Investeringsstøping (tapt-voksstøping) produserer nesten-nett-metallkomponenter med komplekse geometrier, stramme dimensjonstoleranser og jevn overflatefinish. Denne produksjonsprosessen reduserer eller eliminerer behovet for sekundær maskinering, noe som gjør den kostnadseffektiv- for middels til høyt-volumproduksjon av intrikate strukturelle og mekaniske deler.
Operasjonelle evner og tekniske grenser
• Vektområde: 0,05 kg til 80 kg (0,11 lbs til 176 lbs) per del
• Minimum veggtykkelse: 1,5 mm (0,060 tommer) for silikasol-prosessen; 3,0 mm (0,120 tommer) for vannglassprosess
• Lineære dimensjonstoleranser: ISO 8062-3 Grade DCTG 4 til DCTG 6 (Silica Sol); DCTG 7 til DCTG 9 (vannglass)
• Som-støpt overflateruhet:
Silica Sol-prosess: Ra 3,2 µm – Ra 6,3 µm (125 – 250 µin)
Vannglassprosess: Ra 6,3 µm – Ra 12,5 µm (250 – 500 µin
• Årlig produksjonskapasitet: Opptil 15 000 tonn kombinert produksjon
Prosessvalgveiledning for kjøpere
|
Parameter |
Silica Sol-prosess |
Vannglassprosess |
|
Typisk legeringsutvalg |
Rustfritt stål, superlegeringer |
Karbon og lavt-legert stål |
|
Overflatefinish (Ra) |
3.2 – 6.3 µm |
6.3 – 12.5 µm |
|
Toleranseklasse |
ISO 8062-3 DCTG 4–6 |
ISO 8062-3 DCTG 7–9 |
|
Innledende verktøykostnad |
Moderat |
Senke |
|
Enhetskostnadsmål |
Medium til Premium-applikasjoner |
Kostnads-Sensitivt volum |
Produksjonsprosess
Støperiet driver to-prosessinvesteringsstøpelinjer: Silica Sol for høy-presisjon, korrosjonsbestandige-deler, og vannglass for strukturelle karbonstålkomponenter.
Prosessflyt
• Aluminiumsverktøy
• Voksinjeksjon
• Tremontering
• Keramisk slurrydypping
• Avvoksing og fyring
• Helling og kjøling
• Shakeout & Cut-Av
• Sluttkontroll
Detaljert trinn-for-trinnsutførelse
• Verktøy og formfabrikasjon: CNC-maskinerte aluminiumsdyser (6061/7075-legering) produseres med krympetilskudd (vanligvis 1,5 %–2,5 %) inkludert i CAD-modellen basert på legeringsstørkningsdynamikk.
• Mønsterinjeksjon: Temperatur-kontrollert voks injiseres i aluminiumsformen under trykk (2,0–4,0 MPa) for å lage en nøyaktig kopi av målkomponenten.
• Mønstermontering: Individuelle voksmønstre er konstruert-og festet til en sentral voksløper (trestruktur) for å optimalisere metallflyt og mating under størkning.
• Shell Building:
Silica Sol: Mønstertreet dyppes i en kolloidal silika-slurry og belegges med zirkonsand (primærstrøk) etterfulgt av mullittsand (backup strøk). 5 til 7 lag påføres med streng fuktighetskontroll (55 % ± 5 % RF) mellom strøkene.
Vannglass: Treet dyppes i en natriumsilikatbindemiddeloppslemming og stukkes med kvartssand, herdet i et ammoniumklorid- eller aluminiumsulfatbad (4 til 6 strøk).
• Avvoksing og autoklav: Skallenheten plasseres i en høytrykksdampautoklav (0,6–0,8 MPa, 160 grader –175 grader ) for raskt å smelte og evakuere voksen uten å sprekke det keramiske skallet.
• Høy-temperaturbrenning: Keramiske skall sintres i en roterende ovn eller satsovn ved 950 grader til 1150 grader i 45–90 minutter for å brenne av resterende hydrokarboner og oppnå strukturell styrke.
• Smelting og helling: Induksjonsovner smelter sertifiserte råblokker. Smeltet metall er slagg-skummet, spektrografisk analysert og helles i forvarmede former ved temperaturer fra 1450 grader til 1680 grader avhengig av legeringen.
• Knockout & Cut-Av: Størknede skjell brytes via pneumatiske hammere eller høytrykksvannstråler-. Deler kuttes fra innløpet ved hjelp av slipende-avskjæringshjul.
