LIMBĂ 
Acasă / Ştiri / Știri din industrie / Turnare cu ceară de aluminiu: Procesul de turnare cu investiții și ghid de aliaje
Aluminiu turnat în ceară , mai precis cunoscut sub numele de turnare cu investiții sau turnare cu ceară pierdută a aliajelor de aluminiu, este un proces de fabricație care produce piese de aluminiu în formă de rețea sau aproape de rețea prin turnarea aluminiului topit într-o carcasă ceramică construită în jurul unui model de ceară de unică folosință. Răspunsul direct la întrebarea pe care o pun mai întâi cei mai mulți cumpărători: da, aluminiul poate fi turnat cu investiții, iar atunci când geometria piesei este complexă, cu pereți subțiri sau necesită toleranțe dimensionale strânse, fără prelucrare secundară grea, aluminiul turnat cu ceară este foarte adesea calea cea mai rentabilă către acea componentă finală.
Acest ghid prezintă modul în care funcționează de fapt procesul pe un etaj de producție, care aliaje de aluminiu se comportă bine într-o carcasă cu model de ceară, unde procesul bate turnarea sub presiune sau turnarea cu nisip și unde nu, ce toleranțe și finisaje ale suprafeței sunt realiste, cum apar defectele și cum sunt prevenite și ce ar trebui să întrebe un cumpărător unui furnizor înainte de a plasa o comandă de cumpărare. Fiecare secțiune este scrisă pentru a fi utilizată direct, nu doar citită.
Fapte cheie despre turnarea cu investiții din aluminiu dintr-o privire
| Parametru | Gama tipică | Note |
|---|---|---|
| Greutate parțială | 0,02 kg – 25 kg | Posibile piese mai grele, dar mai puțin frecvente din cauza limitelor de rezistență a carcasei |
| Grosimea peretelui | 1,5 mm – 50 mm | Sub 1,5 mm riscă umplere incompletă (funcționare greșită) |
| Toleranță liniară | ±0,13 mm până la ±0,25 mm pe 25 mm | Mai strâns decât turnarea cu nisip, mai liber decât prelucrarea CNC |
| Rugozitatea suprafeței (ca turnat) | Ra 1,6 – 3,2 micrometri | Comparabil cu turnarea sub presiune, mai bun decât turnarea pe nisip |
| Temperatura de turnare | 680 grade C – 760 grade C | dependent de aliaj; A356 a turnat de obicei aproape de 705 grade C |
| Temperatura de preîncălzire a carcasei | 150 grade C – 550 grade C | Preîncălzirea mai mare îmbunătățește umplerea secțiunilor subțiri |
| Timp de livrare obișnuit (instrumente plus primul articol) | 4 – 8 săptămâni | Uneltele rapide sau modelele imprimate 3D pot scurta acest lucru la 1-2 săptămâni |
Cum funcționează de fapt aluminiul turnat în ceară, pas cu pas
Procesul de turnare cu investiții pentru aluminiu urmează aceeași logică de bază folosită pentru turnarea de investiții din oțel sau aliaje de cupru, dar temperaturile de turnare, designul de deschidere și compoziția carcasei sunt ajustate deoarece aluminiul se comportă diferit într-o matriță ceramică decât o fac metalele feroase. Mai jos este secvența prin care trece de fapt o piesă de la un fișier 3D la un fișier finit turnare de aluminiu .
Pasul 1: Injecție de scule și model de ceară
O matriță din oțel de scule întărit sau din aluminiu este prelucrată după forma piesei, ușor supradimensionată pentru a ține seama de contracția atât a cerii, cât și a aluminiului. Ceara topită, de obicei un amestec de parafină și rășini naturale, este injectată în această matriță sub presiune scăzută și răcită până când se solidifică într-o replică de ceară a piesei finale. Pentru serii scurte de producție sau prototipuri, modelul de ceară este produs din ce în ce mai mult prin imprimarea 3D directă a unei rășini asemănătoare ceară turnabilă, care îndepărtează complet etapa de scule și scurtează semnificativ timpul de livrare.
