Fusione a perdita di cera in lega di titanio per ingranaggi di grandi dimensioni

Progettazione e produzione di stampi: in base ai requisiti precisi di dimensioni e forma degli ingranaggi di grandi dimensioni, viene utilizzato un software CAD professionale per la modellazione 3D e la progettazione di stampi. Considerando fattori come il tasso di ritiro della lega di titanio durante il processo di fusione, è necessario apportare le opportune modifiche alla dimensione dell'ingranaggio. Utilizzo di apparecchiature di lavorazione ad alta-precisione, come centri di lavoro CNC, per produrre stampi. I materiali dello stampo sono generalmente realizzati in acciaio per utensili di alta-qualità per garantire la precisione e la durata dello stampo.

Stampaggio a cera: riscaldamento del materiale ceroso raffinato ad una temperatura adeguata per conferirgli una buona fluidità. Iniettare il materiale in cera nello stampo ad una certa pressione attraverso una macchina a iniezione e, dopo che il materiale in cera si è raffreddato e solidificato, rimuovere lo stampo in cera dallo stampo. Eseguire una rifilatura preliminare sullo stampo in cera, rimuovendo le parti in eccesso come sbavature e sbavature, per garantire la qualità superficiale e l'accuratezza dimensionale dello stampo in cera.

Liquame di rivestimento: immergere lo stampo in cera preparato in un impasto refrattario appositamente preparato per coprire uniformemente la superficie dello stampo in cera con uno strato di impasto. L'impasto liquido è generalmente composto da materiali refrattari (come sabbia di zirconio, polvere di corindone, ecc.), leganti (come vetro solubile, sol di silice, ecc.) e additivi. Una volta completato il rivestimento, cospargere uniformemente uno strato di sabbia refrattaria di granulometria adeguata sulla superficie dello stampo in cera per aumentare la resistenza e lo spessore del guscio.

Rivestimento ed asciugatura multistrato: ripetere il processo di rivestimento con impasto liquido e levigatura e generalmente richiede 4-8 strati di operazione di rivestimento in base alle dimensioni e alla complessità degli ingranaggi di grandi dimensioni. Dopo ogni strato di rivestimento è necessario effettuare un trattamento di asciugatura sufficiente a garantire la qualità del guscio. Il processo di essiccazione viene solitamente effettuato in un essiccatoio specifico, con condizioni di temperatura, umidità e ventilazione controllate per evitare difetti come crepe nel guscio.

Deceratura: posiziona il guscio essiccato e rivestito multistrato- nell'attrezzatura per la deceratura e utilizza metodi come la deceratura a vapore o con acqua calda per sciogliere lo stampo in cera e fuoriuscire dal guscio, formando così una cavità con la stessa forma del grande ingranaggio all'interno del guscio. Il processo di deparaffinazione dovrebbe controllare la temperatura e il tempo per garantire che lo stampo in cera sia completamente sciolto e scaricato, evitando danni al guscio.

O-tostatura del guscio: posiziona il guscio decerato in un-forno per arrostire ad alta temperatura. Lo scopo della tostatura è rimuovere la cera residua e l'umidità all'interno del guscio e migliorare la robustezza e la resistenza al fuoco del guscio. La temperatura di calcinazione è generalmente compresa tra 900 e 1100 gradi e il tempo di calcinazione dipende dallo spessore e dal materiale del guscio, solitamente 2-6 ore.

Fusione della lega di titanio: le materie prime in lega di titanio di alta qualità sono selezionate e accuratamente proporzionate in base alla composizione chimica progettata. Per la fusione vengono utilizzate apparecchiature di fusione avanzate come forni ad arco consumabili sotto vuoto o forni fusori a fascio di plasma. Durante il processo di fusione, viene esercitato un controllo rigoroso su parametri quali temperatura di fusione, tempo e grado di vuoto per garantire che la composizione chimica della lega di titanio sia uniforme e che il contenuto di impurità soddisfi i requisiti.

Versamento: versare rapidamente il liquido della lega di titanio fusa nel guscio preriscaldato a una temperatura adeguata. Il processo di colata deve essere mantenuto regolare e veloce per evitare difetti quali intrappolamento di gas e inclusione di scorie. Per garantire la qualità degli ingranaggi di grandi dimensioni, è possibile utilizzare metodi come la fusione per gravità o la fusione a bassa-pressione e si possono applicare vibrazioni adeguate durante il processo di fusione per favorire il riempimento e lo scarico del liquido della lega di titanio.

Pulizia del guscio: dopo che la fusione si è raffreddata, vengono utilizzati metodi di pulizia meccanica o chimica per rimuovere il guscio dello stampo. La pulizia meccanica utilizza generalmente macchine pulitrici a vibrazione o apparecchiature di sabbiatura, mentre la pulizia chimica prevede l'immersione del getto in una soluzione chimica specifica per sciogliere lo stampo.

Trattamento termico: il trattamento termico viene applicato agli ingranaggi di grandi dimensioni dopo la pulizia del guscio per migliorarne la microstruttura e le prestazioni. I comuni processi di trattamento termico includono ricottura, tempra, rinvenimento, ecc. Selezionare i parametri appropriati del processo di trattamento termico in base alla composizione della lega di titanio e ai requisiti per l'uso degli ingranaggi per migliorare la resistenza, la durezza e la tenacità dell'ingranaggio.

Lavorazione meccanica e test: lavorazione meccanica di ingranaggi di grandi dimensioni dopo il trattamento termico, come tornitura, fresatura, rettifica, ecc., per ottenere la precisione dimensionale e la ruvidità superficiale richieste nella progettazione. Apparecchiature di prova avanzate come strumenti di misura a coordinate e rilevatori di difetti vengono utilizzate per ispezionare in modo completo l'accuratezza dimensionale, la qualità interna e la qualità della superficie degli ingranaggi, garantendo che soddisfino gli standard di qualità.