• Sliping og sprøyting: Portstubber er slipt i flukt, og deler er sprengt med rustfritt stål hagl eller aluminiumoksyd til jevn overflatetekstur.
Materialer og tekniske spesifikasjoner
Vi behandler et omfattende spekter av jernholdige og ikke-jernholdige metaller i henhold til ASTM-, AISI-, DIN-, EN- og JIS-standardene. Kjemisk sammensetningsvalidering via optisk emisjonsspektroskopi (OES) utføres på hver varme før helling.
Legeringsspesifikasjonsmatrise
|
Materialfamilie |
Vanlige karakterer (ASTM / DIN) |
Nøkkelegenskaper |
Mekanisk standardutvalg |
|
Austenittisk rustfritt stål |
CF8 (304), CF8M (316), CF3 (304L), CF3M (316L) |
Høy korrosjonsbestandighet, utmerket seighet |
Strekkstyrke: Større enn eller lik 485 MPa Utbytte: Større enn eller lik 205 MPa Forlengelse: Større enn eller lik 35 % |
|
Martensitisk / Ferritisk rustfritt |
CA15 (410), CA40 (420), 430 |
Høy hardhet, slitestyrke, magnetisk |
Strekkstyrke: 550 – 850 MPa Hardhet: 180 – 450 HBW |
|
Nedbørsherding Rustfri |
17-4PH (CB7Cu-1), 15-5PH |
Høy styrke, god korrosjonsbestandighet etter varmebehandling |
Strekkstyrke: 930 – 1310 MPa Utbytte: 790 – 1170 MPa |
|
Karbonstål |
WCB, WCC, klasse 60-30, 1020, 1045 |
God sveisbarhet, strukturell styrke, økonomisk |
Strekkstyrke: 415 – 655 MPa Utbytte: 230 – 345 MPa |
|
Lavt-legert stål |
4130, 4140, 4340, 8620 |
Utmerket herdbarhet, høy utmattelsesstyrke |
Strekkstyrke: 650 – 1100 MPa (varmebehandlet) |
|
Dupleks rustfritt stål |
2205 (UNS S31803), 2507 (UNS S32750) |
Overlegen gropmotstand (PREN Større enn eller lik 34), høy flytegrense |
Strekkstyrke: Større enn eller lik 650 MPa Utbytte: Større enn eller lik 450 MPa |
|
Varmebestandige-legeringer |
HK40, HH, Inconel 625 tilsvarende |
Høy krypbruddstyrke opp til 1050 grader |
Spesifikt for applikasjonen |
Viktige produktfunksjoner
Kompleks intern geometriintegrasjon:
Eliminerer fler-sveisede sammenstillinger ved å konsolidere komplekse interne kanaler, underskjæringer og tynne ribber i én enkelt støpt komponent.
Eliminering av trekkvinkel:
I motsetning til sand- eller pressestøping, tillater investeringsstøping null-graders trekkvinkler på innvendige lommer og ytre vegger der begrensninger for kjernetrekk normalt gjelder.
Nær-Net-Shape Precision:
Reduserer materialavfall med opptil 70 % sammenlignet med CNC-bearbeiding av massiv stang-, spesielt på høy-legert rustfritt stål og nikkellegeringer.
Som-Støpte bokstaver og sporbarhet:
Delenummer, varmekoder, logoer og retningspiler kan støpes direkte på komponentoverflaten med hevet tekst (minimum 0,5 mm høyde).
Ensartet kornstruktur:
Kontrollert forvarming av skallet og termisk isolasjon under helling minimerer kjølegradienter, noe som fører til konsistente isotropiske mekaniske egenskaper.
Typiske applikasjoner
Investeringsstøpte deler tjener kritiske funksjonelle roller på tvers av tungindustri, væskekontroll og kraftutstyr:
Application Engine Mapping
|
Sektor |
Typiske komponenter |
|
Væskehåndtering og pumper |
Impellere, volutthus, ventilhus, flenser |
|
Prosess og automatisering |
Strømningsmålerhus, aktuatorarmer, sensorbosser |
|
Heavy & Ag Machinery |
Slitasjebraketter, hengselstifter, låsepaler, koblinger |
|
Petrokjemi og energi |
Høytrykksventiltrim,-brennerdyser, rørkoblinger |
|
Kommersiell bil |
Turboladerhus, eksosmanifolder, braketter |
Maskinering og sekundæroperasjoner
Mens investeringsstøping gir tette nær-nettformer, krever høy-grensesnittflater sekundære CNC-operasjoner.
