Đúc thép silic sol là một quy trình đúc đầu tư có độ chính xác cao-sử dụng keo silic (dung dịch ổn định của các hạt SiO₂ có kích thước nano-trong nước) làm chất kết dính chính để chế tạo vỏ khuôn gốm. Kết hợp với bột zircon có độ tinh khiết cao và cát zircon trong các lớp bùn chính, quá trình này tạo thành một khuôn đặc biệt mịn, trơ về mặt hóa học và ổn định nhiệt, có khả năng chịu được nhiệt độ đổ kim loại lỏng lên tới 1.650 độ.
So với phương pháp đúc chảy thủy tinh-nước (natri silicat) truyền thống, phương pháp silica sol loại bỏ tạp chất natri tự do (Na2O) gây ra sự cố bề mặt khuôn. Tính toàn vẹn về cấu trúc này cho phép sản xuất các bộ phận thép có hình dạng phức tạp,{3}}có thành mỏng và gần{4}}lưới- giúp giảm thiểu hoặc loại bỏ hoàn toàn quá trình gia công CNC ở khâu tiếp theo.
So sánh thông số quy trình
|
Thông số kỹ thuật |
Đúc đầu tư Silica Sol |
Nước-Đúc đầu tư thủy tinh |
Đúc cát tiêu chuẩn |
|
Độ chính xác kích thước |
ISO 8062 CT4 – CT6 |
ISO 8062 CT7 – CT9 |
ISO 8062 CT10 – CT12 |
|
Như-Độ nhám bề mặt đúc |
Ra 1,6 – Ra 3,2 µm |
Ra 6,3 – Ra 12,5 µm |
Ra 12,5 – Ra 25 µm |
|
Độ dày tường tối thiểu |
1,5 mm (0,7 mm ở vùng cục bộ) |
3,5mm |
5,0 mm |
|
Kiểm soát dung sai tuyến tính |
±0,1 mm trên 25 mm |
±0,3 mm trên 25 mm |
±0,8 mm trên 25 mm |
|
Phạm vi trọng lượng đơn vị |
0,01 kg đến 50 kg |
0,5 kg đến 100 kg |
5,0 kg đến 5,000+ kg |
Quy trình sản xuất
Để đạt được sự kiểm soát chặt chẽ về luyện kim và kích thước, mỗi mẻ đúc đều trải qua quy trình sản xuất được kiểm soát 9 bước:
Dụng cụ nhôm & Phun sáp:Khuôn nhôm gia công CNC-chính xác được bơm bằng sáp hợp chất ở nhiệt độ trung bình-trong nhiệt độ được kiểm soát (58–64 độ) và áp suất (0,3–0,5 MPa) để tạo thành các mẫu chính xác với mức cho phép co ngót được thiết kế (1,8%–2,2%).
Lắp ráp cây (Thiết kế cổng):Các mẫu sáp riêng lẻ được hàn vào cây dẫn/cây mầm trung tâm bằng cách sử dụng thìa nung nóng. Hình học cổng, ống đứng và cửa vào được tính toán bằng cách sử dụng mô phỏng dòng magma để đảm bảo quá trình hóa rắn theo hướng và loại bỏ độ xốp co ngót.
Lớp phủ và trát vữa silica Sol:
• Lớp sơ cấp: Nhúng vào chất kết dính silica sol có độ tinh khiết cao- trộn với bột zircon lưới 325-, sau đó trát bằng cát zircon lưới 80–120. Điều này tạo thành một lớp da có mật độ cao, chịu nhiệt.
• Lớp thứ cấp và lớp ngoài: Nhúng vào vữa silica sol và trát bằng cát mullite (4–6 lớp liên tiếp) để tạo độ bền kết cấu vỏ.
Sấy nhiệt độ và độ ẩm được kiểm soát:Vỏ khô trong phòng được kiểm soát môi trường (Nhiệt độ: 22 độ ± 2 độ, Độ ẩm tương đối: 50% ± 5%) trong 8–12 giờ mỗi lớp, cho phép trùng hợp silica sol mà không bị nứt-vi mô.
Khử sáp bằng hơi nước áp suất cao-:Các cụm vỏ được đặt trong nồi hấp ở áp suất hơi 0,6–0,8 MPa (160–170 độ). Sáp tan chảy nhanh chóng trong vòng 10–15 giây và thoát ra ngoài mà không giãn nở hay làm nứt vỏ gốm.
