Mitä materiaaleja voidaan käyttää kadonneessa vaahtovalussa?

Kadonnut vaahtovalu (LFC) on tarkkuusvaluprosessi, jossa vaahtokuvio upotetaan sidoksissa olevaan hiekkaan ja sulaan metalliin korvaa kuvion. Materiaalivalinta on kriittinen menestykselle. Tämä opas hahmotellaan tärkeimmät materiaaliluokat.

1. Kuviomateriaalit (vaahto):
Käytettävä malli määrittelee lopullisen osan geometrian. Ensisijaiset vaihtoehdot ovat:

Laajennettu polystyreeni (EPS): yleisimmin käytetty vaahto. Se tarjoaa hyvän ulottuvuuden vakauden muovaamisen aikana, saatavana helposti erilaisina tiheyksillä ja höyrystää puhtaasti. Alemman tiheyden EPS (esim. 16-20 kg/m³) on yleinen pienemmille, vähemmän monimutkaisille osille; Suurempi tiheys (esim. 24-30 kg/m³) tarjoaa paremman pinnan viimeistelyn ja lujuuden suuremmille tai monimutkaisemmille kuvioille.

Laajennettu polymetyylimetakrylaatti (EPMMA): Käytetään, kun vähentyneet hiilivirheet ovat kriittisiä, etenkin rautavaluissa. EPMMA hajoaa puhtaammin kuin EPS, jättäen vähemmän hiilitähteitä. Se on kuitenkin yleensä kalliimpaa ja voi olla haastavampi prosessointi.

Kopolymeerit (esim. STMMA - styreeni -metyylimetakrylaatti): EPS: n ja EPMMA: n seokset, joiden tavoitteena on tasapainottaa kustannuksia, helppokäyttöisyyttä ja hiilitähteitä. STMMA on yhä suositumpi teräsvaluissa, joissa EPS voi aiheuttaa ongelmia, mutta puhdas EPMMA on kustannustietoinen.

Erikoisvaahdot: Tietyille sovelluksille, jotka vaativat suurempia hajoamislämpötiloja tai ainutlaatuisia ominaisuuksia.

2. pinnoitusmateriaalit:
Vaahtokuvioon levitetty tulenkestävä pinnoite on välttämätön. Se palvelee useita toimintoja:

Tulenkestävä pohja: Tarjoaa esteen sulan metallin ja hiekan välillä, mikä estää eroosion ja metallin tunkeutumisen. Yleisiä tukikohtia ovat:

Zirkonin jauhot/hiekka: Erinomainen tulenkestävyys ja lämpöstabiilisuus, mieluummin teräs- ja korkean lämpötilan seoksille.

Piidioksidijauho: kustannustehokas, laajalti käytetty raudassa ja alumiinissa, mutta sen tulenkestävyys on alhaisempi kuin zirkoni.

Alumiinioksidi silikaatit (esim. Mulliitti, Kaolin -savi): Tarjoa hyvä suorituskyky eri metalleille.

Grafiitti: Käytetään usein yhdessä muiden tulenkestävien, erityisesti rautavalun kanssa, pintapinnan parantamiseksi ja kietoisten hiilihiilivikojen vähentämiseksi.

Sideaine: Pidä tulenkestävät hiukkaset yhdessä ja kiinnittyy pinnoitteen vaahtoon. Yleisiä sideaineita ovat vesipohjainen kolloidinen piidioksidi, lateksi ja epäorgaaniset sideaineet. Valinta vaikuttaa pinnoituslujuuteen, läpäisevyyteen ja uupumisominaisuuksiin.

Lisäaineet: Muokkaa ominaisuuksia, kuten:

Läpäisevyys: Kriittinen sallitaan kuvioiden hajoamiskaasut paeta pinnoitteen läpi hiekkaan. Lisäaineet, kuten perlite tai erityiset kuidut, voivat parantaa läpäisevyyttä.

Kastelu/virtaus: Pinta -aktiiviset aineet varmistavat tasaisen pinnoitteen levityksen hydrofobisella vaahtopinnalla.

