Como funciona o processo de fundição de investimento

fundição de investimento - Padrão árvores secagemfundição de investimento, às vezes conhecida como fundição de cera perdida, é um método de formação de metal conhecido por sua capacidade de produzir peças com tolerâncias apertadas, cavidades internas complexas e dimensões precisas.

como discutimos em nossa introdução ao posto de fundição de investimento, a técnica básica existe há milênios. Ao longo dos anos, as inovações em equipamentos e metodologia acompanharam a demanda. Hoje, a fundição de investimento é uma das formas mais populares de fundição de metal.

continue lendo para saber mais sobre o processo exclusivo de fundição de investimento.

Carcaça de Investimento Visão geral do Processo

  1. Fabricar a cera de injeção de ferramentas
  2. Produzir cera padrões de
  3. Montar padrões de cera para formar uma árvore
  4. Produzir o investimento da shell
  5. Dewax o molde
  6. Pré-aquecer o molde
  7. Despeje o fundidos
  8. Limpar as peças fundidas
  9. Acabamento de peças fundidas

Fabricar a Cera de Injeção de Ferramentas

Nos tempos antigos, cera padrões foram feitas a partir de cera de abelha, muitas vezes, com a mão e apenas um de cada vez. Hoje, as matrizes de injeção de cera são usadas para criar um padrão de cera para cada fundição produzida.Este trabalho feito com ferramentas é um dispositivo elétrico permanente para cada peça, e é substituído somente se é danificado ou se as mudanças do projeto. O material primário usado para a fabricação das matrizes é o alumínio, e elas são fabricadas principalmente usando usinagem CNC.

a forma da matriz corresponde a um alívio negativo do produto final, com permissões feitas para encolhimento da cera e do material da fundição final. Como a cera usada para o processo de injeção não é abrasiva, as matrizes podem produzir centenas de milhares de fotos com manutenção mínima e baixo risco de danos/substituição da matriz.

produzir padrões de cera

fundição de investimento - preparando a árvore de padrões uma vez que o ferramental de injeção de cera está pronto, a cera de padrão é levada a uma temperatura na qual está em uma consistência semi-líquida ou pastosa. Nesse estado, a cera é injetada na matriz de injeção de cera para formar um padrão de cera que é um pouco maior do que a fundição final produzida (devido ao encolhimento).

este processo de injeção é repetido quantas vezes forem necessárias para produzir o número de padrões para atender aos requisitos do pedido.

a composição da cera de investimento varia, de acordo com o processo ou preferência. Várias patentes dos EUA foram emitidas para composições específicas de cera para uso em fundição de investimento.

Monte padrões de cera para formar uma árvore

a árvore, formada pela combinação de vários padrões de cera ao longo de um sprue comum, aumenta muito a eficiência do processo de fundição de investimento. Em vez de lançar uma parte de cada vez, esses conjuntos permitem que vários padrões passem pelas etapas restantes juntos.

após um número especificado de padrões de cera como foi produzido, os padrões são afixados em barras de cera para formar a árvore, às vezes referida como um “cluster.”Os padrões são anexados onde os portões estão localizados, que é onde o metal entrará na fundição individual. A árvore deve ser de tamanho adequado para fornecer metal de alimentação suficiente para ajudar a fornecer uma fundição de som durante o processo de solidificação de metal.

o número de padrões montados para formar a árvore é um dos principais fatores na condução do preço da peça da fundição final: mais padrões por árvore podem levar a um preço de peça mais baixo.

produzir a concha de investimento

as árvores montadas são então mergulhadas consecutivamente em pastas refratárias (misturas líquidas de materiais resistentes ao calor) e revestidas com diferentes tamanhos e tipos de areia, ou estuque, para produzir uma concha de cerâmica ao redor da cera. À medida que as árvores são revestidas, a cera é deixada exposta em uma extremidade para facilitar a remoção no estágio seguinte.

o primeiro revestimento do investimento é crítico produzir um revestimento de superfície superior, uma das vantagens do processo da carcaça de investimento. A primeira camada de pasta é aplicada submergindo a árvore de cera em uma cuba bem misturada de pasta à base de zircão, com uma consistência semelhante à tinta látex. A montagem é então coberta com areia de zircão e depois deixada para secar. Após a secagem, o conjunto é mergulhado em pastas adicionais e revestido com areias de sílica fundida cada vez mais grosseiras, que são utilizadas para construir a resistência do molde.

entre cada revestimento de lama / areia, os moldes são deixados para secar entre 8-24 horas. A etapa de construção de moldes (produção da concha de investimento) do processo de fundição de investimento requer a maior quantidade de tempo para ser concluída.

