Высокоточное литье из нержавеющей стали. Технологический процесс для изготовления деталей. Основные этапы

На данный момент в мире нет такой отрасли промышленности, где бы не использовались детали, изготовленные методом высокоточного литья из нержавеющей стали. Основы технологии высокоточного литья с использованием восковых моделей были известны давно и применялись мастерами древнего Вавилона еще 4 тыс. лет назад. В России литье из нержавеющих сталей (по выплавляемым моделям) получило широкое применение в 1940-х годах для изготовления лопаток авиационных двигателей. Однако, возникают новые требования и современные технологии литья становятся уникальными. В настоящее время российские и мировые производители держат свои технологии литья из нержавеющей стали в режиме ноу-хау.

Высокоточное литье из нержавеющей стали. 3D-моделирование.Современный технологический процесс «Высокоточное литье» из нержавеющей стали начинается с передачи и анализа чертежа или 3D-модели будущей детали. 3D-модель, созданная современными специализированными CAD системами позволяет значительно оптимизировать конструкцию детали на начальном этапе (по сравнению с традиционным подходом инженеров-разработчиков). Например, это эффективно для уменьшения массы детали, а также оценки возможных рисков получения дефектов. На основе результатов анализа чертежей/3D-модели формируются рекомендации по изменению детали, позволяющие снизить технологический брак в процессе производства до минимума (радиус кривизны, толщина стенок и т.п.).

Высокоточное литье из нержавеющей стали. Применении современных CAD систем.На следующем этапе проектируется и изготавливается базовая пресс-форма, которая формирует восковые модели будущей детали. Пресс-форма является технически сложным, ответственным устройством, требует высокоточного современного оборудования для механической обработки либо современных 3D-принтеров и гальванического производства. Качество будущей детали, изготовленной методом литья из нержавеющей стали, зависит от качества изготовления пресс-формы и учета коэффициентов температурного расширения материалов. Ресурс пресс-формы составляет от 10 000 до 50 000 моделей, после чего пресс-форма не используется, так как сохранение геометрических размеров восковой формы не гарантируется.Высокоточное литье из нержавеющей стали. Пресс-форма сложное ответственное изделие.

Перед подачей в пресс-форму восковая смесь подготавливается: воск нагревается и плавится в специальной машине до жидкого состояния и смешивается со смесью уже бывшей в употреблении от предыдущих/других восковых деталей. Нагретый гомогенизированный восковой состав перекачивается в бак-отстойник для фильтрации от механических примесей. Готовой восковой смесью наполняют пресс-формы, формируя выплавляемую модель. Пресс-формы, заполненные восковой смесью, остывают постепенно. После затвердевания восковой смеси, она вынимается из пресс-формы и проводится первый контроль геометрических размеров формы и очистка. Очистка проводится по конвейерному типу, погружением восковых моделей в моющую смесь. После этого модели обдуваются воздушным потоком для устранения влаги.

Высокоточное литье из нержавеющей стали - основа точности детали - восковая модельПервичный контроль качества проводится вручную. Специалист осматривает восковою модель на наличие повреждений и убирает лишний материал. Готовые восковые модели оставляют в специализированном помещении для окончательной просушки до момента использования. Часто восковые модели изготавливаются непосредственно перед исполнением заказа в требуемом количестве, чтобы не создавать дополнительные складские площади/запасы.

Высокоточное литье из нержавеющей стали. Керамическая форма обеспечивает гладкую поверхность деталей.Подготовленная восковая модель детали в несколько циклов покрывается специальными огнеупорными смесями, начиная от мелкой керамической/песчаной суспензии и заканчивая циркониевым песком, которые, затвердев, образуют керамическую форму. По окончанию формирования керамической формы ее нагревают: восковую модель выплавляют при помощи паровой печи. Расплавленный воск вытекает, его в дальнейшем используют при рециркуляции воска. Остается готовая для литья из нержавеющей стали керамическая форма — кокиль.
Высокоточное литье из нержавеющей стали. Подготовка керамических форм.Перед отливкой изделия керамические формы нагревают до соответствующей температуры. Это позволяет формам не раскалываться при соприкосновении с расплавленным металлом при заливке. После заливки металл затвердевает.

При помощи специальной машины вибрационно-ударного действия удаляется керамическая форма. Ненужные литники отпиливаются/ удаляются. Места выходов литников тщательно шлифуются. При необходимости проводится термическая обработка. Детали доводятся до соответствующих требований Заказчика.
Результатом серии таких сложных технологических процедур является высококачественная деталь, соответствующая современным требованиям, предъявляемым к сборочным единицам. В первую очередь, это относится к повторяемости свойств и размеров деталей.Образцы высокоточного литья нержавеющей стали

Глобальная инжиниринговая компания с 2009 года предлагает заказчикам оперативное проведение полного цикла изготовления деталей из нержавеющей стали методом высокоточного литья. Полный цикл (от первоначального согласования чертежей для инжиниринга под литьевую технологию до получения первых готовых деталей) составляет менее 90 дней. Подробности по контактным данным компании.

