Инвестиционное литье из нержавеющей стали

1. Введение

Инвестиционное литье из нержавеющей стали, Также известен как точное литье или утерянное восковое литье, очень точный и универсальный метод производства, используемый для производства комплекса, Высокопроизводительные компоненты с жесткими допусками и превосходной отделкой поверхности.

Он играет важную роль в современных промышленных приложениях, где точность размеров, Материальная целостность, и коррозионная стойкость необходима.

Как спрос на легкий вес, долговечный, и замысловатые детали продолжают расти в таких отраслях, как аэрокосмическая промышленность, медицинский, нефтехимический, и пищевая обработка, Инвестиционное литье из нержавеющей стали становится все более ценным.

Этот процесс позволяет производителям создавать детали из нержавеющей стали вблизи сети при минимизации обработки, материальные отходы, и сложность сборки.

2. Что такое инвестиционный кастинг?

Литье по выплавляемым моделям- также известный как потерянный или точный лить.

Как только оболочка затвердевает, воск растоплен («Потерянный воск»), оставляя точную полость, в которую выливают расплавленный металл.

После затвердевания, Керамическая оболочка отрывается, чтобы раскрыть металлическую часть, которая верно воспроизводит оригинальную геометрию воска.

3. Зачем использовать нержавеющую сталь для инвестиционного литья?

Нержавеющая сталь Сочетает исключительные механические характеристики, коррозионная стойкость, и эстетические качества, Сделать его одним из самых универсальных и надежных материалов для точного инвестиционного литья.

Выдающаяся коррозионная стойкость

• Пассивный оксидный слой: Все нержавеющие стали образуют тонкие, Самопроизвольный поверхностный слой хрома, который предотвращает ржавчину и окрашивание даже в суровых условиях.
• Сопротивление ячейки: Такие оценки, как 316L и дуплекс 2205 Установите эквивалентные цифры сопротивления устойчивости на ямках (Древесина) ≥25, Обеспечение долгого срока службы в богатых хлоридных средствах массовой информации (НАПРИМЕР., морская вода, рассол).
• Химическая совместимость: Устойчивый к широкому диапазону рН (2–13), позволяя использовать в химической обработке, еда и напитки, и фармацевтические применения без особых покрытий.

Высокая сила и прочность

• Широкий спектр прочности:

• • Аустенитные оценки (304Л, 316Л): Прочность на растяжение 480–600 МПа; Сила урожая 200–300 МПа.
  • Сплавы с осадками (17--4PH): растягиваемая сила до 1,300 МПа после стареющего лечения.
  • Мартенситные оценки (410, 420): может быть обработан нагреванием, чтобы достичь прочности 800 МПа или больше.

• Отличная прочность: Даже в криогенных или суб -калевых приложениях, Аустенитные нержавеющие стали поддерживают ударную выносливость выше 80 J при –196 ° C.

Точная совместимость литья

• Диапазон плавности и плавления: Нержавеющие стали растают между 1,350 ° C и 1,500 ° C., Предоставление стабильного заливного окна, которое беспрепятственно работает с керамическими материалами.
• Точность размеров: Достигает допусков, до ± 0,1 мм на 100 ММ номинального измерения, Идеально подходит для компонентов, требующих точных посадков или сложных функций.
• Поверхностная отделка: Типичные As -Casteres достигают RA 1,6–3,2 мкм, уменьшение или устранение необходимости вторичной полировки.

4. Поэтапный процесс инвестиционного литья из нержавеющей стали

Рабочий процесс инвестиционного завода состоит из шести основных этапов, каждый тщательно контролируется для обеспечения точности размерных, Качество поверхности, и металлургическая целостность.

4.1 Создание воска

Умирайте дизайн & Изготовление

• Точные стальные умирают, разжигают ЧПУ, чтобы отразить геометрию окончательной части, Учет усадки (Обычно 1,5–2 % Для нержавеющей стали).

Восковая инъекция

• Расплавленный воск (парафиновые смеси с пластификаторами) вводится под давлением (4–6 бар) в кубик, заполнение полостей в 2 секунды.
• Целевой размерный вариация: ± 0,03 мм за 25 мм.

Проверка качества образца

• Визуальная проверка на пустоты, вспышка, или вязаные линии.
• Проверка веса: Масса каждого шаблона записывается для отслеживания урожайности и последовательности процессов.