Pasul 2: Asamblarea arborelui de ceară
Mai multe modele de ceară sunt atașate la un sprue central de ceară, formând ceea ce turnătorii numesc un copac sau un grup. În această etapă, proiectarea dispozitivului de deschidere și a curelei determină cât de uniform va umple aluminiul topit fiecare cavitate, iar închiderea slabă este una dintre cele mai frecvente cauze fundamentale ale porozității și greșelilor mai târziu în proces.
Pasul 3: Construirea carcasei ceramice
Arborele de ceară este scufundat în mod repetat într-o suspensie ceramică și apoi acoperit cu nisip refractar fin până la grosier, formând strat cu strat cu timp de uscare între fiecare scufundare. O carcasă tipică pentru turnarea din aluminiu necesită 5 până la 9 straturi, mai puține decât cele 8 până la 12 straturi obișnuite pentru turnarea din oțel, deoarece temperatura mai scăzută de turnare a aluminiului pune mai puțin stres termic asupra carcasei.
Pasul 4: Deparafinarea
Carcasa, acum complet întărită, este plasată într-o autoclavă cu abur sau într-un cuptor cu ardere rapidă, unde ceara din interior se topește și este recuperată pentru reutilizare. Acest pas este motivul pentru care procesul se numește turnare cu ceară pierdută; modelul de ceară este sacrificat astfel încât forma sa negativă exactă să rămână în interiorul carcasei ceramice.
Pasul 5: Aprindere și preîncălzire
Învelișul de ceramică gol este ars la temperatură ridicată pentru a arde ceara reziduală și umezeala, apoi preîncălzit imediat înainte de turnare. Temperatura de preîncălzire este o pârghie critică pentru aluminiu: deoarece aluminiul se solidifică rapid în comparație cu fierul sau oțelul, o carcasă prea rece va provoca înghețarea prematură înainte ca secțiunile subțiri să se umple complet.
Pasul 6: Turnare
Aluminiul topit, de obicei aliaj A356, A357, 355 sau 713, este turnat în carcasa preîncălzită fie prin gravitație, fie cu ajutorul vidului sau al forței centrifuge pentru a ajuta la umplerea pereților subțiri și a detaliilor complicate. Turnarea asistată de vid este comună în special pentru aluminiu, deoarece metalul este predispus la formarea peliculei de oxid și la captarea gazului, iar o atmosferă controlată le reduce pe ambele.
Pasul 7: Îndepărtarea și tăierea carcasei
Odată răcită, carcasa ceramică este ruptă folosind vibrații, sablare cu apă sau deformare mecanică, dezvăluind arborele de aluminiu. Piesele individuale sunt apoi tăiate din spruce folosind un ferăstrău cu bandă sau o roată de tăiere abrazivă.
Pasul 8: Terminarea operațiunilor
Porțile sunt la pământ, piesele sunt tratate termic dacă aliajul și aplicația o impun, iar o inspecție finală verifică dimensiunile în raport cu desenul. Etapele obișnuite de finisare pentru turnarea din aluminiu includ tratamentul termic T6, sablare cu mărgele, acoperire de conversie chimică, anodizare sau acoperire cu pulbere, în funcție de utilizarea finală.
Ce aliaje de aluminiu sunt utilizate de fapt în turnarea cu ceară
Nu orice aliaj de aluminiu este un bun candidat pentru turnarea cu investiții. Aliajele de turnare sunt formulate cu conținut de siliciu special pentru a îmbunătăți fluiditatea, deoarece aluminiul topit trebuie să treacă prin pasajele subțiri ale carcasei ceramice înainte de a se solidifica. Tabelul de mai jos enumeră aliajele care apar cel mai des în cotațiile de producție reale.