ANSI/ASME B 1.20.1

ANSI/ASME B 1.20.1 — это стандарт трубной резьбы, разработанный объединением американских промышленных и деловых групп (ANSI) и американской общественной организацией в области инженерии (ASME). Данный стандарт описывает требования к трубным резьбам общего назначения.
С текстом документа на английском языке можно ознакомиться по ссылке
Стандарт предусматривает особую маркировку резьбы.
Можно выделить основную маркировку:
— NPT
— NPSC
— NPTR
— NPSM
— NPSL
— NPSH
Расшифровка:
N — National (American) Standart — Национальный (Американский) стандарт.
P — Pipe — Трубный.
T — Traped — Коническая.
C — Coupling — Для муфт.
S — Straight — Цилиндрическая.
M— Mechanical — Для механических соединений.
L — Locknut — Для механических соединений с контргайками.
H — Hose Coupling — прослабленная резьба для шланговых муфт.
R — Railimg Fittings — Для железнодорожной сферы.

Станочный парк

Детали обрабатываются на высококлассных станках Японских, Китайских, Американских и Российских фирм Yamazaki Mazak, Hitachi, Jet, Stalex и других. Используются высокоточные ЧПУ производства компании Siemens. Наши высококвалифицированные специалисты регулярно проходят обучение и повышение квалификации по программам производителей станкового оборудования со сдачей соответствующего экзамена.

Таблица 1 — Станочный парк

Тип Модель Количество
Вертикальные обрабатывающие центры 430AL, XH716 4
Токарные станки с ЧПУ CG45, CG08, CC-15, CL-20A, CK-25, HTC2050

CAK80135D, KDCK-25

12
Токарные станки CD6140 3
Радиально-сверлильные станки JZS*16 2
Ультразвуковые машины для чистки JXD-20 3
Вертикально-фрезерные станки X5032A 2

Экструзия металлов и полимеров

Экструзия— технология получения изделий путём продавливания вязкого расплава материала или густой пасты через формующее отверстие. Обычно используется при формовке полимеров (в том числе резиновых смесей, пластмасс), ферритовых изделий (сердечники), путём продавливания формуемого вещества через формующее отверстие головной части экструдера.

Экструзия представляет собой непрерывный технологический процесс, заключающийся в продавливании высоковязкого материала на основе расплава, либо пастообразной многофазной дисперсной системы, либо металла, через формующий инструмент (экструзионную головку, фильеру), с целью получения изделия с поперечным сечением нужной формы. В промышленности переработки полимеров методом экструзии изготавливают различные погонажные изделия, такие, как трубы, листы, плёнки, оболочки кабелей, элементы оптических систем светильников- рассеиватели и т. д. Аналогично полимерам методом экструзии изготавливаются разнообразные алюминиевые профили. Основным технологическим оборудованием для переработки полимеров в изделия методом экструзии являются одночервячные, многочервячные, поршневые и дисковые экструдеры.

Литье под давлением

Принцип процесса литья под давлением основан на принудительном заполнении рабочей полости металлической пресс-формы расплавом и формировании отливки под действием сил от пресс-поршня, перемещающегося в камере прессования, заполненной расплавом. В отличие от кокиля рабочие поверхности пресс-формы, контактирующие с отливкой, не имеют огнеупорного покрытия. Это приводит к необходимости кратковременного заполнения пресс-формы расплавом и действия на кристаллизующуюся отливку избыточного давления, в сотни раз превосходящего гравитационное. Современный процесс, реализуемый на специальных гидравлических машинах, обеспечивает получение от нескольких десятков до нескольких тысяч отливок разного назначения в час с высокими механическими свойствами, с низкой шероховатостью поверхности и размерами, соответствующими или максимально приближенными к размерам готовой детали. Толщина стенки отливок может быть менее 1,0 мм, а масса — от нескольких граммов до десятков килограммов.

 

В зависимости от того, насколько полно используются преимущества метода литья под давлением и как правильно учтены недостатки и особенности процесса в условиях конкретного производства, достигается та или иная эффективность производства отливок под давлением.

 

Учитывая опыт производства отливок под давлением, можно отметить следующие его преимущества:
1) возможность изготовления отливок значительной площади с малой толщиной стенок (менее 1 мм);
2) возможность повышения качества отливок: отливка получается с высокой точностью размеров и низкой шероховатостью поверхности; практически не требует обработки резанием; механические свойства отливок получаются достаточно высокие;
3) возможность многократного использования металлической пресс-формы. При этом сборка формы и извлечение из нее готовой отливки выполняются машиной, а процесс получения отливки малооперационный. Указанные обстоятельства и высокая скорость затвердевания отливки в пресс-форме делают процесс литья под давлением одним из самых высокопроизводительных литейных процессов;
4) значительное улучшение санитарно-гигиенических условий труда вследствие устранения из литейного цеха формовочных материалов, меньшее загрязнение окружающей среды.

