Nykyaikaisessa korkean tarkkuuden teollisessa valmistuksessa mekaanisten komponenttien mittatarkkuus ja pintakäsittely määräävät suoraan lopputuotteen käyttövakauden ja käyttöiän. Monimutkaisten geometristen rakenteiden ja ankarien työolojen haasteiden edessä oikean tarkkuusvaluprosessin valinta on avainasemassa toimitusketjun laadun varmistamisessa.
tarkkuussijoitusvalu on tullut suosituin valinta korkean suorituskyvyn monimutkaisille osille ainutlaatuisen prosessikulkunsa ansiosta. Erittäin tarkkoja vahakuvioita ruiskutetaan tarkkojen metallimuottien läpi, ja kiinteä muotin kuori muodostuu useiden tulenkestävän lietteen pinnoitusten ja kuivauksen jälkeen. Korkean lämpötilan paahtamisen jälkeen muotin kuorella on erittäin korkea lämpöstabiilisuus ja kemiallinen inertisyys.
Tämä prosessi mahdollistaa Tarkkuusvaluosat saavuttaa erittäin korkeat mittatoleranssiluokat (yleensä CT4 - CT6 tasot) ilman laajaa jälkimekaanista käsittelyä. Koska perinteisessä hiekkavalussa ei löydy jakoviivaa, se eliminoi tehokkaasti muotin yhteensopimattomuudesta aiheutuvat mittapoikkeamat. Pinnan karheus voidaan yleensä stabiloida välillä Ra 1,6 mikrometriä ja Ra 6,3 mikrometriä. Tämä erittäin integroitu muovauskyky on suunnittelun perusta saavuttamiselle korkean tarkkuuden valu .
Sulamis- ja kaatoprosessien aikana tarkkuusmetallivalu , huokoset, kutistumisontelot ja kuonasulkeumat ovat tärkeimmät syyt osien varhaiseen väsymiseen. Korkeatasoisissa valmistusprosesseissa käytetään tyypillisesti tyhjiöinduktiosulatus- tai tarkkuusatmosfäärisuojauuneja kaasun adsorption (kuten vety-, happi- ja typpipitoisuuden) tiukkaan valvomiseksi sulatusvaiheen aikana.
Tarvittavan tiheän sisäisen rakenteen saamiseksi korkealaatuinen sijoitusvalu , porttijärjestelmän suunnittelulle on suoritettava tiukat termodynaamiset ja jähmettymissimulaatiot. Optimoimalla nousuputken asentoa ja kanavan poikkipinta-alasuhdetta saadaan aikaan suunnattu jähmettyminen kaukaa lähelle. Nestemäisen metallin omapainon tai ulkoisen paineen hyödyntäminen mahdollistaa riittävän syötön, mikä eliminoi mikrokutistuman huokoisuuden ja varmistaa, että sisäiset ainetta rikkomattomat testaukset (kuten radiografiset testit RT, ultraäänitestit UT) täyttävät luokan I tai luokan II standardit.
