usinage des forgs / billettes.
  Économies de matériaux typiques vs mûr à part entière: 30–70% Selon la géométrie. L'usinage post-couché est limité aux fonctionnalités critiques (alésage, visages), réduisant souvent le coût du cycle total.

3. Alliage en acier inoxydable typique pour les supports

4. Conception pour le casting d'investissement (Dfic)

Un bon DFIC réduit la ferraille et l'usinage final. Règles clés pour les supports de montage:

• Épaisseur de section uniforme: Évitez les transitions brusques; Section idéale 2.0–6,0 mm en fonction de la charge. Murs fins (<1.5 mm) sont risqués pour les alliages en acier inoxydable.
• Rayons et filets: filet interne ≥ 1–2 × épaisseur locale pour éviter. Les coins pointus provoquent le retrait et la fissuration.
• Brouillon: Ajouter 1 à 2 ° de projet où l'élimination de la cire ou la traction de motifs est nécessaire (Aide à la vie d'outillage de cire).
• Patrons & coussinets de montage: Conception avec une allocation d'usinage (0.5–1,5 mm) Lorsque la planéité critique ou les fils taraudés nécessaires; Inclure le rayon à la jonction boss-to-Web.
• Knockouts et noyau: Utilisez des noyaux internes ou des caractéristiques pliables pour produire des recoins ou des contre-dépouilles.
• Trou & stratégie de fil: Pour les trous filetés de haute précision, spécifiez des trous usinés et des inserts à cochonnerie ou à hélicoïde; Pour les trous non critiques coulés près de net et de finition.
• Déclenchement & alimentation: Placer les portes pour nourrir les boss / hubs lourds; Évitez de déconnecter des côtes fines ou des sections V pour éviter la porosité.

5. Flux de processus de coulée d'investissement pour support de montage en acier inoxydable

Le processus de casting d'investissement pour les supports de montage implique 10 étapes séquentielles, chacun avec des points de contrôle critiques pour garantir la précision dimensionnelle et l'intégrité des matériaux:

5.1 Fabrication du modèle de maître

• Processus: CNC-Machine Un maître en aluminium / acier (tolérance ± 0,02 mm) ou imprimée 3D (Sla) un maître de résine pour les supports complexes (Par exemple, structures en treillis).
• Points de contrôle: 3D scanne le maître pour vérifier la géométrie (déviation ≤0,05 mm); Assurez-vous que les trous de montage / côtes s'alignent avec les spécifications de CAO.

5.2 Production d'outils de cire

• Processus: Créer un moule métallique en deux pièces (Acier P20) du maître; Ajouter des canaux de déclenchement (sprue, coureurs) dimensionné pour le débit en acier inoxydable (Largeur de porte = 1,5 × section la plus épaisse du support).
• Points de contrôle: Finure de surface de la cavité de moule Ra ≤0,8 μm (assure des surfaces de support lisses); Emplacement de la porte dans les zones non compatibles (Par exemple, base de support) Pour éviter les dommages après les instructions.

5.3 Injection de motif de cire

• Processus: Injecter de la cire fondu (mélange de paraffine-synthétique, 60–80 ° C) dans le moule sous une pression de 15 à 25 MPa pendant 20 à 40 secondes.
• Points de contrôle: Température de cire ± 2 ° C (Empêche la distorsion du modèle); pression d'injection ± 1 MPa (Assure une garniture complète des côtes fines).
• Inspection: 5% de motifs testés via cmm pour la position du trou (± 0,05 mm) et épaisseur de paroi (± 0,03 mm).

5.4 Assemblage de cire (Arbre)

• Processus: Fixez des motifs de support de cire de 10 à 20 à une entrue en cire (10–12 mm de diamètre); Brassets d'orientation pour minimiser le piégeage d'air (Par exemple, trous vers le haut).
• Points de contrôle: Force de connexion à la palette (5 N test de traction); Espacement de motif ≥ 5 mm (assure un revêtement de coquille uniforme).

5.5 Bâtiment de coquille en céramique

• Manteau primaire: Plonger l'arbre dans une suspension en zircon-alumine (Taille des particules 1–3 μm) + sable de zircon (40–60 mailles); Sécher 6 à 8 heures (40–60% d'humidité).
• Manteaux de secours: 4–6 couches de suspension de silice (Taille des particules 20–50 μm) + sable de silice (80–120 maille); Sécher 8 à 10 heures par couche.
• Points de contrôle: Épaisseur finale de la coquille de 5 à 8 mm (varie selon la taille du support); Résistance à la coque testée via une charge de compression (≥4 MPa).

5.6 Déwax (Épuisement professionnel)

• Processus: Chauffer la coquille à 900 à 1 000 ° C dans un four à vide pendant 2 à 3 heures pour vaporiser la cire.
• Points de contrôle: Taux de chauffage 50 ° C / heure (Empêche la fissuration de la coquille); Température finale ± 25 ° C (assure 100% élimination de la cire).

