¿Qué es Fundición de inversión?

Una técnica de fundición de precisión que utiliza materiales fusibles como modelos. El molde de revestimiento se sumerge y se recubre con un revestimiento refractario especial. Después del endurecimiento, desmoldeo y tostado a alta temperatura, se forma una cáscara integral dura.

La cavidad interior de la cáscara tiene la geometría y el tamaño requeridos de la pieza, y el metal fundido se vierte en la cavidad interior de la cáscara, se pueden obtener piezas fundidas de precisión. Ya en el siglo V a. C. (el comienzo del Período de los Reinos Combatientes), China utilizó la fundición de parafina para moldear tesoros artísticos exquisitos como el Zunpan (Figura 1).

En la Segunda Guerra Mundial, Estados Unidos se inspiró en el proceso tradicional de fundición con cera de parafina de China e inventó la tecnología de las palas de los motores a reacción de fundición por inversión.

Después de la Segunda Guerra Mundial, con la mejora del rendimiento del motor a reacción, la temperatura de trabajo y la tensión de trabajo de las palas de la turbina continuaron aumentando, lo que no solo requirió una mejor resistencia al calor del material de la pala, sino que también la estructura de la pala se volvió más compleja.

Cuando se utilizan métodos de forjado y corte para fabricar álabes de turbina, no solo la utilización del material y la eficiencia de producción son bajas, sino que también los requisitos técnicos son a menudo difíciles de cumplir.

La fundición a presión es particularmente adecuada para la fabricación de fundiciones de aleación de alto punto de fusión de paredes delgadas y fundiciones integrales con estructuras complejas, dimensiones precisas y superficies lisas, especialmente para la fabricación de álabes de turbinas de motores a reacción, turbinas integrales y guías y otros componentes.

Hay casi un centenar de tipos de fundición de inversión que se utilizan en los motores a reacción modernos y miles de piezas.

Los álabes huecos / álabes deturbina huecos refrigerados por aire pueden funcionar normalmente cuando la temperatura supera el punto de fusión de la aleación, aumentando así la temperatura de entrada de la turbina y aumentando el empuje del motor.

Durante la fundición a la cera perdida, la cavidad de la cuchilla hueca se forma con un núcleo de cerámica prefabricado. Para mejorar el efecto de enfriamiento, el grosor de la pared de la hoja puede alcanzar de 0,5 a 1,0 mm, y el patrón de orificios evoluciona gradualmente desde el orificio redondo pequeño inicial hasta el orificio grande irregular.

Las palas de turbina fundidas por métodos generales a menudo tienen un margen de mecanizado de 0,3-0,5 mm, y luego se utiliza procesamiento mecánico o procesamiento electrolítico para hacer que las palas alcancen la forma, precisión dimensional y acabado superficial requeridos por el diseño.

Sin embargo, el mecanizado de hojas huecas mediante mecanizado o métodos de mecanizado electroquímicos a menudo no puede garantizar la uniformidad del espesor de la pared de la hoja. A fines de la década de 1960, la gente estudió el uso de la fundición a la cera perdida para fabricar palas sin márgenes.

El perfil de la hoja moldeado por este método puede alcanzar directamente la forma, la precisión dimensional y el acabado de la superficie requeridos por el diseño, no se requiere procesamiento, pero aún se permite el rectificado parcial en la producción.

Fundiciones de inversión integralesLos motores pequeños generalmente han adoptado turbinas integrales de fundición de inversión y guías integrales (Figura 2).

La tecnología de fundición por inversión también se utiliza en la fabricación de aviones para producir fundiciones de aleación de aluminio y aleación de titanio.

Las piezas ensambladas originalmente a partir de cientos de piezas mecanizadas y piezas de chapa metálica se pueden fundir a la vez mediante fundición de inversión, lo que no solo simplifica en gran medida el proceso de fabricación y mejora la eficiencia de producción, sino que también puede fundir piezas integrales que son difíciles de fabricar mediante mecanizado.

Si se requiere que la capa superficial de la fundición tenga una estructura de grano fino, también se puede llevar a cabo un tratamiento de refinado de grano superficial (también llamado tratamiento de inoculación superficial), es decir, se agrega una cantidad adecuada de agente de refino de grano al revestimiento de la superficie de la cáscara. para aumentar la cristalización El número de nucleación, de modo que el refinamiento del grano de la capa superficial.