Литье в оболочковые формы (формование в песчаные формы из термореактивной смолы-) заполняет технический и экономический разрыв между стандартным литьем в сырые песчаные формы и литьем по выплавляемым моделям (выплавляемым моделям). Он обеспечивает более строгий контроль размеров, превосходную целостность поверхности и уменьшенные углы уклона для промышленных компонентов среднего-- и-большого-объема весом от 0,5 до 80 кг.
Матрица возможностей процесса
|
Особенность |
Литье в оболочку |
Литье в зеленый песок |
Кастинг по выплавляемым моделям |
|
Размерный допуск |
ISO 8062-3 CT7 – CT9 |
ISO 8062-3 CT10 – CT12 |
ISO 8062-3 CT4 – CT6 |
|
Чистота поверхности (Ra) |
3,2 мкм - 6.3 мкм (125 - 250 мкдюйм) |
12,5 мкм - 25.0 мкм (500 - 1000 мкдюйм) |
1,6 мкм - 3.2 мкм (63 - 125 мкдюйм) |
|
Минимальная толщина стенки |
2,5 мм |
4,0 мм |
1,5 мм |
|
Требование к углу уклона |
0,5 градуса - 1.0 градуса |
1,5 градуса - 3.0 градуса |
0 градусов - 0.5 градусов |
|
Экономичный производственный цикл |
300 - 50, 000 шт/год |
100 - 10, 000 шт/год |
500 - 100, 000 шт/год |
|
Инструментальные инвестиции |
Умеренный (механически обработанный металлический узор) |
Низкий (модельная пластина/спичечная пластина) |
Высокая (много-форма для литья воска под давлением) |
Производственный процесс
Процесс формования оболочки основан на контакте смеси кварцевого песка,-покрытой смолой, с нагретой железной или стальной моделью с образованием жесткой,-тонкостенной керамической-оболочки формы.
Подготовка металлического узора:Шаблоны согласующих пластин изготавливаются на станке с ЧПУ-из ковкого чугуна, легированной стали или высокопрочного-алюминия с точным припуском на усадку (обычно 1,5 % - 2.2 % в зависимости от выбранного сплава).
Предварительный нагрев и смазка:Шаблонная пластина предварительно нагревается до 200 градусов - 320 градусов (392 градусов по Фаренгейту - 608 градусов по Фаренгейту) и на нее распыляется разделяющий состав на основе силикона-.
Дамп-Формирование оболочки коробки:Нагретая модель прикрепляется к контейнеру для сброса, содержащему мелкий кварцевый песок, предварительно -покрытый 2% - 5% фенольной смолы и гексаметилентетрамина (HEXA). Перевернув коробку, песчаная смесь подвергается воздействию нагретого рисунка. При нагревании смола плавится, образуя частично затвердевшую оболочку скорлупы (толщиной 6 мм - 10 мм) за 10 - 30 секунд.
Отверждение в печи:Несвязанный песок выпадает при ре-инверсии. Выкройка и прикрепленная оболочка помещаются в печь для отверждения (300 градусов - 450 градусов), чтобы полностью сшить-термореактивное связующее.
Выброс и сборка:Механические выталкиватели выталкивают жесткую оболочку наполовину за пределы шаблона. Половинки верхней и нижней части корпуса соединяются с помощью термореактивного клея под давлением, включающего песчаные сердечники, связанные со смолой-для внутренних полостей.
Заливка и встряхивание:Собранные снаряды помещают в опоки, поддерживают стальной дробью или гравийной подложкой для сопротивления металлостатическому напору и заливают расплавленным металлом. После охлаждения тонкая оболочка сгорает и полностью отрывается при автоматической вытряске.
Материалы и технические характеристики
Мы плавим и отливаем широкий выбор сплавов черных и цветных металлов под строгим спектральным контролем.
