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Peças de fundição de investimento personalizadas

Peças de fundição de investimento personalizadas

A fundição por cera perdida (fundição por cera-perdida) produz componentes metálicos com formato quase-refinado-com geometrias complexas, tolerâncias dimensionais restritas e acabamentos de superfície suaves. Esse processo de fabricação reduz ou elimina a necessidade de usinagem secundária, tornando-o -econômico para a produção de volumes médios a altos-de peças estruturais e mecânicas complexas.
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Introdução de Produto

A fundição por cera perdida (fundição por cera-perdida) produz componentes metálicos com formato quase-refinado-com geometrias complexas, tolerâncias dimensionais restritas e acabamentos de superfície suaves. Esse processo de fabricação reduz ou elimina a necessidade de usinagem secundária, tornando-o -econômico para a produção de volumes médios a altos-de peças estruturais e mecânicas complexas.


Capacidades operacionais e limites de engenharia
• Faixa de peso: 0,05 kg a 80 kg (0,11 lbs a 176 lbs) por peça
• Espessura Mínima da Parede: 1,5 mm (0,060 pol.) para processo de sol de sílica; 3,0 mm (0,120 pol.) para processo de vidro líquido
• Tolerâncias Dimensionais Lineares: ISO 8062-3 Grau DCTG 4 a DCTG 6 (Sílica Sol); DCTG 7 a DCTG 9 (copo de água)
• Como-rugosidade da superfície fundida:
Processo Sílica Sol: Ra 3,2 µm – Ra 6,3 µm (125 – 250 µin)
Processo de vidro de água: Ra 6,3 µm – Ra 12,5 µm (250 – 500 µin
• Capacidade de produção anual: produção combinada de até 15.000 toneladas métricas

 

Guia de seleção de processos para compradores

Parâmetro

Processo Sílica Sol

Processo de vidro de água

Seleção típica de liga

Aço Inoxidável, Superligas

Carbono e aço de baixa{0}liga

Acabamento de Superfície (Ra)

3.2 – 6.3 µm

6.3 – 12.5 µm

Classe de tolerância

ISO 8062-3 DCTG 4–6

ISO 8062-3 DCTG 7–9

Custo inicial de ferramentas

Moderado

Mais baixo

Meta de custo unitário

Aplicativos médios a premium

Custo-Volume sensível

 

Processo de Fabricação

 

A fundição opera linhas de fundição de-processo duplo: Silica Sol para peças de alta-precisão e resistentes à corrosão-e Water Glass para componentes estruturais de aço carbono.


Fluxo do Processo
• Ferramentas de alumínio
• Injeção de cera
• Montagem de Árvore
• Imersão em pasta cerâmica
• Desparafinação e Queima
• Derramamento e resfriamento
• Shakeout e corte-
• Inspeção Final


Execução detalhada-passo a{1}}passo
• Fabricação de ferramentas e matrizes: as matrizes de alumínio usinadas-CNC (liga 6061/7075) são produzidas com tolerâncias de encolhimento (geralmente de 1,5% a 2,5%) fatoradas no modelo CAD com base na dinâmica de solidificação da liga.
• Injeção de padrão: cera-com temperatura controlada é injetada na matriz de alumínio sob pressão (2,0–4,0 MPa) para criar uma réplica exata do componente alvo.
• Montagem do padrão: os padrões de cera individuais são projetados-e anexados a um canal central de cera (estrutura em árvore) para otimizar o fluxo e a alimentação do metal durante a solidificação.
• Construção de Concha:
Sílica Sol: A árvore padrão é mergulhada em uma pasta de sílica coloidal e revestida com areia de zircão (revestimentos primários) seguida de areia mulita (revestimentos de apoio). 5 até 7 camadas são aplicadas com rigoroso controle de umidade (55% ± 5% UR) entre os revestimentos.
Copo de Água: A árvore é mergulhada em uma pasta de aglutinante de silicato de sódio e estucada com areia de quartzo, endurecida em banho de cloreto de amônio ou sulfato de alumínio (4 a 6 demãos).
• Desparafinação e autoclave: o conjunto do invólucro é colocado em uma autoclave a vapor de alta-pressão (0,6–0,8 MPa, 160 graus –175 graus) para derreter rapidamente e evacuar a cera sem quebrar o invólucro cerâmico.
• Queima-de alta temperatura: As cascas cerâmicas são sinterizadas em um forno rotativo ou em lote a 950 graus a 1150 graus por 45 a 90 minutos para queimar hidrocarbonetos residuais e atingir resistência estrutural.
• Fusão e vazamento: Fornos de indução fundem lingotes brutos certificados. O metal fundido é escória-desnatado, analisado espectrograficamente e derramado em moldes pré-aquecidos em temperaturas que variam de 1.450 graus a 1.680 graus, dependendo da liga.
• Nocaute e corte-: as cascas solidificadas são quebradas por meio de martelos pneumáticos ou jatos de água de alta-pressão. As peças são cortadas do canal de entrada usando discos-de corte abrasivos.
• Esmerilhamento e Jateamento: Os topos dos canais são rentes ao solo e as peças são jateadas com granalha de aço inoxidável ou granalha de alumina para uniformizar a textura da superfície.