Operasjonssekvens
Råstøping → Intern-CNC-bearbeiding i huset → Varmebehandling → Overflatebehandling
Egenskaper for-husbearbeiding
• CNC-dreiing: Diameter opp til 500 mm; posisjonsnøyaktighet innenfor ±0,005 mm.
• 4-- og 5-akse fresesentre: Kompleks overflateprofilering, tett toleranseboring (H7-tilpasning) og presis flathet (<0.01 mm).
• Gjenging: Metrisk, NPT, BSPP og UNC intern/ekstern gjengeskjæring.
Varmebehandlingsbehandling
• Løsningsgløding: 1040 grader –1120 grader etterfulgt av rask vannkjøling for austenittiske rustfrie stål (gjenoppretter korrosjonsmotstanden og homogeniserer strukturen).
• Normalisering og stressavlastende: 850 grader –900 graders luftkjøling for å homogenisere kornstrukturen i karbon- og legeringsstål før maskinering.
• Herding og herding (Q&T): Herding i olje/vann etterfulgt av herding for å oppnå målrettede HRC-verdier (f.eks. 28–34 HRC eller 45–52 HRC).
• Aldersherding: H900, H1150 betingelser for 17-4PH rustfritt stål for å øke strekkfastheten.
Alternativer for overflatebehandling
• Elektropolering (Ra < 0,4 µm for sanitærapplikasjoner)
• Passivering (ASTM A967-samsvar)
• Sinkbelegg / fosfatbelegg / E-belegg
• Svart oksidbelegg
• Pulverlakkering og flytende maling
Kvalitetskontroll og inspeksjon
Kvalitetssikring begynner med råvareverifisering og fortsetter gjennom etter-bearbeiding av dimensjonale revisjoner. Hver forsendelse er ledsaget av et EN 10204 3.1 inspeksjonssertifikat.
Verifikasjonsmatrise for kvalitetssikring
|
Inspeksjonskategori |
Testmetode / Utstyr |
I følge Standard |
|
Kjemisk sammensetning |
Direkte-lesende optisk emisjonsspektrometer (OES) |
ASTM E415 / ASTM E1086 |
|
Mekanisk testing |
Universal strekktester, Charpy Impact, Hardhet (HB/HRC) |
ASTM A370 / ISO 6892-1 |
|
Ikke-destruktiv testing (NDT) |
Radiografisk testing (røntgenstråle) Testing av væskepenetrant (PT) Magnetisk partikkeltesting (MT) |
ASTM E192 / ASTM E446 ASTM E1417 / ISO 3452-1 ASTM E1444 |
|
Dimensjonskontroll |
Koordinatmålemaskin (CMM), optisk profilometer |
ISO 10360 |
|
Mikrostruktur |
Metallografisk mikroskop |
ASTM E45 / ISO 4967 |
OEM og tilpasset produksjon
Vi produserer tilpassede komponenter utelukkende fra kundens-tekniske tegninger og spesifikasjoner.
Tidslinje for prosjektgjennomføring
|
Scene |
Tidslinje |
Nøkkelleveranser |
|
Trinn 1 |
Uke 1–2 |
DFM Review & Mold Design, Solidification Simulering |
|
Trinn 2 |
Uke 3–4 |
Verktøy CNC-bearbeiding og prøvevoksinjeksjon |
|
Trinn 3 |
Uke 5–6 |
T1 Sample Casting Production & First Article Inspection Report (FAIR) |
|
Trinn 4 |
Uke 7+ |
Masseproduksjonsgodkjenning og batchutsendelse |
Teknisk arbeidsflytdetaljer
• Design for Manufacturability (DFM) Review: Engineering evaluerer veggtykkelsesoverganger, termisk massekonsentrasjon, skillelinjeplasseringer og krav til trekk før verktøyskjæring.
• Størkningssimulering: Anycasting / MAGMASOFT simuleringsprogramvare modellerer hastigheten på smeltet metall, kjølekurver og krympingstendenser for å plassere stigerør og porter, og eliminerer intern porøsitet før stålskjæring.
• Prototypingsalternativer:
Rask-Vend SLA/3D-trykte voksmønstre: 7–10 dager for fysiske funksjonelle prototyper uten hardt verktøy.