Выбор материала и справочник механических свойств
|
Семья материалов |
Общий класс/стандарт |
Предел прочности (МПа) |
Предел текучести (МПа) |
Удлинение (%) |
Диапазон твердости |
Основные характеристики |
|
Ковкий чугун (с шаровидным графитом) |
EN-GJS-400-15 / QT400-15 EN-GJS-500-7 / QT500-7 EN-GJS-600-3 / QT600-3 |
400 - 600 |
250 - 370 |
3 - 15 |
130 - 230 HBW |
Высокая усталостная прочность, отличное демпфирование, низкая чувствительность к надрезам. |
|
Серый чугун |
EN-GJL-200/HT200 EN-GJL-250/HT250 RU-GJL-300/HT300 |
200 - 300 |
Н/Д (хрупкий) |
0.3 - 0.8 |
160 - 250 HBW |
Превосходная теплопроводность, высокая износостойкость, поглощение вибрации. |
|
Углеродистая сталь |
ASTM A27, класс 65–35 ASTM A216 ВКБ/ВКК |
485 - 585 |
250 - 275 |
22 - 24 |
140 - 185 HBW |
Свариваемая конструкционная сталь с высокой ударопрочностью при минусовых температурах- |
|
Легированная сталь |
42CrMo4 / AISI 4140 20CrNiMo / AISI 8620 |
700 - 1000 |
550 - 850 |
10 - 18 |
200 - 320 HBW |
Благодаря-прокаливаемости, исключительной прочности сердцевины и высокой износостойкости |
|
Нержавеющая сталь |
AISI 304 (CF8)/316 (CF8M) 1.4408 / 1.4308 Дуплекс 2205 (1.4462) |
480 - 650 |
205 - 450 |
25 - 35 |
160 - 220 HBW |
Высокая стойкость к точечной и щелевой коррозии в морской/кислой среде. |
Габаритные возможности и производственные ограничения
• Диапазон веса: от 0,2 до 80 кг (от 0,44 до 176 фунтов)
• Максимальные размеры конверта: 850 x 650 x 350 мм.
• Линейные допуски: ISO 8062-3, класс CT7 для элементов, сформированных внутри одной половины формы; CT8 по линии разъема формы.
• Шероховатость поверхности: стандартная Ra 3.2 - 6.3 мкм; после-дробе-струйной обработки Ra 3,2 мкм достижимо.
• Минимальный диаметр-литого отверстия: Ø 6,0 мм (зависит от соотношения глубины-к-диаметру.<= 3:1).
Ключевые особенности продукта
Высокое качество поверхности и уменьшенные припуски на обработку
Мелкий кварцевый песок в сочетании с тонкими однородными смоляными связующими сводит к минимуму вмятины на границах зерен на поверхности формы. Поскольку-литые поверхности имеют Ra 3.2 - 6.3 мкм, что позволяет уплотняющим поверхностям,-некритическим монтажным площадкам и каналам потока работать как-литые без фрезерования или токарной обработки.
Строгое соответствие размеров в производственных партиях
Поскольку оболочечные формы отверждаются на нагретой металлической оснастке, исключается деформация формы из-за сил уплотнения песка. Повторяемость размеров при производстве нескольких-тысяч-деталей обычно находится в пределах ±0,3 мм для размеров до 100 мм.
Уменьшенный вес детали за счет возможности работы с тонкими-стенками
Жесткие, высоко-формы с оболочками на растяжение выдерживают металлостатическое давление, не прогибая стенки во время заливки. Проектировщики могут указать одинаковую толщину стенок до 2,5 мм, что снижает лишний вес материала и затраты на сырье.
Минимальные углы уклона
Углы уклона от 0,5 до 1,0 градуса могут быть успешно вытянуты без разрыва стенок формы. Это уменьшает увеличение веса глубоких карманов, выступов и внутренних ребер, вызванное конусностью-.
