Lupinasta zgradba za investicijsko litje

Naložbeno litje je nanašanje več plasti ognjevzdržnih premazov na površino voščenega kalupa. Ko se voščeni kalup strdi in posuši, ga s segrevanjem stopimo, da dobimo lupino z votlino, ki ustreza obliki voščenega kalupa. Po pečenju ga vlijemo v A način pridobivanja ulitkov, zato ga imenujemo tudi izgubljeni voščeni ulitek. Z nenehnim izboljševanjem proizvodne tehnologije se še naprej pojavljajo novi postopki oblikovanja voska in raznolikost materialov, ki so na voljo za oblikovanje, se povečuje. Zdaj metoda odstranjevanja plesni ni več omejena na taljenje in materiali za oblikovanje niso omejeni na voščene materiale. Uporabimo lahko tudi plastične kalupe. Ker imajo ulitki, dobljeni s to metodo, večjo dimenzijsko natančnost in nižje vrednosti površinske hrapavosti, jo imenujemo tudi precizno litje.

Osnovna značilnostinvesticijsko litjeje, da se pri izdelavi lupine uporablja talilni kalup za enkratno uporabo. Ker kalupa ni treba vleči, je lupina integralna brez ločevalne površine, lupina pa je izdelana iz ognjevzdržnih materialov z odlično zmogljivostjo pri visokih temperaturah. Z vložnim litjem lahko izdelamo ulitke kompleksnih oblik z najmanjšo debelino stene 0,3 mm in minimalnim premerom ulivne luknje 0,5 mm. Včasih se v proizvodnji lahko nekateri deli, sestavljeni iz več delov, s spremembo strukture združijo v celoto in neposredno oblikujejo z investicijskim litjem. To lahko prihrani delovne ure obdelave in porabo kovinskega materiala ter naredi strukturolitje delovbolj razumno.

Teža ulitkov, izdelanih z vložnim litjem, se običajno giblje od deset gramov do nekaj kilogramov ali celo deset kilogramov. Pretežki ulitki niso primerni za vlivanje zaradi omejitve zmogljivosti kalupnega materiala in težav pri izdelavi lupine.

Ulitki izdelani z investicijskim litjemniso omejeni z vrstami zlitin, zlasti za zlitine, ki jih je težko rezati ali kovati, kar lahko pokaže svojo superiornost. Vendar ima proizvodnja vložnih ulitkov tudi nekaj pomanjkljivosti, predvsem zaradi velikega števila procesov, dolgih proizvodnih ciklov, zapletenih tehnoloških procesov in številnih dejavnikov, ki vplivajo na kakovost ulitkov, ki jih je treba za stabilizacijo proizvodnje strogo nadzorovati.

V primerjavi z drugimi metodami litja je izjemna značilnost investicijskega litja uporaba talilnih kalupov za izdelavo lupine. Pri vsaki izdelavi lupine se porabi en kalup za vlaganje. Nujni predpogoj za pridobitev visokokakovostnih ulitkov z visoko dimenzijsko natančnostjo in nizkimi vrednostmi površinske hrapavosti je vložni kalup z visoko dimenzijsko natančnostjo in nizkimi vrednostmi površinske hrapavosti. Zato bodo zmogljivost kalupnega materiala (ki se imenuje kalupni material), kakovost oblikovanja (vzorec, uporabljen za stiskanje vložka) in postopek oblikovanja neposredno vplivali na kakovost vložnega ulitka.

Kalupi za investicijsko litje se trenutno običajno uporabljajo v lupini iz večplastnih ognjevzdržnih materialov. Ko je modul potopljen in prevlečen z ognjevzdržnim premazom, potresemo zrnati ognjevzdržni material, nato pa ga posušimo in strdimo ter ta postopek večkrat ponovimo, dokler plast ognjevzdržnega materiala ne doseže zahtevane debeline. Na ta način se na modulu oblikuje večslojna lupina, ki je običajno nekaj časa parkirana, da se popolnoma posuši in strdi, nato pa jo odstranimo iz kalupa, da dobimo večslojno lupino. Nekatere večplastne školjke je treba napolniti s peskom, nekatere pa ne. Po praženju jih lahko neposredno vlijemo, kar imenujemo lupina visoke trdnosti.

