Welche Verarbeitungstechnologie wird für Hastelloy-Gussteile verwendet?

Gussteile aus Hastelloy stellen aufgrund der hohen Härte, Festigkeit und ausgezeichneten Korrosionsbeständigkeit des Werkstoffs viele besondere Herausforderungen bei der Verarbeitung dar. Die Bearbeitungstechnologie muss sowohl die Materialeigenschaften als auch die Anforderungen an die Produktgenauigkeit berücksichtigen und durch die Zusammenarbeit mehrerer Unternehmen eine hochwertige Gussproduktion ermöglichen. Vom Gießen bis zur abschließenden Präzisionsbearbeitung wirkt sich jeder Schritt der Prozessauswahl direkt auf die Leistung und die Lebensdauer des Produkts aus.

Das Gießverfahren ist das grundlegende Bindeglied bei der Herstellung von Hastelloy-Gussteilen, und je nach Komplexität der Gussform und den Leistungsanforderungen muss das geeignete Gießverfahren ausgewählt werden.

Das Feingussverfahren (Wachsausschmelzverfahren) hat sich zum bevorzugten Verfahren für Präzisionsgussteile aus Hastelloy-Legierungen entwickelt, da es eine präzise Formgebung komplexer Strukturen ermöglicht. Bei diesem Verfahren werden Wachsformen hergestellt und mehrere Schichten feuerfester Materialien aufgetragen, um eine Schale zu bilden. Nach dem Schmelzen der Wachsformen wird Hochtemperatur-Hastelloy-Schmelze in die Schale eingespritzt, und nach dem Abkühlen erhält man ein Gussstück mit klaren Konturen. Für große und einfache Konstruktionsgussteile ist das Sandgussverfahren wirtschaftlicher und für die Massenproduktion geeignet, da feuerfeste Materialien wie Quarzsand zur Herstellung der Formen verwendet werden. Unabhängig vom Gießverfahren müssen die Schmelztemperatur und die Isolierzeit streng kontrolliert werden, um eine ungleichmäßige Gussleistung aufgrund von Entmischung der Komponenten zu vermeiden.

Die Wärmebehandlung ist ein wichtiger Schritt zur Verbesserung des inneren Gefüges von Hastelloy-Gussstücken und zur Beseitigung von Gussspannungen. Die Mischkristallbehandlung erfolgt durch Erhitzen des Gussstücks auf eine hohe Temperatur und deren Aufrechterhaltung über einen bestimmten Zeitraum, so dass sich die in der Legierung ausgeschiedene Verfestigungsphase vollständig in der Matrix auflösen kann, gefolgt von einer raschen Abkühlung, um einen gleichmäßig übersättigten Mischkristall zu erhalten und so die Plastizität und Zähigkeit des Gussstücks zu verbessern. Für Gussstücke, die eine höhere Festigkeit erfordern, ist eine Alterungsbehandlung eine notwendige Ergänzung, die eine Isolierung bei niedrigeren Temperaturen beinhaltet, um gleichmäßig verfestigende Phasen auszufällen und die Materialhärte weiter zu verbessern. Die Steuerung der Aufheiz- und Abkühlgeschwindigkeiten ist während der Wärmebehandlung besonders wichtig, da eine zu hohe Geschwindigkeit zu Rissen in den Gussstücken führen und die Qualifikationsrate des Produkts beeinträchtigen kann.

Bei der mechanischen Bearbeitung muss die hohe Verschleißfestigkeit der Hastelloy-Legierung berücksichtigt werden, und es müssen geeignete Schneidwerkzeuge und Bearbeitungsparameter gewählt werden. Beim Fräsen werden hartlegierte oder keramische Schneidwerkzeuge verwendet, um den Werkzeugverschleiß durch Verringerung der Schnittgeschwindigkeit und Erhöhung des Vorschubs zu verringern, was für die Bearbeitung der Ebene und der Kontur von Gussteilen geeignet ist. Bohren und Ausbohren erfordern den Einsatz spezieller beschichteter Schneidwerkzeuge mit ausreichender Kühlschmierstoffzufuhr, um die Reibungswärme während des Bearbeitungsprozesses zu reduzieren und eine Kaltverfestigung durch Überhitzung des Materials zu vermeiden. Für Oberflächen mit extrem hohen Präzisionsanforderungen ist das Schleifen das letzte Verfahren, bei dem kubische Bornitridscheiben verwendet werden, um durch Feinpolieren eine Oberflächenrauhigkeit im Mikrometerbereich zu erreichen, die den Anforderungen von Schlüsselteilen wie Dichtungsflächen entspricht.

Die Qualitätskontrolle sollte während des gesamten Verarbeitungsprozesses durchgeführt werden. Durch zerstörungsfreie Prüfungen (z. B. Röntgeninspektion) nach dem Gießen können Mängel wie innere Poren und Schrumpfungsporosität sofort erkannt werden; Härteprüfung und metallografische Analyse nach der Wärmebehandlung können die Wirkung der Gewebeverbesserung überprüfen; die Prüfung der Maßhaltigkeit nach der mechanischen Bearbeitung stellt sicher, dass das Produkt den Konstruktionsanforderungen entspricht. Darüber hinaus darf die Reinigungsbehandlung während der Verarbeitung nicht vernachlässigt werden. Es ist notwendig, Ölflecken auf der Oberfläche und Metallrückstände zu entfernen, um günstige Bedingungen für nachfolgende Oberflächenbehandlungen wie Passivierung und Galvanisierung zu schaffen.

Die Verarbeitungstechnologie von Hastelloy-Gussteilen ist eine Kombination aus Materialeigenschaften und Fertigungstechnologie. Durch die Optimierung der Parameter für das Gießen, die Wärmebehandlung und die mechanische Bearbeitung können nicht nur die hervorragenden Eigenschaften des Werkstoffs selbst genutzt werden, sondern auch die Anforderungen verschiedener Branchen an die Gussgenauigkeit und Zuverlässigkeit erfüllt werden. Mit den Fortschritten in der Verarbeitungstechnologie wird sich der Anwendungsbereich von Hastelloy-Gussteilen weiter ausdehnen und eine zuverlässigere Materialunterstützung für die Herstellung von High-End-Geräten bieten.