Типичные применения
Вилки переключения передач
Кронштейны крепления двигателя
Тормозные суппорты и ступицы колес
Выпускные коллекторы и корпуса турбокомпрессоров
Корпуса гидравлических клапанов и блоки коллекторов
Корпуса и рабочие колеса насосов высокого-давления
Водила планетарных шестерен и корпуса подшипников
Трубопроводная арматура, фланцы и диски дроссельных заслонок
Опорные катки и цепные звездочки
Компоненты сцепки и кронштейны вилки
Износные пластины и адаптеры зубьев ковша
Механическая обработка и вторичные операции
Чтобы поставлять компоненты, готовые к--сборке, мы дополняем наше литейное производство собственными-механическими станками с ЧПУ и оборудованием для отделки поверхности.
Возможности обработки с ЧПУ
• Горизонтальные и вертикальные обрабатывающие центры (HMC/VMC): 4-позиционирование по осям с устройством смены палет для-объемной обработки отверстий с жесткими допусками (±0,010 мм).
• Токарные центры с ЧПУ: обработка двух-шпинделей для обеспечения концентричности-критических деталей, обработки канавок и точных поверхностей торцевого уплотнения.
• Вторичные операции: прошивка, глубокое-сверление отверстий, прецизионное шлифование (бесцентровое и поверхностное) и высокоскоростное-нарезание резьбы.
Термическая обработка
• Нормализация и отжиг: снятие напряжений и измельчение зерна для оптимизации обрабатываемости и микроструктурной однородности.
• Закалка и отпуск (Q&T): корректировка механических свойств для достижения целевых характеристик прочности на разрыв, ударной вязкости и твердости сердцевины.
• Индукционная закалка: локальная поверхностная закалка (50 - 60 HRC) на следах износа, зубьях шестерен и в зонах шеек подшипников.
Поверхностная обработка и защитные покрытия
• Цинкование (трехвалентное синее/прозрачное/желтое пассивирование)
• Электро-покрытие (E-покрытие) для защиты от коррозии.
• Эпоксидное порошковое покрытие
• Фосфатирование и конверсионное покрытие из черного оксида.
Контроль качества и инспекция
Обеспечение качества соответствует требованиям ISO 9001:2015 и IATF 16949, проверяя химический состав сырья, внутреннюю целостность, допуски по размерам и механические свойства на определенных технологических воротах.
Анализ входящего лома и слитков (спектрометр)
Проверка химического состава расплава перед выпуском
Неразрушающие и механические испытания (UT/MPI/растяжение/твердость)
Окончательный размерный макет (КИМ и оптическое сканирование)
Химические и механические испытания
• Оптическая эмиссионная спектроскопия (OES): проверка химического состава выполняется для каждой плавки перед выпуском.
• Испытания на растяжение и удар: разрушающая проверка предела текучести, предельного предела прочности, удлинения и ударной вязкости по Шарпи с V-надрезом для каждой партии.
• Испытание на твердость: испытание по Бринеллю (HBW), Роквеллу (HRC) и Виккерсу (HV) в структурных зонах.
Не-неразрушающий контроль (NDT)
• Радиографический контроль (рентгеновский снимок): выявление внутренней усадочной пористости, раковин и включений в соответствии со стандартами ASTM E446/ASTM E192.
• Магнитопорошковый контроль (MPI): обнаружение поверхностных и под-трещин на ферромагнитных чугунных и стальных компонентах.
• Ультразвуковой контроль (УЗК): проверка толщины стенки и оценка внутренних дефектов.
• Капиллярный контроль (LPI): не-немагнитный контроль трещин в нержавеющей стали.
Метрология и контроль ШМ
• 3D-координатно-измерительные машины (КИМ): КИМ Zeiss, работающие в лабораториях с климатическим-контролем для проверки геометрических размеров и допусков (GD&T) на основе моделей САПР.
• Оптическая и лазерная профилометрия: автоматическое измерение шероховатости поверхности (Ra, Rz) и трехмерное контурное сканирование.
OEM и индивидуальное производство
Мы производим исключительно по спецификациям OEM-заказчиков, обеспечивая комплексную--поддержку, начиная с предварительного анализа DFM (проектирование для технологичности) и заканчивая созданием прототипа инструментов и-наращиванием серийной продукции.
