Proces livenja vodenog stakla

Investiciono livenje, takođe poznato kao livenje u izgubljenom-vosku, je precizna proizvodna tehnika koja se koristi za proizvodnju složenih metalnih delova sa odličnom završnom obradom površine i preciznošću dimenzija. Među različitim metodama investicionog livenja, livenje vodenog stakla (koji se naziva i natrijum silikat-vezano livenje) ističe se po svojoj isplativosti-i efikasnosti, posebno za male i srednje{4}}proizvodne serije.



Lijevanje vodenog stakla za ulaganje koristi natrijum silikat (Na₂SiO₃) kao vezivo za keramičke školjke, nudeći ekonomičniju alternativu sistemima na bazi etil silikata-. Kompletan proces se sastoji od šest ključnih faza:



1.1 Kreiranje uzorka

• Vosak ili 3D-štampani polimerni uzorci se proizvode u tačnom obliku željenog dijela

 • Više uzoraka je sastavljeno na centralni voštani vod kako bi se formirala grupa odlivaka



1.2 Shell Building

• Klaster se podvrgava potapanju u rastvor natrijum silikata (Be stepen 38-42 na 20 stepeni)

• Odmah se štukaju vatrostalnim materijalima (obično cirkonsko brašno za primarne premaze, a zatim topljeni silicijum za pomoćne premaze)

 • Svaki sloj zahteva 4-6 sati sušenja pri kontrolisanoj vlažnosti (40-60% RH)



1.3 Deparatizacija

• Obloženi klaster se -ispaljuje na 850-950 stepeni 15-30 minuta

• Istovremeno sagorijeva vosak i pretvara natrijum silikat u keramičku vezu



1.4 Izlivanje metala

• Prethodno zagrijani kalupi (200-400 stepeni) primaju rastopljeni metal gravitacijom ili lijevanjem uz pomoć vakuuma

• Uobičajene legure za livenje uključuju ugljenične čelike (1020-1045), nerđajuće čelike (304/316) i legure aluminijuma



1.5 Uklanjanje školjke

Nakon stvrdnjavanja, keramička školjka se uklanja kroz:

• Mehaničke vibracije

• Pjeskarenje vodom pod visokim{0}}pritiskom

 • Hemijsko otapanje (5-10% rastvor NaOH za tvrdokorne ostatke)



1.6 Završne operacije

• Odsecanje-: Odvajanje pojedinačnih odlivaka od izliva

• Brušenje: Uklanjanje ostataka kapije

 • Toplinska obrada: ublažavanje naprezanja ili žarenje rastvorom po potrebi



Ključne prednosti uključuju:



• 60-70% brža proizvodnja ljuske u odnosu na etil silikat



• 40% niži troškovi vezivnog materijala



• Pogodno za legure visoke{0}}tačke{1}}(do 1600 stepeni)



• Ekološki prihvatljivija hemija



3.1 Optimizacija čvrstoće ljuske

• Održavajte molarni odnos Na₂O:SiO₂ između 1:2,0-2,4



• Kontrolišite temperaturu prostorije za sušenje na 22±2 stepena



• Ograničite debljinu ljuske na 6-10 mm u zavisnosti od veličine dela



3.2 Sprečavanje kvarova

• Poroznost gasa: Sprovedite vakuum degazaciju tokom izlivanja



• Uključci: Koristite filtere od 80-100 mesh u sistemima za zatvaranje



• Pukotine: Osigurajte pravilno predgrijavanje kalupa (prevencija termičkog udara)



• Automobili: kućišta turbopunjača, komponente prijenosa



• Pumpa/ventil: impeleri, tijela ventila, hidraulički dijelovi



• Medicina: prototipovi ortopedskih instrumenata



• Energija: prototipovi lopatica gasne turbine



• Manja preciznost u odnosu na napredne sisteme veziva (±0,75 mm naspram ±0,25 mm)



• Krhkost ljuske zahtijeva pažljivo rukovanje



• Nije idealno za superlegure koje zahtijevaju ekstremnu čistoću



• Hibridna veziva: Kombinacija vodenog stakla sa koloidnim silicijumom za povećanu čvrstoću



• Integracija aditivne proizvodnje: 3D-štampani kalupi sa premazima od vodenog stakla



• Kontrola sušenja vođena AI-: prediktivni algoritmi koji optimiziraju vlažnost/temperaturu





Lijevanje vodenog stakla ostaje najekonomičnije rješenje za precizno lijevanje za proizvodne količine od 100-10.000 komada. Nedavni napredak u kontroli procesa i nauci o materijalima nastavlja da proširuje svoje mogućnosti u visokovrijednim proizvodnim sektorima.



Odgovarajuća kontrola parametara i mjere za sprječavanje kvarova mogu dati odljevke koji zadovoljavaju ISO 8062 GDCT4-6 standarda tolerancije uz održavanje konkurentnih troškova po dijelu.