Microfusione in lega di titanio con microturbina

o. Progettazione dello stampo: in primo luogo, sulla base dei disegni di progettazione della micro-turbina, viene creato un modello 3D utilizzando un software di progettazione assistita da computer (CAD) per determinare le dimensioni esatte e la forma del modello in cera. Considerando fattori come il ritiro durante il processo di fusione, le dimensioni del modello vengono opportunamente modificate.

o. Produzione di stampi: utilizzando la lavorazione CNC o altri metodi, il modello progettato viene trasformato in uno stampo vero e proprio. I materiali dello stampo vengono generalmente scelti tra le leghe di alluminio per garantire resistenza e precisione sufficienti.

o. Iniezione della cera: la cera viene riscaldata ad una temperatura adeguata per ottenere una buona fluidità. Successivamente, il materiale in cera viene iniettato nello stampo utilizzando una macchina per lo stampaggio a iniezione. Viene mantenuta sotto pressione e temperatura per un periodo di tempo per garantire che la cera riempia completamente la cavità dello stampo. Dopo che la cera si è raffreddata e si è solidificata, lo stampo viene aperto e il modello in cera viene rimosso.

o Finitura del modello in cera: il modello in cera rimosso viene ispezionato e rifinito, rimuovendo bave, bave, ecc. in eccesso, per garantire che la precisione dimensionale e la qualità della superficie del modello in cera soddisfino i requisiti.

o Selezione di un sistema di colata: in base alla forma, alle dimensioni e al peso della microturbina, viene selezionato un sistema di colata adatto, compresi canali di colata, canali e ingate. La progettazione del sistema di colata deve garantire che il metallo fuso riempia la cavità in modo uniforme e uniforme, evitando difetti quali turbolenza e intrappolamento d'aria.

o Modelli in cera per saldatura: più modelli in cera sono collegati al sistema di accesso mediante saldatura per formare un modulo completo. Durante la saldatura, è essenziale garantire una connessione salda e una buona tenuta tra il modello in cera e il sistema di accesso per evitare perdite durante i successivi processi di produzione del guscio.

o. Applicazione del rivestimento superiore: il gruppo dello stampo è immerso in un rivestimento superiore appositamente formulato, garantendo uno strato di rivestimento uniforme sulla superficie del modello in cera. Il rivestimento superiore è tipicamente costituito da materiali refrattari (come polvere di zirconio), leganti (come vetro solubile o sol di silice) e additivi. La sua granulometria fine garantisce la qualità superficiale del getto. Dopo il rivestimento, uno strato di sabbia fine viene cosparso sulla superficie del gruppo stampo per aumentare lo spessore e la resistenza del rivestimento.

o. Asciugatura e indurimento: il gruppo stampo con il rivestimento superiore viene collocato in una camera di essiccazione per l'essiccazione e l'indurimento in condizioni specifiche di temperatura e umidità. Il tempo di essiccazione e indurimento dipende dal tipo di rivestimento e dalle condizioni ambientali, generalmente varia da alcune ore a decine di ore.

o. Applicazione del rivestimento posteriore: dopo che il rivestimento superiore si è asciugato e indurito, il rivestimento posteriore viene applicato in sequenza. Il rivestimento posteriore contiene materiali refrattari a grana-più grossa, che servono principalmente ad aumentare la resistenza e la rigidità del guscio. Il metodo per applicare il rivestimento posteriore è simile a quello per il rivestimento superiore. Dopo ogni strato di rivestimento sono necessari la carteggiatura e l'asciugatura/indurimento. Generalmente sono necessari più strati di rivestimento posteriore finché il guscio dello stampo non raggiunge uno spessore sufficiente.

o Deparaffinazione a vapore: il guscio dello stampo preparato viene posto in un bollitore per la deparaffinazione e viene introdotto vapore ad alta-pressione, facendo sì che il modello in cera si sciolga e fuoriesca dal guscio dello stampo. I vantaggi della deparaffinazione a vapore sono l'elevata velocità, l'elevata efficienza e il minimo danno al guscio dello stampo.

o Deceratura in acqua calda: il guscio dello stampo può anche essere immerso in acqua calda, facendo sì che il modello in cera si sciolga e galleggi sulla superficie, ottenendo così la deceratura. Le apparecchiature per la deparaffinazione ad acqua calda sono semplici ed economiche, ma il tempo di deparaffinazione è più lungo ed è soggetto a problemi come la rottura del guscio dello stampo.

o Fase di riscaldamento: il guscio dello stampo deparaffinato viene posto in un forno di cottura e riscaldato lentamente a una velocità controllata. Ciò consente all'umidità e alla cera residua nel guscio dello stampo di evaporare completamente, provocando contemporaneamente una reazione chimica nel legante, migliorando la resistenza e la refrattarietà del guscio dello stampo. La velocità di riscaldamento non deve essere troppo rapida per evitare la rottura del guscio dello stampo a causa dell'eccessivo stress termico.

o Fase di mantenimento: dopo che la temperatura del forno ha raggiunto la temperatura di cottura predeterminata, mantenerla per un periodo di tempo per consentire al guscio dello stampo di sinterizzare completamente. La temperatura di cottura e il tempo di mantenimento dipendono dal materiale del guscio dello stampo e dai requisiti della fusione. Generalmente, la temperatura di cottura è compresa tra 800 e 1200 gradi e il tempo di mantenimento è di 1-3 ore.

o Fase di raffreddamento: dopo la cottura, ridurre lentamente la temperatura del forno per consentire al guscio dello stampo di raffreddarsi gradualmente. La velocità di raffreddamento non deve essere troppo rapida per evitare la rottura del guscio dello stampo.

o Fusione della lega di titanio: posizionare la materia prima della lega di titanio in un'apparecchiatura di fusione come un forno a induzione sotto vuoto e fonderla sotto vuoto o con protezione di gas inerte. Durante il processo di fusione, controllare rigorosamente la temperatura, il tempo e la composizione della lega per garantire la qualità della lega di titanio.

o Colata: dopo che la lega di titanio è stata fusa a una temperatura e fluidità adeguate, versarla nel guscio dello stampo preriscaldato. Durante la colata, prestare attenzione alla velocità e al metodo di colata per evitare che il metallo fuso colpisca il guscio dello stampo, il che potrebbe danneggiare il guscio o causare difetti nella fusione.

o Rimozione della sabbia: dopo che la fusione si è raffreddata e solidificata, rimuovere il guscio dello stampo e l'anima di sabbia utilizzando metodi come la rimozione della sabbia tramite vibrazione o la pallinatura per esporre la superficie della fusione.

o Taglio della colata: utilizzare un'attrezzatura da taglio per separare la fusione dal sistema di colata.

o Trattamento termico: in base ai requisiti prestazionali della lega di titanio, eseguire un trattamento termico adeguato sulla fusione, come il trattamento della soluzione e il trattamento di invecchiamento, per migliorare la resistenza, la durezza e la tenacità della fusione.

o Lavorazione: eseguire le lavorazioni necessarie sulla fusione, come tornitura, fresatura e rettifica, per ottenere la precisione dimensionale e la ruvidità superficiale richieste dal progetto.

o Ispezione: condurre un'ispezione completa della fusione, compresa la misurazione dimensionale, l'ispezione visiva, l'analisi metallografica e i test non-distruttivi, per garantire che la qualità della fusione soddisfi gli standard e i requisiti di utilizzo.