Dewax o molde

o molde cerâmico totalmente revestido agora está pronto para remover a cera para despejar o metal no molde. Para concluir esta tarefa, os moldes são colocados em uma autoclave com a extremidade exposta à cera voltada para baixo. A autoclave é fechada, e o vapor é injetado na autoclave em questão de segundos, que pressuriza o navio e expõe os moldes para temperaturas superiores a 300. O vapor aquece a cera, e a pressão de vapor é necessário para compensar a pressão do aquecimento, a expansão de cera no interior dos moldes.

à medida que a cera aquece, ela derrete rapidamente e drena rapidamente para fora da extremidade aberta do molde. Quase 100% da cera é capturada e reciclada para uso novamente no processo de injeção de cera. Após um curto período de tempo, os moldes são removidos da autoclave e podem esfriar e secar.

este aspecto do processo ilustra a versatilidade da fundição de investimento. Em outros métodos de fundição, os moldes devem ser abertos (geralmente dois lados são conectados por uma dobradiça) para remover o padrão. Na fundição de investimento, o padrão pode simplesmente ser derretido, permitindo muito mais detalhes em um molde sem costura.

“Fundição De Cera Reciclada?

devido a melhorias no processo, a cera dos padrões não é mais ” perdida.”Em vez disso, uma grande porcentagem de cera derretida pode ser coletada, purificada e reutilizada em padrões futuros.

Pré-aquecer o Molde

O desparafinados com solvente, de cerâmica, de molde não está completamente pronto para ser preenchido com metal fundido; como com qualquer cerâmica, deve ser acionado para trazê-lo a uma temperatura adequada para aceitar vazamento do metal fundido. Os moldes são carregados em um forno que os aquece a 1.900 graus F e permite que eles curem a essa temperatura por um certo período de tempo. Esse processo de queima também queima quaisquer restos de cera deixados para trás nos moldes, o que pode causar defeitos de fundição.

este processo de aquecimento adicional realiza quatro tarefas:

  • Garantir a remoção completa do padrão de cera;
  • Reforçar as paredes do molde;
  • Permitindo que o metal fundido para manter a sua liquidez como ele viaja através de molde;
  • , Oferecendo maior precisão dimensional, permitindo que o molde de fundição e para reduzir juntos, como eles fresco.

despeje as peças fundidas

quando os moldes foram queimados e mantidos na temperatura de queima, o metal a ser derramado é derretido e preparado para derramar. Os fornos de indução derretem o metal usando eletricidade e magnetismo para gerar calor e liquefazem rapidamente o lingote de metal a temperaturas próximas de 3.000 graus F. A química do metal é confirmada usando um espectrômetro, e o vazamento dos moldes começa.

o método utilizado para o vazamento depende do material utilizado, do tamanho do molde e das instalações presentes. As variações incluem: vazamento por gravidade, vazamento a vácuo e fundição por pressão a vácuo (VPC). No vazamento por gravidade, os moldes queimados, ainda em torno de 1.900 graus F, são retirados dos fornos e trazidos para o forno para serem despejados. O metal entra na cavidade do molde rapidamente e, à medida que os moldes são reservados para esfriar, o metal dentro dos moldes começa a solidificar.

fundição de investimento - despejando metal fundido em um molde pré-aquecido

limpe as peças fundidas

as peças fundidas em temperatura ambiente agora são “limpas” removendo o material do molde cerâmico e serrando ou retificando portões. O molde cerâmico uma vez Forte foi gasto e pode ser sacudido através de vibração e jateamento. As peças fundidas individuais são cortadas da árvore de metal e os portões (onde as peças fundidas foram presas à árvore) são removidos por meio de operações de moagem. As peças fundidas são então jateadas com areia para remover qualquer cerâmica residual e melhorar o acabamento da superfície para inspeção.

termine as peças fundidas

as etapas finais do processo de fundição de investimento variam amplamente de peça para peça. A maioria das peças fundidas recebe algum tipo de tratamento térmico para melhorar as propriedades físicas do material. Após o tratamento térmico, as peças fundidas são novamente explodidas e inspecionadas final antes do envio. Muitas peças fundidas de investimento estão perto de produtos em forma de rede ou em forma de rede, o que significa que são dimensionalmente precisas o suficiente para exigir pouco para saber usinagem. Portanto, as operações detalhadas de medição e inspeção são realizadas antes do envio para confirmar que as peças atendem a todos os requisitos do cliente.

Saiba mais

este post é extraído do nosso guia abrangente para fundição de investimento, o Guia de processo de fundição de investimento. O guia está disponível como um download gratuito de ebook. Clique abaixo para começar!

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