| Aliaj | Compoziția cheii | Caz de utilizare tipic |
|---|---|---|
| A356.0 | Al-7Si-0,3Mg | Suporturi aerospațiale, carcase structurale, piese generale de precizie |
| A357.0 | Al-7Si-0,5Mg (puritate mai mare decât A356) | Piese aerospațiale și de apărare care necesită o rezistență mai mare după tratamentul T6 |
| 355.0 | Al-5Si-1,3Cu-0,5Mg | Carcase pompe, componente hidraulice care necesită rezistență moderată |
| 713.0 | Al-7,5Zn-0,7Cu | Piese care necesită turnare fără tratament termic, feronerie marină |
| 354.0 | Al-9Si-1,8Cu-0,5Mg | Componente aerospațiale și sport cu motor de înaltă rezistență |
Printre acestea, A356 rămâne alegerea implicită pentru majoritatea pieselor turnate din aluminiu comercial deoarece echilibrează capacitatea de turnabilitate, proprietățile mecanice după tratamentul termic și costul. Cumpărătorii care au nevoie de reduceri de greutate față de piesele turnate de investiții din fontă sau oțel, dar încă au nevoie de precizia dimensională a procesului de investiție, încep de obicei conversația despre aliaj cu A356 înainte de a lua în considerare opțiunile de performanță mai ridicată de mai sus.
Proprietăți mecanice ale aliajelor de aluminiu turnate după tratament termic
O toleranță la tragere este doar jumătate din ceea ce trebuie să știe un cumpărător înainte de a aproba un aliaj de turnare; cealaltă jumătate este ceea ce aliajul poate transporta de fapt în funcțiune odată ce a trecut prin ciclul său de tratament termic. Turnătoriile de turnare cu investiții raportează, în general, proprietăți în două condiții, ca turnat (capă F) și tratate termic (capă T6), iar diferența dintre cele două este suficient de mare încât specificarea unei temperări greșite pe un desen este una dintre cele mai frecvente cauze ale unei piese defectuoase în câmp, în ciuda faptului că este corectă dimensional.
| Aliaj / Temper | Rezistența la tracțiune | Puterea de curgere | Alungirea | Duritatea Brinell |
|---|---|---|---|---|
| A356-T6 | 228 MPa | 165 MPa | 3,5 la sută | 75 HB |
| A357-T6 | 317 MPa | 248 MPa | 5 procente | 95 HB |
| 355-T6 | 241 MPa | 172 MPa | 2 procente | 80 HB |
| 713-F (ca turnare) | 207 MPa | 145 MPa | 3 procente | 70 HB |
| 354-T6 | 310 MPa | 260 MPa | 2 procente | 100 HB |
Aceste cifre sunt valori reprezentative extrase din fișele tehnice ale aliajelor de turnare ale asociației de aluminiu de lungă durată utilizate în industrie; Rezultatele individuale de turnătorie vor varia oarecum în funcție de curățenia topiturii, viteza de răcire prin secțiune și programul specific de îmbătrânire utilizat în timpul tratamentului T6. A357, care conține controale mai stricte asupra adăugărilor de fier și beriliu în comparație cu A356, este aliajul de alegere ori de câte ori un proiect are nevoie de cel mai mare raport rezistență-greutate disponibil dintr-un aliaj standard de turnare.
Performanța la oboseală este adesea proprietatea care decide de fapt alegerea aliajului pentru componentele rotative sau vibratoare. Ambele A356 și A357 se comportă bine la oboseală în comparație cu aluminiul turnat sub presiune, deoarece procesul de turnare prin investiție, combinat cu presarea izostatică la cald atunci când este specificat, închide porozitatea internă care, altfel, ar acționa ca un loc de inițiere a fisurilor sub încărcare ciclică. Pentru piesele care prezintă cicluri de oboseală autentice în funcțiune, cum ar fi componentele suspensiei sau carcasele rotative, merită să discutăm despre presarea izostatică la cald cu turnătoria, chiar dacă adaugă costuri, deoarece îmbunătățirea rezultată a duratei de viață la oboseală este adesea substanțială.
Opțiuni de finisare și acoperire a suprafeței pentru piese turnate din aluminiu
Suprafața turnată a unei turnări de aluminiu este deja mai netedă decât a unei turnări sub presiune sau a unei turnări cu nisip direct din carcasă, dar majoritatea aplicațiilor comerciale necesită încă un tratament secundar al suprafeței, fie pentru protecție împotriva coroziunii, aspect cosmetic, fie pentru a pregăti suprafața pentru asamblarea cu alte componente.