4.2 Сборка восковых узоров

Образец деревьев

• Индивидуальные восковые узоры «привиты» на центральную восковую прутью, чтобы сформировать дерево, Оптимизация корма металла и минимизация турбулентности.
• Типичные размеры деревьев: 10–50 Образцы, в зависимости от размера части и емкости печи.

Затачивание и дизайн бегуна

• Поперечные размер ворот, чтобы сбалансировать скорость заполнения против турбулентности (стремление к числам Рейнольдса ниже 500).
• Ворота с горячими тапами или повседневные ворота уменьшают турбулентность и захват воздуха.

4.3 Здание снаряда (Керамическая суспендия и штукатурка)

Сначала погружение (Главное пальто)

• Прекрасная рефрактерная суспендия (Размер частиц 5–10 мкм) Кот.

Штукатурка

• Кремнезый песок (40–80 мкм) утиплен на мокрый главный слой для подкрепления.

Последующие пальто

• Альтернативная суспендия и штукатурка для 5–8 общих слоев, Толщина оболочки здания до 6–10 мм.
• Время сушки между пальто: 15-30 минут при 20–25 ° C и 40–60 % относительная влажность.

Окончательное покрытие

• Более грубый внешний слой (150-250 мкм частиц) обеспечивает механическую защиту во время обработки и залив.

4.4 Depaxing (Потерянный)

Автоклав Dewax

• Быстрый паровой цикл при 120–150 ° C и давление 2–5 бар в течение 1–2 минут, чтобы растопить основную часть воска.

Печь запекание

• Оболочки переносятся в духовку при 200–250 ° С в течение 2–4 часов для удаления остаточного воска и влаги.

Восковое восстановление

• Расплавленный воск собирается, отфильтрован, и переработано обратно в систему впрыска воска, достижение 95% повторное использование.

4.5 Предварительно нагреть и залить расплавленную нержавеющую сталь

Оболочка предварительно нагреть

• Сборки раковины выпекают при 1000–1,200 ° C в течение 1–3 часа, чтобы спешить керамику, Уехать от влаги, и уменьшить тепловой удар.

Плавильная печь

• Индукционные или электрические печи растопит металл из нержавеющей стали до 1400–1,550 ° C, в зависимости от сплава (НАПРИМЕР., 316L при ~ 1450 ° C).

Залив

• Гравитация залил, вакуумная помощь, или методы низкого давления заполняют формы с контролируемыми скоростями (20–50 см/с Скорость плесени) Чтобы минимизировать турбулентность.
• Типичный вес заливания на оболочку: 10-250 кг расплавленного металла.

4.6 Удаление снаряда, Отделка

Как только нержавеющая сталь полностью затвердевает, Керамическая оболочка удаляется с помощью механических методов, таких как песчаная обработка, вода, или вибрационная отделка.

В некоторых случаях, Химическое растворение может использоваться для сложной геометрии.

После удаления раковины, кастинг доходит до завершения операций, который обычно включает в себя удаление системы Sprue, поверхностное шлифование, и полировка, чтобы достичь желаемого качества поверхности.

Тепловая обработка может быть применена для повышения механических свойств, таких как прочность, твердость, или коррозионная стойкость, в зависимости от используемого сплава.

Точная обработка ЧПУ используется для удовлетворения допусков жестких размерных допусков, Особенно на критических поверхностях или спаривающихся интерфейсах.

5. Технические преимущества инвестиционного литья из нержавеющей стали

Инвестиционное литье из нержавеющей стали предлагает уникальную комбинацию точности, производительность, и экономика. Ниже приведены его основные технические преимущества:

Исключительная точность размеров

• Типичные допуски ± 0,1 мм на 100 ММ номинального измерения Включить детали с чистыми частями, которые требуют минимальной или отсутствия вторичной обработки.
• Последовательная репликация рисунка и толщина контролируемой оболочки.

Превосходная поверхность

• Аспирация шероховатости поверхности в диапазоне RA 1,6–3,2 мкм дает гладкие компоненты, готовые к обслуживанию или полировке света.
• Тонкие керамические первичные слои захватывают сложные детали и острые края, уменьшение шлифования и полировки.

Сложная геометрия

• Способность производить тонкие стены до 0.6 мм, Внутренние полости, подписаны, и негативные черновики без ядер.
• Облегчает консолидацию нескольких частей или функций в одном литье, Сокращение этапов сборки и потенциальных путей утечки.