Рабочий процесс проектирования и прототипирования
• Моделирование затвердевания MagmaSoft / ProCAST: анализ теплового потока и потока жидкости выполняется на основе предварительных файлов САПР для выявления потенциальных усадочных полостей, холодных затворов и зон песчаной эрозии перед резкой по металлическому образцу.
• Проектирование оснастки и -фрезеровка на станке с ЧПУ. Металлические ответные пластины, стержневые ящики и механизмы выталкивателей проектируются в 3D CAD/CAM и фрезеруются из инструментального железа или инструментальной стали высокой-плотности.
• Быстрое прототипирование с помощью 3D-печатных песчаных стержней. Для быстрого функционального тестирования 3D-печатные песчаные стержни из смолы можно комбинировать с временными инструментами для изготовления отливок прототипа за 2 - 3 недель без полных инвестиций в инструмент.
• Представление PPAP уровня 3: Технологическая документация по утверждению производственных деталей включает ISIR (отчет о первоначальной выборочной проверке), технологическую схему, план управления, PFMEA, результаты измерений, сертификаты материалов, а также исследования по проверке и проверке датчиков.
Что покупатели должны предоставить в запросе цен
Предоставление полных инженерных параметров во время подачи запроса на предложение гарантирует точные ценовые предложения, правильную оценку инструментов и оптимизированное время цикла.
3D-файлы САПР:STEP, IGES или Parasolid (.x_t)
2D-чертежи:PDF с GD&T, критическими допусками, припусками на обработку и характеристиками чистоты поверхности (Ra)
Спецификация материала:Марка материала ASTM, EN, DIN, ISO или JIS
Размеры объемов и лотов:Количество прототипов, расчетная годовая потребность (EAU) и размер партии.
Состояние поставки:В виде-отлитого или полностью обработанного для печати
Термическая обработка:Целевой диапазон твердости (HRC/HBW), глубина корпуса или требования к микроструктуре
Проверка и тестирование:Требования к неразрушающему контролю (рентгеновский снимок, MPI), испытаниям под давлением и отчетам о проверках ШМ.
Отделка и упаковка:Покрытие поверхности (покраска, покрытие, антикоррозийное масло), пакеты с ЛИК и характеристики упаковки.
Часто задаваемые вопросы
Вопрос: Чем литье в оболочечные формы отличается от стандартного литья в сырые песчаные формы с точки зрения общей стоимости единицы продукции?
A: Инструменты для литья в оболочковые формы стоят дороже, поскольку металлические модели должны выдерживать предварительный нагрев (200 градусов - 320 градусов). Однако затраты на производство единицы продукции для сложных компонентов часто ниже, поскольку жесткие допуски (ISO 8062-3 CT7) и гладкая поверхность (Ra 3.2 - 6.3 мкм) исключают операции вторичной обработки и снижают процент брака.
Вопрос: Каковы минимальные и максимальные ограничения по весу деталей, отлитых в оболочковых формах?
О: Наша производственная линия рассчитана на изделия весом от 0,2 кг (0,44 фунта) до 80 кг (176 фунтов). Для деталей массой более 80 кг обычно рекомендуется традиционное литье в песчаные формы или литье в сырые песчаные формы из-за жесткости корпуса и ограничений по размерам опоки.
Вопрос: Может ли литье в оболочковую форму создавать полые внутренние каналы и сложную геометрию?
А: Да. Предварительно -формованные сердечники из смолы-песчаника (изготовленные с помощью процессов горячего-бокса или холодного-бокса) помещаются внутрь половин верхней части и перетаскиваемой оболочки перед зажимом. Это позволяет точно отливать сложные внутренние каналы для жидкости, выемки и полые камеры.
Вопрос: Каковы стандартные сроки поставки образцов инструментов и первоначальной поставки PPAP?
О: На изготовление стандартных металлических спичечных пластин и изготовление первоначального образца уходит от 4 до 6 недель. Если для проверки прототипа используются песчаные стержни, напечатанные на 3D-принтере, предварительные образцы могут быть доставлены через 2–3 недели. Заказы на серийное производство доставляются в течение 4–5 недель после утверждения образца.
