Китай литье по выплавляемым моделям технология

Литье по выплавляемым моделям (ПВМ) – это, на первый взгляд, нечто из области фантастики, дорогостоящая и сложная технология. Многие считают ее уделом крупных предприятий, работающих с критически важными компонентами. Но, на самом деле, в определенных нишах, где требуются высокая точность и сложность геометрии, она вполне может быть экономически оправдана. И вот, что я понял, работая с этой технологией, – это не просто процесс, это целый комплекс нюансов, требующий глубокого понимания материалов, технологий и, конечно, опыта. Часто ошибка кроется именно в недооценке этого комплексного подхода. В этой статье я поделюсь некоторыми наблюдениями и практическими моментами, которые возникли у нас в работе с этой технологией в ООО Чжэцзян Фэйван Насосы и Клапаны.

Общие сведения о литье по выплавляемым моделям

В общем, принципиальная схема ПВМ довольно проста: создается точная модель детали из керамики, которая затем покрывается металлическим сплавом. После выплавки модели, в получившемся cavity заливается расплавленный металл. После остывания и извлечения отливки, проводится обточка для достижения необходимой точности. Это позволяет создавать детали сложной формы, в том числе с внутренними полостями, с высокой точностью размеров и гладкой поверхностью. Но как это выглядит на практике? Какие проблемы возникают на каждом этапе? Поверьте, это не всегда гладко, и разбираться в этих нюансах – задача непростая.

Одним из распространенных заблуждений является представление о ПВМ как о панацее от всех бед. Безусловно, это технология с огромным потенциалом, но она не подходит для всех случаев. Стоимость производства, особенно при небольших тиражах, может быть непомерно высокой. Поэтому очень важно правильно оценить целесообразность использования ПВМ, прежде чем приступать к проектированию и производству.

Материалы для изготовления моделей

Керамические модели - основа литья по выплавляемым моделям. Выбор керамики играет решающую роль в процессе. Разные типы керамики обладают разными физическими и химическими свойствами, что влияет на их термическую стабильность, механическую прочность и адгезию с металлическим покрытием. Мы в ООО Чжэцзян Фэйван Насосы и Клапаны используем различные виды керамики, в зависимости от требований к детали. Например, для деталей, работающих при высоких температурах, используют высокоглиноземистую керамику.

Очень часто возникают проблемы с усадкой керамики в процессе обжига. Неравномерная усадка может привести к деформации модели и, как следствие, к браку отливки. Поэтому важно тщательно контролировать процесс обжига и использовать керамические материалы с минимальным коэффициентом усадки. Также необходимо учитывать влияние температуры и влажности окружающей среды на усадку модели.

Процесс покрытия керамических моделей

После изготовления керамической модели, ее необходимо покрыть металлическим сплавом. Это покрытие обеспечивает теплоизоляцию между моделью и расплавленным металлом, а также предотвращает образование пористости в отливке. Существует несколько способов покрытия: погружение в расплавленный металл, распыление, электрохимическое осаждение. Выбор способа покрытия зависит от типа сплава, размера и формы модели. Например, для больших и сложных моделей часто используют метод распыления, а для мелких деталей – метод погружения.

Важным аспектом является контроль толщины покрытия. Недостаточная толщина покрытия может привести к проникновению расплавленного металла в модель и к образованию дефектов отливки. Избыточная толщина покрытия может увеличить время выплавки модели и повысить ее стоимость. Мы используем ультразвуковой контроль для проверки толщины покрытия и выявления дефектов.

Проблемы и решения в процессе выплавки моделей

Сама выплавка модели – это критический этап, требующий высокой точности и контроля. Неправильно подобранные параметры выплавки могут привести к деформации модели, образованию трещин и другим дефектам. Оптимальный режим выплавки зависит от материала модели, ее формы и размера, а также от используемого оборудования. Например, для больших и сложных моделей требуется более длительный и равномерный нагрев, чем для мелких и простых. Мы используем компьютеризированные печи, которые позволяют точно контролировать температуру и время выплавки.

