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大型中空鋳物の消失鋳型鋳造の総合分析

複雑な部品消失型鋳造の概要

「 The フォームキャスティングの紛失 この技術は鋳造技術が前に踏み出す重要な一歩である。この方法は特に複雑で大規模なコンポーネントに適しています。基本的な考え方は、溶融金属置換の犠牲泡パターンに関する。この方法は大きな設計自由度を提供します。これにより、従来のコアおよび複雑な金型設定の必要性がなくなります。工作機械のベッド、変速箱、構造フレームなどの大型中空箱型鋳物に対して、このプロセスは生産ステップをより簡単にする。使い捨てまたは小ロット生産のパターン作成コストを削減します。製造サイクル全体を短縮することもできます。しかし、アプリケーション フォームキャスティングの紛失 これらの困難な形状は一定の挑戦をもたらした。これらの問題は生産量と品質に影響を与える。一般的な欠陥には、金型の崩壊、金型壁の移動、膨張、およびオフセットがあります。真の成功には、綿密に設計された方法が必要です。この方法は作業中の特殊な物理的問題を処理しなければならない。

中空キャビティ鋳物のコア課題

主な挑戦は大空洞から来た。消失型鋳造中、泡パターンは溶融金属に遭遇すると気体になる。これらのガスはコーティングとその周囲の乾燥砂によって迅速に除去する必要があります。砂は適用された真空によって圧縮されます。ソリッド鋳物では、真空は金型全体で均一に動作する。しかし、中空鋳物では、内腔は間接的で一般的に弱い真空しか得られない。このような状況は重要な圧力差をもたらした。外部の砂は完全な真空下で緊密に堆積するようになった。内部砂の有効真空度は低い。その結果、内部砂は強度低下と浸透性の問題を示した。これらの条件は、金属充填および発泡体破裂によって生成される動的圧力と結合される。彼らは起こりうる問題に備えている。

基本力学は内部砂体に作用する力に重点を置いている。砂を安定させるためには、正味力はゼロまたは下の点に維持しなければならない。主な上向き力は溶融金属の浮力である。これに抵抗する力には、接触領域の砂せん断強度と砂体の重量が含まれます。せん断強度は有効な内部真空と圧縮に大きく依存します。弱い内部真空は剪断強度を大幅に低下させた。発泡体の熱分解圧力と金属静圧は不安定性を生じる力を増加させる。安定は抵抗力が上向きの破壊力よりも大きいことを要求している。この要求は、できるだけ砂の強度を高め、破壊圧力を下げる必要性を強調している。

重要な欠陥とその根本的な原因

欠陥の明確な理解は効果的な緩和にとって依然として重要である。消失型鋳造によって製造される大型中空鋳物の主な欠陥には、以下のものが含まれる。

モールドの集約

この欠陥は、キャビティの一部または完全な損傷に関連している。これは鋳物の形状を誤る原因になります。根本的な原因は強い差圧にある。この違いは内部の弱い砂を外に押し出す。ガス抜き不足は背圧も発生する。背圧で砂が流動化する。主な要因は外部と内部の真空の差が大きすぎることである。そして、ガス圧は砂の凝集力を超えた。

金型壁の移動または膨張

この問題は、寸法が不正確で断面が厚くなったり、ジオメトリが変化したりする原因になります。それは過剰な浮力とガス圧力から来ている。これらの力は内部砂粒を移動させたり、金型壁を曲げたりします。この遷移は、しばしば重みや制約が不足しているためです。浮力と空気の体力が砂のせん断強度、砂の重量、外部拘束よりも大きいと、アンバランスが発生します。

誤作動またはコールドオフ

この欠陥は、充填が不完全であることを意味します。これは、特に薄い領域または遠い領域では、未溶着の部分を残します。原因は泡の吸熱分解過程における熱損失を含む。他の要因としては、注入温度や速度不足、ガス背圧による金属先端の減速が挙げられる。金属熱入力が発泡気化と関連損失を克服できない場合、欠陥が発生する。