Sablare cu mărgele și finisare prin vibrație
Cel mai obișnuit prim pas după îndepărtarea porții este sablare cu mărgele cu medii de sticlă sau oxid de aluminiu, care produce o textură mată uniformă și îndepărtează orice reziduu de coajă rămas de pe suprafață. Pentru piesele produse în vrac pe un copac, se folosește adesea în schimb turnarea vibrațională cu medii ceramice, ceea ce este mai economic pe bucată, dar mai puțin controlabil pe geometrie interioară complexă.
Acoperire de conversie chimică
Se aplică un strat de conversie cromat sau non-cromat pentru a îmbunătăți rezistența la coroziune și pentru a oferi un strat de bază pentru vopsirea ulterioară. Acest lucru este obișnuit pe piesele aerospațiale și de apărare, unde turnarea va fi vopsită ulterior sau unde este necesară rezistența la coroziune într-un mediu blând.
Anodizare
Anodizarea cu acid sulfuric de tip II și anodizarea cu strat dur de tip III sunt folosite ambele pe piesele din aluminiu turnat, deși turnătorii recomandă, în general, să se țină cont de conținutul de siliciu și porozitatea, deoarece aliajele de turnare cu siliciu mai mare, cum ar fi A356, anodizează la un finisaj puțin mai mat, mai gri decât aliajele de aluminiu forjat. Anodizarea cu strat dur adaugă rezistență semnificativă la uzură suprafeței turnării și este frecvent specificată pentru piesele care văd contact de alunecare în funcționare.
Acoperire cu pulbere și vopsea umedă
Pentru piesele în care culoarea cosmetică contează mai mult decât rezistența la coroziune de bază din stratul de oxid de aluminiu însuși, acoperirea cu pulbere peste un strat de conversie oferă un finisaj durabil și uniform în practic orice culoare și este obișnuită pe carcasele orientate spre consumator și pe componentele echipamentelor de exterior.
Prelucrare după turnare
Orice suprafață care se împerechează cu o altă piesă, se etanșează pe o garnitură sau poartă o gaură filetată este de obicei lăsată cu stoc suplimentar în modelul de ceară și finisată pe o freză CNC sau un strung după turnare. Specificarea doar a suprafețelor care necesită cu adevărat prelucrare, mai degrabă decât prelucrarea întregii piese, este una dintre cele mai simple modalități de a menține costul unitar total la un nivel scăzut, atingând totuși toleranțele funcționale acolo unde acestea contează.
Metode de control al calității utilizate în turnarea cu investiții de aluminiu
Deoarece soliditatea internă nu poate fi apreciată din exteriorul unei turnări, turnătoriile se bazează pe o combinație de metode de inspecție stratificate de-a lungul procesului de producție, mai degrabă decât pe o singură verificare finală.
| Metoda de inspecție | Ce detectează | Când Este Folosit |
|---|---|---|
| Verificare vizuală și dimensională | Defecte de suprafață, flash, abatere dimensională | Fiecare lot de producție |
| radiografie cu raze X | Porozitate internă, contracție, incluziuni | Componente critice sau legate de siguranță |
| Inspecție cu penetrant colorant | Crăpături de suprafață | Piese cu cerințe de oboseală sau presiune |
| Testarea presiunii sau a scurgerilor | Porozitatea peretelui care afectează etanșarea | Carcase hidraulice si pneumatice |
| Verificarea mașinii de măsurat coordonate | Cotare geometrică precisă | Inspecția primului articol și audituri periodice |
| Verificarea compoziției chimice | Confirmă că aliajul corespunde specificațiilor | Materiile prime primite și verificările periodice ale topiturii |
Un obicei util pentru orice cumpărător care se aprovizionează cu piese turnate de aluminiu pentru prima dată este să solicite un raport de inspecție al primului articol împreună cu expedierea inițială. Acest raport leagă dimensiunile măsurate reale ale pieselor reale înapoi la desen și este cea mai rapidă modalitate de a detecta o problemă de scule sau alocație de contracție înainte de a deveni o producție completă de piese în afara toleranței.
