La coulée d'investissement, également connue sous le nom de moulage perdu par la chariot perdu, est un processus de fabrication très précis qui est utilisé depuis des siècles pour créer des pièces métalliques complexes et de haute qualité. En tant que fournisseur de casting d'investissement, je comprends le rôle essentiel que jouent les é reflets pour assurer le succès du processus de casting d'investissement. Dans cet article de blog, je partagerai mes idées sur la façon de concevoir une colonne montante pour la casting d'investissement.
Comprendre le rôle des contreventements dans le casting d'investissement
Avant de se plonger dans le processus de conception, il est essentiel de comprendre pourquoi les élévateurs sont nécessaires dans le casting d'investissement. Pendant la solidification du métal fondu dans le moule, il se contracte. S'il n'y a pas de source supplémentaire de métal fondu pour compenser cette contraction, cela peut entraîner des défauts tels que les cavités de retrait et la porosité dans la coulée finale. Les contreventes, également appelées mangeoires, sont des réservoirs de métal fondu qui sont connectés à la cavité de coulée. Ils fournissent un approvisionnement continu en métal fondu à la coulée lorsqu'il se solidifie, garantissant que la coulée se remplit complètement et que tout rétrécissement est accueilli dans la colonne montante plutôt que la coulée elle-même.
Facteurs à considérer lors de la conception d'une colonne montante
1. Géométrie de coulée
La forme et la taille de la coulée sont des facteurs cruciaux dans la conception de la colonne montante. Des pièces coulées complexes avec des sections transversales variables ou des coupes épaisses et minces nécessitent une attention plus attentive. Par exemple, des sections épaisses de la coulée se solidifient plus lentement que les sections minces. Les contremarches doivent être placées près de ces sections épaisses pour s'assurer qu'ils reçoivent un approvisionnement adéquat en métal fondu pendant la solidification. Si la coulée a plusieurs sections épaisses, plusieurs éoutilades peuvent être nécessaires.
2. Propriétés métalliques
Différents métaux ont des caractéristiques de solidification différentes, telles que les taux de retrait et la conductivité thermique. Par exemple, l'acier a un taux de retrait relativement élevé par rapport à certains métaux non ferreux. Il est essentiel de comprendre ces propriétés pour déterminer la taille et le nombre de contremarches. Les métaux avec des taux de rétrécissement élevés peuvent nécessiter des contremarches plus importantes ou plus nombreuses pour compenser la réduction du volume pendant la solidification.
3. Matériau de moisissure
Le matériau de moisissure utilisé dans la coulée d'investissement peut également affecter la conception de la colonne montante. Les propriétés de transfert de chaleur du matériau du moule influencent le taux de solidification du métal fondu. Par exemple, les moules en céramique utilisés dans la coulée d'investissement ont des caractéristiques de transfert de chaleur différentes par rapport aux moules de sable. Un matériau de moisissure avec une conductivité thermique élevée entraînera une solidification du métal fondu plus rapidement, ce qui peut nécessiter des ajustements à la taille et à l'emplacement de la colonne montante.
Concevoir la colonne montante
1. Taille de la colonne montante
La taille de la colonne montante est déterminée par le volume de métal fondu nécessaire pour compenser le retrait de la coulée. Une méthode courante pour calculer la taille de la colonne montante est la règle du Chvorinov, qui indique que le temps de solidification d'une coulée ou d'une colonne montante est proportionnel au carré de son rapport volume à surface - surface (v / a) ^ 2. Pour s'assurer que la colonne montante se solidifie après la coulée, sa valeur (V / A) ^ 2 doit être supérieure à celle de la coulée. Une règle générale est que le volume de la colonne montante devrait être d'au moins 20 à 30% du volume de la moulage, mais cela peut varier en fonction de la géométrie métal et de la coulée.