 

Materiais e Especificações Técnicas

 

Processamos uma ampla gama de metais ferrosos e{0}}não ferrosos de acordo com os padrões ASTM, AISI, DIN, EN e JIS. A validação da composição química via espectroscopia de emissão óptica (OES) é realizada em cada aquecimento antes do vazamento.

 

Matriz de especificações de liga

Família de materiais

Classes Comuns (ASTM / DIN)

Propriedades principais

Faixa Padrão Mecânica

Aço Inoxidável Austenítico

CF8 (304), CF8M (316), CF3 (304L), CF3M (316L)

Alta resistência à corrosão, excelente tenacidade

Tração: Maior ou igual a 485 MPa

Rendimento: Maior ou igual a 205 MPa

Alongamento: Maior ou igual a 35%

Inox Martensítico/Ferrítico

CA15 (410), CA40 (420), 430

Alta dureza, resistência ao desgaste, magnética

Tração: 550 – 850 MPa

Dureza: 180 – 450 HBW

Endurecimento por precipitação inoxidável

17-4PH (CB7Cu-1), 15-5PH

Alta resistência, boa resistência à corrosão após tratamento térmico

Tração: 930 – 1310 MPa

Rendimento: 790 – 1170 MPa

Aço carbono

WCB, WCC, Classe 60-30, 1020, 1045

Boa soldabilidade, resistência estrutural, econômica

Tração: 415 – 655 MPa

Rendimento: 230 – 345 MPa

Aço-de baixa liga

4130, 4140, 4340, 8620

Excelente temperabilidade, alta resistência à fadiga

Tração: 650 – 1100 MPa

(Tratado termicamente)

Aço Inoxidável Duplex

2205 (UNS S31803), 2507 (UNS S32750)

Resistência superior à corrosão (PREN maior ou igual a 34), alta resistência ao escoamento

Tração: Maior ou igual a 650 MPa

Rendimento: Maior ou igual a 450 MPa

Ligas-resistentes ao calor

HK40, HH, equivalente a Inconel 625

Alta resistência à ruptura por fluência até 1050 graus

Específico para aplicação

 

Principais recursos do produto

Integração complexa de geometria interna:

Elimina montagens soldadas-de várias peças ao consolidar canais internos complexos, cortes inferiores e nervuras finas em um único componente fundido.

Eliminação do ângulo de inclinação:

Ao contrário da fundição em areia ou sob pressão, a fundição de precisão permite ângulos de inclinação de zero{0}}graus em bolsões internos e paredes externas onde normalmente se aplicam restrições de tração do núcleo.

Precisão de formato-quase{1}}rede:

Reduz o desperdício de material em até 70% em comparação com a usinagem CNC de-barras sólidas, especialmente em aços inoxidáveis-de alta liga e ligas de níquel.

Como-letras fundidas e rastreabilidade:

Números de peças, códigos de aquecimento, logotipos e setas direcionais podem ser impressos diretamente na superfície do componente com texto em relevo (altura mínima de 0,5 mm).

Estrutura de grão uniforme:

O pré-aquecimento controlado da carcaça e o isolamento térmico durante o vazamento minimizam os gradientes de resfriamento, levando a propriedades mecânicas isotrópicas consistentes.

