Turnarea de precizie este un proces avansat de formare a metalelor capabil să producă piese turnate cu forme complexe, precizie dimensională ridicată și finisare excelentă a suprafeței. Utilizat pe scară largă în industria aerospațială, dispozitive medicale, piese auto și alte domenii, acest proces necesită abilități tehnice extrem de stricte. Acest articol prezintă în mod sistematic principalele metode de turnare de precizie, acoperind pași cheie precum fabricarea matriței, formarea modelului de ceară, pregătirea cochiliei, deparafinarea, arderea, turnarea și post{2}}procesarea.
I. Fabricarea mucegaiului
Primul pas în turnarea de precizie este crearea unei matrițe principale (sau modelul principal). Acest proces utilizează de obicei prelucrarea CNC, imprimarea 3D sau prelucrarea tradițională pentru a produce un prototip de-înaltă precizie bazat pe desenele de proiectare. Precizia dimensională a matriței principale afectează în mod direct calitatea turnării finale, astfel încât toleranțele sale geometrice și finisarea suprafeței trebuie strict controlate. Pentru piese turnate cu structuri complexe, matrița principală poate avea nevoie să fie produsă în secțiuni și apoi asamblată pentru a asigura precizia generală.
II. Modelare în ceară
După aplicarea unui strat de agent de degajare pe matrița principală, ceara topită este injectată sau turnată în modelul de ceară. Temperatura ceară și presiunea de injectare trebuie controlate cu precizie pentru a asigura integritatea și claritatea detaliilor. Pentru matrițele cu mai-cavități, trebuie asigurată consistența pentru fiecare model de ceară pentru a evita abaterile dimensionale datorate contracției sau deformării. După turnare, modelul de ceară trebuie tăiat pentru a elimina defecte precum bavurile și bavurile și inspectat pentru conformitatea cu cerințele de proiectare.
III. Pregătirea mucegaiului
Carcasa matriței este o structură de sprijin critică pentru turnarea de precizie. Se formează de obicei prin aplicarea mai multor straturi de materiale refractare (cum ar fi sol de silice și nisip de zircon) pe suprafața modelului de ceară. Pașii specifici includ:
1.
Scufundarea nămolului: scufundați modelul de ceară în șlam refractar pentru a asigura o acoperire uniformă.
2.
Slefuire: în timp ce suspensia este încă udă, presărați pe ea nisip refractar cu granulație{0}fină pentru a spori rezistența învelișului matriței.
3.
Uscarea: Fiecare strat trebuie uscat într-un mediu de temperatură și umiditate controlată pentru a preveni fisurarea sau deformarea.
Acest proces este de obicei repetat de mai multe ori (de obicei 5-10 straturi) până când învelișul matriței atinge grosimea și rezistența dorite.
IV. Deparafinarea
După ce învelișul matriței se solidifică, modelul de ceară este topit și expulzat prin încălzire, formând o cavitate. Deparafinarea se realizează de obicei folosind abur sau apă fierbinte, cu temperatura controlată peste punctul de topire al cerii, asigurându-se în același timp că învelișul matriței nu este deteriorat. După deparafinare, carcasa matriței trebuie inspectată pentru ceară reziduală și curățată pentru a asigura calitatea turnărilor ulterioare.
V. Tragerea
Învelișul matriței deparafinat este arse la temperaturi ridicate pentru a îndepărta ceara reziduală, materia organică și umezeala și pentru a-și îmbunătăți rezistența la căldură. Temperatura de ardere este în general între 800 și 1100 de grade, în funcție de tipul de aliaj. Temperatura trebuie crescută lent în timpul procesului de ardere pentru a preveni crăparea carcasei matriței din cauza stresului termic. Turnarea trebuie efectuată în timp ce carcasa matriței ars este fierbinte pentru a minimiza defectele cauzate de răcirea rapidă a metalului topit.
VI. Casting
Turnarea este procesul de injectare a metalului topit în cavitatea carcasei matriței. Compoziția, temperatura și viteza de umplere a metalului topit trebuie strict controlate. Metodele comune includ turnarea gravitațională, turnarea în vid sau turnarea sub presiune. În timpul turnării, metalul topit trebuie să umple complet cavitatea matriței și să evite defecte precum oxidarea, incluziunile de zgură și găurile de aer. Pentru aliajele cu punct de topire înalt--(cum ar fi aliajele de titan și aliajele pe bază de-nichel), pot fi necesare procese speciale (cum ar fi turnarea centrifugă sau acoperirea cu gaz inert).
VII. Post-procesare
După ce turnarea s-a răcit, sunt necesari următorii pași de post{0}}procesare:
1. Zdrobire și curățare: Învelișul matriței este spart, turnarea este îndepărtată și orice material refractar rămas este curățat.
2.Tăierea Riserului: Porțiunile excesive ale sistemului de blocare sunt îndepărtate mecanic sau termic.
3.Tratament termic: Se efectuează recoacerea, îmbătrânirea sau tratarea cu soluție, în funcție de cerințele materialelor, pentru a îmbunătăți proprietățile mecanice.
4. Tratarea suprafeței: Lustruirea, sablare sau galvanizare sunt efectuate pentru a îmbunătăți calitatea suprafeței și rezistența la coroziune.
5.Inspecție: razele X-, undele ultrasonice sau mașinile de măsurare în coordonate sunt folosite pentru a inspecta turnarea pentru defecte interne și precizie dimensională.
Concluzie
Operațiunile de turnare de precizie implică numeroase procese delicate, iar fiecare pas necesită un control riguros pentru a asigura calitatea înaltă a turnării finale. Odată cu progresul științei materialelor și tehnologiei proceselor, domeniul de aplicare al turnării de precizie va fi extins în continuare, iar procedurile de operare standardizate vor fi în continuare esențiale pentru a asigura fiabilitatea produsului.
