A produção do padrão de cera (também conhecido como "padrão de investimento") é o primeiro e mais importante processo de fabricação e é a principal condição para a obtenção de peças fundidas de alta-qualidade. Defeitos nos padrões de cera desperdiçam custos de mão de obra, tempo de produção e recursos valiosos; padrões de cera não qualificados que entram no processo-de fabricação da casca, ou mesmo no processo de vazamento, resultam em produtos defeituosos. Isto aumenta os custos de produção da fábrica e os prazos de entrega, afetando a reputação e os benefícios económicos da empresa. Portanto, deve-se prestar atenção e encontrar soluções para defeitos no padrão de cera.
Atualmente, materiais de moldagem à base de cera-de baixa temperatura-ou materiais de cera de temperatura-média são amplamente usados para prensar padrões de cera. Geralmente, os padrões de cera apresentam defeitos como poros, cavidades de contração e rachaduras.
I. Poros
1. Características do defeito
Cavidades-de superfície lisa estão presentes na superfície local do padrão de cera.
2. Causas
(1) O gás excessivo é arrastado durante a preparação do material de cera e o tratamento de desgaseificação insuficiente é realizado.
Na produção, a preparação de materiais de cera{0}}de baixa temperatura geralmente envolve quatro processos: fusão da cera, descamação da cera, mistura da pasta de cera e desgaseificação. Um misturador de lâmina espiral é frequentemente usado para misturar o material de cera (ou "pasta de cera"). Durante o processo de mistura, uma grande quantidade de gás é inevitavelmente arrastada; e quanto mais o misturador gira, mais gás é arrastado. Especialmente se o material ceroso não for suficientemente desgaseificado após a mistura, uma grande quantidade de gás arrastado permanece no material ceroso.
(2) Localização inadequada da porta de injeção de cera, levando ao arrastamento de gás durante o processo de injeção de cera.
A colocação inadequada da porta de injeção de cera causa turbulência durante a injeção de cera na cavidade do molde, levando ao arrastamento excessivo de gás.
(3) Projeto inadequado do molde, dificultando a ventilação da cavidade.
A distância que o material de cera percorre para preencher a cavidade do molde é muito longa e a ventilação da cavidade é fraca.
3. Medidas Preventivas
(1) Siga rigorosamente o processo de preparação do material de cera e os procedimentos operacionais.
Ao preparar o material de parafina -cera de ácido esteárico, preste atenção à ordem de adição dos materiais, ou seja, adicione primeiro o ácido esteárico e, depois de completamente derretido, adicione parafina ou cera reciclada, aquecendo até um estado totalmente fundido, com uma temperatura menor ou igual a 90 graus. Ao iniciar o processo de mistura, a velocidade do misturador pode ser maior (por exemplo, 400 r/min). Após o aumento da temperatura da cera, a velocidade do misturador pode ser reduzida (200-300 r/min). Depois que a cera estiver devidamente misturada, um tratamento de desgaseificação deve ser realizado por pelo menos 0,5 horas para permitir que o gás preso na cera escape completamente.
(2) Melhore a posição da porta de injeção de cera para evitar turbulência na cavidade do molde.
A porta de injeção de cera deve estar preferencialmente localizada na comporta interna ou em superfície com tolerância de usinagem, e seu tamanho deve corresponder ao bico de injeção da máquina injetora de cera; a porta de injeção deve garantir que a cera preencha a cavidade do molde suavemente e na distância mais curta, sem gerar turbulência.
(3) Melhorar o projeto do molde para facilitar a remoção do gás da cavidade do molde.
Melhorar o design do molde facilita a remoção de gás da cavidade do molde; se necessário, adicione orifícios de ventilação.
II. Encolhimento
1. Características do defeito
Depressões causadas por retração localizada aparecem nas partes mais espessas do padrão de cera.
2. Causas
(1) Alimentação insuficiente nas partes mais espessas (depressões) do padrão de cera.
A pressão de injeção do padrão de cera é um dos principais parâmetros do processo de moldagem. A baixa pressão de injeção leva a uma maior taxa de contração nas partes mais espessas (depressões) do padrão de cera. Quando não é alcançada alimentação suficiente, ocorre encolhimento nestas áreas.