Eficiența materialelor și reciclarea în turnarea cu investiții de aluminiu
Aluminiul este unul dintre cele mai reciclate metale industriale din lume, iar procesul de turnare cu investiții susține acest ciclu direct la nivel de turnătorie. Canalele, canalele, coloanele și piesele respinse sunt colectate, curățate și topite înapoi în încărcătura cuptorului, iar aluminiul reciclat necesită aproximativ o fracțiune din energia necesară pentru a produce aluminiu primar din minereu de bauxită, ceea ce menține amprenta energetică totală a unei piese din aluminiu turnat mai mică decât presupun inițial mulți cumpărători.
Materialul învelișului ceramic în sine, odată desprins din turnare, poate fi zdrobit și reutilizat în multe instalații ca agregat sau recuperat pentru stuc de șlam în cochilii viitoare, reducând și mai mult volumul deșeurilor de proces care părăsesc turnătoria. Ceara este recuperată în timpul etapei de deparafinare într-o autoclavă cu abur și este filtrată și reutilizată pentru injecția viitoare a modelului, astfel încât foarte puțin din materialul modelului original este consumat efectiv ca deșeu per parte produsă. Pentru cumpărătorii care evaluează furnizorii din motive de durabilitate, întrebarea directă ce procent din materialul de coajă și ceară este recuperată la fața locului este o întrebare mai concretă decât întrebarea despre politica generală de mediu.
Tendințe actuale modelarea producției de turnare în ceară de aluminiu
- Imprimarea directă 3D a modelelor de ceară turnabilă și rășină pe bază de PMMA înlocuiește sculele dure pentru comenzile de prototipuri și de volum redus, reducând timpul de livrare a modelului de la săptămâni la zile.
- Software-ul de simulare a solidificării este acum utilizat în mod obișnuit înainte ca un instrument să fie tăiat, prezicând locațiile porozității de contracție și permițând inginerilor să ajusteze porțile pe computer, mai degrabă decât după un prim articol eșuat.
- Metodele de turnare asistate cu vid și contra-gravitație au o adoptare mai largă, în special pentru aluminiu, deoarece reduc antrenarea filmului de oxid, care este cauza principală a defectelor de turnare specifice aluminiului.
- Programele de ușurare din sectoarele auto și aerospațial continuă să împingă mai multe componente din oțel și fontă către turnarea de investiții din aluminiu, deoarece designerii caută piese care păstrează geometria complexă în timp ce reduc masa.
- Presarea izostatică la cald, cândva rezervată aproape exclusiv pieselor critice din domeniul aerospațial, devine din ce în ce mai accesibilă ca preț pentru comenzile industriale de volum mediu care au nevoie de piese turnate fără porozitate pentru aplicații critice de oboseală.
Întrebări pe care să le adresați unui furnizor înainte de a plasa o comandă de turnare cu ceară de aluminiu
O scurtă listă de întrebări directe în timpul etapei de cotare previne majoritatea problemelor de aprovizionare care apar mai târziu în program.
- Ce aliaj specific recomandați pentru această aplicație și de ce acesta față de alternative.
- Ce interval de grosime a peretelui ați produs cu succes la această dimensiune și geometrie, nu doar de ce este capabil teoretic procesul.
- Va necesita piesa tratament termic și cum afectează acest lucru timpul și prețul?
- Ce metode de inspecție sunt incluse în oferta standard față de cele oferite ca opțiune de cost suplimentar.
- Câte piese se potrivesc pe un singur arbore de ceară pentru această piesă și acest număr modifică prețul unitar cotat la diferite cantități de comandă.
- Care este rata de deșeuri sau de respingere așteptată pentru o parte a acestei geometrii și cum este tratată de obicei această rată comercial.
- Puteți furniza un raport de inspecție al primului articol cu date dimensionale legate de desen înainte de livrarea completă.
