Отливка с изгубен восък от титаниева сплав за автомобилни кобилици

1. Проектиране и производство на матрица: Въз основа на проектните чертежи на автомобилната кобилица се създава 3D модел на матрицата с помощта на софтуер за компютърно проектиране (CAD). След това за производството на формата се използва CNC технология за обработка. Прецизността и качеството на повърхността на матрицата пряко влияят върху качеството на восъчния модел; следователно е необходим строг контрол на прецизността на обработката на формата.

2. Инжектиране на восъчен модел: восъчният материал се нагрява до разтопено състояние, обикновено контролирано на 60-70 градуса. След това се използва машина за леене под налягане, за да се инжектира разтопеният восъчен материал в кухината на формата, като се поддържа определено налягане за определен период от време, за да се позволи на восъчния материал да запълни цялата кухина. Налягането и времето за впръскване трябва да се регулират според свойствата на восъчния материал и формата на кобилицата, за да се гарантира точността на размерите и качеството на повърхността на восъчния модел.

3. Завършване на восъчния модел: Инжекционно формованият восъчен модел се отстранява от матрицата и повърхността му е завършена. Отстранете излишните светкавици, неравности и други дефекти и проверете дали размерите и формата на восъчния модел отговарят на изискванията. За части, изискващи висока точност, може да се наложи допълнителна обработка и полиране.

4. Сглобяване на восъчен модел: За да се подобри ефективността на отливането, множество восъчни модели обикновено се комбинират, за да образуват сглобка на восъчен модел. Методът на сглобяване трябва да бъде проектиран в съответствие с формата на кобилицата и изискванията на процеса на леене, като се гарантира, че разстоянието и методът на свързване между восъчните модели са разумни, за да се улесни последващото производство на корпуса и изливането.

1. Покритие: Потопете модула на восъчния модел в покритието, за да покриете равномерно повърхността. Покритието обикновено се състои от огнеупорни материали (като силициев пясък, корунд и др.) и свързващи вещества (като водно стъкло, силициев зол и др.). Дебелината и равномерността на покритието оказват значително влияние върху качеството на черупката; обикновено са необходими множество покрития и е необходимо изсушаване след всяко покритие.

2. Поръсване с пясък: След нанасяне на покритие, поставете модула от восъчния модел в устройство за поръсване с пясък, за да поръсите слой огнеупорен пясък върху повърхността му. Размерът на частиците и материалът на пясъка трябва да бъдат избрани според изискванията на огнеупорната обвивка. Обикновено пясъкът се нанася многократно, от груб до фин пясък, за да се образуват различни слоеве от структурата на корпуса. Целта на прилагането на пясък е да се увеличи здравината и пропускливостта на черупката.

3. Изсушаване и втвърдяване: След нанасяне на покритие и пясък, черупката трябва да премине през сушене и втвърдяване, за да позволи на свързващото вещество да реагира химически, свързвайки огнеупорните материали заедно, за да образуват твърда обвивка. Параметрите на процеса на сушене и втвърдяване (като температура, влажност и време) трябва да се регулират според вида на свързващото вещество и дебелината на обвивката. Обикновено черупките, използващи свързващи вещества със силициев диоксид, изискват по-дълго време за сушене и трябва да се сушат в среда с относително ниска влажност.

4. Депарафинизиране: Изсушената и втвърдена черупка се поставя в устройство за депарафинизиране, където нагряването разтопява восъчния модел, което го кара да изтече от черупката. Има много методи за депарафинизация, обикновено включващи депарафинизация с гореща вода, депарафинизация с пара и микровълнова депарафинизация. По време на депарафинизацията температурата и времето трябва да се контролират внимателно, за да се гарантира, че восъчният модел е напълно разтопен и отстранен, като същевременно се избягва повреда на черупката.

5. Изпичане: След депарафинизиране, обвивката на формата трябва да се изпече, за да се отстранят остатъчната влага и органичните вещества, подобрявайки нейната здравина и огнеупорност. Температурата и времето на изпичане трябва да се регулират според материала и структурата на корпуса на формата, обикновено при висока температура от 800-1200 градуса за няколко часа. Обвивката на изпечената форма трябва да има достатъчна здравина и пропускливост, за да издържи изливането на високотемпературна течност от титанова сплав.

1. Топене на титанова сплав: Суровият материал от титанова сплав се топи с помощта на вакуумна индукционна топилна пещ. Суровината от титанова сплав се поставя в тигел и се нагрява до разтопено състояние под вакуум. По време на процеса на топене температурата на пещта, нивото на вакуум и времето за топене трябва да бъдат стриктно контролирани, за да се осигури еднакъв химичен състав на титановата сплав и да се намали съдържанието на примеси. В същото време, за да се предотвратят химически реакции между титановата сплав и тигела по време на процеса на топене, обикновено се използват специални материали за тигели (като тигли от итриев оксид).

2. Изливане: Разтопената титанова сплав се прехвърля към литниковата система чрез кофа и след това бързо се излива в кухината на корпуса на формата. Процесът на изливане трябва да се извърши при определен вакуум или защитна атмосфера, за да се предотврати реакцията на разтопената титанова сплав с кислород, азот и т.н. във въздуха, което води до дефекти като порьозност и включвания. Температурата и скоростта на изливане трябва да се регулират според свойствата на титановата сплав и формата на кобилицата, за да се гарантира, че разтопената титанова сплав запълва цялата кухина, като същевременно се избягват дефекти като непълно запълване и студени затваряния.

