Tappat-vaxgjutning av titanlegering för bilarmar

1. Formdesign och tillverkning: Baserat på designritningarna för fordonsvipparmen skapas en 3D-modell av formen med hjälp av datorstödd design (CAD)-programvara. Sedan används CNC-bearbetningsteknik för att tillverka formen. Formens precision och ytkvalitet påverkar direkt kvaliteten på vaxmodellen; därför är strikt kontroll av formens bearbetningsprecision nödvändig.

2. Vaxmodellinjektion: Vaxmaterialet värms upp till ett smält tillstånd, vanligtvis kontrollerat vid 60-70 grader. Sedan används en formsprutningsmaskin för att injicera det smälta vaxmaterialet i formhåligheten, varvid ett visst tryck bibehålls under en tid för att tillåta vaxmaterialet att fylla hela kaviteten. Insprutningstrycket och tiden måste justeras enligt egenskaperna hos vaxmaterialet och formen på vipparmen för att säkerställa vaxmodellens dimensionella noggrannhet och ytkvalitet.

3. Efterbehandling av vaxmodell: Den formsprutade vaxmodellen- tas bort från formen och dess yta är klar. Ta bort överflödig blixt, grader och andra defekter och kontrollera att vaxmodellens dimensioner och form uppfyller kraven. För delar som kräver hög precision kan ytterligare bearbetning och polering vara nödvändig.

4. Vaxmodellmontering: För att förbättra gjutningseffektiviteten kombineras vanligtvis flera vaxmodeller för att bilda en vaxmodell. Monteringsmetoden måste utformas enligt vipparmens form och gjutprocesskraven, vilket säkerställer att avståndet och anslutningsmetoden mellan vaxmodellerna är rimliga för att underlätta efterföljande skaltillverkning och gjutning.

1. Beläggning: Sänk ner vaxmodellen i beläggningen för att belägga ytan jämnt. Beläggningen är vanligtvis sammansatt av eldfasta material (såsom kiseldioxidsand, korund, etc.) och bindemedel (såsom vattenglas, kiseldioxidsol, etc.). Beläggningens tjocklek och enhetlighet har en betydande inverkan på skalets kvalitet; I allmänhet krävs flera beläggningar och torkning är nödvändig efter varje beläggning.

2. Sandspridning: Efter bestrykning, placera vaxmodellenheten i en sandstränkningsanordning för att strö ett lager eldfast sand på dess yta. Sandens partikelstorlek och material måste väljas enligt kraven för det eldfasta skalet. I allmänhet appliceras sand flera gånger, från grov till fin sand, för att bilda olika lager av skalstrukturen. Syftet med sandapplicering är att öka styrkan och permeabiliteten hos skalet.

3. Torkning och härdning: Efter beläggning och sandapplicering måste skalet genomgå torknings- och härdningsbehandling för att tillåta bindemedlet att reagera kemiskt och binda samman de eldfasta materialen till ett fast skal. Torknings- och härdningsprocessparametrarna (såsom temperatur, luftfuktighet och tid) måste justeras efter typen av bindemedel och tjockleken på skalet. I allmänhet kräver skal som använder silica sol bindemedel längre torktid och måste torkas i en miljö med relativt låg luftfuktighet.

4. Avvaxning: Det torkade och härdade skalet placeras i en avvaxningsanordning, där uppvärmning smälter vaxmodellen, vilket gör att den rinner ut ur skalet. Det finns många avvaxningsmetoder, vanligtvis inklusive varmvattenavvaxning, ångavvaxning och mikrovågsavvaxning. Under avvaxning måste temperatur och tid kontrolleras noggrant för att säkerställa att vaxmodellen smälts helt och tas bort, samtidigt som man undviker skador på skalet.

5. Bränning: Efter avvaxning måste formskalet brännas för att avlägsna kvarvarande fukt och organiskt material, vilket förbättrar dess styrka och eldfasthet. Bränningstemperaturen och tiden måste justeras i enlighet med formskalets material och struktur, vanligtvis vid en hög temperatur på 800 -1200 grader under flera timmar. Det brända formskalet bör ha tillräcklig styrka och permeabilitet för att motstå hällning av högtemperatur titanlegeringsvätska.