Bắn vỏ ở nhiệt độ cao-:Vỏ gốm được nung trong lò gas ở nhiệt độ 1.000 độ đến 1.150 độ trong 45–60 phút. Quá trình này đốt cháy chất hữu cơ còn sót lại, các hạt gốm thiêu kết và làm nóng khuôn trước để xử lý kim loại nóng chảy mà không bị sốc nhiệt.
Lò nung cảm ứng và khử khí chân không:Hợp kim thép được nấu chảy trong lò cảm ứng tần số trung bình-. Phân tích quang phổ hóa học được thực hiện trên các mẫu kim loại lỏng trước khi khai thác. Khử oxy và loại bỏ xỉ đảm bảo chuyển kim loại sạch.
Đổ trọng lực/áp suất:Vỏ được làm nóng trước (800–1.000 độ) được lấp đầy ngay lập tức bằng thép nóng chảy ở nhiệt độ 1.550–1.650 độ để đảm bảo lấp đầy hoàn toàn các bức tường mỏng và sườn sâu.
Knockout, bắn nổ & loại bỏ cổng:Sau khi làm nguội, vỏ được rung cơ học và bắn-nổ (bắn thép S230/S330) để loại bỏ cặn gốm. Các cổng được tháo ra bằng đèn khò plasma hoặc bánh xe cắt-có tính mài mòn.
Vật liệu và thông số kỹ thuật
Chúng tôi đúc nhiều loại kim loại đen tuân thủ các thông số kỹ thuật vật liệu của ASTM, DIN, EN, JIS và BS:
|
Loại |
Lớp hợp kim tiêu chuẩn |
Tiêu chuẩn tương đương |
Các đặc tính cơ học và vật lý chính |
|
Thép không gỉ Austenitic |
CF8 (304), CF8M (316), CF3 (304L), CF3M (316L) |
1.4301, 1.4408, 1.4306, 1.4404 |
Khả năng chống ăn mòn cao,-không có từ tính ở trạng thái ủ, PREN 18–25. Độ bền kéo Lớn hơn hoặc bằng 485 MPa, Độ bền chảy Lớn hơn hoặc bằng 205 MPa. |
|
Thép không gỉ Martensitic & Ferritic |
CA15 (410), CA40 (420), 430, 440C |
1.4006, 1.4021, 1.4016, 1.4125 |
Có thể xử lý nhiệt đến độ cứng cao (lên tới 58 HRC cho 440C). Chống mài mòn-, chống ăn mòn vừa phải. |
|
Thép không gỉ song công |
CD4MCu, 2205 (UNS S31803), 2507 (UNS S32750) |
1.4462, 1.4410, 1.4501 |
Cấu trúc Austenit hai pha-ferit{1}}. Cường độ năng suất cao (Lớn hơn hoặc bằng 450 MPa), khả năng chống rỗ và ăn mòn ứng suất trong môi trường clorua. |
|
Thép cứng kết tủa |
17-4PH (CB7Cu-1), 15-5PH |
1.4542, 1.4545 |
Độ bền cao (Độ bền kéo lên tới 1.100 MPa sau khi lão hóa H900), kết hợp với khả năng chống ăn mòn tương đương với thép không gỉ 304. |
|
Thép cacbon |
WCB, WCC, LCB, Lớp 60-30 |
1.0619, 1.1131, GS-45 |
Thép kết cấu tiết kiệm với khả năng hàn và gia công tốt. Độ bền kéo 485–655 MPa. |
|
Thép hợp kim thấp |
4140 (42CrMo4), 8620, 4340, 8630 |
1.7225, 1.6523, 1.6565 |
Độ cứng cao, độ bền mỏi và khả năng chống va đập sau khi tôi và ram (Q&T). |
Tính năng sản phẩm chính
Như-Độ chính xác về kích thước truyền:Đạt ISO 8062 CT4 đến CT6. Tâm lỗ tới hạn, miếng đệm lắp và mặt tham chiếu không được gia công duy trì dung sai vị trí nghiêm ngặt mà không cần phay thêm.