Kakovost lupine je neposredno povezana s kakovostjo ulitka. Glede na delovne pogoje lupine zahteve glede zmogljivosti lupine vključujejo predvsem:
1) Ima visoko normalno temperaturno trdnost, primerno visokotemperaturno trdnost in nizko preostalo trdnost.
2) Ima dobro prepustnost zraka (zlasti prepustnost zraka pri visokih temperaturah) in toplotno prevodnost.
3) Koeficient linearne ekspanzije je majhen, toplotna ekspanzija je nizka in ekspanzija je enakomerna.
4) Odlična odpornost na hiter mraz in toploto ter termokemična stabilnost.

Te lastnosti lupine so tesno povezane z materiali, uporabljenimi pri izdelavi lupine, in postopkom izdelave lupine. Materiali lupine vključujejo ognjevarne materiale, veziva, topila, trdilce, površinsko aktivne snovi itd. Med njimi ognjevzdržni material in vezivo neposredno tvorita lupino, ki je glavni material lupine. Ognjevzdržni materiali, ki se uporabljajo pri vlitju, so predvsem kremenčev pesek, korund in alumosilikatni ognjevzdržni materiali (kot so ognjevzdržna glina in aluminijev banadij itd.). Poleg tega se včasih uporabljata cirkonski pesek in magnezijev pesek.

Ognjevzdržni material v prahu in vezivo pripravimo v ognjevzdržni premaz, zrnat ognjevzdržni material pa posujemo na ognjevzdržni premaz, ko je lupina izdelana. Veziva, ki se uporabljajo v ognjevzdržnih premazih, vključujejo predvsem etil silikat hidrolizat, vodno steklo in kremenčev sol. Barva, pripravljena z etil silikatom, ima dobre premazne lastnosti, visoko trdnost lupine, majhno toplotno deformacijo, visoko dimenzijsko natančnost pridobljenih ulitkov in dobro kakovost površine. Večinoma se uporablja za izdelavo pomembnih ulitkov iz legiranega jekla in drugih ulitkov z visokimi zahtevami glede kakovosti površine. Vsebnost SiO2 v etil silikatu, proizvedenem na Kitajskem, je običajno 30 % do 34 % (masni delež), zato se imenuje etil silikat 32 (32 predstavlja povprečni masni delež SiO2 v etil silikatu). Etil silikat ima lahko vezivno vlogo šele po hidrolizi.

Lupina premaza, pripravljena z vodnim steklom, se zlahka deformira in poči. V primerjavi z etil silikatom imajo proizvedeni ulitki nizko dimenzijsko natančnost in visoko površinsko hrapavost. Vezivo iz vodnega stekla je primerno za izdelavo majhnih navadnih jeklenih ulitkov inulitki iz neželeznih zlitin. Vodno steklo za investicijsko litje ima običajno modul 3,0~3,4 in gostoto 1,27~1,34 g/cm3.

Vezivo silicijevega sola je vodna raztopina silicijeve kisline, znana tudi kot silicijev sol. Njegova cena je 1/3 ~ 1/2 nižja od cene etil silikata. Kakovost ulitkov, proizvedenih z uporabo silicijevega sola kot veziva, je višja od kakovosti vodnega stekla. Vezivo je bilo močno izboljšano. Silicijev dioksid ima dobro stabilnost in ga je mogoče hraniti dolgo časa. Pri izdelavi školjk ne potrebuje posebnih trdilcev. Trdnost lupine pri visokih temperaturah je boljša kot pri lupinah iz etil silikata, vendar ima silicijev dioksid slabo omočljivost vložka in traja dlje, da se strdi. Glavni postopki izdelave školjk vključujejo razmaščevanje modulov, premazovanje in brušenje, sušenje in utrjevanje, razkalupljanje in praženje.