Одна из распространенных проблем – это неравномерный нагрев модели. Неравномерный нагрев может привести к деформации модели и к образованию трещин. Для решения этой проблемы необходимо использовать специальные нагревательные элементы и тщательно контролировать распределение температуры внутри печи. Также важно учитывать теплопроводность материала модели и ее теплоемкость.

Влияние сплава на процесс выплавки

Тип сплава, который используется для отливки, также оказывает влияние на процесс выплавки модели. Некоторые сплавы имеют более высокую температуру плавления, чем другие, что требует более высоких температур выплавки. Также важно учитывать химическую активность сплава, так как некоторые сплавы могут реагировать с материалом модели и приводить к образованию дефектов. В частности, при работе с алюминиевыми сплавами необходимо соблюдать особую осторожность, так как они могут образовывать оксидную пленку на поверхности модели.

Мы часто сталкиваемся с проблемой образования шлаковой пленки на поверхности модели. Шлаковая пленка может ухудшить качество отливки и привести к образованию дефектов. Для предотвращения образования шлаковой пленки необходимо использовать специальные добавки в сплаве и тщательно контролировать процесс выплавки.

Пример из практики: изготовление детали для насоса

Недавно мы изготавливали деталь для насоса с очень сложной геометрией. Деталь имела внутреннюю полость и несколько сложных выступов. Первоначально мы решили использовать традиционный метод литья под давлением, но столкнулись с рядом проблем: сложность изготовления оснастки, высокий уровень брака и высокая стоимость производства. После консультаций с экспертами мы решили использовать литье по выплавляемым моделям. Это позволило нам создать деталь с высокой точностью размеров и гладкой поверхностью, а также снизить уровень брака. Стоимость производства увеличилась, но в целом мы получили более экономически выгодное решение.

Самым сложным этапом было изготовление керамической модели. Модель была изготовлена из высокоглиноземистой керамики, которая имеет низкий коэффициент усадки и высокую термическую стабильность. Мы использовали точное оборудование для изготовления модели и тщательно контролировали процесс обжига. После выплавки модели мы проверили ее на наличие дефектов и при необходимости выполнили корректировку.

В результате мы получили отливку с идеальной геометрией и отличными механическими свойствами. Деталь успешно прошла испытания и была готова к внедрению в производство. Это пример того, как использование литья по выплавляемым моделям может решить сложные производственные задачи.

Особенности контроля качества деталей из ПВМ

Контроль качества деталей, изготовленных методом литья по выплавляемым моделям, требует особого подхода. Из-за сложной геометрии и высокой точности деталей, необходимо использовать различные методы контроля, включая визуальный осмотр, ультразвуковой контроль, рентгенографию и контроль химического состава. Визуальный осмотр позволяет выявить дефекты поверхности, такие как трещины, сколы и царапины.

Ультразвуковой контроль позволяет выявить внутренние дефекты, такие как пористость, включения и трещины. Рентгенография позволяет получить изображение внутренней структуры детали и выявить дефекты, которые не видны при ультразвуковом контроле. Контроль химического состава позволяет убедиться в том, что деталь имеет заданный химический состав и не содержит примесей.

Важно отметить, что контроль качества должен осуществляться на всех этапах производства, начиная с изготовления керамической модели и заканчивая окончательной обработкой отливки. Это позволяет своевременно выявить дефекты и предотвратить их распространение на другие детали.

Выводы и перспективы развития

Литье по выплавляемым моделям – это сложная, но эффективная технология, которая позволяет создавать детали сложной формы с высокой точностью и гладкой поверхностью. Однако, для успешного использования этой технологии необходимо глубокое понимание материалов, технологий и опыта. Важно тщательно оценивать целесообразность использования ПВМ, контролировать процесс изготовления моделей, выпла