Bij moderne, uiterst nauwkeurige industriële productie bepalen de maatnauwkeurigheid en oppervlakteafwerking van mechanische componenten rechtstreeks de operationele stabiliteit en levensduur van het eindproduct. Geconfronteerd met de uitdagingen van complexe geometrische structuren en zware werkomstandigheden, is het kiezen van het juiste precisiegietproces van cruciaal belang om de kwaliteit van de toeleveringsketen te garanderen.
precisie-investeringsgietwerk is de voorkeurskeuze geworden voor hoogwaardige complexe onderdelen vanwege de unieke processtroom. Zeer nauwkeurige waspatronen worden door precieze metalen mallen geïnjecteerd en na meerdere coatings van vuurvaste slurry en drogen wordt een solide malomhulsel gevormd. Na het roosten op hoge temperatuur bezit de vormschaal een extreem hoge thermische stabiliteit en chemische inertheid.
Dit proces maakt het mogelijk Precisiegietonderdelen om extreem hoge dimensionale tolerantieklassen te bereiken (meestal CT4- tot CT6-niveaus) zonder uitgebreide post-mechanische verwerking. Omdat er bij traditioneel zandgieten geen scheidingslijn wordt aangetroffen, worden maatafwijkingen die worden veroorzaakt door niet-overeenkomende mallen effectief geëlimineerd. De oppervlakteruwheid kan doorgaans worden gestabiliseerd tussen Ra 1,6 micrometer en Ra 6,3 micrometer. Dit sterk geïntegreerde vormvermogen is de technische basis om dit te bereiken hoge precisie gieten .
Tijdens het smelt- en gietproces van precisiegietwerk van metaal Poriën, krimpholten en slakinsluitingen zijn de belangrijkste oorzaken van vroegtijdige vermoeidheidsbreuken van onderdelen. Hoogwaardige productieprocessen maken doorgaans gebruik van vacuüm-inductiesmeltovens of precisieovens voor atmosfeerbescherming om de gasadsorptie (zoals het waterstof-, zuurstof- en stikstofgehalte) tijdens de smeltfase strikt te controleren.
Om de dichte interne structuur te verkrijgen die nodig is voor hoogwaardig investeringsgietwerk moet het ontwerp van het poortsysteem strikte thermodynamische en stollingssimulaties ondergaan. Door de positie van de stijgbuis en de oppervlakteverhouding van de dwarsdoorsnede van de aanspuiting te optimaliseren, wordt gerichte verharding van ver naar dichtbij bereikt. Door gebruik te maken van het eigen gewicht van het vloeibare metaal of externe druk is voldoende voeding mogelijk, waardoor micro-krimpporositeit wordt geëlimineerd en ervoor wordt gezorgd dat interne niet-destructieve tests (zoals radiografische tests RT, ultrasone tests UT) voldoen aan de normen van Klasse I of Klasse II.
Voor verschillende materiaaleigenschappen, vereisten voor wanddikte en productievolumebehoeften evalueren technische ontwerpers gewoonlijk verschillende processen nauwkeurige gietstukken . De volgende tabel geeft een vergelijking van de belangrijkste technische parameters tussen investeringsgieten en hogedrukspuitgieten bij de verwerking van koolstofstaal, gelegeerd staal, roestvrij staal en non-ferrometalen:
| Procesparameters/indicatoren | precisie-investeringsgietwerk | hoge precisie spuitgieten |
| Toepasselijk materiaalbereik | Koolstofstaal, gelegeerd staal, roestvrij staal, superlegeringen, koper-aluminiumlegeringen | Hoofdzakelijk beperkt tot non-ferrometalen zoals aluminiumlegeringen, zinklegeringen en magnesiumlegeringen |
| Dimensionale tolerantiegraad (ISO 8062) | CT4 - CT6 | CT3 - CT5 |
| Minimale oppervlakteruwheid (Ra) | 1,6 micrometer | 0,8 micrometer |
| Minimale ontworpen wanddikte | 0,15 cm of groter (kleine onderdelen kunnen 0,1 cm groot worden) | 0,05 cm of groter |
| Maximale gewichtslimiet van gietstukken | Kan honderden kilogrammen bereiken, breed toepassingsbereik | Meestal beperkt tot tientallen kilogrammen |
| Interne structuurdichtheid | Extreem hoog (kan verder worden verbeterd door heet isostatisch persen om microporiën te elimineren) | Dikke onderdelen zijn gevoelig voor microporiën als gevolg van het snelle vullen en krijgen gemakkelijk krimpholtes |
| Complex geometrisch gatvormend vermogen | Extreem sterk (keramische kernen kunnen worden gebruikt om complexe interne holtes te vormen) | Beperkt (beperkt door de kerntrekrichting van de metalen mal) |
Zoals blijkt uit de vergelijkingstabel hierboven, wanneer het materiaal van het onderdeel ferrometaal is, zoals roestvrij staal of koolstofstaal, en er strikte eisen zijn voor de interne dichtheid, slijtvastheid en treksterkte, is het investeringsproces op basis van zwaartekracht of gieten onder drukverschil de onvermijdelijke keuze om te bieden hoge precisie gieten oplossingen. Voor in massa geproduceerde, dunwandige en geometrisch complexe lichtgewicht componenten van aluminium-zinklegeringen demonstreert het spuitgietproces zijn geometrische vormvoordelen.
In pompen, kleppen, vloeistofmachines en zware transmissiesystemen nauwkeurige gietstukken worden vaak geconfronteerd met de test van hoge druk en wisselende spanningen. Als er tijdens het koelproces van het gietstuk ongelijkmatige thermische spanning ontstaat, is de kans groot dat er bij spanningsconcentraties microscheurtjes ontstaan.
Om een hoge standaard te bieden precisiegietwerk van metaal componenten, is het noodzakelijk om de korrelgrenssegregatie van schadelijke onzuiverheden zoals zwavel en fosfor in de legeringsformulering strikt te controleren. Tegelijkertijd kan de austeniet- of ferrietkorrelgrootte binnen de specificatiegrenzen worden geregeld door het toevoegen van korrelverfijnende inoculanten aan de vormschaalformule, of door het implementeren van strikte warmtebehandelingsprocessen zoals normaliseren en temperen na het gieten. De fijne korrelstructuur verbetert niet alleen de vloeigrens aanzienlijk Precisiegietonderdelen , maar verbetert ook de slagvastheid bij lage temperaturen, waardoor het risico op plotselinge brosse breuken wordt vermeden.
Een lastig probleem waarmee veel technisch personeel wordt geconfronteerd, is dat de gietafmetingen in onbewerkte toestand worden gekwalificeerd, maar na gedeeltelijke precisiebewerking (zoals freesoppervlakken of het boren van gaten) leidt het vrijkomen van restspanning tot het buiten de tolerantie vallen van de algehele geometrische toleranties.
De controlestroom van hoge kwaliteit hoogwaardig investeringsgietwerk regelt een speciaal ontlatingsproces voor spanningsverlichting na het opruimen en slijpen van zand. Door de verwarmingssnelheid, de houdtijd en de afkoelcurve van de oven nauwkeurig te regelen, worden de thermische spanningen en structurele spanningen die worden gegenereerd tijdens de transformatie in de vaste fase in het gietstuk grondig opgeheven. Dit zorgt ervoor dat iedere precisie-investeringsgietwerk component dat aan de productielijn wordt geleverd, kan een extreem hoge geometrische maatstabiliteit behouden tijdens daaropvolgende bewerkingen en langdurige service.