Kayıp köpük dökümünde hangi malzemeler kullanılabilir?

Kayıp köpük döküm (LFC), bir köpük deseninin bağlı kuma gömüldüğü ve erimiş metalin desenin yerini aldığı hassas bir döküm işlemidir. Malzeme seçimi başarı için kritiktir. Bu kılavuz, ilgili temel materyal kategorilerini özetlemektedir.

1. desen malzemeleri (köpük):
Harcanabilir desen son parça geometrisini tanımlar. Birincil seçenekler:

Genişletilmiş polistiren (EPS): En yaygın kullanılan köpük. Kalıplama sırasında iyi boyutsal stabilite sunar, çeşitli yoğunluklarda kolayca bulunur ve temiz bir şekilde buharlaşır. Daha küçük, daha az karmaşık parçalar için daha düşük yoğunluklu EPS (örn., 16-20 kg/m³) yaygındır; Daha yüksek yoğunluk (örn., 24-30 kg/m³) daha büyük veya daha karmaşık desenler için daha iyi yüzey kaplaması ve mukavemet sağlar.

Genişletilmiş polimetilmetakrilat (EPMMA): Azaltılmış karbon kusurları, özellikle demir dökümlerde kritik olduğunda kullanılır. EPMMA, EPS'den daha temiz bir şekilde ayrışır ve daha az karbon kalıntısı bırakır. Bununla birlikte, genellikle daha pahalıdır ve işlenmesi daha zor olabilir.

Kopolimerler (örn. STMMA - Stiren -metilmetakrilat): Maliyeti, kullanım kolaylığını ve karbon kalıntısını dengelemeyi amaçlayan EPS ve EPMMA karışımları. STMMA, EPS'nin sorunlara neden olabileceği ancak saf EPMMA'nın maliyet engelleyici olduğu çelik dökümler için giderek daha popülerdir.

Özel köpükler: Daha yüksek ayrışma sıcaklıkları veya benzersiz özellikler gerektiren belirli uygulamalar için.

2. Kaplama malzemeleri:
Köpük paternine uygulanan refrakter bir kaplama esastır. Birden çok işlev görür:

Refrakter taban: Erimiş metal ve kum arasında bir bariyer sağlar, erozyon ve metal penetrasyonunu önler. Ortak tabanlar şunları içerir:

Zirkon unu/kum: Çelik ve yüksek sıcaklık alaşımları için tercih edilen mükemmel refrakterlik ve termal stabilite.

Silika unu: Maliyet etkin, demir ve alüminyum için yaygın olarak kullanılır, ancak zirkondan daha düşük refrakterliğe sahiptir.

Alümina silikatları (örn. Mullite, Kaolin Kil): Çeşitli metaller için iyi performans sunar.

Grafit: Genellikle yüzey kaplamasını iyileştirmek ve parlak karbon kusurlarını azaltmak için, özellikle demir döküm için diğer refrakterlerle birlikte kullanılır.

Binder: Refrakter parçacıkları bir arada tutar ve kaplamayı köpüğe yapıştırır. Yaygın bağlayıcılar arasında su bazlı kolloidal silika, lateks ve inorganik bağlayıcılar bulunur. Seçim kaplama mukavemetini, geçirgenliği ve tükenmişlik özelliklerini etkiler.

Katkı Maddeleri: Şunlar gibi özellikleri değiştirin:

Geçirgenlik: Desen ayrışma gazlarının kaplamadan kuma kaçmasına izin vermek için kritik. Perlit veya spesifik lifler gibi katkı maddeleri geçirgenliği artırabilir.

Islatma/akış: Yüzey aktif cisimleri, hidrofobik köpük yüzeyinde eşit kaplama uygulamasını sağlar.

Reoloji: Kıvrımcılar daldırma veya püskürtme için viskoziteyi kontrol eder.

Kurutma oranı: Üretim döngüsü süresini etkiler.

3. Kalıplama agregası (kum):
Kuru, bağsız kum kaplanmış deseni çevreler ve kalıp desteği sağlar.

Silika Kumu: Birçok uygulama için en yaygın ve ekonomik seçim.

Olivin Kumu: Silika'dan daha yüksek ısı kapasitesinin veya daha düşük termal genleşmenin faydalı olduğu veya silika tozunun maruz kalmasını azaltmak için kullanılır.

Kromit Kumu: Yüksek termal iletkenliği ve belirli bölümlerde ürpertici özellikleri için kullanılır.

Zirkon Kum: Mükemmel termal stabilite ve düşük termal genleşme sunar, ancak önemli ölçüde daha pahalıdır. Kritik uygulamalar veya ince bölümler için kullanılır.

Anahtar Kum Özelliği: Kuruluk çok önemlidir. Herhangi bir nem gaz kusurlarına yol açabilir. Kum tipik olarak geri kazanıldıktan sonra soğutulur ve kurutulur.

4. Döküm metalleri:
Kayıp köpük döküm çok yönlü, çok çeşitli demir ve demir olmayan alaşımlar için uygundur:

Demiri:

Gri Demir: Çok yaygın olarak LFC kullanılarak, sürecin iyi boyutsal doğrulukla karmaşık şekiller üretme yeteneğinden yararlanın.

Sünek demir: ayrıca yaygın olarak kullanılır. Magnezyum reaksiyon gazları ile ilgili kusurları önlemek için kaplama geçirgenliğinin ve dökme parametrelerinin dikkatli kontrolü çok önemlidir.

Karbon Çelikler ve Düşük Alaşım Çelikleri: Karmaşık bileşenler için giderek daha popüler. Karbon alımı en aza indirmek için yüksek geçirgenlikli kaplamalar ve genellikle EPMMA/STMMA desenleri gerektirir.

Paslanmaz Çelikler: Korozyona dayanıklı bileşenler için kullanılır. Desen ayrışması ve gaz havalandırma üzerinde sıkı kontrol gerektirir.

Demirsiz:

Alüminyum alaşımları: LFC için son derece uygun, mükemmel yüzey kaplamalı karmaşık, ince duvarlı parçalara izin verir. EPS neredeyse sadece kullanılır.

Bakır alaşımları (bronz, pirinç): genellikle spesifik kaplama formülasyonları gerektiren işlem kullanılarak başarılı bir şekilde dökülür.

Magnezyum alaşımları: Magnezyum reaktivitesi nedeniyle dökülme sırasında dikkatli güvenlik hususları gerektiren kullanılır.

Malzeme Seçimi Hususları:

Metal döküm: Köpük tipini (düşük karbon ihtiyaçları için EPS vs EPMMA/STMMA), kaplama refraktörünü (çelik için zirkon) ve kum tipini dikte eder.

Parça Boyutu ve Karmaşıklığı: Köpük yoğunluğunu (karmaşık/büyük desenler için daha yüksek) ve kaplama geçirgenliği gereksinimlerini etkiler.

Yüzey Kaplama Gereksinimleri: Daha yüksek yoğunluklu köpük ve daha ince refrakter kaplamalar genellikle daha iyi yüzey kaplaması sağlar.

Boyutsal Toleranslar: Köpük Özellikleri ve Kaplama Uygulama Tutarlılığı Kritik Faktörlerdir.

Maliyet: Performans gereksinimlerini (örn. EPMMA, Zircon) malzeme maliyetlerine karşı dengelemek esastır.

Özet Tablo: Anahtar Malzeme Kategorileri

Özet Tablo: Anahtar Malzeme Kategorileri