Tapt-voksstøping av titanlegering for vippearmer til biler

1. Formdesign og produksjon: Basert på designtegningene til bilvippearmen, lages en 3D-modell av formen ved hjelp av datamaskin-støttet design (CAD)-programvare. Deretter brukes CNC-maskineringsteknologi til å produsere formen. Presisjonen og overflatekvaliteten til formen påvirker direkte kvaliteten på voksmodellen; derfor er det nødvendig med streng kontroll med presisjonen i formen.

2. Voksmodellinjeksjon: Voksmaterialet varmes opp til en smeltet tilstand, vanligvis kontrollert ved 60-70 grader. Deretter brukes en sprøytestøpemaskin til å injisere det smeltede voksmaterialet inn i formhulen, og opprettholde et visst trykk i en periode for å la voksmaterialet fylle hele hulrommet. Injeksjonstrykket og tiden må justeres i henhold til egenskapene til voksmaterialet og formen på vippearmen for å sikre dimensjonsnøyaktigheten og overflatekvaliteten til voksmodellen.

3. Etterbehandling av voksmodell: Den sprøytestøpte-voksmodellen fjernes fra formen, og overflaten er ferdig. Fjern overflødig blits, grader og andre defekter, og kontroller at dimensjonene og formen på voksmodellen oppfyller kravene. For deler som krever høy presisjon, kan ytterligere bearbeiding og polering være nødvendig.

4. Voksmodellsammenstilling: For å forbedre støpeeffektiviteten kombineres vanligvis flere voksmodeller for å danne en voksmodellsammenstilling. Monteringsmetoden må utformes i henhold til formen på vippearmen og kravene til støpeprosessen, for å sikre at avstanden og koblingsmetoden mellom voksmodellene er rimelige for å lette etterfølgende skallfabrikasjon og støping.

1. Belegg: Senk voksmodellenheten i belegget for å belegge overflaten jevnt. Belegget er vanligvis sammensatt av ildfaste materialer (som silikasand, korund osv.) og bindemidler (som vannglass, silikasol osv.). Tykkelsen og jevnheten til belegget har en betydelig innvirkning på kvaliteten på skallet; flere belegg er vanligvis nødvendig, og tørking er nødvendig etter hvert belegg.

2. Sandsprinkling: Etter belegging, plasser voksmodellenheten i en sandsprinkelenhet for å strø et lag med ildfast sand på overflaten. Partikkelstørrelsen og materialet til sanden må velges i henhold til kravene til det ildfaste skallet. Vanligvis påføres sand flere ganger, fra grov til fin sand, for å danne forskjellige lag av skallstrukturen. Hensikten med sandpåføring er å øke styrken og permeabiliteten til skallet.

3. Tørking og herding: Etter belegg og sandpåføring, må skallet gjennomgå tørke- og herdingsbehandling for å la bindemidlet reagere kjemisk, og binde de ildfaste materialene sammen for å danne et solid skall. Tørke- og herdeprosessparametrene (som temperatur, fuktighet og tid) må justeres i henhold til typen bindemiddel og tykkelsen på skallet. Vanligvis krever skjell som bruker silica sol bindemidler en lengre tørketid og må tørkes i et miljø med relativt lav luftfuktighet.

4. Avvoksing: Det tørkede og herdede skallet legges i en avvoksingsanordning, hvor oppvarming smelter voksmodellen, og får den til å strømme ut av skallet. Det er mange avvoksingsmetoder, vanligvis inkludert varmtvannsavvoksing, dampavvoksing og mikrobølgeavvoksing. Under avvoksing må temperatur og tid kontrolleres nøye for å sikre at voksmodellen er fullstendig smeltet og fjernet, samtidig som man unngår skade på skallet.

5. Brenning: Etter avvoksing må formskallet avfyres for å fjerne gjenværende fuktighet og organisk materiale, og forbedre dets styrke og ildfasthet. Brenningstemperaturen og -tiden må justeres i henhold til materialet og strukturen til formskallet, vanligvis ved en høy temperatur på 800-1200 grader i flere timer. Det avfyrte formskallet bør ha tilstrekkelig styrke og permeabilitet til å motstå støping av høytemperatur titanlegeringsvæske.