Aluminiu turnat în ceară versus turnare sub presiune versus turnare în nisip
Cel mai obișnuit punct de decizie pentru un cumpărător nu este dacă să folosească aluminiu, ci ce proces de turnare să folosească pentru acea parte din aluminiu. Fiecare proces are un profil de cost și capacitate cu adevărat diferit, iar alegerea unuia greșit este cea mai frecventă greșeală de aprovizionare din această categorie.
| Factor | Turnare de investiție (ceară). | Turnare sub presiune | Turnare cu nisip |
|---|---|---|---|
| Costul sculelor | Moderat | Înalt | Scăzut |
| Cel mai bun volum de producție | 50 – 10.000 de bucăți | 5.000 de bucăți | 1 – 500 bucăți |
| Precizie dimensională | Înalt | Foarte sus | Scăzut to moderate |
| Grosimea minima a peretelui | 1,5 mm | 0,5 mm | 4 mm |
| Soliditatea internă | Bun | Predispus la porozitatea gazului | Moderat |
| Complexitatea designului este susținută | Foarte sus, including internal passages | Înalt, but limited by die pull direction | Moderat |
| Timp de livrare obișnuit pentru piesa nouă | 4 – 8 săptămâni | 10 – 16 săptămâni | 3 – 6 săptămâni |
Pentru o piesă care are nevoie de precizie asemănătoare turnării sub presiune, dar un volum de producție prea mic pentru a justifica o matriță de turnare sub presiune întărită, aluminiul de turnare în ceară se află în decalajul dintre celelalte două procese și este adesea cea mai bună alegere economică pentru execuții de la prototip până la volum mediu.
Orientări de proiectare care afectează de fapt costul și randamentul
Turnatorii citează fiecare lucrare de turnare a aluminiului pe baza unor factori geometrici. Realizarea corectă a acestora în faza de desenare evită reproiectarea costisitoare după ce sculele sunt deja tăiate.
- Păstrați grosimea peretelui cât mai uniformă; un salt brusc de la 3 mm la 12 mm creează un punct fierbinte care se micșorează neuniform și formează adesea porozitate internă chiar la tranziție.
- Adăugați fileuri în fiecare colț interior; unghiurile interioare ascuțite concentrează stresul în carcasa ceramică în timpul răcirii și sunt o sursă obișnuită de crăpare a carcasei care se manifestă sub formă de aripioară sau fulger pe turnare.
- Evitați șefii grei izolați, care nu sunt alimentați de un ridicător; acestea se solidifică în ultimul rând și trage materialul din peretele înconjurător, lăsând porozitate de contracție exact acolo unde este găurită ulterior o gaură pentru șuruburi.
- Specificați doar toleranțele de care are nevoie de fapt funcția; fiecare toleranță mai strânsă decât valoarea implicită a procesului de aproximativ plus sau minus 0,005 inchi pe inch adaugă costuri de inspecție și risc de respingere.
- Grupați stocurile de prelucrare numai pe suprafețe care au cu adevărat nevoie de o dimensiune finită, deoarece suprafețele turnate sunt mai ieftine și, pentru această familie de aliaje, sunt acceptabile din punct de vedere cosmetic pentru majoritatea utilizărilor industriale.
Defecte obișnuite la turnarea cu ceară de aluminiu și modul în care turnătoriile le împiedică
Porozitatea gazului
Aluminiul absoarbe cu ușurință hidrogenul în timp ce este topit și, dacă acel hidrogen nu este îndepărtat înainte de turnare, acesta iese din soluție pe măsură ce metalul se răcește și formează goluri interne rotunjite. Degazarea topiturii cu un gaz inert, cum ar fi azotul sau argonul, combinat cu un material de încărcare curat și uscat, este metoda standard de prevenire.
Porozitate de contracție
Spre deosebire de porozitatea gazului, porozitatea de contracție este neregulată ca formă și apare în ultima zonă a unei secțiuni care se solidifică. Amplasarea corectă a coloanei și solidificarea direcțională controlată, concepute în sistemul de porți, înainte ca arborele de ceară să fie chiar construit, reprezintă principala apărare.