Insinöörisuunnittelijat arvioivat yleensä erilaisia prosesseja eri materiaaliominaisuuksien, seinämän paksuusvaatimusten ja tuotantomäärätarpeiden osalta tarkat valut . Seuraavassa taulukossa vertaillaan teknisiä ydinparametreja sijoitusvalun ja painevalun välillä, kun käsitellään hiiliterästä, seosterästä, ruostumatonta terästä ja ei-rautametalleja:
| Prosessiparametrit / indikaattorit | tarkkuussijoitusvalu | korkean tarkkuuden painevalu |
| Sovellettava materiaalivalikoima | Hiiliteräs, seosteräs, ruostumaton teräs, superseokset, kupari-alumiiniseokset | Pääasiassa vain ei-rautametalleihin, kuten alumiiniseoksiin, sinkkiseoksiin, magnesiumseoksiin |
| Mittojen toleranssiluokka (ISO 8062) | CT4 - CT6 | CT3 - CT5 |
| Pinnan vähimmäiskarheus (Ra) | 1,6 mikrometriä | 0,8 mikrometriä |
| Pienin suunniteltu seinäpaksuus | 0,15 cm tai suurempi (pienet osat voivat olla 0,1 cm) | 0,05 cm tai enemmän |
| Valukappaleiden enimmäispainoraja | Voi saavuttaa satoja kiloja, laaja käyttöalue | Yleensä rajoitettu kymmeniin kiloihin |
| Sisäisen rakenteen tiheys | Erittäin korkea (voidaan parantaa edelleen kuumaisostaattisella puristamalla mikrohuokosten poistamiseksi) | Mikrohuokosille altis nopean täytön ansiosta paksuihin osiin tulee helposti kutistuvia onteloita |
| Monimutkainen geometrinen reiänmuodostuskyky | Erittäin vahva (keraamisia ytimiä voidaan käyttää monimutkaisten sisäisten onteloiden muodostamiseen) | Rajoitettu (rajoittaa metallimuotin ytimen vetosuunta) |
Kuten yllä olevasta vertailutaulukosta voidaan nähdä, kun osan materiaali on rautametallia, kuten ruostumatonta terästä tai hiiliterästä, ja sisäiselle tiheydelle, kulutuskestävyydelle ja vetolujuudelle on tiukat vaatimukset, painovoimaan tai paine-eroon perustuva investointiprosessi on väistämätön valinta. korkean tarkkuuden valu ratkaisuja. Massatuotettujen, ohutseinäisten ja geometrisesti monimutkaisten alumiini-sinkkiseoksesta valmistettujen kevyiden komponenttien osalta painevaluprosessi osoittaa geometriset muotoiluetunsa.
Pumpuissa, venttiileissä, nestekoneissa ja raskaissa voimansiirtojärjestelmissä, tarkat valut kohtaavat usein korkean paineen ja vaihtelevien jännitysten koetuksen. Jos valun jäähdytysprosessin aikana syntyy epätasaista lämpöjännitystä, mikrohalkeamien esiintyminen jännityspitoisuuksissa on erittäin todennäköistä.
Tarjota korkeatasoista tarkkuusmetallivalu komponenttien osalta on välttämätöntä valvoa tiukasti haitallisten epäpuhtauksien, kuten rikin ja fosforin, erottelua raerajoilla seoksen koostumuksessa. Samanaikaisesti lisäämällä muotin kuoren kaavaan rakeita puhdistavia ymppäysaineita tai ottamalla käyttöön tiukkoja lämpökäsittelyprosesseja, kuten normalisointia ja karkaisua kaatamisen jälkeen, austeniitin tai ferriitin raekokoa voidaan hallita spesifikaatiorajoissa. Hienorakeinen rakenne ei ainoastaan paranna merkittävästi myötölujuutta Tarkkuusvaluosat , mutta myös parantaa sen iskunkestävyyttä alhaisissa lämpötiloissa välttäen äkillisen hauraan murtuman riskin.
Monien insinöörien kohtaama hankala ongelma on se, että valumitat ovat päteviä aihiossa, mutta osittaisen tarkkuustyöstön (kuten jyrsintäpintojen tai reikien porauksen) jälkeen jäännösjännityksen vapautuminen johtaa geometristen kokonaistoleranssien poikkeamiseen.
Ohjausvirtaus korkealaatuista korkealaatuinen sijoitusvalu järjestää erityisen jännityksenpoistohehkutusprosessin hiekanpuhdistuksen ja hionnan jälkeen. Säätämällä tarkasti kuumennusnopeutta, pitoaikaa ja uunin jäähtymiskäyrää, valun sisällä tapahtuvan solid-state-faasimuutoksen aikana syntyvä lämpöjännitys ja rakenteellinen jännitys vapautuvat perusteellisesti. Tämä varmistaa, että jokainen tarkkuussijoitusvalu tuotantolinjalle toimitettu komponentti voi säilyttää erittäin korkean geometrisen mittavakauden myöhemmän koneistuksen ja pitkäaikaisen huollon aikana.