Rheologia: Sakeutusaineet hallitsevat viskositeettia upottamista tai ruiskuttamista varten.

Kuivausaste: Vaikuttaa tuotantosyklin aikaan.

3. muovauskielen (hiekka):
Kuiva, sidottu hiekka ympäröi päällystettyä kuviota ja tarjoaa homeen tukea.

Piidioksidin hiekka: Yleisin ja taloudellisin valinta monille sovelluksille.

Oliviinihiekka: Käytetään siellä, missä korkeampi lämpökapasiteetti tai alempi lämpölaajennus kuin piidioksidilla on hyödyllistä, tai piidioksidin pölyn altistumisen vähentämiseksi.

Kromiittihiekka: Käytetään sen korkeaan lämmönjohtavuuteen ja jäähdytysominaisuuksiin tietyissä osissa.

Zirkoni hiekka: tarjoaa erinomaisen lämmönvakauden ja alhaisen lämmön laajenemisen, mutta on huomattavasti kalliimpaa. Käytetään kriittisiin sovelluksiin tai ohuksiin.

Keskeinen hiekkaominaisuus: Kuivuus on ensiarvoisen tärkeää. Mikä tahansa kosteus voi johtaa kaasuvirheisiin. Hiekka on tyypillisesti jäähdytetty ja kuivataan takaisinperinnön jälkeen.

4. Valusmetallis:
Lost Foam Casting on monipuolinen, sopiva laajalle valikoimalle rauta- ja ei-rautametalloja:

Rauta:

Harmaa rauta: Hyvin yleisesti valettu LFC: llä, joka hyötyy prosessin kyvystä tuottaa monimutkaisia muotoja, joilla on hyvä mitta tarkkuus.

Ductive -rauta: Käytetään myös laajasti. Pinnoitteen läpäisevyyden ja kaatamisparametrien huolellinen hallinta on ratkaisevan tärkeää magnesiumreaktiokaasuihin liittyvien vikojen välttämiseksi.

Hiiliteräkset ja matalat seosteräkset: yhä suositumpi monimutkaisissa komponenteissa. Vaatii korkean läpäisevyyspinnoitteet ja usein EPMMA/STMMA-kuviot hiilen poiminnan minimoimiseksi.

Ruostumattomat teräkset: Käytetään korroosiokeskeisiin komponentteihin. Vaatii tiukan hallinnan kuvioiden hajoamisesta ja kaasun tuuletuksesta.

Ei-rautapitoinen:

Alumiiniseokset: Erittäin hyvin sopiva LFC: lle, mikä mahdollistaa monimutkaiset, ohuenseinäiset osat, joilla on erinomainen pinta. EPS: tä käytetään melkein yksinomaan.

Kupariseokset (pronssi, messinki): Valettu onnistuneesti prosessin avulla ja vaatii usein erityisiä pinnoitusformulaatioita.

Magnesiumseokset: Käytetään, vaatii huolellisia turvallisuusnäkökohtia kaatamisen aikana magnesiumin reaktiivisuuden vuoksi.

Materiaalin valintanäkökohdat:

Metalli valettu: Sanelee vaahtotyyppi (EPS vs. EPMMA/STMMA vähähiilen tarpeita varten), pinnoitteen refraktointi (teräs zirkoni) ja hiekkatyyppi.

Osakoko ja monimutkaisuus: Vaikuttaa vaahtotiheyteen (korkeampi monimutkaisissa/suurissa kuvioissa) ja pinnoituksen läpäisevyysvaatimukset.

Pintapintavaatimukset: Suurempi tiheysvaahto ja hienommat tulenkestävät pinnoitteet tuottavat yleensä paremman pinnan.

Mittatoleranssit: Vaahtoominaisuudet ja pinnoitteen soveltamisen johdonmukaisuus ovat kriittisiä tekijöitä.

Kustannukset: Suorituskykyvaatimusten tasapainottaminen (esim. EPMMA, zirkoni) materiaalikustannuksiin on välttämätöntä.

Yhteenvetotaulukko: Tärkeimmät materiaaliluokat

Yhteenvetotaulukko: Tärkeimmät materiaaliluokat