Лиття-титанового сплаву за виплавленим воском для автомобільних коромисел

1. Розробка та виготовлення прес-форми: на основі креслень конструкції автомобільного коромисла створюється 3D-модель форми за допомогою програмного забезпечення-системи автоматизованого проектування (CAD). Потім для виготовлення форми використовується технологія обробки з ЧПУ. Точність і якість поверхні прес-форми безпосередньо впливають на якість воскової моделі; тому необхідний суворий контроль точності обробки форми.

2. Ін’єкція воскової моделі: восковий матеріал нагрівається до розплавленого стану, зазвичай контролюється на рівні 60-70 градусів. Потім використовується машина для лиття під тиском, щоб впорснути розплавлений восковий матеріал у порожнину форми, підтримуючи певний тиск протягом певного періоду часу, щоб дозволити восковому матеріалу заповнити всю порожнину. Тиск і час упорскування необхідно регулювати відповідно до властивостей воскового матеріалу та форми коромисла, щоб забезпечити точність розмірів і якість поверхні воскової моделі.

3. Оздоблення воскової моделі: воскову-формовану під тиском модель виймають із форми, а її поверхню завершують. Видаліть зайві плями, задирки та інші дефекти та перевірте, чи відповідають розміри та форма воскової моделі вимогам. Для деталей, що вимагають високої точності, може знадобитися додаткова обробка та полірування.

4. Складання воскової моделі: щоб підвищити ефективність відливання, декілька воскових моделей зазвичай об’єднують, щоб сформувати вузол воскової моделі. Метод складання необхідно розробити відповідно до форми коромисла та вимог процесу лиття, гарантуючи, що відстань і спосіб з’єднання між восковими моделями є розумними для полегшення подальшого виготовлення оболонки та заливки.

1. Покриття: занурте вузол воскової моделі в покриття, щоб рівномірно покрити поверхню. Покриття зазвичай складається з вогнетривких матеріалів (таких як кварцевий пісок, корунд тощо) і зв’язуючих речовин (таких як рідке скло, золь кремнезему тощо). Товщина і рівномірність покриття істотно впливає на якість оболонки; як правило, потрібно багаторазове нанесення покриттів, і після кожного нанесення необхідно сушити.

2. Посипання піском: після нанесення покриття помістіть вузол воскової моделі в пристрій для посипання піском, щоб посипати шар вогнетривкого піску на його поверхню. Розмір частинок і матеріал піску необхідно вибирати відповідно до вимог вогнетривкої оболонки. Як правило, пісок наноситься кілька разів, від грубого до дрібного, для формування різних шарів структури оболонки. Мета нанесення піску - підвищити міцність і водопроникність оболонки.

3. Висихання та затвердіння: після нанесення покриття та нанесення піску оболонку необхідно висушити та затвердіти, щоб дозволити сполучній речовині вступити в хімічну реакцію, з’єднуючи вогнетривкі матеріали разом, утворюючи тверду оболонку. Параметри процесу сушіння і затвердіння (такі як температура, вологість і час) необхідно регулювати відповідно до типу сполучного і товщини оболонки. Як правило, раковини, які використовують зв’язувальні речовини на основі золю кремнезему, вимагають більш тривалого часу сушіння, і їх потрібно сушити в середовищі з відносно низькою вологістю.

4. Депарафінізація: висушену та затверділу шкаралупу поміщають у пристрій для депарафінізації, де нагрівання плавить воскову модель, змушуючи її витікати з шкаралупи. Існує багато методів депарафінізації, зазвичай включаючи депарафінізацію гарячою водою, депарафінізацію парою та мікрохвильову депарафінізацію. Під час депарафінізації потрібно ретельно контролювати температуру та час, щоб забезпечити повне розплавлення та видалення воскової моделі, уникаючи при цьому пошкодження оболонки.

5. Випал: після депарафінізації оболонку форми необхідно обпалити, щоб видалити залишки вологи та органічних речовин, покращуючи її міцність і вогнетривкість. Температуру та час випалу потрібно регулювати відповідно до матеріалу та структури оболонки форми, як правило, при високій температурі 800-1200 градусів протягом кількох годин. Обпалена оболонка форми повинна мати достатню міцність і проникність, щоб витримувати заливання високотемпературної рідини титанового сплаву.