1. Smelting av titanlegering: Råmaterialet av titanlegering smeltes ved hjelp av en vakuuminduksjonssmelteovn. Titanlegeringsråmaterialet plasseres i en digel og varmes opp til smeltet tilstand under vakuum. Under smelteprosessen må ovnstemperaturen, vakuumnivået og smeltetiden kontrolleres strengt for å sikre ensartet kjemisk sammensetning av titanlegeringen og redusere urenhetsinnholdet. Samtidig, for å forhindre kjemiske reaksjoner mellom titanlegeringen og digelen under smelteprosessen, brukes vanligvis spesielle digelmaterialer (som yttriumoksiddigler).

2. Helling: Den smeltede titanlegeringen overføres til portsystemet via en øse og helles deretter raskt inn i hulrommet i formskallet. Helleprosessen må utføres under et visst vakuum eller beskyttende atmosfære for å forhindre at den smeltede titanlegeringen reagerer med oksygen, nitrogen osv. i luften, noe som resulterer i defekter som porøsitet og inneslutninger. Helletemperaturen og hastigheten må justeres i henhold til egenskapene til titanlegeringen og formen på vippearmen for å sikre at den smeltede titanlegeringen fyller hele hulrommet, samtidig som man unngår defekter som ufullstendig fylling og kalde stengninger.

1. Fjerning av skall: Etter at titanlegeringsstøpen er avkjølt og størknet, fjernes skallet ved hjelp av mekaniske metoder (som vibrasjonssandblåsing, sandblåsing, etc.). Det må utvises forsiktighet for å unngå å skade støpen under fjerning av skallet.

2. Portskjæring: Støpingen skilles fra portsystemet, og overflødige porter og stigerør fjernes. Det kuttede portområdet må slipes og etterbehandles for å gjøre overflaten jevn.

3. Varmebehandling: For å forbedre de mekaniske egenskapene til titanlegeringsstøpingen, kreves vanligvis varmebehandling. Vanlige varmebehandlingsprosesser inkluderer gløding, bråkjøling og herding. Prosessparametrene for varmebehandling må velges basert på sammensetningen av titanlegeringen og tiltenkt bruk av støpegodset for å oppnå optimale mekaniske egenskaper.

4. Overflatebehandling: Overflatebehandling av støpegodset inkluderer polering, passivering og maling. Formålet med overflatebehandling er å forbedre overflatekvaliteten og korrosjonsmotstanden til støpegodset, samtidig som det oppfyller utseendekravene til bilvippearmen.

5. Kvalitetsinspeksjon: En omfattende kvalitetsinspeksjon utføres på den behandlede vippearmstøpingen til bilen. Inspeksjonsinnholdet inkluderer dimensjonsnøyaktighet, formnøyaktighet, overflatekvalitet og mekaniske egenskaper. Vanlige inspeksjonsmetoder inkluderer koordinatmålemaskin (CMM), metallografisk analyse, hardhetstesting og feildeteksjon. Bare støpegods som har bestått streng inspeksjon kan gå videre til påfølgende monterings- og bruksstadier.

1. Utfordringsanalyse: Titanlegeringer er svært kjemisk reaktive og reagerer lett med oksygen og nitrogen i luften under høy-temperatursmelting, og absorberer store mengder gass. Dette fører til defekter som porøsitet og inneslutninger i støpingen, noe som reduserer dens mekaniske egenskaper og kvalitet.

2. Løsning: Bruk vakuuminduksjonssmelteteknologi for å opprettholde et høyt vakuum i ovnen under smelting, noe som reduserer kontakten mellom titanlegeringen og luft. Bruk samtidig høy-kvalitetsråvarer og kontroller strengt gassinnholdet i råvarene. Videre kan tilsetning av passende mengder deoksideringsmidler og avgassingsmidler under smelting redusere gassinnholdet i titanlegeringen ytterligere.

1. Utfordringsanalyse: Ved høye temperaturer reagerer titanlegeringer kjemisk med formmaterialet, og danner et grensesnittreaksjonslag som påvirker overflatekvaliteten og dimensjonsnøyaktigheten til støpingen. Spesielt ved bruk av formmaterialer som inneholder silisium, kan reaksjonen mellom titan og silisium forårsake defekter som sandvedheft og sprekker på støpeoverflaten.

2. Løsninger: Velg passende skallmaterialer og belegningssystemer for å minimere kjemiske reaksjoner mellom skallet og titanlegeringen. Bruk for eksempel ildfaste materialer som zirkonsand og yttriumoksid som overflatelagsmaterialer på skallet, da disse materialene har god kjemisk kompatibilitet med titanlegeringen. Utfør samtidig spesialbehandling på skallet, som å belegge skalloverflaten med et isolasjonslag for å hindre direkte kontakt mellom titanlegeringen og skallet.