Misrun și Cold Shut
Acestea apar atunci când aluminiul topit începe să se solidifice înainte de a umple complet o secțiune subțire, lăsând o turnare incompletă sau o cusătură vizibilă acolo unde două fronturi metalice s-au întâlnit, dar nu s-au fuzionat complet. Creșterea temperaturii de preîncălzire a carcasei și a temperaturii de turnare sau lărgirea porții în acea locație rezolvă majoritatea cazurilor.
Incluziuni
Particulele mici de film de oxid sau de material refractar pot rămâne prinse în turnare. Filtrarea fluxului de metal printr-un filtru de spumă ceramică plasat în sistemul de blocare este acum o practică standard la majoritatea turnătoriilor de investiții de aluminiu pentru a le capta înainte de a ajunge în cavitatea matriței.
Industrii și piese în care se folosește aluminiu turnat cu ceară
| Industria | Componente tipice |
|---|---|
| Aerospațial | Ansambluri suport, carcase actuatoare, corpuri colectoare hidraulice |
| Auto și sport cu motor | Carcase turbocompresoare, componente de frână, articulații de suspensie |
| Arme de foc și apărare | Scăzuter receivers, optic mounts, trigger housings |
| Echipament medical | Carcase pentru echipamente de imagistică, mânere pentru instrumente chirurgicale |
| Hardware maritim | Cleste, carcase troliu, corpuri pompe |
| Echipamente industriale | Corpuri de supape, rotoare pompe, capace de cutie de viteze |
Ce determină costul unei cotații de turnare pentru investiții de aluminiu
Cumpărătorii care solicită oferte sunt adesea surprinși de faptul că două părți similare vizual pot diferi ca preț cu 30 la sută sau mai mult. Următorii factori explică cea mai mare parte a acestei răspândiri.
- Volumul părții și randamentul: raportul dintre metalul utilizabil din piesa finită față de metalul total turnat în copac, inclusiv spruces și coloane care sunt ulterior casate și retopite.
- Numărul de părți per arbore de ceară: mai multe cavități per copac reduce munca pe bucată pentru construirea de cochilii, deparafinare și turnare.
- Stoc de prelucrare și operațiuni secundare: orice suprafață care necesită finisare CNC după turnare adaugă un cost fix, indiferent de complexitatea turnării.
- Cerință de tratament termic: Tratamentul T6 adaugă un ciclu de cuptor și, de obicei, 3 până la 5 zile la termenul de livrare.
- Nivel de inspecție: piesele care necesită inspecție cu raze X sau penetrant de colorant pentru soliditatea internă implică o taxă suplimentară de inspecție per bucată.
Întrebări frecvente despre aluminiu turnat cu ceară
Este turnarea de aluminiu mai puternică decât turnarea sub presiune a aluminiului?
Rezistența depinde mai mult de aliaj și de tratamentul termic decât de procesul de turnare în sine, dar piesele turnate sub presiune au, în general, o porozitate mai scăzută a gazului decât piesele turnate sub presiune, ceea ce îmbunătățește rezistența la oboseală și permite un tratament termic pe care de multe ori nu le pot suferi piese turnate sub presiune fără apariție.
Care este cantitatea minimă de comandă pentru turnarea cu ceară de aluminiu?
Cele mai multe turnătorii acceptă comenzi începând cu aproximativ 25 până la 50 de bucăți pentru o unealtă nouă, deși piese unice prototip sunt din ce în ce mai disponibile folosind modele de substitut de ceară imprimate 3D, care ignoră complet sculele dure.
Piesele turnate din aluminiu pot fi anodizate?
Da, ambele A356 și A357 anodizează bine după pregătirea corectă a suprafeței, iar anodizarea este un finisaj obișnuit pentru piesele turnate din aluminiu din industria aerospațială și destinate consumatorilor.
Cum afectează grosimea peretelui prețul unei turnări de aluminiu?
