Fundición de inversiones: tecnología, ventajas y desventajas del proceso de producción.

La tecnología de fundición en el modelo fundido se desarrolló con el objetivo de fundir con una masa completa de piezas grandes y pequeñas, accesorios, herramientas de corte o quirúrgicas, elementos de dispositivos electrónicos y ópticos. El método se utiliza a menudo en la fabricación de componentes para equipos industriales y de producción, en la fundición artística, en aviación, ingeniería pesada, aeroespacial, la industria del petróleo y el gas.

Dignidad por modelo

Las cualidades positivas del proceso tecnológico incluyen la fundición de alta precisión de la pieza hasta la cuarta clase de precisión con una superficie limpia que no requiere procesamiento adicional. Una característica importante del método es también la capacidad de obtener un producto de una configuración compleja, con el método habitual de fabricación que requiere el ensamblaje de elementos individuales. La fabricación de piezas de fundición a partir de aleaciones de metales duros permite obtener productos con una rugosidad superficial de hasta R6 = 20 μm a Ra = 1.25 μm de acuerdo con los requisitos de GOST 2789–59.

Como es el proceso

En la producción en masa de piezas pequeñas o grandes, se desarrolla un boceto y un dibujo del producto, se realiza un diseño y un molde, se selecciona un material de metal, yeso y arcilla refractaria. El proceso de producción se realiza en la siguiente secuencia :

1. montaje de un molde desmontable;
2. la masa cerosa calentada de una sustancia de bajo punto de fusión (parafina, estearina, cera) se vierte en la abertura del molde bajo una presión de 2.5 a 3 atm;
3. después del enfriamiento, las piezas se unen en bloques soldando al sistema de cierre.

El principio de la fundición de inversión es fabricar un material sobre la base de una forma de una pieza que proporciona una alta precisión del producto terminado. El método de fundición seleccionado ayuda a obtener piezas con un espesor de pared de 0, 5 mm a partir de acero aleado refractario que no se puede mecanizar.

El producto terminado se somete a un revestimiento de la suspensión, que incluye la fracción de polvo de cuarzo y vidrio líquido o silicato de etilo.

Líquido de revestimiento, para cuya preparación se utiliza silicato de etilo [Si (OC2H5) 4], que contiene 32 o 40% de SiO2 en la composición, se aplica en varias capas. En el proceso de hidrólisis de la suspensión interviene el alcohol etílico. Cada capa subsiguiente de revestimiento se rocía con arena fina lavada de cuarzo o marshalita en polvo, se seca, después de lo cual el ciclo se repite de 5 a 11 veces. La composición del modelo se calienta mediante vapor, agua caliente o calefacción.

La formación de la forma toma de 2 horas a 2 días, el resultado final es una cáscara sólida de hasta 3 mm de espesor, después de lo cual el molde pasa a la sección de fundición modelo del molde calentando en un gabinete térmico a una temperatura de +120 ^{0 °} C … + 150 ^{0 °} o en agua caliente a 90 ^° C. Después de retirar el relleno, el molde se coloca en un matraz y se llena con un polvo seco de cuarzo, circonio, electrocorundum o magnesita.

En la siguiente etapa de producción, la forma preparada se transfiere a un horno de tratamiento térmico para quemar residuos de masa de bajo punto de fusión y su posterior enfriamiento a una temperatura de ~ 900 ° C durante 4 horas. Una vez completado el calentamiento, el molde se llena con metal fundido, se deja enfriar, las piezas de fundición se retiran del sistema de puerta, se someten a un tratamiento térmico y a la limpieza final. Almacene los modelos en un termostato o en agua corriente fría.

Una característica de la suspensión refractaria es un cambio en el estado físico de la solución de revestimiento al cambiar la formulación. Si se introduce una solución acuosa de álcali en la suspensión pura preparada, entonces comienza el proceso de solidificación, por lo que es posible obtener la base para la fabricación de un molde cerámico desmontable.

Ventajas de piezas fundidas

La ventaja del método de producción de productos por modelo es la capacidad de utilizar tecnología no destructiva y rentable para la fabricación de una nomenclatura de producción en serie o en serie con altas exigencias de precisión dimensional y limpieza del acabado. Los modelos fusibles fundidos para piezas de forma pequeña, configuración compleja y productos grandes están hechos de materiales orgánicos :

1. cera de parafina;
2. ceresina;
3. estearina;
4. betún de turba;
5. poliestireno;
6. colofonia
7. cera marrón;
8. polietileno;
9. Ozokerite, etc.

Al elegir una composición modelo se tienen en cuenta las complejas propiedades físicas del material. Los modelos fundidos deben cumplir los siguientes requisitos :

1. Fusibilidad a temperatura de 60 ⁰ С a 100 ⁰ С;
2. contracción mínima y expansión;
3. buena fluidez;
4. resistencia mecánica
5. Mínimo índice de ceniza y adherencia a objetos y manos;
6. inercia química;
7. seguridad ambiental;
8. reutilización
9. buena adherencia con fluido de revestimiento;
10. la posibilidad de mecanización y automatización de procesos;
11. Consumo economico de metal.

El proceso tecnológico para la fundición por inversión permite fabricar piezas de acero aleado y al carbono, aleaciones no ferrosas o hierro fundido. Mediante el método de fundición de metal en herramientas, se fabrican herramientas de moldeo en frío, matriz, molde, núcleo o molde, piezas de automóviles y brazos pequeños. La producción de piezas de fundición en molde cerámico desmontable (deslizamiento) se realiza en varias etapas :

1. Verter en la suspensión matraz;
2. forma de cura
3. eliminando el modelo resultante del hemisferio;
4. calcinación térmica de la mitad del molde;
5. Montaje y vertido de semimoldes con metal fundido.

Producción automatizada

El proceso de fundición a la inversión, cuya tecnología está adaptada para la instalación automatizada, permite simultáneamente la fabricación de una canalización vertical y un embudo para el sistema de cierre.

Para las piezas de fundición de metal según la norma estatal, se imponen los mismos requisitos que para los productos obtenidos por otro método. La fusión del material de trabajo se realiza mediante la tecnología de fábrica.

La pieza fundida se elimina después de enfriar el molde en una instalación neumática con el matraz girado 180 ° C para eliminar el relleno a granel. La separación de la pieza se realiza de varias maneras:

1. vibración en una plataforma especial;
2. punzonado a través de un troquel de corte;
3. herramientas eléctricas;
4. Corte anódico y mecánico.

La limpieza de los blancos de la cáscara del resbalón se realiza mediante lixiviación con una solución caliente de KOH. Los fragmentos residuales se limpian con herramientas con un cepillo o boquilla de esmeril.

El grado de pureza de la superficie de fundición depende del estado y diseño del molde, el tipo de composición del modelo, la fracción de arena de cuarzo, el método de fundición de la composición y el modo de calcinación de las conchas, la composición química de la fundición.

La densidad del material de fundición está formada por la posición del molde en la plataforma de trabajo. La compensación del encogimiento del acero durante la solidificación es proporcionada por el diseño del sistema de alimentación. La precisión de la fundición de metal es verificada por un comporador óptico. Las desventajas de aplicar el modelo incluyen la complejidad y la duración del proceso tecnológico, el alto costo del equipo.