1. Utfordringer: Under tapt-voksstøping er dimensjonsnøyaktigheten til støpene vanskelig å kontrollere på grunn av faktorer som krymping av voksmønsteret, ekspansjon og krymping av skallet, og størkningskrymping av titanlegeringen. Spesielt for komplekse -formede vippearmer til biler med høye presisjonskrav, kan dimensjonsavvik hindre dem i å bli riktig montert og brukt med andre komponenter.

2. Løsninger: Reduser krympingshastigheten til voksmønsteret ved å kontrollere injeksjonsprosessparametrene nøyaktig. Under skallfremstillingsprosessen, velg rasjonelt skallmaterialer og prosessparametere for å kontrollere ekspansjonen og krympingen av skallet. Samtidig brukes datasimuleringsteknologi for numerisk å simulere støpeprosessen, forutsi krympingen av støpegodset og korrigere formdimensjonene basert på simuleringsresultatene. Under støpebearbeidingsprosessen brukes høy-bearbeidingsutstyr og prosesser for å viderebearbeide og korrigere støpingen, for å sikre at dimensjonsnøyaktigheten oppfyller kravene.

1. Utfordringer: I den tapte-voksstøpeprosessen til titanlegeringer, på grunn av den dårlige flyten og den raske størkningshastigheten til titanlegeringer, genereres defekter som porøsitet, krympeporøsitet og inneslutninger lett inne i støpegodset, noe som påvirker de mekaniske egenskapene og påliteligheten til støpen.

2. Løsninger: Optimaliser utformingen av portsystemet for å forbedre fluiditeten og fyllingskapasiteten til den smeltede titanlegeringen. Ved å rasjonelt stille inn posisjonen og størrelsen på porten og stigerøret, sørg for at den smeltede titanlegeringen jevnt kan fylle hele hulrommet, og unngå virvler og gassfangst. Styrk samtidig raffinerings- og avgassingsbehandlingen av titanlegeringen under smelteprosessen for å redusere gass- og inklusjonsinnholdet i støpingen. I tillegg brukes avanserte feildeteksjonsteknologier (som ultralydtesting og røntgentesting) for å utføre interne kvalitetsinspeksjoner på støpegods, noe som muliggjør rettidig oppdagelse og håndtering av interne defekter.

Med den kontinuerlige utviklingen av bilindustrien blir ytelseskravene til motorer stadig strengere. Bilmotorer med høy-ytelse må ha høyere effekttetthet, lavere drivstofforbruk og lavere utslipp. Bilvippearmer produsert med tapt-wafer-støpeteknologi i titanlegering, på grunn av fordelene med lav vekt, høy styrke og god korrosjonsmotstand, kan effektivt forbedre motorytelsen og påliteligheten. Vippearmer i titanlegering har allerede begynt å bli gradvis brukt i motorene til noen- avanserte bilmerker, og deres fremtidige bruksutsikter er svært brede.

Utviklingen av nye energikjøretøyer har stilt høyere krav til lettvekt og høy ytelse til bilkomponenter. Selv om kraftsystemet til nye energikjøretøyer skiller seg fra tradisjonelle drivstoffkjøretøyer, forblir komponenter som vippearmer i motorventiltoget uunnværlige. Tapte-wafer-støpte titanlegeringer til biler kan oppfylle kravene til nye energikjøretøyer for lette og høye-komponenter, og bidrar til å forbedre rekkevidden og den generelle ytelsen til nye energikjøretøyer.

Utover bilindustrien har tapt{0}}voksstøpeteknologi av titanlegeringer også betydelig bruksverdi innen romfart og andre felt. Luftfartsindustrien har ekstremt høye krav til kvaliteten og ytelsen til komponenter, og den høye styrken, lave tettheten og den gode korrosjonsmotstanden til vippearmer i titanlegering gjør dem ideelle for bruk i flymotorer, romfartøy og annet utstyr. Ved å optimalisere voksstøpeprosessen for tapt-titaniumlegering ytterligere og forbedre kvaliteten og ytelsen til støpegods, håper vi at voksstøpeteknologien for tapte-titanlegeringer for vippearmer til biler kan utvides til et bredere spekter av felt.