Высокое использование материала и урожайность

• Восковые узоры и керамические раковины полностью восстанавливаются, С превышающими ставками повторного использования воска 95 %.
• Типичный урожай металлов 85–95 % сводит к минимуму отходы по сравнению с протективными процессами.

Широкая совместимость сплава

• Успешно разыграть широкий спектр нержавеющих сортов - от 304/316 Austenitics до 17-4PH осадки - хардирование и дуплекс 2205 - какая -то приспособленная коррозионная стойкость, сила, и выносливость.
• Единая микроструктура и контролируемое охлаждение предотвращают сегрегацию, обеспечение последовательных механических свойств.

Экономическая эффективность в среднем до высоких объемах

• Стоимость инструмента (Восковые умирающие и керамические инструменты) амортизируются по сравнению с производственными пробежками сотен до десятков тысяч частей, Вождение за затраты на затраты ниже затрат на обработку из бара.
• Снижение вторичных операций (сварка, сборка, обширная обработка) дальнейшие более низкие общие расходы на производство.

Более короткие сроки для сложных частей

• От разрешения CAD до первых производственных отливок всего за 4–6 недель, опередить пользовательскую обработку или ковкость для геометрически сложных компонентов.
• Автоматизированные системы строительства и погрузки на строительство и Dewaxing поддерживают быстрое, Повторяемое время цикла.

Улучшенные механические характеристики

• Заливка формы почти сеть сводит к минимуму концентраторы напряжений и упрочнение работы, вызванных обработкой, Улучшение усталости жизни.
• По желанию в сочетании с теплообразующими обработками (Решение отжиг, старение) к тонкой твердости, Урожайность, и выносливость.

6. Рекомендации по проектированию инвестиционных отливок из нержавеющей стали

При проектировании деталей для литья инвестиций из нержавеющей стали, Следующие проверенные руководящие принципы обеспечивают надежное заполнение плесени, Звуковая металлургия, и минимальное усовершенствование после векселя.

7. Обычные оценки из нержавеющей стали в инвестиционном литье

Инвестиционное литье из нержавеющей стали поддерживает широкий спектр сплавов для удовлетворения разнообразных требований применения в разных отраслях промышленности.

Каждый класс предлагает уникальную комбинацию механических свойств, коррозионная стойкость, и возможности термической обработки.

8. Процессы после кастинга и варианты отделки

Операции после кастинга важны для превращения необработанного инвестиционного литья из нержавеющей стали в высокую производительность, точный компонент.

Эти процессы повышают точность размеров, Качество поверхности, механические свойства, и убедитесь, что кастинг соответствует функциональным и нормативным требованиям.

Термическая обработка

Тепловая обработка часто применяется к литьям из нержавеющей стали для улучшения прочности, твердость, пластичность, и коррозионная стойкость. Специальное лечение зависит от типа сплава:

• Аустенитные нержавеющие стали (НАПРИМЕР., 304, 316):

• • Решение отжиг (1,040–1,120 ° C.): Растворяют хромовые карбиды, Уточняет структуру зерна, и улучшает коррозионную стойкость.
  • Быстрое гашение: Предотвращает сенсибилизацию и межранальную коррозию.

• Мартенситные нержавеющие стали (НАПРИМЕР., 410, 420):

• • Утверждение и отпуск (950–1,050 ° C.): Увеличивает твердость и прочность на растяжение.
  • Отпуск: Корректирует прочность и снижает хрупкость после упрочнения.

• Осадочные стали (НАПРИМЕР., 17-4PH):

• • Старение лечения (НАПРИМЕР., H900, H1025): Улучшает прочность и твердость урожая посредством контролируемого осаждения фаз богатых медью.

Поверхностная обработка

Поверхностная отделка усиливает внешний вид, чистота, и коррозионное сопротивление кастинга. Общие методы лечения включают:

• Маринованный

• • Удаляет оксиды поверхности и масштабирование с использованием кислотных растворов (Обычно азотные и гидрофторические кислоты).
  • Готовит кастинг для пассивации или электрополирования.

• Пассивация

• • Увеличение коррозионной устойчивости, образуя стабильный слой оксида хрома.
  • Обычно делается с использованием ванн с азотной кислотой или лимонной кислотой.

• Электрополирование

• • Процесс анодного растворения, который сглаживает и осветляет поверхность, удаляя микро-желтость.
  • Идеально подходит для санитарного, медицинский, и пищевое применение.

