Introduction to the Process Flow of Silica Sol Casting

La fundición de precisión con sol de sílice es un proceso de fundición de alta precisión y calidad, ampliamente utilizado en los sectores aeroespacial, automotriz, de equipos médicos, energético y otros. Este artículo ofrece un análisis detallado de todo el proceso de fundición de precisión con sol de sílice, incluyendo el flujo del proceso, el diseño, la fabricación de moldes, la fabricación de moldes de cera, la fabricación de carcasas, el secado al aire, la fundición, el corte, el tratamiento de superficies, el acabado espejo, el trefilado, el recubrimiento en polvo y el mecanizado.

1. Resumen del flujo del proceso

El flujo del proceso de fundición de precisión con sol de sílice incluye principalmente los siguientes pasos:

Diseño y fabricación de moldes

Producción de patrones de cera

Fabricación de conchas

Secado al aire y desparafinado

Fundición

Corte y limpieza

Tratamiento de superficies

Mecanizado

Cada paso tiene un impacto crucial en la calidad del producto final, que explicaremos en detalle a continuación.

2. Diseño y fabricación de moldes

El diseño es el primer paso en la fundición de precisión, generalmente mediante software CAD para modelado 3D. Al diseñar, es necesario considerar los requisitos funcionales, las propiedades del material, la viabilidad de los procesos de fundición y los requisitos de procesamiento posteriores del producto. Una vez finalizado el diseño, se debe fabricar un molde.

La fabricación de moldes suele utilizar materiales de aleación de aluminio o acero, y los moldes de alta precisión se fabrican mediante mecanizado CNC o electroerosión (EDM). La calidad del molde afecta directamente la precisión del molde de cera, por lo que su producción debe ser muy precisa.

3. Producción de moldes de cera

El molde de cera es un paso crucial en la fundición de precisión. La producción de moldes de cera generalmente utiliza tecnología de moldeo por inyección, donde se inyecta cera fundida en el molde, se enfría y se retira. La superficie del molde de cera debe ser lisa y las dimensiones precisas para garantizar la calidad de la pieza final.

Tras finalizar la producción del molde de cera, se suelen ensamblar varios moldes en árboles de cera para mejorar la eficiencia de la producción. El ensamblaje de los árboles de cera requiere un control preciso de la posición y el ángulo de cada molde para garantizar una fabricación y fundición de conchas sin problemas.

4. Fabricación de conchas

La fabricación de conchas es uno de los procesos fundamentales de la fundición de precisión con sol de sílice. El proceso de fabricación de conchas incluye principalmente los siguientes pasos:

Recubrimiento por inmersión en sol de sílice: Sumerja el molde de cera en el sol de sílice para asegurar que su superficie quede cubierta uniformemente con una capa de sol de sílice.

Lijado: Espolvoree arena fina sobre el sol de sílice antes de que se seque para aumentar la resistencia de la concha.

Secado: Coloque el molde de cera recubierto con sol de sílice y arena en una cámara de secado para que se seque al aire. El tiempo de secado suele variar de unas pocas horas a un día.

Recubrimiento por inmersión y lijado repetidos: Dependiendo de la complejidad y los requisitos de la fundición, suele ser necesario repetir el recubrimiento por inmersión y el lijado varias veces para aumentar el grosor y la resistencia de la capa de concha.

Una vez terminada la carcasa, esta debe tener suficiente resistencia y resistencia a altas temperaturas para soportar los procesos posteriores de desparafinado y fundición.

5. Secado al aire y desparafinado

Una vez finalizada la fabricación de la carcasa, el molde de cera debe someterse a un tratamiento de desparafinado. Este tratamiento se realiza generalmente mediante desparafinado con vapor o a alta temperatura. El desparafinado con vapor consiste en colocar los moldes de cera en una cámara de vapor, fundir y descargar la cera mediante vapor a alta temperatura. El desparafinado a alta temperatura consiste en colocar los moldes de cera en un horno de alta temperatura y calentarlos directamente para fundir la cera.