1. Titanlegeringssmältning: Titanlegeringsråmaterialet smälts med hjälp av en vakuuminduktionssmältugn. Råmaterialet av titanlegeringen placeras i en degel och värms till smält tillstånd under vakuum. Under smältningsprocessen måste ugnstemperaturen, vakuumnivån och smälttiden kontrolleras strikt för att säkerställa en enhetlig kemisk sammansättning av titanlegeringen och minska föroreningsinnehållet. Samtidigt, för att förhindra kemiska reaktioner mellan titanlegeringen och degeln under smältningsprocessen, används vanligtvis speciella degelmaterial (som yttriumoxiddeglar).

2. Hällning: Den smälta titanlegeringen överförs till portsystemet via en skänk och hälls sedan snabbt in i formskalets hålighet. Hällningsprocessen måste utföras under ett visst vakuum eller skyddande atmosfär för att förhindra att den smälta titanlegeringen reagerar med syre, kväve, etc. i luften, vilket resulterar i defekter som porositet och inneslutningar. Hälltemperaturen och hastigheten måste justeras i enlighet med titanlegeringens egenskaper och formen på vipparmen för att säkerställa att den smälta titanlegeringen fyller hela kaviteten, samtidigt som man undviker defekter som ofullständig fyllning och kalla stängningar.

1. Skalborttagning: Efter att titanlegeringsgjutgodset har svalnat och stelnat, avlägsnas skalet med hjälp av mekaniska metoder (som vibrationssandblästring, sandblästring, etc.). Försiktighet måste iakttas för att undvika att skada gjutgodset under borttagning av skalet.

2. Grindskärning: Gjutningen separeras från grindsystemet och överflödiga grindar och stigare tas bort. Det skurna grindområdet måste slipas och avslutas för att göra dess yta slät.

3. Värmebehandling: För att förbättra de mekaniska egenskaperna hos titanlegeringsgjutgodset krävs vanligtvis värmebehandling. Vanliga värmebehandlingsprocesser inkluderar glödgning, härdning och härdning. Processparametrarna för värmebehandling måste väljas baserat på sammansättningen av titanlegeringen och den avsedda användningen av gjutgodset för att erhålla optimala mekaniska egenskaper.

4. Ytbehandling: Ytbehandling av gjutgodset inkluderar polering, passivering och målning. Syftet med ytbehandling är att förbättra ytkvaliteten och korrosionsbeständigheten hos gjutgodset, samtidigt som det uppfyller kraven på utseendet för fordonsvipparmen.

5. Kvalitetsinspektion: En omfattande kvalitetsinspektion utförs på den behandlade vipparmsgjutningen för bilar. Inspektionsinnehållet inkluderar dimensionsnoggrannhet, formnoggrannhet, ytkvalitet och mekaniska egenskaper. Vanligt använda inspektionsmetoder inkluderar koordinatmätmaskin (CMM), metallografisk analys, hårdhetstestning och feldetektering. Endast gjutgods som klarar rigorös inspektion kan fortsätta till efterföljande monterings- och användningssteg.

1. Utmaningsanalys: Titanlegeringar är mycket kemiskt reaktiva och reagerar lätt med syre och kväve i luften under hög-temperatursmältning och absorberar stora mängder gas. Detta leder till defekter som porositet och inneslutningar i gjutgodset, vilket minskar dess mekaniska egenskaper och kvalitet.

2. Lösning: Använd vakuuminduktionssmältningsteknik för att upprätthålla ett högt vakuum i ugnen under smältning, vilket minskar kontakten mellan titanlegeringen och luften. Använd samtidigt högkvalitativa-råvaror och strikt kontrollera gasinnehållet i råvarorna. Dessutom kan tillsats av lämpliga mängder av deoxidationsmedel och avgasningsmedel under smältning ytterligare minska gashalten i titanlegeringen.

1. Utmaningsanalys: Vid höga temperaturer reagerar titanlegeringar kemiskt med formmaterialet och bildar ett gränsytreaktionsskikt som påverkar ytkvaliteten och dimensionsnoggrannheten hos gjutgodset. Speciellt vid användning av formmaterial som innehåller kisel kan reaktionen mellan titan och kisel orsaka defekter som sandvidhäftning och sprickor på gjutytan.

