Welke materialen kunnen worden gebruikt bij het gieten van verloren schuim?

Lost schuim gieten (LFC) is een precisie -gietproces waarbij een schuimpatroon is ingebed in gebonden zand en gesmolten metaal het patroon vervangt. Materiaalselectie is van cruciaal belang voor succes. Deze gids schetst de belangrijkste materiaalcategorieën.

1. Patroonmaterialen (schuim):
Het vervangbare patroon definieert de laatste deel geometrie. Primaire opties zijn:

Expanded Polystyreen (EPS): het meest gebruikte schuim. Het biedt een goede dimensionale stabiliteit tijdens het vormen, direct verkrijgbaar in verschillende dichtheden en verdampt netjes. Lagere dichtheid EP's (bijv. 16-20 kg/m³) is gebruikelijk voor kleinere, minder complexe delen; Hogere dichtheid (bijv. 24-30 kg/m³) biedt een betere oppervlakteafwerking en sterkte voor grotere of meer ingewikkelde patronen.

Uitgebreide polymethylmethacrylaat (EPMMA): gebruikt wanneer verminderde koolstofdefecten van cruciaal belang zijn, vooral in ferro -gietstukken. EPMMA ontleedt schone meer dan EPS, waardoor minder koolstofresidu achterblijft. Het is echter over het algemeen duurder en kan uitdagender zijn om te verwerken.

Copolymeren (bijv. STMMA - styreen -methylmethacrylaat): melanges van EPS en EPMMA, gericht op het in evenwicht brengen van kosten, gebruiksgemak en koolstofresidu. STMMA wordt steeds populairder voor stalen gietstukken waar EPS problemen kan veroorzaken, maar puur EPMMA is kostenbeperking.

Speciale schuimen: voor specifieke toepassingen die hogere ontledingstemperaturen of unieke eigenschappen vereisen.

2. Coatingmaterialen:
Een refractaire coating die op het schuimpatroon wordt toegepast, is essentieel. Het dient meerdere functies:

Refractaire basis: biedt een barrière tussen het gesmolten metaal en zand, waardoor erosie en metaalpenetratie wordt voorkomen. Veel voorkomende bases zijn:

Zirkoonmeel/zand: uitstekende refractoriness en thermische stabiliteit, voorkeur voor stalen en hoogtemperatuurlegeringen.

Silicameel: kosteneffectief, veel gebruikt voor ijzer en aluminium, maar heeft een lagere refractoriness dan zirkoon.

Aluminiumoxide silicaten (bijv. Mullite, kaolin -klei): bieden goede prestaties voor verschillende metalen.

Grafiet: vaak gebruikt in combinatie met andere vuurvaste dingen, met name voor ijzergieten, om de oppervlakteafwerking te verbeteren en glanzende koolstofdefecten te verminderen.

Binder: houdt de vuurvaste deeltjes bij elkaar en hecht de coating aan het schuim. Gemeenschappelijke bindmiddelen omvatten colloïdaal silica op waterbasis, latex en anorganische bindmiddelen. Keuze beïnvloedt de coatingsterkte, permeabiliteit en burn -outkenmerken.

Additieven: wijzig eigenschappen zoals:

Permeabiliteit: kritisch voor het toestaan van patroonontledingsgassen om door de coating in het zand te ontsnappen. Additieven zoals perlite of specifieke vezels kunnen de permeabiliteit verbeteren.

Bevochten/stroming: oppervlakteactieve stoffen zorgen voor zelfs een coatingtoepassing op het hydrofobe schuimoppervlak.

Rheologie: verdikkingsmiddelen regelen de viscositeit voor dompelen of spuiten.

Droogsnelheid: beïnvloedt de productiecyclustijd.

3. Gietgaggregaat (zand):
Droog, gebonden zand omringt het gecoate patroon en biedt schimmelondersteuning.

Silica -zand: de meest voorkomende en economische keuze voor veel toepassingen.

Olivijnszand: gebruikt waar hogere warmtecapaciteit of lagere thermische expansie dan silica gunstig is, of om de blootstelling aan siliciumstofstof te verminderen.

Chroomzand: gebruikt voor zijn hoge thermische geleidbaarheid en huiveringwekkende eigenschappen in specifieke secties.

Zirkonzand: biedt uitstekende thermische stabiliteit en lage thermische expansie, maar is aanzienlijk duurder. Gebruikt voor kritieke toepassingen of dunne secties.

Belangrijkste zandeigenschap: droogheid is van het grootste belang. Elk vocht kan leiden tot gasdefecten. Zand wordt meestal afgekoeld en gedroogd na terugvordering.

4. Gietmetalen:
Lost schuim gieten is veelzijdig, geschikt voor een breed scala aan ijzer- en non-ferro legeringen:

Ferrous:

Grijs ijzer: zeer vaak gegoten met behulp van LFC, die profiteert van het vermogen van het proces om complexe vormen te produceren met een goede dimensionale nauwkeurigheid.

Ductiel ijzer: ook veel gebruikt. Zorgvuldige controle van de permeabiliteit van het coating en het gietparameters is cruciaal om defecten die gerelateerd zijn aan magnesiumreactiegassen te voorkomen.

Carbon Steels & Low Ally Steels: steeds populairder voor complexe componenten. Vereist coatings met een hoge permeabiliteit en vaak EPMMA/STMMA-patronen om de koolstofopname te minimaliseren.

Roestvrij staal: gebruikt voor corrosiebestendige componenten. Vereist strenge controle over patroonontleding en gas ventilatie.

Non-ferrous:

Aluminiumlegeringen: extreem goed geschikt voor LFC, waardoor complexe, dunwandige delen met uitstekende oppervlakteafwerking mogelijk zijn. EPS wordt bijna uitsluitend gebruikt.

Koperlegeringen (brons, messing): met succes gecast met behulp van het proces, waarbij vaak specifieke coatingformuleringen nodig zijn.

Magnesiumlegeringen: gebruikt, die zorgvuldige veiligheidsoverwegingen vereisen tijdens het gieten vanwege de reactiviteit van magnesium.

Overwegingen van materiaalselectie:

Metaal wordt gegoten: dicteert het schuimtype (EPS versus EPMMA/STMMA voor lage koolstofbehoeften), coating refractoriness (zirkoon voor staal) en zandtype.

Onderdeelgrootte en complexiteit: beïnvloedt schuimdichtheid (hoger voor complexe/grote patronen) en coatingpermeabiliteitsvereisten.

Vereisten voor de afwerking van het oppervlak: Schuim met hogere dichtheid en fijnere refractaire coatings leveren over het algemeen een betere oppervlakteafwerking op.

Dimensionale toleranties: schuimeigenschappen en consistentie van coatingtoepassingen zijn kritische factoren.

Kosten: het balanceren van prestatievereisten (bijv. EPMMA, zirkoon) tegen materiaalkosten is essentieel.

Samenvatting Tabel: Sleutelmateriaalcategorieën

Samenvatting Tabel: Sleutelmateriaalcategorieën