Hvilke materialer kan bruges i tabt skumstøbning?

Mistet skumstøbning (LFC) er en præcisionsstøbningsproces, hvor et skummønster er indlejret i ubundet sand og smeltet metal erstatter mønsteret. Valg af materiale er kritisk for succes. Denne guide skitserer de involverede nøglemateriale.

1. mønstermaterialer (skum):
Det udgiftsmønster definerer den endelige delgeometri. Primære muligheder er:

Udvidet polystyren (EPS): det mest anvendte skum. Det giver god dimensionel stabilitet under støbning, let tilgængelig i forskellige densiteter og fordamper rent. EP'er med lavere densitet (f.eks. 16-20 kg/m³) er almindelig for mindre, mindre komplekse dele; Højere densitet (f.eks. 24-30 kg/m³) giver bedre overfladefinish og styrke til større eller mere indviklede mønstre.

Udvidet polymethylmethacrylat (EPMMA): Bruges, når reducerede kulfejl er kritisk, især i jernholdige støbegods. EPMMA nedbrydes mere rent end EPS, hvilket efterlader mindre kulstofrester. Det er dog generelt dyrere og kan være mere udfordrende at behandle.

Copolymerer (f.eks. STMMA - styren -methylmethacrylat): blandinger af EPS og EPMMA, der sigter mod at balancere omkostninger, brugervenlighed og kulstofrester. STMMA er i stigende grad populær til stålstøbegods, hvor EPS kan forårsage problemer, men ren EPMMA er omkostningsforbudt.

Specialskum: Til specifikke applikationer, der kræver højere nedbrydningstemperaturer eller unikke egenskaber.

2. belægningsmaterialer:
En ildfast belægning, der påføres skummønsteret, er afgørende. Det tjener flere funktioner:

Refraktær base: Tilvejebringer en barriere mellem det smeltede metal og sand, hvilket forhindrer erosion og metalindtrængning. Almindelige baser inkluderer:

Zircon mel/sand: Fremragende refraktoritet og termisk stabilitet, foretrukket for stål- og høje temperaturlegeringer.

Silicamel: Omkostningseffektivt, vidt brugt til jern og aluminium, men har lavere refraktoritet end zirkon.

Aluminiumoxid -silikater (f.eks. Mullite, Kaolin Clay): Tilbyder god ydelse til forskellige metaller.

Grafit: ofte brugt i kombination med andre refraktioner, især til jernstøbning, til at forbedre overfladefinish og reducere skinnende kulstofdefekter.

Bindemiddel: Holder de ildfaste partikler sammen og klæber belægningen til skummet. Almindelige bindemidler inkluderer vandbaseret kolloidal silica, latex og uorganiske bindemidler. Valg påvirker belægningsstyrke, permeabilitet og udbrændthedsegenskaber.

Tilsætningsstoffer: Rediger egenskaber som:

Permeabilitet: Kritisk for at tillade, at mønster nedbrydes gasser at flygte gennem belægningen ind i sandet. Tilsætningsstoffer som perlit eller specifikke fibre kan øge permeabiliteten.

Beting/strømning: Overfladeaktive stoffer sikrer endda belægning påføring på den hydrofobe skumoverflade.

Rheologi: Tykkemidler kontrollerer viskositeten til dypning eller sprøjtning.

Tørringshastighed: påvirker produktionscyklustiden.

3. støbning af aggregat (sand):
Tørt, ubundet sand omgiver det coatede mønster og giver skimmelstøtte.

Silicasand: Det mest almindelige og økonomiske valg for mange anvendelser.

Olivin sand: Brugt hvor højere varmekapacitet eller lavere termisk ekspansion end silica er gavnlig eller til at reducere eksponering for silica -støv.

Kromitsand: anvendt til sin høje termiske ledningsevne og nedkøling af egenskaber i specifikke sektioner.

Zircon Sand: Tilbyder fremragende termisk stabilitet og lav termisk ekspansion, men er markant dyrere. Bruges til kritiske anvendelser eller tynde sektioner.

Key Sand Property: Tørhed er vigtigst. Enhver fugt kan føre til gasfejl. Sand afkøles typisk og tørres efter genindvinding.

4. støbning af metaller:
Lost skumstøbning er alsidig, velegnet til en lang række jernholdige og ikke-jernholdige legeringer:

Jernen:

Gray Iron: Meget almindeligt støbt ved hjælp af LFC, der drager fordel af processens evne til at producere komplekse former med god dimensionel nøjagtighed.

Duktilt jern: også vidt brugt. Omhyggelig kontrol med belægningspermeabilitet og hældningsparametre er afgørende for at undgå defekter relateret til magnesiumreaktionsgasser.

Carbon Steels & Low Alloy Steels: stadig mere populære for komplekse komponenter. Kræver belægninger med høj permeabilitet og ofte EPMMA/STMMA-mønstre for at minimere kulstofopsamling.

Rustfrit stål: Brugt til korrosionsbestandige komponenter. Kræver streng kontrol over mønsternedbrydning og udluftning af gas.

Ikke-jernholdigt:

Aluminiumslegeringer: Ekstremt velegnet til LFC, hvilket tillader komplekse, tyndvæggede dele med fremragende overfladefinish. EPS bruges næsten udelukkende.

Kobberlegeringer (bronze, messing): med succes støbt ved hjælp af processen, hvilket ofte kræver specifikke belægningsformuleringer.

Magnesiumlegeringer: Brugt, der kræver omhyggelig sikkerhedshensyn under hældning på grund af Magnesiums reaktivitet.

Overvejelser af materielle udvælgelse:

Metal, der støbes: dikterer skumtype (EPS vs. EPMMA/STMMA til lavkulstofbehov), belægning af refraktoritet (zirkon til stål) og sandtype.

Delstørrelse og kompleksitet: Indflydelse af skumdensitet (højere for komplekse/store mønstre) og belægningspermeabilitetskrav.

Krav til overfladefinish: Skum med højere densitet og finere ildfaste belægninger giver generelt bedre overfladefinish.

Dimensionelle tolerancer: Skumegenskaber og belægningsapplikationskonsistens er kritiske faktorer.

Omkostninger: Afbalancering af ydelseskrav (f.eks. EPMMA, Zircon) mod materialomkostninger er vigtig.

Resumétabel: Kategorier for nøglemateriale

Resumétabel: Kategorier for nøglemateriale