たんそけっかん

これらの表面はピカピカの炭素膜やポケットのように見えます。これらは熱分解ガスの除去が不完全であるためである。ガスは分解されて炭素残留物となり、金属表面に堆積する。中空段の透過率が低く、真空が不足し、ガス圧が高く、砂の透過率が低く、問題がさらに悪化した。

安定した生産性を実現するエンジニアリングソリューション

これらの課題を解決するには、多くの部分を含む戦略が必要です。この戦略は、パターン整合性、ゲート、真空管理、機械的安定性に重点を置いている。

パターン構造と補強

発泡板から作られた大型薄肉中空パターンには十分な剛性がない。それらは重量、コーティングまたは砂振動の下で変形しやすい。一般的に軽量金属または強化プラスチックで作られる統合された内部骨格が重要になります。組み立てから鋳造まで、寸法安定性を維持しています。スケルトンは圧力力に耐えられます。追加の内部品質を回避するために、独自の体積を低く維持します。透過性がある場合は、真空導管としてもよい。このような骨格は、このような部品の成功した消失型鋳造において重要な役割を果たしている。

戦略的ゲート制御システム設計

注型システムでは、高速充填を許可する必要があります。熱衝撃を制限し、乱流を制御する必要があります。大きな中空鋳物では、垂直方向に圧力がかかり、供給が改善されます。階段式外側壁注型システムは他のシステムよりも効果が高い。中空形材の真空完全性を保護します。ボトムアップのプログレッシブフィルをサポートします。この充填は配向凝固を促進し、空隙率を低下させる。また、制御された上昇戦線を形成しています。閉塞式ゲートの設計は急速な充填を確保し、空気の滞留が少ない。充填速度は流体力学原理により泡分解抵抗を考慮した。

先進的な真空管理と圧力制御

標準ボトル壁は、大きな内部体積を収容するために真空が不足している。アクティブ内部真空管が必要になります。これらのパイプは、ドリル穴とメッシュで囲まれた穿孔ホースで構成されています。砂を埋める前に、スタッフは空洞に入れます。配管は真空システムに直接接続されている。コアガスを効果的に除去します。それらは内部真空度を高め、差圧を減らし、砂の強度を高めた。鋳鉄の場合、典型的な真空範囲はマイナス0.04〜0.06メガパスカルである。複数トンの鋳物では、凝固をサポートするために15〜25分間保持します。

重板材の上部重量は浮力とガス圧力を相殺することができる。労働者は、予想される上部面積、金属高さ、および動的条件下での1.5〜2.0の安全係数に基づいて重量を計算する。

プロセスパラメータの最適化

大型鉄中空鋳物の重要なガイドラインには、次の点が含まれています。

注湯温度：1420-1480°Cで、泡分解熱を相殺する。
注型速度：金属先端の一貫した推進を維持するために、急速に安定化する（例えば、3〜4トンは2〜3分かかる）。
真空度：圧縮、脱気、流動性はマイナス0.05 MPa±0.01 MPaである。
真空保持時間：硬化時間に5〜10分を加えた。
砂：AFS 40-55円形シリカまたはジルコニウム石、流動性と透過性に使用される。

合成及び推薦プロセス

成功したプロセスは、これらの手順に従います。まず、浸透性コーティングを用いて強化発泡パターンを製造する。次に、内部配管と外部ゲートを備えたフラスコに組み付けます。その後、砂を均一に充填し、圧密します。密封装置、重量を増加し、真空管路を接続する。目標真空下で、高温と安定した速度で注入を行った。硬化が完了するまで真空を維持します。最後に、砂を冷やします。

結論

消失型鋳造は複雑な中空部品の生産を完全なプロセスに変えた。成功は内部圧力差と砂の安定性の制御にかかっている。この制御は、パターンサポート、外部ゲート、内部真空、秤量によって実現される。この方法は、崩壊、膨張、誤動作を効果的に低減する。

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