Investīciju liešana ir slavena ar savu daudzpusību, strādājot ar plašu metālu un sakausējumu klāstu, padarot to par vēlamo metodi nozarēm, kurām nepieciešama augstas veiktspējas, sarežģītas sastāvdaļas. Materiāla izvēle ir atkarīga no pielietojuma mehāniskās, termiskās un korozijas pretestības prasībām. Zemāk ir detalizēts pārskats par visizplatītākajiem materiāliem, ko izmanto investīciju liešanā, kā arī to īpašības un tipiskās lietojumprogrammas.
|
1. nerūsējošais tērauds |
Nerūsējošais tērauds ir viens no visplašāk izmantotajiem materiāliem investīciju liešanā, ņemot vērā tā izturību pret koroziju, augsto izturību un daudzpusību. Tādas pakāpes kā 304, 316 un 17-4 pH ir populāras lietojumprogrammām, sākot no medicīnas instrumentiem līdz jūras komponentiem12. Piemēram, nerūsējošā tērauda lējumi ir kritiski svarīgi vidē, kas pakļauta mitrumam vai ķīmiskām vielām, piemēram, sūkņa vārstiem un cauruļu veidgabaliem12. Tās spēja saglabāt mehāniskās īpašības paaugstinātā temperatūrā arī padara to piemērotu kosmiskās aviācijas un automobiļu rūpniecībai. |
|
2. Oglekļa un sakausējumu tēraudi |
Oglekļa tēraudi (piemēram, 1020, 1045) un sakausējuma tēraudi (piemēram, 4140, 4340) ir labvēlīgi to rentabilitātei un pielāgošanās spējai. Šie materiāli bieži tiek apstrādāti ar termiņu, lai uzlabotu cietību un nodiluma izturību. Īpaši hromija-molibdēna (CR-MO) tēraudi tiek izmantoti augstas stresa komponentos, piemēram, pārnesumos un motora daļās12. Viņu izturības un mehāniskās līdzsvara līdzsvars padara tos ideālus rūpnieciskām mašīnām un instrumentiem. |
|
3. Augstas temperatūras sakausējumi |
Superaloys, piemēram, inconel (niķeļa-hroma bāzes) un hastelloy (niķeļa-molibdēna-hromium) dominē lietojumos, kuriem nepieciešama izturība pret ārkārtēju karstumu un oksidāciju. Šie materiāli ir neaizstājami gāzes turbīnās, strūklas motoros un kodolreaktoros13. Piemēram, Inconel 718 bieži izmanto turbīnu asmeņos, jo tā stabilitāte temperatūrā pārsniedz 700 grādus. |
|
4. Titāna sakausējumi |
Titāna sakausējumi, piemēram, ti -6 al -4 V, tiek vērtēti ar to augsto izturības un svara attiecību un bioloģisko savietojamību. Tos plaši izmanto aviācijas un kosmosa (piemēram, gaisa kuģu struktūras daļās) un medicīnas nozarēs (piemēram, ortopēdiskie implanti) 14. Investīciju liešanas process nodrošina minimālu materiālo atkritumu daudzumu, kas ir izšķirošs, ņemot vērā titāna augstās izmaksas. |
|
5. Alumīnija sakausējumi |
Alumīnija vieglais raksturs un lieliskā siltumvadītspēja padara to par štāpeļšķiedrām automobiļu un patēriņa elektronikā. Sakausējumi, piemēram, A356 un A357, parasti tiek nodoti sarežģītās formās motora blokiem, korpusiem un siltuma izlietnēm9. Precīzās liešanas metodes ļauj veikt stingras pielaides, samazinot nepieciešamību pēc apstrādes. |
|
6. Vara bāzes sakausējumi |
Vara sakausējumi, ieskaitot bronzu un misiņu, tiek izvēlēti to elektriskajai vadītspējai un pretmikrobu īpašībām. Bronzu (piemēram, C93200) bieži tiek nodota gultņos un buksē, savukārt misiņš (piemēram, C 86300) tiek izmantota dekoratīvā aparatūrā un jūras komponentos8. Šiem materiāliem ir arī laba izturība pret koroziju jūras vidē. |
|
7. Kobalta un dzelzs-kokobalta sakausējumi |
Specializēti pielietojumi, piemēram, magnētiskie komponenti vai griešanas instrumenti, piesaistes kobalta bāzes sakausējumi (piemēram, stellīts) to nodiluma pretestībai un magnētiskajām īpašībām. Dzelzs-kobalta sakausējumi parādās uzlabotās inženierzinātnēs to unikālo termisko un elektrisko īpašību dēļ14. |
|
8. Jaunie materiāli |
Jaunākie sasniegumi ietver metāla matricas kompozītu (MMC) un keramikas pastiprinātu sakausējumu izmantošanu, lai uzlabotu cietību un termisko stabilitāti. Piemēram, tiek pētīts silīcija karbīda pastiprināts alumīnijs augstas veiktspējas automobiļu detaļām10. |
Faktori, kas ietekmē materiālu izvēli
Pielietojuma prasības: izturība pret koroziju, izturību un termisko stabilitāti nosaka materiāla izvēli.
Izmaksu ierobežojumi: Augstas veiktspējas sakausējumi, piemēram, titāns vai Inconel, ir rezervēti kritiskām lietojumprogrammām.
Ražošanas iespējamība: Materiāliem jāsaskaņo ar vaska modeļa noņemšanu un pelējuma savietojamību.
Secinājums
Investīciju liešana atbalsta plašu materiālu klāstu, kas katrs ir pielāgots, lai apmierinātu īpašas rūpniecības prasības. Sākot no nerūsējošā tērauda medicīniskajās ierīcēs un beidzot ar superakromiem aviācijas kosmosā, procesa elastība nodrošina, ka tas joprojām ir modernas ražošanas stūrakmens. Attīstoties tehnoloģijai, tādu progresīvu materiālu kā kompozītmateriālu integrācija vēl vairāk paplašinās tā pielietojumu.