O tempo de pressão de retenção é outro parâmetro do processo de moldagem. Depois que a cera preenche a cavidade do molde, o tempo insuficiente de pressão de retenção aumenta a taxa de encolhimento nas partes mais espessas (depressões) do padrão de cera. Quando não é alcançada alimentação suficiente, ocorre encolhimento nestas áreas.
(2) Volume insuficiente de injeção de cera e alimentação insuficiente.
Se a porta de injeção de cera for pequena, ou posicionada incorretamente, ou a pressão de injeção for baixa, a quantidade de cera injetada na cavidade do molde será insuficiente. Quando as partes mais espessas (depressões) do padrão de cera não recebem alimentação suficiente, ocorre encolhimento nessas áreas.
(3) Diferença excessiva na espessura da parede no padrão de cera, o que é desfavorável à alimentação.
O desenho estrutural do padrão de cera não é razoável, com diferenças excessivas de espessura de parede, o que é desfavorável à alimentação.
(4) A temperatura da cera está muito alta durante a injeção, ou a temperatura do molde está muito alta, ou ambas estão muito altas. Alta temperatura da cera, alta temperatura de moldagem ou ambas aumentam a taxa de encolhimento do material de cera; quando a compensação suficiente para o encolhimento não é alcançada, ocorrem cavidades de contração.
(5) A taxa de encolhimento do material ceroso é relativamente grande.
Na produção, é usada parafina-cera de ácido esteárico, geralmente parafina branca de 58-62 graus (ou seja, Não. 58-62) e ácido esteárico prensado triplo-de primeiro grau-de primeira qualidade, cada um representando 50% quando recém-preparado. A taxa de encolhimento da parafina branca No. 58 é maior do que a da parafina branca No. 62. A cera de parafina-de ácido esteárico tem uma taxa de encolhimento mais alta do que a cera de parafina de polietileno de baixo peso molecular.
3. Medidas Preventivas
(1) Aumentar a capacidade de compensação de encolhimento do material de cera.
Ao prensar moldes de cera, a pressão de injeção é geralmente selecionada entre 0,2-0,5 MPa. Aumentar apropriadamente a pressão de injeção não só aumenta a densidade do material ceroso no molde, mas também reduz a taxa de encolhimento do material ceroso. Aumentar apropriadamente o tempo de pressão de retenção, geralmente (3-10) s ou mais, também pode reduzir a taxa de encolhimento do material ceroso e aumentar a capacidade de compensação de encolhimento do material ceroso.
(2) Aumente a quantidade de cera injetada para aumentar a capacidade de compensação de encolhimento.
Aumente adequadamente a seção -transversal do orifício de injeção de cera para aumentar a quantidade de cera injetada por unidade de tempo; ou altere a posição do orifício de injeção de cera para garantir compensação de encolhimento suficiente nas partes mais espessas do molde de cera.
(3) Melhore a estrutura do molde de cera para tornar a espessura da parede o mais uniforme possível.
Sempre que possível, uniformize a espessura da parede do molde de cera; se necessário, coloque blocos de cera fria pré-fabricados (também chamados de "núcleos de cera") nas partes mais grossas do molde de cera antes de injetar o material de cera para formar o molde de cera. Os blocos de cera fria podem ser colocados localmente ou inteiramente, dependendo do tamanho e formato do molde de cera. Os blocos de cera fria devem ser posicionados no molde por meio de saliências cônicas. A altura das saliências deve ser determinada de acordo com o tamanho da peça, geralmente controlada em 2-3 mm. O material de cera usado para os blocos de cera fria deve ser igual ao material de cera do molde de cera.
(4) Controle a temperatura do material de cera e do molde durante a injeção de cera. Ao injetar cera, para ceras de baixa-temperatura, uma temperatura de cera de T=48–52 graus e uma temperatura de molde de T=18–25 graus são geralmente adequadas; para ceras de-temperatura média, uma temperatura de cera de T=52–60 graus e uma temperatura de molde de T=20–24 graus são geralmente adequadas.
(5) Selecione ceras com menor taxa de encolhimento.