5.7 Tir de la coquille

• Processus: Tirer à 1 100–1 200 ° C pendant 2 à 3 heures pour friser la céramique.
• Points de contrôle: Maintenir le temps ± 15 minutes (Évite la sous-pépie); Perméabilité de la coquille testée par flux d'air (≥ 8 l / min à 0.1 MPA).

5.8 Fusion en acier inoxydable & Coulant

• Fusion: Utiliser Vim (crochets critiques) ou fusion d'induction (supports industriels) faire fondre en acier inoxydable (1,500–1 600 ° C pour 304 / 316L).
• Coulant: Préchauffer la coquille à 800–900 ° C; verser de l'acier fondu par gravité (supports simples) ou aspirateur (supports complexes / à faible volume).
• Points de contrôle: Température versant ± 20 ° C (assure la fluidité); Temps de remplissage 5 à 15 secondes (Évite les fermetures froides en côtes fines).

5.9 Refroidissement & Solidification

• Processus: Refroidir la coquille dans l'air (304/316L) ou une atmosphère contrôlée (17-4 PH / duplex 2205) à 200–300 ° C sur 4 à 8 heures.
• Points de contrôle: Taux de refroidissement 50–100 ° C / heure (réduit la contrainte thermique; Warpage bracknet ≤0,3 mm).

5.10 Retrait de la coque & Garniture

• Processus: Vibrer ou jet d'eau (0.3–0,5 MPa) Pour casser la coquille; Couper les portes / contremarches via le laser (± 0,1 mm précision) ou groupe Saw (± 0,5 mm).
• Points de contrôle: Élimination des portes 0,5 à 1,0 mm du support (Évite les dommages de surface); Pas de bavures sur les trous de montage (Critique pour l'ajustement de la fixation).

6. Fusion, Coulant, et traitement thermique

Fusion & Verser

• Faire fondre la propreté: induction fusion avec un linceul argon ou vim (pour les alliages critiques) réduit les inclusions et le ramassage de gaz. Viser les faibles niveaux d'oxygène et de soufre.
• Pour temperature: Les alliages en acier inoxydable ont coulé ~ 1 450–1 600 ° C selon la composition (316L ~1,450–1,520 °C).
  L'excès de surchauffe augmente l'oxydation; Trop basse provoque des erreurs en sections minces.
• Dégazage: La purge d'argon minimise la porosité de l'hydrogène.

Traitement thermique

• Austénitique (304/316): solution recuit ~ 1 040–1,100 ° C, Distinction rapide pour dissoudre les carbures et restaurer la résistance à la corrosion.
• Durcissement des précipitations (17-4PH): Solution Traitez ~ 1 040 ° C puis vieillit à 480–620 ° C par tempérament requis pour atteindre le rendement / traction.
• Duplex & super duplex: solution minutieuse recuit (1,050–1,120 ° C) et trempe rapide pour préserver l'équilibre des phases; Évitez les prises prolongées dans 600–950 ° C pour empêcher la phase Sigma.

Points de contrôle: Évitez la sensibilisation en austénitique (450–850 ° C) et phase sigma en duplex; Enregistrer les cycles de traitement thermique et vérifier la microstructure si le service est critique.

7. Opérations post-casting: Usinage, Caractéristiques d'assemblage, et finition de surface

Usinage & préparation de l'assemblage

• Alésages critiques: rame à H7 (Tolérance typique ± 0,01–0,02 mm) et vérifier la concentricité.
• Threads & inserts: pratique préférée: Machine Bosses pour Helicoil ou Inserts PEKK plutôt que de couler des fils dans un matériau mince.
• Mating Visages: Faiilles plates à mourir à une planéité spécifiée (0.05–0,2 mm en fonction de la taille).

Finition de surface

• Dynamitage / Blast de perle: finition mate uniforme (RA ~ 1,6-3,2 µm).
• Polissage mécanique & polissage: Réduire la PR à 0,2 à 1,0 µm pour les supports architecturaux ou sanitaires.
• Électropolition: supprime les micro-aspérités (RA ≤0,4 µm) et améliore la résistance à la corrosion - recommandée pour les supports marins / médicaux.
• Revêtements / placage: PVD, placage nickel, ou revêtement en poudre pour la couleur / l'apparence / la protection supplémentaire de la corrosion - Assurer la compatibilité avec le substrat en acier inoxydable et les règles environnementales.

Assemblée & soudage

• La coulée d'investissement réduit les soudures mais nécessite parfois de petites soudures pour les goujons ou les inserts; Utilisez une faible intrisation de chaleur et une passivation post-soudure pour éviter la corrosion de la teinte thermique.