Tras el desparafinado, se forma una cavidad dentro de la carcasa, que adquiere la forma de la pieza fundida final. El proceso de desparafinado debe controlarse cuidadosamente para evitar grietas o deformaciones en la carcasa.

6. Fundición

Una vez finalizado el desparafinado, la carcasa debe precalentarse antes de la fundición. Los materiales de fundición suelen ser acero inoxidable, aleaciones de alta temperatura, aleaciones de titanio, etc. Durante la fundición, el metal fundido se vierte en la carcasa para llenar toda la cavidad.

El proceso de fundición requiere un estricto control de la temperatura, la velocidad de vertido y la velocidad de enfriamiento para garantizar que la estructura interna de la pieza fundida sea densa y libre de defectos como porosidad y contracción.

7. Corte y limpieza

Una vez finalizada la fundición, es necesario cortarla y limpiarla. Primero, se corta la pieza fundida del árbol de cera y, a continuación, se utiliza una muela abrasiva o una máquina de corte para eliminar el exceso de material. A continuación, se realiza un tratamiento de arenado o lavado con ácido para eliminar las incrustaciones de óxido superficiales y el material residual de la carcasa.

8. Tratamiento de superficies

El tratamiento de superficies es el proceso final de la fundición de precisión e incluye principalmente los siguientes métodos:

Tratamiento de espejo: Mediante pulido o pulido electrolítico, se logra un efecto espejo en la superficie de la pieza fundida. El procesamiento espejo se utiliza comúnmente para piezas que requieren alta precisión y suavidad, como dispositivos médicos, componentes ópticos, etc.

Tratamiento de trefilado: Mediante trefilado mecánico o químico, se forma una textura uniforme en la superficie de la pieza fundida. El trefilado se utiliza comúnmente para piezas decorativas, como cajas de relojes, fundas de teléfonos, etc.

Tratamiento de recubrimiento en polvo: Mediante pulverización electrostática o pulverización de polvo, se forma un recubrimiento uniforme en la superficie de la pieza fundida. El tratamiento de recubrimiento en polvo puede mejorar la resistencia a la corrosión, la resistencia al desgaste y la estética de las piezas fundidas.

9. Mecanizado

Para algunas piezas de alta precisión, el mecanizado sigue siendo necesario después de la fundición. El mecanizado suele incluir procesos como torneado, fresado, taladrado y rectificado para garantizar que la precisión dimensional y de forma de las piezas cumpla con los requisitos de diseño.

Se requieren máquinas CNC de alta precisión.

Durante el proceso de mecanizado, se deben seleccionar las herramientas de corte y los parámetros de mecanizado adecuados en función de las características del material de las piezas.

10. Control de calidad

El control de calidad es crucial durante todo el proceso de fundición de precisión. Cada etapa requiere pruebas y controles rigurosos para garantizar la calidad del producto final. Los métodos de detección habituales incluyen:

Inspección dimensional: Utilizar una máquina de medición por coordenadas (MMC) o un instrumento de medición óptico para comprobar la precisión dimensional de las piezas.

Inspección de la calidad superficial: Utilizar un rugosímetro o un microscopio para comprobar la suavidad de la superficie de las piezas.

Inspección de la calidad interna: Utilizar rayos X o pruebas ultrasónicas para detectar defectos internos de las piezas, como porosidad, contracción, etc.

11. Resumen

La fundición de precisión con sol de sílice es un proceso de fabricación complejo y preciso que implica múltiples pasos y procedimientos. Cada etapa debe controlarse estrictamente para garantizar la calidad del producto final. Mediante un diseño razonable, la fabricación precisa de moldes, la fabricación de moldes de cera de alta calidad, un proceso estable de fabricación de carcasas, un estricto control de fundición y un tratamiento y mecanizado de superficies de alta calidad, se pueden producir piezas fundidas de precisión de alta precisión y calidad.

Como propietario de una empresa de fundición de precisión con sol de sílice, dominar estos flujos de proceso y aspectos técnicos no solo contribuye a mejorar la calidad del producto, sino que también mejora la competitividad de la empresa en el mercado. Espero que este artículo le sirva de valiosa referencia y orientación para su negocio.