• Выстрел в взрыв / Песочный взрыв

• • Механически удаляет остатки керамической оболочки, окисление, и поверхностные дефекты.
  • Обычно используется в качестве предварительного шага перед полировкой или покрытием.

Обработка с ЧПУ и размерная отделка

Хотя инвестиционное кастинг достигает точности в форме сети, Некоторые критические поверхности или допуски могут потребовать после приема.

• Фрезерование с ЧПУ / Поворот

• • Используется для достижения жестких допусков (НАПРИМЕР., ± 0,01 мм) и точная поверхность завершается на нитях, выросли, или герметизация лица.
  • Особенно важно для спаривания деталей или сборок.

• Шлифование & Полировка

• • Применяется для улучшения эстетики, плоскостность, или подготовить детали для покрытия или сварки.
  • Зеркальная или атласная отделка может быть достигнута в зависимости от требований.

Проверка и контроль качества

После всех процессов отделки, отливки проходят строгий осмотр, чтобы обеспечить соответствие спецификациям и стандартам надежности.

• Проверка размерных

• • Инструменты: CMM (Координировать измерительные машины), цифровые суппорты, датчики
  • Проверяет критические допуски, концентричность, и геометрия.

• Неразрушающее тестирование (Непрерывный)

• • Визуальный осмотр (Визит): Поверхностные недостатки и дефекты
  • Краситель пенетрант тестирование (Пт): Поверхностные трещины и пористость
  • Рентгенографическое тестирование (Rt): Внутренние пустоты и включения
  • Ультразвуковое тестирование (UT): Недостатки в более толстых секциях
  • Тестирование магнитных частиц (Гору): Для ферромагнитных мартенситных сортов

• Механическое тестирование свойства (Если требуется)

• • Растяжение, влияние, твердость, и тестирование удлинения в соответствии со стандартами ASTM.

9. Применение инвестиционных отливок из нержавеющей стали

Инвестиционные отливки из нержавеющей стали используются в широком спектре отраслей, где точность, долговечность, и коррозионное сопротивление имеет решающее значение.

Способность производить сложные формы с жесткими допусками и превосходной поверхностной отделкой делает этот процесс особенно ценным для высокопроизводительных компонентов.

Аэрокосмическая промышленность

• Турбинные лезвия
• Двигатели корпуса
• Компоненты топливной системы
• Шарево -шасси

Почему инвестиционный кастинг?

Отливки из нержавеющей стали в аэрокосмической промышленности должны выдерживать высокие температуры, механическое напряжение, и коррозионная среда.

Инвестиционное литье обеспечивает производство легкого веса, сложная геометрия с минимальным пост-махинацией, решающий для производительности и топливной эффективности.

Медицинская и стоматологическая промышленность

• Хирургические инструменты
• Ортопедические имплантаты (бедра стебли, костяные винты)
• Стоматологические устройства и скобки
• Диагностическое оборудование детали

Почему инвестиционное кастинг из нержавеющей стали?

Нержавеющие стали медицинского качества, такие как 316L и 17-4 / штат, обеспечивают биосовместимость и устойчивость к стерилизации.

Инвестиционное литье позволяет замысловаться, гигиеничный, и повторяемые детали, необходимые в медицинских условиях.

Автомобильная промышленность

• Турбокомпрессоров
• Выхлопные коллекторы
• Корпуса датчиков
• Компоненты коробки передач

Почему инвестиционный кастинг?

В высокопроизводительных транспортных средствах, Тонкие детали из нержавеющей стали предлагают экономию веса, теплостойкость, и сила.

Инвестиционное литье идеально подходит для производства сложной трансмиссии или запчастей двигателя с небольшим и средним объемом.

Индустрия продуктов питания и напитков

• Насосные корпусы
• Гигиенические клапаны
• Трубные фитинги
• Клетки миксера

Почему инвестиционная литья из нержавеющей стали?

Оценки, такие как 304 и 316L широко используются из -за их коррозионной устойчивости и гигиенических свойств.

Инвестиционное литье производит плавное, Поверхности без щелей, которые легко чистить и соответствовать стандартам безопасности пищевых продуктов.

Морские и оффшорные приложения

• Пропеллеры и побочные отверстия
• Муфты и фланцы
• Насосные тела
• Якорные кронштейны

Почему инвестиционный кастинг?

Морская среда очень коррозийна, Особенно при воздействии соленой воды.