Hardt aluminiumsverktøy: 21–28 dager for produksjons-T1-prøver.
• Inspeksjonsrapport for første artikkel (FAIR): Sendt med fulldimensjonal layout (CMM-data), kjemisk sammensetningsanalyse, mekaniske testdata og materialsertifiseringer.
Hva kjøpere bør gi for en tilbudsforespørsel
For å motta et nøyaktig kommersielt forslag og teknisk gjennomgang innen 24 til 48 timer, vennligst ta med følgende data i forespørselen din:
Tekniske tegninger:
• 3D CAD-modell: STEP (.stp), IGES (.igs) eller SolidWorks (.sldprt) filformater.
• 2D-tegning: PDF-format med kritiske toleranser, geometrisk dimensjonering og toleranse (GD&T), forventninger til overflatefinish og maskineringsforklaringer.
Materialspesifikasjoner:Nøyaktig materialkvalitet (f.eks. ASTM A351 CF8M, AISI 4140) eller nødvendige mekaniske parametere.
Ordrevolum:Estimert årlig bruk (EAU) og innledende pilotbatch-mengder.
Varmebehandling og overflatefinish:Hardhetskrav, passivering, plettering eller malingsspesifikasjoner.
Kvalitet og inspeksjonsomfang:NDT-dekning påkrevd (f.eks. 100 % PT, 5 % røntgenprøvetaking), krav til trykktesting (bar/PSI) og spesifikke sertifikatbehov (EN 10204 3.1 / 3.2).
Emballasjekrav:Anti-VCI-emballasje, individuell boksemballasje eller standard eksportpalletering.
Ofte stilte spørsmål
Spørsmål: Hva er hovedforskjellen mellom investeringsstøping av silikasol og vannglass?
A: Silikasol-prosessen bruker zirkonsand og fine kolloidale silikabindemidler, noe som gir en overlegen overflatefinish (Ra 3,2–6,3 µm) og høyere dimensjonsnøyaktighet (ISO 8062-3 DCTG 4–6). Den er primær for rustfritt stål og høylegerte deler.{12} Vannglassprosessen bruker kvartssand og natriumsilikat, og gir en grovere overflate (Ra 6,3–12,5 µm) og løsere toleranser (DCTG 7–9), men gir lavere enhetskostnader for karbon- og lavlegerte stålkomponenter.
Spørsmål: Hvilke generelle dimensjonstoleranser kan opprettholdes uten maskinering?
A: For støping av silikasol er lineære toleranser typisk i samsvar med ISO 8062-3 DCTG 4 til DCTG 6 (ca. ±0,15 mm per 25 mm). Kritiske boreinnrettinger, tetningsflater og tapphull krever etterstøpt CNC-bearbeiding.
Spørsmål: Hvordan forhindrer du intern krympingsporøsitet i tykke-vegger?
A: Ingeniører bruker simuleringsprogramvare for termisk størkning for å modellere porter og stigerørplassering. For seksjoner med store massekonsentrasjoner er kjøleblokker eller isolerte stigerør integrert i skalldesignet for å fremtvinge retningsbestemt størkning mot mateinnløpet.
Spørsmål: Hva er den typiske ledetiden for nytt verktøy og innledende prøver?
A: Standard fabrikasjon av aluminiumsverktøy krever 20 til 25 dager. Prøveproduksjon, varmebehandling og CMM-dimensjonal rapportering krever ytterligere 7 til 10 dager. Total ledetid fra godkjent 3D CAD til prøvelevering er vanligvis 30 til 35 kalenderdager.
Spørsmål: Kan 3D-trykte mønstre brukes for kort{1}}produksjon?
A: Ja. SLA (stereolitografi) eller SLS 3D-trykte voks/PMMA-mønstre kan direkte-dyppes i slurry for å produsere metallstøpegods uten aluminiumsverktøy. Dette reduserer ledetiden til 7–10 dager for prototypetesting eller kjøringer med lite-volum (< 50 units).
Spørsmål: Leverer du testsertifikater fra fabrikken med forsendelser?
A: Hver forsendelse inkluderer et EN 10204 3.1-materialsertifikat som beskriver faktisk varmekjemisk analyse (OES-resultater), strekkstyrke, flytestyrke, forlengelse, slagverdier (hvis testet) og hardhetsverdier.