Bề mặt hoàn thiện vượt trội:Vì-độ nhám của vật đúc Ra 1,6 đến 3,2 µm cho phép đánh bóng bằng điện trực tiếp hoặc đánh bóng gương cho thiết bị chế biến thực phẩm và dược phẩm mà không cần mài nhiều.
Hình học bên trong phức tạp:Kỹ thuật lõi hòa tan và cụm lõi gốm chính xác cho phép các kênh làm mát bên trong phức tạp, cánh quạt cong và các khoang khoét rãnh không thể gia công từ nguyên liệu rắn.
Tính toàn vẹn của cấu trúc hạt:Làm nguội chậm trong vỏ gốm được làm nóng trước tạo ra cấu trúc hạt cân bằng đồng nhất, dẫn đến tính chất cơ học đẳng hướng không bị suy yếu về hướng.
Tiết kiệm trọng lượng và vật liệu:Khả năng tạo hình dạng gần{0}}lưới{1}} giúp giảm mức tiêu thụ nguyên liệu thô từ 30% đến 60% so với gia công từ thanh phôi rèn.
Ứng dụng điển hình
Vật liệu đúc bằng thép silic sol được chỉ định cho các bộ phận quan trọng-có nhiệm vụ hoạt động dưới áp suất cao, tiếp xúc với chất lỏng ăn mòn hoặc ứng suất cơ học động:
|
Ngành công nghiệp |
Các loại thành phần cụ thể |
Yêu cầu kỹ thuật cơ bản đã đáp ứng |
|
Xử lý chất lỏng & Van |
Vỏ máy bơm, cánh quạt đóng/mở, thân van bi, đĩa van bướm, kẹp van một chiều. |
Kiểm tra áp suất thủy tĩnh (lên đến 100 bar), độ xốp bằng 0, dòng chảy trơn tru làm giảm hiện tượng xâm thực. |
|
Hóa chất & Hóa dầu |
Mặt bích ống, giỏ lọc, máy khuấy trộn, đầu trao đổi nhiệt, phụ kiện lò phản ứng. |
Tuân thủ thử nghiệm ăn mòn giữa các hạt theo tiêu chuẩn ASTM A262 Practice E; Độ bền Duplex 2205. |
|
Thiết bị thực phẩm & vệ sinh |
Vít máy xay thịt, ghế van đồng nhất, vỏ bơm, kẹp ống vệ sinh. |
Bề mặt không có kẽ hở-(Ra Nhỏ hơn hoặc bằng 0,8 μm sau khi đánh bóng bằng điện) tuân thủ các tiêu chuẩn vệ sinh. |
|
Phần cứng hàng hải |
Tấm chắn boong, con lăn cung, thanh chống trục, khớp nối ống, nút chuyển đổi giàn khoan. |
Cấp 316 / 316L chống rỗ trong phun nước-muối (Thử nghiệm phun muối ASTM B117 > 720 giờ). |
|
Máy móc công nghiệp & Tự động hóa |
Giá đỡ cánh tay robot, liên kết băng tải, bánh cam, vỏ bánh răng, bộ phận khóa. |
Căn chỉnh dung sai chặt chẽ (±0,08 mm), khả năng chống mài mòn cao được xử lý bằng nhiệt-4140 / 17-4PH. |
Gia công và vận hành phụ
Trong khi quá trình đúc silica sol cung cấp các hình dạng gần như có hình dạng lưới, các tính năng-có độ chính xác cao yêu cầu quá trình xử lý thứ cấp nội bộ:
Gia công CNC chính xác:Trung tâm gia công 4-trục và 5 trục dành cho ổ trục (Nhỏ hơn hoặc bằng dung sai IT7), ren (UNC, UNF, BSPT, NPT), rãnh vòng chữ O (±0,02 mm) và mặt bịt kín (Ra Nhỏ hơn hoặc bằng 0,4 μm).
Quy trình xử lý nhiệt:
• Ủ dung dịch: 1.040 độ –1.120 độ sau đó làm nguội nhanh bằng nước cho thép không gỉ austenit để tái-hòa tan crom cacbua.
• Tôi & tôi (Q&T): Làm nguội bằng dầu/nước với chu trình tôi được kiểm soát dành cho thép cacbon và thép hợp kim-thấp để đạt được độ cứng HRC/HB cụ thể.