2. Lösningar: Välj lämpliga skalmaterial och beläggningssystem för att minimera kemiska reaktioner mellan skalet och titanlegeringen. Använd till exempel eldfasta material som zirkonsand och yttriumoxid som ytskiktsmaterial på skalet, eftersom dessa material har god kemisk kompatibilitet med titanlegeringen. Utför samtidigt specialbehandling på skalet, som att belägga skalets yta med ett isoleringsskikt för att förhindra direktkontakt mellan titanlegeringen och skalet.

1. Utmaningar: Under förlorad-vaxgjutning är gjutgodsets dimensionella noggrannhet svår att kontrollera på grund av faktorer som vaxmönstrets krympning, skalets expansion och krympning och titanlegeringens stelningskrympning. Speciellt för komplexa-bilsvipparmar med höga precisionskrav kan dimensionsavvikelser hindra dem från att monteras korrekt och användas med andra komponenter.

2. Lösningar: Minska krympningshastigheten för vaxmönstret genom att exakt kontrollera parametrarna för injektionsprocessen. Under skaltillverkningsprocessen, välj rationellt skalmaterial och processparametrar för att kontrollera skalets expansion och krympning. Samtidigt används datorsimuleringsteknik för att numeriskt simulera gjutningsprocessen, förutsäga gjutgodsets krympning och korrigera formdimensionerna baserat på simuleringsresultaten. Under gjutbearbetningsprocessen används hög-bearbetningsutrustning och processer för att vidarebearbeta och korrigera gjutningen, vilket säkerställer att dess dimensionella noggrannhet uppfyller kraven.

1. Utmaningar: I den förlorade-vaxgjutningen av titanlegeringar, på grund av den dåliga flytbarheten och snabba stelningshastigheten hos titanlegeringar, genereras lätt defekter som porositet, krympningporositet och inneslutningar inuti gjutgodset, vilket påverkar gjutningens mekaniska egenskaper och tillförlitlighet.

2. Lösningar: Optimera utformningen av grindsystemet för att förbättra flytbarheten och fyllningskapaciteten hos den smälta titanlegeringen. Genom att rationellt ställa in portens och stigarens position och storlek, se till att den smälta titanlegeringen smidigt kan fylla hela kaviteten och undvika virvlar och gasinneslutning. Förstärk samtidigt raffinerings- och avgasningsbehandlingen av titanlegeringen under smältningsprocessen för att minska gas- och inneslutningsinnehållet i gjutgodset. Dessutom används avancerad feldetekteringsteknik (som ultraljudstestning och röntgentestning) för att utföra interna kvalitetsinspektioner av gjutgods, vilket möjliggör snabb upptäckt och hantering av interna defekter.

Med den ständiga utvecklingen av fordonsindustrin blir prestandakraven för motorer allt strängare. Hög-fordonsmotorer måste ha högre effekttäthet, lägre bränsleförbrukning och lägre utsläpp. Vipparmar för bilar tillverkade med hjälp av förlorad-wafergjutteknik i titanlegering, på grund av deras fördelar med låg vikt, hög hållfasthet och god korrosionsbeständighet, kan effektivt förbättra motorns prestanda och tillförlitlighet. Vipparmar av titanlegering har redan börjat tillämpas gradvis i motorerna hos vissa-avancerade fordonsmärken, och deras framtida användningsmöjligheter är mycket breda.

Utvecklingen av nya energifordon har ställt högre krav på lättvikt och hög prestanda hos fordonskomponenter. Även om kraftsystemet för nya energifordon skiljer sig från det för traditionella bränslefordon, förblir komponenter som vipparmar i motorns ventilstål oumbärliga. Förlorade-blackgjutna titanlegeringar till bilar kan uppfylla kraven för nya energifordon för lätta och högpresterande komponenter, vilket hjälper till att förbättra räckvidden och den totala prestandan för nya energifordon.

Utöver fordonssektorn har vaxgjutningstekniken för förlorad-titanlegering också ett betydande tillämpningsvärde inom flyg- och rymdindustrin och andra områden. Flygindustrin har extremt höga krav på komponenternas kvalitet och prestanda, och den höga hållfastheten, låga densiteten och goda korrosionsbeständigheten hos vipparmar av titanlegering gör dem idealiska för användning i flygplansmotorer, rymdfarkoster och annan utrustning. Genom att ytterligare optimera processen för vaxgjutning av förlorad-titanlegering och förbättra kvaliteten och prestandan hos gjutgods hoppas man att tekniken för vaxgjutningstekniken för tappade-titanlegeringen för bilarmar kan utökas till ett större antal områden.