 

Aplicações Típicas

 

As peças fundidas de investimento desempenham funções funcionais críticas na indústria pesada, controle de fluidos e equipamentos de energia:

 

Mapeamento do mecanismo de aplicação

Setor

Componentes Típicos

Manuseio de fluidos e bombas

Impulsores, carcaça voluta, corpos de válvulas, flanges

Processo e Automação

Carcaças do medidor de vazão, braços do atuador, ressaltos do sensor

Máquinas Pesadas e Agrícolas

Suportes de desgaste, pinos de dobradiça, linguetas de travamento, acopladores

Petroquímica e Energia

Guarnição de válvula-de alta pressão, bicos de queimador, conexões de tubulação

Automotivo Comercial

Carcaças do turbocompressor, coletores de escape, suportes

 

Usinagem e Operações Secundárias

 

Embora a fundição de precisão forneça formatos próximos-da rede, as superfícies de interface de alta-precisão exigem operações CNC secundárias.


Sequência de Operação
Fundição bruta → Usinagem CNC-interna → Tratamento térmico → Acabamento de superfície


Recursos-de usinagem interna
• Torneamento CNC: Diâmetros até 500 mm; precisão posicional dentro de ±0,005 mm.
• Centros de fresamento de 4-eixos e 5 eixos: perfilamento de superfície complexo, alinhamento de furo com tolerância restrita (ajuste H7) e planicidade de face precisa (<0.01 mm).
• Rosqueamento: Corte de rosca interna/externa métrica, NPT, BSPP e UNC.


Processamento de tratamento térmico
• Recozimento por solução: 1040 graus –1120 graus seguido de têmpera rápida em água para aços inoxidáveis ​​austeníticos (restaura a resistência à corrosão e homogeneiza a estrutura).
• Normalização e alívio de tensões: resfriamento a ar de 850 a 900 graus para homogeneizar a estrutura dos grãos em aços carbono e ligas antes da usinagem.
• Têmpera e Revenimento (Q&T): Endurecimento em óleo/água seguido de revenido para atingir os valores desejados de HRC (por exemplo, 28–34 HRC ou 45–52 HRC).
• Endurecimento por envelhecimento: Condições H900, H1150 para aço inoxidável 17-4PH para aumentar a resistência à tração.


Opções de tratamento de superfície
• Eletropolimento (Ra < 0,4 µm para aplicações sanitárias)
• Passivação (conformidade com ASTM A967)
• Zincagem/revestimento de fosfato/revestimento E-
• Revestimento de óxido preto
• Revestimento em Pó e Pintura Líquida

 

Controle e Inspeção de Qualidade

 

A garantia de qualidade começa com a verificação da matéria-prima e continua com auditorias dimensionais pós{0}}usinagem. Cada remessa é acompanhada por um Certificado de Inspeção EN 10204 3.1.


Matriz de Verificação de Garantia de Qualidade

Categoria de inspeção

Método/Equipamento de Teste

De acordo com o padrão

Composição Química

Espectrômetro de emissão óptica (OES) de{0}leitura direta

ASTM E415/ASTM E1086

Teste Mecânico

Testador de tração universal, impacto Charpy, dureza (HB/HRC)

ASTM A370/ISO 6892-1

Testes não-destrutivos (END)

Teste radiográfico (raio-X)

Teste de Líquido Penetrante (PT)

Teste de Partículas Magnéticas (MT)

ASTM E192/ASTM E446

ASTM E1417/ISO 3452-1

ASTM E1444

Controle Dimensional

Máquina de medição por coordenadas (CMM), perfilômetro óptico

ISO 10360

Microestrutura

Microscópio Metalográfico

ASTM E45/ISO 4967

 

OEM e fabricação personalizada

 

Produzimos componentes personalizados exclusivamente a partir de desenhos e especificações técnicas{0}}fornecidas pelo cliente.

 

Cronograma de Execução do Projeto

Estágio

Linha do tempo

Principais resultados

Estágio 1

Semana 1–2

Revisão DFM e projeto de molde, simulação de solidificação

Estágio 2

Semana 3–4

Ferramentas, usinagem CNC e injeção de cera de teste

Etapa 3

Semana 5–6

Produção de fundição de amostra T1 e relatório de inspeção do primeiro artigo (FAIR)

Estágio 4

Semana 7+

Aprovação de produção em massa e envio em lote

 

Detalhes do fluxo de trabalho de engenharia
• Revisão do Projeto para Capacidade de Fabricação (DFM): A engenharia avalia transições de espessura de parede, concentração de massa térmica, localizações de linhas de partição e requisitos de projeto antes do corte da ferramenta.
• Simulação de Solidificação: O software de simulação Anycasting/MAGMASOFT modela a velocidade do metal fundido, curvas de resfriamento e tendência de contração para posicionar risers e comportas, eliminando a porosidade interna antes de cortar o aço.
• Opções de prototipagem:
Padrões de cera impressos-SLA/3D de giro rápido: 7 a 10 dias para protótipos físicos funcionais sem ferramentas pesadas.
Ferramentas de alumínio duro: 21 a 28 dias para amostras de grau de produção T1.-.
• Relatório de Inspeção do Primeiro Artigo (FAIR): Apresentado com layout dimensional completo (dados CMM), análise de composição química, dados de testes mecânicos e certificações de materiais.