• Làm cứng kết tủa: H900, H1025, H1150 xử lý lão hóa cho thép 17-4PH.
• Giảm căng thẳng: Giảm căng thẳng 550 độ –650 độ sau khi gia công hoặc hàn.
Hoàn thiện bề mặt:Tẩy rửa & thụ động (ASTM A967), đánh bóng-điện, đánh bóng gương thủ công (Grit 400–800), phun hạt (hạt thủy tinh / hạt gốm), mạ kẽm/niken và phủ oxit đen.
Kiểm soát và kiểm tra chất lượng
Mọi nguồn nhiệt sản xuất đều trải qua-thử nghiệm không phá hủy và phá hủy theo quy trình quản lý chất lượng ISO 9001:2015:
|
Loại kiểm tra |
Thiết bị/Phương pháp kiểm tra |
Tiêu chuẩn chất lượng/Tiêu chí mục tiêu |
|
Thành phần hóa học |
Máy quang phổ phát xạ quang học (OES - Oxford / SPECTRO) |
Phân tích nhiệt-bằng-nhiệt phổ trước khi đổ bằng muôi; báo cáo thử nghiệm vật liệu (EN 10204 3.1). |
|
Đo lường chiều |
Hexagon CMM, Máy chiếu hồ sơ quang học, Máy quét Laser 3D |
So sánh quét 3D đầy đủ với mô hình CAD STEP/IGES gốc; Báo cáo CMM cho GD&T quan trọng. |
|
Độ bền bên trong (NDT) |
Kiểm tra chụp ảnh phóng xạ (RT), Kiểm tra siêu âm (UT) |
máy chụp X quang tham chiếu ASTM E446/ASTM E192; không có lỗ rỗng co lại ở vùng ứng suất-cao. |
|
Phát hiện khuyết tật bề mặt |
Kiểm tra thẩm thấu thuốc nhuộm (PT), Hạt từ tính (MT) |
Tuân thủ tiêu chuẩn ASTM E1417 Cấp 2; Kiểm tra vết nứt bề mặt 100% trên các bộ phận không gỉ quan trọng. |
|
Kiểm tra cơ khí |
Máy kiểm tra độ bền kéo, Charpy V{0}}Vết va đập, Độ cứng Rockwell/Brinell |
Xác minh cường độ chảy, độ giãn dài (%), năng lượng va đập ở mức -40 độ đến +20 độ theo tiêu chuẩn ASTM A370. |
|
Tính toàn vẹn của áp suất / rò rỉ |
Giàn thử thủy tĩnh, khí nén-Thử nghiệm dưới nước |
Thử nghiệm thủy tĩnh 100% ở áp suất lên tới 150 bar hoặc thử nghiệm không khí-dưới-ở mức 6 bar để phát hiện rò rỉ bọt khí bằng không. |
OEM và sản xuất tùy chỉnh
Chúng tôi hỗ trợ các OEM nước ngoài và nhóm mua sắm Cấp{1}}1 thông qua quy trình làm việc-từ thiết kế đến sản xuất có hệ thống:
Đánh giá về Thiết kế cho Khả năng Sản xuất (DFM):
Nhóm kỹ thuật của chúng tôi xem xét các tệp 3D gốc (STEP, IGES, SolidWorks) để đánh giá các góc phác thảo (khuyến nghị tối thiểu 0,5 độ –1 độ), chuyển tiếp tường, bán kính phi lê và hỗ trợ lõi trước khi ký-gia công.
Tạo nguyên mẫu nhanh:
Để xác thực nhanh chóng, chúng tôi sử dụng mẫu SLA/SLS hoặc PMMA được in 3D-để tạo ra các nguyên mẫu kim loại có đầy đủ chức năng trong vòng 10 đến 14 ngày, bỏ qua quá trình phát triển công cụ cứng ban đầu.
Đảm bảo tuổi thọ dụng cụ:
Dụng cụ khuôn nhôm cấp -được gia công trên máy bay{1}}CNC (6061-T6 hoặc 7075) được đảm bảo cho 100.000 bức ảnh, được bảo trì nội bộ mà không mất thêm chi phí nào cho khách hàng.