Pereții mai subțiri necesită temperaturi mai mari de preîncălzire și turnare a carcasei și prezintă un risc mai mare de deșeuri din cauza greșelilor, astfel încât secțiunile foarte subțiri sub 2 mm de obicei cresc prețul unitar, chiar dacă folosesc mai puțin metal.
La ce toleranță mă pot aștepta la o turnare de investiție din aluminiu turnat?
O valoare implicită realistă este de plus sau minus 0,13 mm până la 0,25 mm pe 25 mm de dimensiune, cu toleranțe mai strânse care pot fi atinse pentru caracteristici critice specifice prin prelucrare secundară.
Turnarea cu ceară de aluminiu necesită tratament termic?
Nu întotdeauna. Aliaje precum 713.0 sunt utilizate în mod special pentru că ating o rezistență acceptabilă în starea de turnare, dar A356 și A357 trec de obicei printr-o soluție T6 și un tratament de îmbătrânire pentru a-și atinge proprietățile mecanice complete.
Care este diferența dintre aliajul de turnare de aluminiu A356 și A357?
A357 conține controale de compoziție mai stricte, inclusiv un adaos mic de beriliu și un conținut mai scăzut de fier, care împreună produc rezistență la tracțiune și curgere mai mare după tratamentul T6, comparativ cu A356. A357 costă de obicei mai mult pe kilogram de materie primă, așa că este de obicei rezervat aplicațiilor în care rezistența adăugată justifică această primă.
Cât de subțire poate fi un perete într-o turnare de aluminiu?
Majoritatea turnătoriilor pot ține pereții în mod fiabil până la aproximativ 1,5 mm cu turnarea gravitațională standard, iar turnarea specializată în vid sau asistată centrifugal poate împinge acel diluant în zone limitate, deși un perete subțire consistent pe o suprafață mare crește riscul de funcționare greșită, indiferent de metoda de turnare.
Pot fi sudate sau reparate piesele turnate din aluminiu?
Defectele cosmetice minore pot fi uneori reparate cu sudarea TIG folosind tija de umplutură potrivită cu aliajul de bază, deși sudarea de reparare pe zonele portante sau cu presiune critică este în general evitată în favoarea casarii piesei, deoarece o reparație de sudare modifică microstructura locală și poate introduce noi concentrații de tensiuni.
Cum se compară prețul turnării de aluminiu cu prelucrarea CNC din țagle?
Pentru geometrie simplă în cantități mici, prelucrarea din țagle este adesea mai ieftină, deoarece nu există costuri de scule, dar pe măsură ce complexitatea pieselor crește sau cantitatea de comandă crește peste aproximativ 50 până la 100 de bucăți, turnarea de investiții devine de obicei opțiunea cu costul total mai mic, deoarece elimină cea mai mare parte a materialului pe care prelucrarea ar fi tăiat altfel ca resturi.
Ce cauzează o suprafață aspră sau granulată pe o turnare de aluminiu?
O suprafață granulată ca turnare este de obicei rezultatul nisipului stuc gros folosit în straturile exterioare de înveliș sau a unei învelișuri care nu a fost complet întărită înainte de turnare; solicitarea unui strat mai fin pe suprafețele cosmetice în timpul etapei de cotare rezolvă de obicei acest lucru.
Este turnarea din aluminiu potrivită pentru piesele care conțin presiune?
Da, cu condiția ca turnarea să fie proiectată corespunzător pentru solidificare direcțională și, acolo unde este necesar, verificată prin teste cu raze X sau prin teste de presiune, piese turnate din aluminiu sunt utilizate în mod obișnuit pentru colectoarele hidraulice și carcasele pompelor care trebuie să mențină presiunea internă fără scurgeri.
Cât timp durează pentru a obține o primă probă de turnare cu ceară de aluminiu?
Folosind un model de substitut de ceară imprimat 3D în loc de unelte dure, o primă probă poate fi adesea produsă în 1 până la 2 săptămâni; cu scule de injecție convenționale, lăsați 4 până la 6 săptămâni pentru construirea sculei înainte chiar de turnarea primului înveliș.