2. Forme de colonne montante
La forme de la colonne montante peut également avoir un impact sur son efficacité. Les formes de montage communes incluent cylindrique, sphérique et conique. Les contrevenants sphériques ont le rapport de surface de volume / surface - le plus élevé, ce qui signifie qu'ils se solidifient plus lentement par rapport aux autres formes. Cependant, ils peuvent être plus difficiles à intégrer dans la conception du moule. Les contreventes cylindriques sont relativement faciles à fabriquer et sont couramment utilisées dans la coulée d'investissement. Les contremarches coniques peuvent fournir un flux lisse de métal fondu dans la coulée et sont souvent utilisés lorsqu'une alimentation plus contrôlée est nécessaire.
3. Emplacement de la colonne montante
L'emplacement de la colonne montante est essentiel pour assurer une bonne alimentation de la coulée. Les contremarches doivent être placées aux sections les plus épaisses de la coulée ou à des endroits où le rétrécissement est le plus susceptible de se produire. Ils doivent être connectés à la cavité de coulée par un système de coureur bien conçu. Le coureur doit être suffisamment grand pour permettre un flux lisse de métal fondu de la colonne montante vers la coulée mais suffisamment petit pour éviter une solidification prématurée.
Exemples de conception de colonne montante dans différentes applications de coulée d'investissement
Coulage de précision de soupape
DansCoulage de précision de soupape, les vannes ont souvent des géométries complexes avec des brides épaisses et des corps à parois fins. Les contremarches sont généralement placées près des brides, qui sont les parties les plus épaisses de la valve. Étant donné que les vannes nécessitent une qualité élevée et des moulages gratuits, la conception de la colonne montante doit être soigneusement optimisée pour assurer une alimentation appropriée et minimiser le risque de cavités de rétrécissement.
Coulée d'investissement en acier inoxydable
Coulée d'investissement en acier inoxydableest largement utilisé dans diverses industries en raison de sa résistance et de sa résistance à la corrosion. L'acier inoxydable a un taux de retrait relativement élevé pendant la solidification. Par conséquent, les élévateurs pour les moulages en acier inoxydable doivent être plus grands et plus soigneusement conçus. Ils sont souvent placés à des endroits stratégiques pour s'assurer que la coulée entière reçoit un approvisionnement adéquat en métal fondu à mesure qu'il refroidisse.
Râper la barre avec le casting de précision
Râper la barre avec le casting de précisionA une forme unique avec plusieurs côtes et une section croisée spécifique. Les contremarches sont placées dans les parties les plus épaisses de la barre de grille pour compenser le retrait. La conception des contremarches et du système des coureurs doit être optimisée pour garantir que le métal fondu remplit uniformément les cavités complexes de la barre de grille.
Tests et optimisation
Une fois la conception initiale de la conception de la colonne montante, il est important d'effectuer des tests pour valider son efficacité. Cela peut impliquer l'utilisation d'un logiciel de simulation assisté pour prédire le processus de solidification et identifier des problèmes potentiels tels que les cavités de rétrécissement ou les points chauds. Les tests physiques peuvent également être effectués en jetant un petit nombre de pièces et en les inspectant pour des défauts. Sur la base des résultats des tests, la conception de la colonne montante peut être optimisée en ajustant la taille, la forme ou l'emplacement des contreventes.
Conclusion
Concevoir une colonne montante pour la coulée d'investissement est un processus complexe mais essentiel. Il nécessite une compréhension approfondie de la géométrie de la coulée, des propriétés métalliques et des matériaux de moisissure. En considérant soigneusement ces facteurs et en suivant les principes de conception décrits ci-dessus, nous pouvons assurer des pièces moulées de haute qualité avec un minimum de défauts. En tant que fournisseur de casting d'investissement, je m'engage à fournir à nos clients les meilleures solutions possibles pour leurs besoins de casting. Si vous êtes intéressé par nos services de casting d'investissement ou que vous avez des questions sur la conception de la colonne montante ou le processus de casting, n'hésitez pas à nous contacter pour les achats et à d'autres discussions.
Références
- Campbell, J. (2003). Castings. Butterworth - Heinemann.
- Flemings, MC (1974). Traitement de la solidification. McGraw - Hill.
