Odlewanie inwestycyjne jest głównie związane z wytwarzaniem różnych elementów metalowych o złożonej geometrii w dziedzinie odlewania metali. Różne czynniki wpływają na procentową wydajność i jakość odlewu, w tym projekt systemu wlewowego w procesie odlewania.
Dobra jakość może zmniejszyć liczbę wad odlewniczych i zwiększyć procent wydajności. Ze względu na różne korzyści w stosunku do procedury produkcyjnej, proces odlewania inwestycyjnego szybko wytwarza wiele złożonych komponentów.
Rodzaje systemów wlewowych w procesie odlewania
Istnieją dwa różne rodzaje systemów wlewowych w procesie odlewania: ciśnieniowy i bezciśnieniowy system wlewowy.
1) Ciśnieniowy system wlewowy
W tym przypadku cały przekrój poprzeczny zmniejsza się w kierunku wnęki formy. Ograniczenia w przepływie metalu utrzymują przeciwciśnienie. Jest to podobne do przepływu cieczy (objętości) ze wszystkich wlewów. Zwłaszcza przeciwciśnienie jest niezbędne do zmniejszenia zasysania. Powodem jest to, że wlew za każdym razem płynie w całości.
Ze względu na ograniczenia, metal przepływa ze zwiększoną prędkością, powodując duże turbulencje i ryzyko erozji formy. Zwykle wydajność odlewania jest podawana, ponieważ objętość metalu zużytego w prowadnicach i wlewach jest zmniejszona.
Ze względu na turbulencje, ten rodzaj systemu wlewowego w odlewni nie jest powszechnie stosowany do stopów lekkich, ale może być często wykorzystywany do odlewów żelaznych.
2) System bezciśnieniowy
W tym przypadku cały przekrój poprzeczny rozwija się w kierunku gniazda formy. Ograniczenie występuje tylko w dolnej części wlewu. Przepływ objętościowy cieczy jest zmienny w zależności od bramy. Aspiracja w systemie wlewowym, ponieważ system nigdy nie działa całkowicie. Podobnie, występuje niska turbulencja. Ze względu na występowanie turbulencji ten typ układu wlewowego w odlewni jest stosowany do stopów lekkich.
Odlewanie inwestycyjne jest często stosowanym procesem do tworzenia różnego rodzaju konstrukcji metalowych. Wlewanie w procesie odlewania jest rodzajem złożonej procedury, którą należy zrozumieć. W systemie wlewowym prowadnice i piony są niezbędne przy tworzeniu różnych projektów wysokiej jakości.
Elementy systemu bramkowania
Powyżej wymieniono dwa różne typy systemów wlewowych w procesie odlewania. Jakie są zatem komponenty systemu wlewowego? Ogólnie rzecz biorąc, komponenty systemu wlewowego składają się z ośmiu istotnych elementów.
Główne elementy systemu bramkowania
Istnieją dwa istotne etapy odlewania, takie jak proces napełniania i procedura krzepnięcia. W procesie napełniania elementy systemu wlewowego obejmują kubek wlewowy, podstawę zapasową, prowadnicę, wlew, zasuwę i pion.
Kubek do nalewania
Ma kształt prostokątny lub okrągły. Dodaje stopiony metal, który jest wylewany z kadzi. Kubek do nalewania służy głównie do zmniejszania pędu cieczy wpływającej do formy poprzez osadzanie się w niej.
Wlew
Zbiornik do nalewania musi być głęboki, a wejście do wlewu musi mieć gładki promień co najmniej 25 mm. Zgodnie z zaleceniami, głębokość wlewu powinna być 2,5 razy większa od średnicy wejścia wlewu. Jest to głównie korzystne dla wygładzenia przepływu metalu i ochrony przed tworzeniem się wirów.