 

Наряду с указанными преимуществами литье под давлением имеет ряд недостатков, в их числе следующие:
1) ограниченные мощностью машины (усилием, развиваемым механизмом запирания) габаритные размеры и масса отливок;
2) высокая стоимость пресс-формы, сложность и трудоемкость изготовления, ограниченная стойкость, особенно при литье сплавов черных металлов и медных сплавов, что снижает эффективность процесса и ограничивает область его использования. Повышение стойкости пресс-форм является одной из важных проблем,
особенно при литье сплавов, имеющих высокую температуру плавления. Удлинение срока службы пресс-форм повышает эффективность производства, позволяет расширить номенклатуру сплавов,из которых могут быть получены отливки под давлением;
3) трудности выполнения отливок со сложными полостями, поднутрениями, карманами;
4) наличие в отливках газовоздушной и усадочной пористости, которая снижает механические свойства материала отливок, их герметичность, затрудняет термическую обработку, вследствие чего ограничиваются возможности изготовления отливок из сплавов, упрочняемых термической обработкой. Снижение газовоздушной и усадочной пористости отливок является одной из важных проблем, решение которой позволяет расширить область применения этого перспективного технологического процесса, повысить эффективность его использования;
5) наличие напряжений в отливках при усадке из-за неподатливости пресс-формы также ограничивает номенклатуру сплавов, из которых могут быть изготовлены отливки данным способом.

 

 С учетом преимуществ и недостатков способа литья под давлением определяется рациональная область его использования. Вследствие высокой стоимости пресс-форм, сложности оборудования, высокой производительности экономически целесообразно применять литье под давлением в массовом и крупносерийном производстве точных отливок с минимальными припусками на обработку резанием из алюминиевых, цинковых, магниевых и медных сплавов, а в некоторых случаях и специальных сплавов и сталей.

Технология высокоточного литья по выплавляемым моделям.

      В настоящее время высокоточным литьем по выплавляемым моделям изготавливают ювелирные, художественные и медицинские изделия, детали бытовой техники, инструмент (режущий и измерительный), магниты, детали нефтебурового оборудования, детали для машин, химической и пищевой промышленности, детали мотоциклов и автомобилей, дизельных двигателей и двигателей систем внутреннего сгорания, двигателей судов и кораблей, авиационных и ракетных двигателей.

     Получаемые данным методом литые детали успешно конкурируют с деталями, изготовленными из горячих и холодных штамповок, металлических порошков, механической обработкой из проката или кованных заготовок.

      Литые детали, по сравнению с деталями, изготовленными вышеуказанными способами, обладают рядом преимуществ, а именно: меньше стоимость, возможность получения сложных криволинейных поверхностей, внутренних полостей и выступов, расположенных в различных плоскостях, при минимальной механической обработке, что особенно важно при изготовлении деталей из труднообрабатываемых сплавов.

      Себестоимость тонны отливок, получаемых методом высокоточного литья по выплавляемым моделям, в 1,5-10 раз и более, выше себестоимости отливок, получаемых в песчано-глинистые формы, однако в месте с тем на 20-90% ниже себестоимости деталей, изготовленных механической обработкой из поковок. Применение точных литых заготовок взамен деформируемых позволяет снизить объем механической обработки в 3-10 раз.

Вес отливок, кг 0,01-150
Максимальная длина отливки, мм 900
Максимальный диаметр отливки, мм 350
Минимальная толщина стенки отливки, мм 2
Общая точность оливки ISO 8062-1994

Примеры деталей точного литья из нержавеющей стали


Отправь деталь на проработку!

Ваше имя (обязательно)

Ваш e-mail (обязательно)

Тема письма

Описание заказа

Ваши личные данные будут использоваться для обработки ваших заказов, упрощения вашей работы с сайтом и для других целей, описанных в нашей политика конфиденциальности.

Британский стандарт BS:21

 

Резьбы трубные для труб и фитингов, где плотное соединение под давлением выполнены по стандарту — BS:21.

Полный текст стандарта доступен по ссылке BS:21

Американский резьбовой стандарт ANSI/ASME B1.20.1

ANSI/ASME B1.20.1 — стандарт резьбы созданный Американским обществом инженеров-механиков. ANSI/ASME B1.20.1 соответствует ГОСТ 6111-52 — «Резьба коническая дюймовая с углом профиля 60 градусов».

Полный текст документа на английском языке вы можете скачать по ссылке ANSI/ASME B1.20.1.

Российский аналог ГОСТ 6111-52 можете скачать по ссылке ГОСТ 6111-52.

Директива 97/23 EC по оборудованию, работающему под давлением (PED)

Директива 97/23/ЕС оборудование работающее под давлением применяется к проектированию, производству и оценке соответствия оборудования и сборочных единиц, работающих под давлением, с максимально допустимым давлением превышающим 0,5 бар.

Законодательство стран Европейского Союза требует, чтобы все единицы оборудования под давлением соответствовали требованиям Директивы.

Директива содержит разделы, охватывающие требования к проектированию, входному контролю, методам производства/изготовления, квалификации персонала, проведению испытаний, нанесению маркировки и составлению инструкции по применению.

Полный текст Директивы Вы можете скачать по ссылке Директива 97/23/ЕС.