Mở rộng quy mô sản xuất:
Công suất linh hoạt hỗ trợ các đơn đặt hàng dùng thử hàng loạt nhỏ-(50–100 chiếc) cho đến các hợp đồng hàng năm có số lượng-cao (50,000+ chiếc/tháng).
Người mua nên cung cấp những gì cho RFQ
Để nhận được báo giá thương mại chính xác trong vòng 24 đến 48 giờ, vui lòng gửi các chi tiết kỹ thuật sau:
Bản vẽ kỹ thuật:Bản vẽ 2D ở định dạng PDF (với dung sai kích thước rõ ràng, yêu cầu về độ bóng bề mặt và thông số ren) + 3Mô hình D CAD ở định dạng STEP, STP hoặc IGES.
Đặc điểm kỹ thuật vật liệu:Loại vật liệu chính xác (ví dụ: ASTM A351 CF8M, 17-4PH, 42CrMo4) và các yêu cầu xử lý nhiệt cụ thể (ví dụ: Dung dịch được ủ, Q&T đến 30–35 HRC).
Khối lượng đặt hàng & lịch trình:Số lượng lô ban đầu ước tính (EHQ), Số lượng sử dụng hàng năm (EAU) và lịch trình giao hàng mục tiêu.
Mức độ chất lượng và kiểm tra:Các quy trình NDT bắt buộc (100% PT, tỷ lệ chụp X quang), áp suất kiểm tra rò rỉ và định dạng Báo cáo kiểm tra vật liệu (tiêu chuẩn EN 10204 3.1).
Hoàn thiện bề mặt & Đóng gói:Các yêu cầu đối với việc phun cát, đánh bóng bằng điện, thụ động,-dầu chống gỉ hoặc bao bì xuất khẩu bảo vệ VCI tùy chỉnh.
Câu hỏi thường gặp
Câu hỏi: Sự khác biệt chính về chi phí giữa quá trình đúc silica sol và quá trình đúc thủy tinh{0}}nước là bao nhiêu?
Trả lời: Nguyên liệu đúc silica sol (silica keo và cát zircon) có giá cao hơn đáng kể so với natri silicat và cát thạch anh. Chu kỳ sản xuất cũng dài hơn do thời gian sấy được kiểm soát. Kết quả là, vật đúc silica sol thường có đơn giá cao hơn từ 30% đến 80%. Tuy nhiên, do silica sol tạo ra dung sai vượt trội (CT4–CT6) và độ hoàn thiện bề mặt (Ra 1,6–3,2 µm) nên nó thường loại bỏ quá trình gia công sau{9}}, mang lại chi phí lắp ráp ròng thấp hơn.
Câu hỏi: Có thể duy trì dung sai tuyến tính nào mà không cần gia công?
Đáp: Chúng tôi đạt được dung sai tuyến tính tiêu chuẩn ISO 8062 CT4–CT6. Đối với kích thước lên tới 25 mm, dung sai thường là ± 0,1 mm. Đối với kích thước lên tới 100 mm, dung sai tuyến tính được giữ trong phạm vi ±0,25 mm. Các tính năng quan trọng yêu cầu $\\le\\pm0.01\\text{ mm}$ được hoàn thiện thông qua gia công CNC thứ cấp.
Hỏi: Đúc silica sol có thể xử lý các phần tường dày không?
Trả lời: Có, nhưng nên giảm thiểu sự thay đổi độ dày của thành để ngăn chặn độ xốp co lại bên trong trong quá trình hóa rắn. Độ dày thành lý tưởng dao động từ 2,0 mm đến 25 mm. Các phần nặng trên 35 mm có thể được đúc bằng cách kết hợp các thiết bị làm lạnh bên ngoài hoặc các bộ phận cấp liệu được tối ưu hóa được thiết kế thông qua phần mềm mô hình đông đặc.
Hỏi: Bạn có cung cấp Chứng chỉ Chất liệu EN 10204 3.1 cho mỗi lần giao hàng không?
Đ: Vâng. Mỗi lô hàng đều bao gồm Báo cáo thử nghiệm vật liệu (MTR) EN 10204 3.1 nêu chi tiết thành phần hóa học chính xác được xác minh qua OES, các giá trị thử nghiệm cơ học (độ bền kéo, hiệu suất, độ giãn dài, độ cứng) và hồ sơ xử lý nhiệt được truy tìm theo số nhiệt cụ thể.