1. Плавлення титанового сплаву: Сировина титанового сплаву плавиться за допомогою вакуумної індукційної плавильної печі. Сировина титанового сплаву поміщається в тигель і нагрівається до розплавленого стану під вакуумом. Під час процесу плавлення необхідно суворо контролювати температуру печі, рівень вакууму та час плавлення, щоб забезпечити однорідний хімічний склад титанового сплаву та зменшити вміст домішок. У той же час для запобігання хімічних реакцій між титановим сплавом і тиглем в процесі плавлення зазвичай використовують спеціальні тигельні матеріали (наприклад, тиглі з оксиду ітрію).

2. Заливка: розплавлений титановий сплав передається в литникову систему через ковш, а потім швидко виливається в порожнину оболонки прес-форми. Процес заливки має здійснюватися під певним вакуумом або захисною атмосферою, щоб запобігти реакції розплавленого титанового сплаву з киснем, азотом тощо в повітрі, що призведе до таких дефектів, як пористість і включення. Температуру та швидкість заливання необхідно регулювати відповідно до властивостей титанового сплаву та форми коромисла, щоб забезпечити заповнення розплавленим титановим сплавом усієї порожнини, уникаючи при цьому дефектів, таких як неповне заповнення та холодне закриття.

1. Видалення оболонки: після того, як виливка з титанового сплаву охолоне та затвердіє, оболонку видаляють механічними методами (такими як вібраційна піскоструминна обробка, піскоструминна обробка тощо). Необхідно бути обережним, щоб не пошкодити виливок під час видалення оболонки.

2. Вирізання воріт: лиття відокремлюється від системи литників, а зайві ворота та стояки видаляються. Вирізану ділянку воріт необхідно відшліфувати і обробити, щоб поверхня стала гладкою.

3. Термічна обробка: для покращення механічних властивостей лиття з титанового сплаву зазвичай потрібна термічна обробка. Загальні процеси термічної обробки включають відпал, загартування та відпуск. Параметри процесу термічної обробки необхідно вибирати на основі складу титанового сплаву та передбачуваного використання виливка для отримання оптимальних механічних властивостей.

4. Обробка поверхні: обробка поверхні лиття включає полірування, пасивацію та фарбування. Метою обробки поверхні є покращення якості поверхні та корозійної стійкості виливка, а також відповідність вимогам зовнішнього вигляду автомобільного коромисла.

5. Перевірка якості: проводиться комплексна перевірка якості обробленого лиття автомобільного коромисла. Зміст перевірки включає точність розмірів, точність форми, якість поверхні та механічні властивості. Зазвичай використовувані методи контролю включають координатно-вимірювальну машину (CMM), металографічний аналіз, випробування на твердість і дефектоскопію. Лише виливки, які пройшли сувору перевірку, можуть переходити до наступних етапів складання та використання.

1. Аналіз проблем. Титанові сплави мають високу хімічну реакційну здатність і легко вступають у реакцію з киснем і азотом у повітрі під час високо-температурного плавлення, поглинаючи велику кількість газу. Це призводить до таких дефектів, як пористість і включення в лиття, що знижує його механічні властивості та якість.

2. Рішення: використовуйте технологію вакуумного індукційного плавлення для підтримки високого вакууму в печі під час плавлення, зменшуючи контакт між титановим сплавом і повітрям. Одночасно використовуйте високо{2}}якісну сировину та суворо контролюйте вміст газу в сировині. Крім того, додавання відповідних кількостей розкислювачів і дегазуючих агентів під час плавлення може додатково знизити вміст газу в титановому сплаві.

1. Аналіз проблем: при високих температурах титанові сплави вступають у хімічну реакцію з матеріалом форми, утворюючи міжфазний реакційний шар, який впливає на якість поверхні та точність розмірів виливка. Особливо при використанні формових матеріалів, що містять кремній, реакція між титаном і кремнієм може спричинити такі дефекти, як адгезія піску та тріщини на поверхні лиття.

2. Рішення: виберіть відповідні матеріали корпусу та системи покриття, щоб мінімізувати хімічні реакції між корпусом і титановим сплавом. Наприклад, використовуйте вогнетривкі матеріали, такі як цирконовий пісок і оксид ітрію, як матеріали поверхневого шару оболонки, оскільки ці матеріали мають хорошу хімічну сумісність із титановим сплавом. Одночасно виконайте спеціальну обробку оболонки, наприклад покриття поверхні оболонки ізоляційним шаром, щоб запобігти прямому контакту між титановим сплавом і оболонкою.