8. Tolérances, Rugosité de surface & Contrôle dimensionnel

9. Assurance qualité

Méthodes d'inspection

• Dimensionnel: Mesure CMM pour la géométrie critique et les modèles de trous.
• Rugosité de surface: lectures de profilomètre pour les spécifications de finition.
• Visuel & tests de pénétrage (Pt): Détection de fissure de surface.
• Radiographie / Ct (Rt): porosité interne ou inclusions dans des supports critiques.
• Tests ultrasoniques (Utah): sections ou pièces moulées plus épaisses avec un accès RT limité.

10. Modes de défaillance communs et stratégies d'atténuation

11. Applications de l'industrie & Exemples de cas

Support de montage en acier inoxydable produit via casting d'investissement sont largement utilisés dans toutes les industries qui exigent fiabilité structurelle, résistance à la corrosion, et une précision de grande dimension.

Applications clés de l'industrie

12. Comparaison avec d'autres méthodes de fabrication

Le support de montage en acier inoxydable peut être produit en utilisant plusieurs méthodes: casting d'investissement, forgeage, estampillage, usinage, et fabrication soudée.

Chaque processus offre des avantages et des compromis uniques en termes de coût, flexibilité de conception, qualité de surface, et les performances.

Table comparative

Idées clés

• Force vs. Complexité: Le forgeage donne la plus haute résistance en raison du raffinement des grains, Mais le casting d'investissement permet plus Géométries complexes avec des côtes optimisées.
• Finition de surface & Esthétique: Le casting d'investissement surpasse le soudage et l'estampage pour les supports architecturaux où surfaces polies au miroir sont requis.
• Rentabilité: Pour volume élevé, supports à parois minces, L'estampage est le moins cher, mais pour moyen de volume, Formes 3D complexes, Le casting d'investissement offre le meilleur équilibre des coûts et des performances.
• Valeur du cycle de vie: Supports en acier inoxydable coupé en placement, surtout dans marin, aérospatial, et applications architecturales, offre durée de vie plus longue et moins maintenance, justifier leur coût initial plus élevé.

13. Coût, Délai de mise en œuvre, et des considérations de production-volume

• Coût d'outillage: outillage de cire généralement de 3 000 $ à 20 000 $; Amorter la quantité de commande.
• Coût par partie: compétitif pour les volumes moyens (100S - 10 000). Volumes très bas (<50) peut favoriser l'usinage ou les prototypes imprimés en 3D.
• Délai de mise en œuvre: Échantillons de prototypes 2 à 6 semaines (en fonction de la méthode d'outillage et de la finition). Production: plusieurs semaines selon la taille du lot et les étapes de finition.
• Conseil d'économie: exécuter une analyse d'amortissement NRE (outillage + Configuration ÷ partie Qté) Pour comparer les itinéraires de fabrication.

14. Conclusion

La coulée d'investissement est une méthode de production convaincante pour le support de montage en acier inoxydable lorsque la complexité de géométrie, qualité de surface, Et la sélection des alliages est importante.

En suivant les meilleures pratiques DFFI, Contrôler la fonte et verser les variables, et effectuer des opérations post-casting appropriées (alésage de précision, électropolition, passivation), Les fabricants peuvent livrer robuste, attractif, et supports à longue durée de vie pour les applications exigeantes.

Pour chaque projet, Évaluer le volume des pièces, Tolérances critiques, Les exigences de choix en alliage et de finition pour confirmer la coulée d'investissement sont l'itinéraire optimal.

 

FAQ

Ordre minimum viable pour le casting d'investissement?
Il n'y a pas de minimum universel, Mais le coût d'outillage signifie que la coulée d'investissement est plus économique pour les volumes moyens et élevés.

Prototypage rapide (3D cire / résine imprimée) abaisse les coûts initiaux pour les petites courses.

Puis-je lancer directement des trous filetés?
Tu peux, Mais les fils coulés dans les murs minces sont faibles. La pratique commune consiste à lancer un boss et une machine / taper ou installer des hélicoïdes / inserts pour la résistance et la répétabilité.

Quelle finition dois-je demander de supports marins?
Électropole + Passivation sur 316L ou sélectionnez des matériaux duplex / Super-Duplex; RA ≤0,4 µm est typique pour une longue durée de vie dans les environnements de chlorure.

Combien de l'allocation d'usinage dois-je concevoir?
Fournir 0,5 à 1,5 mm de mach. allocation sur les visages et les alésages critiques; Spécifiez les dims finaux aléants / taraudés sur le dessin.

Comment empêcher la distorsion dans les supports coulés soudés?
Minimiser le soudage par conception, Utilisez des processus d'entrée de chaleur faibles, Tack au besoin, Le stress soulagez puis effectuez l'usinage de finition comme étape finale.