 

O que os compradores devem fornecer para uma RFQ

 

Para receber uma proposta comercial precisa e uma análise técnica dentro de 24 a 48 horas, inclua os seguintes dados em sua consulta:


Desenhos de Engenharia:
• Modelo CAD 3D: formatos de arquivo STEP (.stp), IGES (.igs) ou SolidWorks (.sldprt).
• Desenho 2D: formato PDF com tolerâncias críticas, dimensionamento e tolerância geométrica (GD&T), expectativas de acabamento superficial e especificações de usinagem.


Especificações dos materiais:Classe exata do material (por exemplo, ASTM A351 CF8M, AISI 4140) ou parâmetros mecânicos necessários.


Volumes de pedidos:Uso anual estimado (EAU) e quantidades iniciais do lote piloto.


Tratamento térmico e acabamento superficial:Requisitos de dureza, passivação, revestimento ou especificações de pintura.


Escopo de qualidade e inspeção:Cobertura necessária de END (por exemplo, 100% PT, 5% de amostragem de-raios X), requisitos de teste de pressão (bar/PSI) e necessidades específicas de certificados (EN 10204 3.1 / 3.2).


Requisitos de embalagem:Embalagem VCI antiferrugem, embalagem em caixa individual ou paletização de exportação padrão.

 

Perguntas frequentes

 

P: Qual é a principal diferença entre a fundição de sílica sol e a microfusão de vidro de água?

R: O processo de sol de sílica utiliza areia de zircão e ligantes finos de sílica coloidal, produzindo um acabamento superficial superior (Ra 3,2–6,3 µm) e maior precisão dimensional (ISO 8062-3 DCTG 4–6). É principal para peças de aço inoxidável e{12}}de alta liga. O processo de vidro solúvel utiliza areia de quartzo e silicato de sódio, produzindo uma superfície mais rugosa (Ra 6,3–12,5 µm) e tolerâncias mais flexíveis (DCTG 7–9), mas oferece custos unitários mais baixos para componentes de aço carbono e de baixa liga.

P: Quais tolerâncias dimensionais gerais podem ser mantidas sem usinagem?

R: Para fundição de precisão com sol de sílica, as tolerâncias lineares normalmente atendem à norma ISO 8062-3 DCTG 4 a DCTG 6 (aproximadamente ±0,15 mm por 25 mm). Alinhamentos críticos de furos, faces de vedação e furos roscados exigem usinagem CNC pós-moldada.

P: Como evitar a porosidade interna de contração em seções-de paredes espessas?

R: Os engenheiros utilizam software de simulação de solidificação térmica para modelar o posicionamento do canal e do riser. Para seções com grandes concentrações de massa, blocos de resfriamento ou risers isolados são incorporados ao projeto do casco para reforçar a solidificação direcional em direção ao canal de alimentação.

P: Qual é o prazo de entrega típico para novas ferramentas e amostras iniciais?

R: A fabricação de ferramentas de alumínio padrão requer de 20 a 25 dias. A produção de amostras, o tratamento térmico e os relatórios dimensionais do CMM requerem 7 a 10 dias adicionais. O tempo total de entrega desde o CAD 3D aprovado até a entrega da amostra é normalmente de 30 a 35 dias corridos.

P: Os padrões impressos em 3D podem ser usados ​​para produção-de pequenas tiragens?

R: Sim. Os padrões de cera/PMMA impressos em 3D SLA (estereolitografia) ou SLS podem ser diretamente-imersos em lama para produzir peças fundidas de metal sem ferramentas de alumínio. Isso reduz os prazos de entrega para 7 a 10 dias para testes de protótipos ou execuções de baixo-volume (< 50 units).

P: Vocês fornecem certificados de teste de fábrica com remessas?

R: Cada remessa inclui um certificado de material EN 10204 3.1 detalhando a análise termoquímica real (resultados OES), resistência à tração, limite de escoamento, alongamento, valores de impacto (se testados) e valores de dureza.

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