Несколько оценок, как 316 и дуплекс 2205 обеспечить отличное сопротивление ячеек, Коррозия расщелины, и коррозия стресса растрескивается.

Масло, Газ, и химическая обработка

• Клапанские тела
• Запечатывание колец
• Насосные компоненты
• Части теплообменника

Почему инвестиционная литья из нержавеющей стали?

Компоненты в масле & Газовые или химические установки должны обрабатывать давление, колебания температуры, и агрессивные СМИ.

Дуплексные и осадки-хардирование нержавеющих сталей обеспечивают необходимую механическую и коррозионную стойкость, В то время как инвестиционное литье обеспечивает точность и целостность размерных.

Защита и огнестрельное оружие

• Триггерные компоненты
• Расширения ствола
• Оптика
• Оружие

Почему инвестиционное кастинг из нержавеющей стали?

Компоненты оборонного уровня выигрывают от прочности и износа нержавеющей стали и износа. Инвестиционное литье поддерживает точность, необходимую для движущихся деталей и критических сборок безопасности.

10. Инвестиционное кастинг против. Другие методы производства нержавеющей стали

В то время как инвестиционное кастинг предлагает многочисленные преимущества для производства высококачественных компонентов из нержавеющей стали, Важно понять, как он сравнивается с другими распространенными методами производства.

★ = Плохо / Низкий ★ ★ ★ ★бы = отлично / Высокий

11. Проблемы и ограничения инвестиционного литья из нержавеющей стали

• Контроль пористости: Требует оптимизированного стробирования и затвердевания.
• Размер ограничений: Обычно до 1 м в измерении; Большие детали могут нуждаться в сегментации.
• Время выполнения: 4–6 недель от инструментов до готовых деталей - больше, чем некоторые методы быстрого прототипирования.
• Стоимость инструментов: Первоначальные инвестиции восками (~ 3000–5000 долларов на полость) может быть непомерным для очень низких объемов.

12. Выбор инвестиционного поставщика из нержавеющей стали - Langhe Industry

При выборе партнера, учитывать:

1. Техническая экспертиза: Опыт работы с вашими необходимыми оценками и допусками.
2. Качественные системы: ИСО 9001, КАК 9100 (аэрокосмическая), ИСО 13485 (медицинский).
3. Емкость & Масштабируемость: Способность растут от прототипов до десятков тысяч частей.
4. Прозрачность цепочки поставок: Отслеживание сырья и сертификации.
5. Службы с добавленной стоимостью: In -house обработка, термическая обработка, отделка, и проверка.

Лангх различает себя с 20 годы в инвестиционном кастинке нержавеющей стали, in -house Make, и полные возможности под ключ, Обеспечение ответственности за одну имущество и быстрый отклик от проектирования до производства.

13. Заключение

Инвестиционное литье из нержавеющей стали стоит у Nexus of Precision Engineering и Material Science, Предложение непревзойденной свободы в дизайне, высокая точность, и повторяемое качество.

Разработаете ли вы критические аэрокосмические компоненты или медицинские инструменты с высоким уровнем назначения, Процесс обеспечивает превосходную отделку поверхности, механические характеристики, и экономическая эффективность в масштабе.

 

Часто задаваемые вопросы

Какова терпимость инвестиционных отливок из нержавеющей стали?

Обычно ± 0,1 мм на 100 ММ номинального измерения (ИСО 8062 CT5 - CT7), с более жесткими допусками, достижимыми через пост -махинацию.

В чем разница между инвестиционным литьем и литьем песка?

Инвестиционная литья доходна более тонкая деталь (RA 1,6–3,2 мкм против. RA 6,3-12,5 мкм), более плотные допуски (± 0,1 мм против. ± 0,5 мм), и поддерживает более сложную геометрию, Принимая во внимание, что литье из песка более экономично для очень больших деталей или применений с низким разрешением.

Может 316 нержавеющая сталь быть инвестиционным оттенком?

Да - Grade 316L - один из наиболее распространенных нержавеющих сплавов для инвестиционного литья, предлагая превосходную коррозионную стойкость и хорошие механические свойства.

Как инвестиционные кастинги улучшают производительность частично?

Минимизируя обработку (Снижение концентраторов стресса), Обеспечение равномерной микроструктуры, и достижение высокой поверхности, Инвестиционное литье усиливает усталостную жизнь, размерная стабильность, и эстетическая привлекательность.