1. Проблеми: під час лиття-з воску точність розмірів виливків важко контролювати через такі фактори, як усадка воскового малюнка, розширення та усадка оболонки та усадка титанового сплаву під час затвердіння. Особливо для автомобільних коромисел складної-форми з високими вимогами до точності відхилення розмірів можуть перешкодити правильному збиранню та використанню з іншими компонентами.

2. Рішення: Знизьте швидкість усадки воскової моделі шляхом точного контролю параметрів процесу ін’єкції. У процесі виготовлення оболонки раціонально вибирайте матеріали оболонки та параметри процесу, щоб контролювати розширення та усадку оболонки. Одночасно технологія комп’ютерного моделювання використовується для чисельного моделювання процесу лиття, прогнозування усадки лиття та коригування розмірів форми на основі результатів моделювання. Під час обробки відливки використовується високо-точне обробне обладнання та процеси для подальшої обробки та коригування відливки, гарантуючи, що її точність розмірів відповідає вимогам.

1. Проблеми: у процесі лиття титанових сплавів за виплавленим{1}} воском через низьку текучість і швидку швидкість затвердіння титанових сплавів у виливку легко утворюються такі дефекти, як пористість, усадкова пористість і включення, що впливає на механічні властивості та надійність виливка.

2. Рішення: оптимізація конструкції литникової системи для покращення текучості та здатності заповнення розплавленого титанового сплаву. Раціонально встановлюючи положення та розмір затвора та райзера, переконайтеся, що розплавлений титановий сплав може плавно заповнити всю порожнину, уникаючи вихорів та захоплення газу. У той же час посиліть рафінування та дегазацію титанового сплаву під час процесу плавлення, щоб зменшити вміст газу та включень у відливці. Крім того, передові технології дефектоскопії (такі як ультразвукове та рентгенівське дослідження) використовуються для проведення внутрішніх перевірок якості виливків, що дозволяє своєчасно виявляти та усунути внутрішні дефекти.

З постійним розвитком автомобільної промисловості вимоги до продуктивності двигунів стають дедалі жорсткішими. Високопродуктивні-автомобільні двигуни потребують вищої щільності потужності, меншого споживання палива та менших викидів. Автомобільні коромисла, виготовлені за технологією лиття-пластин із титанового сплаву, завдяки їхнім перевагам у легкій вазі, високій міцності та гарній стійкості до корозії можуть ефективно покращити продуктивність і надійність двигуна. Коромисла з титанового сплаву вже почали поступово застосовуватися в двигунах деяких-автомобільних марок, і перспективи їхнього застосування в майбутньому дуже широкі.

Розробка транспортних засобів з новою енергією висуває підвищені вимоги до легкої ваги та високої продуктивності автомобільних компонентів. Незважаючи на те, що енергетична система транспортних засобів на нових джерелах енергії відрізняється від системи традиційних паливних транспортних засобів, такі компоненти, як коромисла в клапанному механізмі двигуна, залишаються незамінними. Литі автомобільні коромисла з титанового сплаву, литі-вафельно, можуть відповідати вимогам автомобілів на новій енергії щодо легких і високо-продуктивних компонентів, допомагаючи покращити запас ходу та загальну продуктивність автомобілів на новій енергії.

Окрім автомобільного сектору, технологія лиття з титанового сплаву-за виплавленим воском також має значну цінність застосування в аерокосмічній та інших галузях. Аерокосмічна промисловість висуває надзвичайно високі вимоги до якості та продуктивності компонентів, а висока міцність, низька щільність і хороша стійкість до корозії коромисел з титанового сплаву роблять їх ідеальними для використання в авіаційних двигунах, космічних кораблях та іншому обладнанні. Завдяки подальшій оптимізації процесу лиття з титанового сплаву-за виплавленим{3}}воском і покращенню якості та продуктивності виливків можна сподіватися, що технологію лиття з титанового сплаву за-виплавленим воском для автомобільних коромисел можна буде розширити для ширшого діапазону сфер.