什么是投资铸造?

投资铸造过程的简介

投资铸造,也称为精密铸造或蜡铸造,是一个制造过程,其中使用蜡模式来塑造一次性陶瓷模具。以要施放的物品的确切形状制成蜡图案。该图案涂有耐火陶瓷材料。一旦陶瓷材料变硬,它就会倒置并加热,直到蜡融化并排出。硬化的陶瓷壳变成了可消耗性的投资模具。将熔融金属倒入模具中,然后冷却。然后,金属铸件被支出的模具折断。

投资铸件一词源自“投资”(周围)具有难治材料的模式的过程。投资铸造通常是在其他成型方法上选择的,因为最终的铸件提供了精细的细节和出色的AS铸造表面饰面。它们也可以用薄壁和复杂的内部通道铸造。与沙子铸造不同,投资铸造不需要选秀。

这些过程质量可以提供净形状或近网状铸件,从而为客户提供大量的材料,人工和加工成本。它可以利用最常见的金属,包括铝,青铜,镁,碳钢和不锈钢。由投资铸造制造的零件包括涡轮刀片,医疗设备,枪支组件,齿轮,珠宝,高尔夫球杆头和许多其他具有复杂几何形状的机器组件。

纽约雕塑是由投资铸造制成的
纽约的“抬头”雕塑使用投资铸造技术来创建有影响力的不锈钢人物。

投资铸造过程

投资铸造过程包括多个步骤:金属模具结构,蜡模式生产,陶瓷模具的创造,浇注,固化,摇动和清理。

1.金属模具结构

蜡图案和陶瓷模具在投资铸造过程中被破坏,因此每个铸造都需要新的蜡模式。除非投资铸造用于生产很小的卷(对于艺术作品或原始珠宝来说是常见的),否则需要制造蜡模式的模具或模具。

必须仔细计算主模具的大小;它必须考虑到预期的蜡模式收缩,预期的陶瓷材料的预期收缩以及蜡模式上投入的陶瓷材料以及金属铸造本身的预期收缩。

2.蜡模式生产

蜡模式的数量总是等于要产生的铸件的数量;每个铸造都需要新的蜡模式。

将热蜡注入模具或模具中,并允许凝固。可能需要内核才能形成任何内部功能。所得的蜡模式是要生产的零件的精确复制品。该方法类似于压铸,但使用蜡代替熔融金属。

蜡图
将热蜡注入模具或模具中并允许凝固,从而产生蜡图,这是要生产的零件的精确副本。

3.霉菌创造

蜡霉菌附着门控系统(浇口,跑步者条和立管)。对于较小的铸件,将几种蜡模式连接到中央蜡门控系统上,形成类似树状的组件。通常连接到跑步杆末端的浇注杯子,可将熔融金属引入模具中。

组装的“图案树”被浸入细粒二氧化硅的浆液中。它反复浸入,每次浸入逐渐涂有更多难治性的泥浆。一旦耐火涂层达到所需的厚度,就可以干燥并变硬。干涂层在图案和门控系统周围形成陶瓷壳。

陶瓷外壳的厚度取决于所施放的零件的大小和重量以及被铸造的金属的倒入温度。平均壁厚约为0.375英寸(9.525毫米)。硬化的陶瓷模具被颠倒过来,放在烤箱中,然后加热,直到蜡融化并排干。结果是一个空心陶瓷壳。

投资铸造中使用的许多陶瓷模具
一旦泥浆的涂层达到所需的厚度,它就会干燥并变硬,形成图案周围的陶瓷壳。

4.倒入

将陶瓷模具加热到约1000 - 2000°F(550 - 1100°C)。加热过程进一步强调了霉菌,消除了任何剩余的蜡或污染物,并蒸发了霉菌材料中的水。

熔融金属在仍然很热的同时倒入模具中 - 液态金属流入浇注杯中,通过中央门控系统以及树上的每个模具腔。预热的模具使金属可以轻松地流经薄的细节部分。它还创造出具有提高尺寸精度的铸件,因为模具和铸件会一起冷却和收缩。

5.冷却

倒入模具后,金属冷却并凝固。冷却成固态所需的时间取决于铸造的材料和制造的铸件厚度。

6.摇晃

一旦铸造巩固,陶瓷模具就会分解,并且可以去除铸造。陶瓷模具通常是手动或用水喷气机分解的。拆除后,单个铸件通过手动撞击,锯,切割,燃烧或用液体氮与冷破裂,将各个铸件与门控系统树分开。

7.完成

通常采用磨削或喷砂处理等完成操作,以使大门的零件平滑并消除瑕疵。根据铸件倒入的金属,可以使用热处理的最终部分。

沙蓝金属
通常采用喷砂清洁和平滑金属零件以消除瑕疵。

何时使用投资铸造

由于其复杂性和劳动力要求,投资铸造是一个相对昂贵的过程,但是收益通常超过成本。实际上,任何金属都可以投资。投资铸造制造的零件通常很小,但是该过程可有效地用于重75磅或更多的零件。

投资铸造能够生产具有出色的AS铸造表面饰面的复杂零件。投资铸件不需要内置锥度即可从其模具中清除组件,因为陶瓷贝壳在冷却后从零件中脱离。该生产功能允许设计具有90度角的铸件,没有内置的收缩津贴,并且不需要额外的加工即可获得这些角度。

投资铸造过程以优异的准确性创建零件。净形零件很容易实现,并且经常在没有次级加工的情况下生产成品表格。每个独特的铸造跑步都需要一个新的模具才能产生蜡图案。投资铸造的工具可能非常昂贵;根据复杂性,工具成本可以在1000至10,000美元之间运行。

对于大量订单,消除或减少二次加工可以节省的时间和人工很容易弥补新工具的成本。小型铸造量不太可能弥补投资。通常,投资铸造是25个或更多零件的逻辑选择。

通常需要7天的时间从新鲜的蜡图案到完整的铸造;大部分时间是通过创建和干燥陶瓷壳模具来占用的。一些铸造厂具有快速生产铸件的快速简洁功能。投资投资的时间和劳动密集型性质不仅会影响成本。铸造厂的设备和生产能力有限,因此投资铸造时间更长。

车轮投资铸造
投资铸造用于创建具有较高尺寸精度的零件,在没有辅助加工的情况下,经常生产成品表格。

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