System bramek
W przekroju poprzecznym jest on okrągły. Powoduje to, że stopiony metal prawidłowo spada z kubka do wlewu do wlewu. Wlew powinien być pionowym stożkowym przejściem przez kielich, aby zwiększyć prędkość metalu. Powodem jest to, że spływa w dół, zmniejszając zasysanie powietrza. Łączy również zbiornik zalewowy z prowadnicą. Zwężenie można uzyskać za pomocą równania ciągłości.
Studnia wlewowa
Zmienia kierunek przepływu stopionego metalu do kąta prostopadłego i przekazuje go do prowadnicy. W dolnej części wlewu studnia jest niezbędna do zmniejszenia prędkości wprowadzanych metali i erozji formy.
Zazwyczaj przyjmuje się, że głębokość wlewu jest pięciokrotnie większa od powierzchni dławika wlewu. Zgodnie z zaleceniami dotyczącymi projektowania systemu wlewowego odlewów ciśnieniowych, doskonała głębokość powinna być dokładnie podobna do głębokości wlewu.
Biegacz
Ta część jest przydatna do przenoszenia stopionego metalu z wlewu do odlewu. Możemy rozważyć ostatni krok, w którym stopiony metal przechodzi z wlewu do gniazda formy.
Brama
Wrota to otwory ze stopionego metalu do wnęki formy. Najważniejszą rzeczą jest to, że można je łatwo odłamać po zestaleniu odlewu.
W zależności od zastosowania, w procedurze odlewania stosowane są różne rodzaje bram.
Riser
Jest to źródło dodatkowego metalu. Przepływa on z pionu do gniazda formy w celu skompensowania skurczu. Procedura ta ma miejsce w odlewie, gdy zaczyna on krzepnąć. Jeśli w systemie wlewowym brakuje pionu, niektóre ciężkie części będą miały nieprawidłowości skurczowe. Może to być zarówno na powierzchni, jak i wewnątrz.
Pion powinien zostać utworzony w celu zastygnięcia po zakończeniu odlewania centralnego, aby spełniał swoją funkcję. Pion powinien pozostać stopiony do momentu zestalenia się odlewu.
Istnieją dwie główne funkcje pionu. Kompensuje skurcz krzepnięcia, a drugą jest źródło ciepła.
Projekt systemu wlewowego do odlewania inwestycyjnego
Dobry projekt systemu wlewowego odlewu inwestycyjnego może zapewnić wysoką jakość produktów przy niższych kosztach produkcji. Dowiedzieliśmy się już o komponentach systemów wlewowych, więc jakie czynniki wpływają na projekt systemu wlewowego odlewów inwestycyjnych?
Optymalny czas napełniania
Odlew, który wypełnia się zbyt wolno, może mieć nieciągłości, takie jak zimne zamknięcia i błędne przebiegi. Zbyt szybkie napełnianie prowadzi do wtrąceń stałych i gazowych. Wyższa granica czasu napełniania (najwolniejsze napełnianie) jest regulowana w celu uniknięcia przedwczesnego zamarzania w cienkich przekrojach przed całkowitym napełnieniem. Początek turbulencji powierzchniowych kontroluje dolną granicę czasu napełniania (najszybsze pakowanie).
Prawidłowy czas napełniania leży pomiędzy szybkim i wolnym napełnianiem. Jest to funkcja odlewanego metalu, masy, minimalnej grubości przekroju i temperatury zalewania. Na podstawie badań eksperymentalnych naukowcy zajmujący się odlewnictwem opracowali kilka równań empirycznych określających prawidłowy czas napełniania metali.
Prędkość metalu
Odpowiedni czas napełniania jest ustalany w taki sposób, że kanały wlewowe mogą być zaprojektowane tak, aby zapobiegać turbulencjom powierzchniowym i zmniejszać turbulencje masowe w kanałach wlewowych i wnęce formy. Przy projektowaniu systemu wlewowego odlewu inwestycyjnego zależy to głównie od prędkości stopionego metalu, które różnią się znacznie w kanałach wlewowych i wewnątrz wnęki formy. Dla danego miejsca w odlewie prędkość zmienia się w czasie, od początku do końca napełniania.