Por exemplo, usar cera de parafina branca de 62 graus em vez de cera de parafina branca de 58 graus reduz a taxa de encolhimento. Aumentar o teor de parafina na cera em 5–10%, ou seja, para 55–60%, também pode reduzir a taxa de encolhimento. Alternativamente, usar uma mistura de cera de parafina branca de 60 graus (teor de 95%) e polietileno de baixo peso-molecular-(teor de 5%) resulta em uma taxa de encolhimento de aproximadamente 1%, o que é relativamente baixo.
III. Rachaduras
1. Características do defeito
Rachaduras localizadas no molde de cera geralmente aparecem na linha divisória do molde de cera.
2. Causas
(1) Alta taxa de encolhimento e baixa plasticidade do material de cera.
Ao usar cera branca refinada de 58 graus ou cera de parafina branca misturada com ácido esteárico de primeira-grau tripla-prensado em uma proporção de 50% cada, a taxa de encolhimento livre do molde de cera é de aproximadamente 2%. Quando o teor de ácido esteárico na cera é superior a 80%, sua tenacidade e plasticidade são fracas, causando facilmente rachaduras no molde de cera.
(2) A temperatura do molde, da sala de moldagem ou da água de resfriamento está muito baixa.
Uma temperatura do molde muito baixa, ou uma temperatura ambiente de moldagem muito baixa, ou uma temperatura da água de resfriamento muito baixa, levam a um resfriamento excessivamente rápido do molde de cera. Quando o encolhimento do molde de cera é dificultado, rachaduras são facilmente produzidas; ou se o tempo de resfriamento do molde de cera no molde for muito longo (ou seja, o tempo de desmoldagem for muito longo), dificultando o encolhimento do molde de cera, podem ocorrer facilmente rachaduras.
(3) Estrutura/projeto de molde de cera irracional.
Uma estrutura/projeto de molde de cera irracional, espessura irregular da parede do molde de cera e cantos muito pequenos ou afiados nas áreas de transição entre seções grossas e finas podem levar a rachaduras nos pontos fracos quando o encolhimento do molde de cera é prejudicado.
(4) Operação inadequada.
Métodos de desmoldagem inadequados ou extração tardia do pino central podem causar rachaduras no molde de cera.
3. Medidas Preventivas
(1) Selecione ceras com taxas de contração mais baixas.
Para ceras-de baixa temperatura, usar cera de parafina de 62 graus em vez de cera de parafina de 58 graus pode reduzir o encolhimento. Alternativamente, aumentar o teor de parafina na cera em 5-10%, ou seja, para 55-60%, também pode reduzir o encolhimento. Ou, usar uma mistura de cera de parafina de 60 graus (conteúdo de 95%) e polietileno de baixo peso molecular (conteúdo de 5%) resulta em uma taxa de contração mais baixa de aproximadamente 1%.
(2) Controle a temperatura da moldagem, da sala-de fabricação do molde e da água de resfriamento.
Para ceras de baixa-temperatura, a temperatura de moldagem deve ser controlada em 18-25 graus, e para ceras de média-temperatura, a temperatura de moldagem deve ser controlada em 20-24 graus. A temperatura da sala de fabricação do molde deve ser igual à temperatura de moldagem, e a temperatura da água de resfriamento também deve ser igual à temperatura ambiente; se necessário, deverá ser instalado ar condicionado na sala de fabricação de moldes e a temperatura controlada em 20 graus.
(3) Melhorar o design do molde de cera.
Melhore o design do molde de cera para garantir uma espessura de parede uniforme; se a espessura da parede for irregular, utilize cantos arredondados (o raio do canto arredondado deve ser “1/5 a 1/3” da soma das duas espessuras de parede adjacentes); se necessário, adicione nervuras de reforço para reduzir a tensão durante o encolhimento do molde de cera a um nível que evite rachaduras.
(4) Siga rigorosamente os procedimentos operacionais.
Melhore o método de desmoldagem e, se necessário, adicione um dispositivo de desmoldagem para evitar rachaduras no molde de cera durante o processo de desmoldagem.
Controle rigorosamente o tempo de resfriamento do molde de cera, geralmente de 10 a 60 minutos. Depois que o molde de cera esfriar, o pino central que esfria com o molde de cera deve ser removido imediatamente para não impedir o encolhimento do molde de cera.