1. Отстраняване на черупката: След като отливката от титанова сплав се охлади и втвърди, черупката се отстранява с помощта на механични методи (като вибрационно пясъкоструене, пясъкоструене и др.). Трябва да се внимава да се избегне повреда на отливката по време на отстраняване на черупката.

2. Рязане на вратата: Отливката се отделя от системата на вратата и излишните врати и щрангове се отстраняват. Изрязаната зона на вратата трябва да се шлайфа и завършва, за да стане повърхността й гладка.

3. Термична обработка: За да се подобрят механичните свойства на отливката от титанова сплав, обикновено се изисква термична обработка. Обичайните процеси на термична обработка включват отгряване, закаляване и отвръщане. Параметрите на процеса за топлинна обработка трябва да бъдат избрани въз основа на състава на титановата сплав и предвидената употреба на отливката, за да се получат оптимални механични свойства.

4. Повърхностна обработка: Повърхностната обработка на отливката включва полиране, пасивиране и боядисване. Целта на повърхностната обработка е да подобри качеството на повърхността и устойчивостта на корозия на отливката, като същевременно отговаря на изискванията за външен вид на автомобилната кобилица.

5. Проверка на качеството: Провежда се цялостна проверка на качеството на обработената отливка на кобилицата на автомобила. Съдържанието на проверката включва точност на размерите, точност на формата, качество на повърхността и механични свойства. Често използваните методи за проверка включват координатна измервателна машина (CMM), металографски анализ, тест за твърдост и откриване на дефекти. Само отливки, които преминават строга проверка, могат да продължат към следващите етапи на сглобяване и използване.

1. Анализ на предизвикателството: Титановите сплави са силно химически реактивни и лесно реагират с кислорода и азота във въздуха по време на топене при висока температура, абсорбирайки големи количества газ. Това води до дефекти като порьозност и включвания в отливката, намалявайки нейните механични свойства и качество.

2. Решение: Използвайте технология за индукционно топене във вакуум, за да поддържате висок вакуум в пещта по време на топенето, намалявайки контакта между титановата сплав и въздуха. Едновременно с това използвайте висококачествени суровини и стриктно контролирайте съдържанието на газ в суровините. Освен това, добавянето на подходящи количества дезоксиданти и дегазиращи агенти по време на топенето може допълнително да намали съдържанието на газ в титановата сплав.

1. Анализ на предизвикателството: При високи температури титановите сплави реагират химически с материала на матрицата, образувайки междинен реакционен слой, който влияе върху качеството на повърхността и точността на размерите на отливката. Особено когато се използват материали за формовка, съдържащи силиций, реакцията между титан и силиций може да причини дефекти като адхезия на пясък и пукнатини по повърхността на отливката.

2. Решения: Изберете подходящи материали за корпуса и системи за покритие, за да сведете до минимум химичните реакции между корпуса и титановата сплав. Например, използвайте огнеупорни материали като цирконов пясък и итриев оксид като материали за повърхностния слой на черупката, тъй като тези материали имат добра химическа съвместимост с титановата сплав. Едновременно с това извършете специална обработка на корпуса, като например покриване на повърхността на корпуса с изолационен слой, за да предотвратите директен контакт между титановата сплав и корпуса.

1. Предизвикателства: По време на леене с изгубен восък, точността на размерите на отливките е трудно да се контролира поради фактори като свиването на восъчната шарка, разширяването и свиването на черупката и свиването при втвърдяване на титановата сплав. Особено за автомобилни кобилици със сложна форма с високи изисквания за точност, отклоненията в размерите могат да попречат на правилното им сглобяване и използване с други компоненти.

2. Решения: Намалете степента на свиване на восъчния модел чрез прецизно контролиране на параметрите на процеса на инжектиране. По време на процеса на производство на корпуса изберете рационално материалите за корпуса и параметрите на процеса, за да контролирате разширяването и свиването на корпуса. Едновременно с това се използва технология за компютърна симулация за числено симулиране на процеса на леене, прогнозиране на свиването на отливката и коригиране на размерите на формата въз основа на резултатите от симулацията. По време на процеса на обработка на отливката се използват високопрецизно оборудване и процеси за обработка и коригиране на отливката, като се гарантира, че нейната точност на размерите отговаря на изискванията.

1. Предизвикателства: В процеса на леене на титанови сплави при изгубен восък, поради слабата течливост и бързата скорост на втвърдяване на титановите сплави, дефекти като порьозност, порьозност на свиване и включвания лесно се генерират вътре в отливката, което засяга механичните свойства и надеждността на отливката.

2. Решения: Оптимизирайте дизайна на литниковата система, за да подобрите течливостта и капацитета за пълнене на разтопената титанова сплав. Чрез рационално настройване на позицията и размера на шибъра и щранга, уверете се, че разтопената титаниева сплав може гладко да запълни цялата кухина, избягвайки вихри и улавяне на газ. В същото време засилете обработката на рафиниране и обезгазяване на титановата сплав по време на процеса на топене, за да намалите съдържанието на газ и включения в отливката. В допълнение, усъвършенствани технологии за откриване на дефекти (като ултразвуково изследване и рентгеново изследване) се използват за извършване на вътрешни проверки на качеството на отливките, което позволява своевременно откриване и обработка на вътрешни дефекти.

С непрекъснатото развитие на автомобилната индустрия изискванията за производителност на двигателите стават все по-строги. Високоефективните автомобилни двигатели трябва да имат по-висока плътност на мощността, по-нисък разход на гориво и по-ниски емисии. Автомобилните кобилици, произведени с помощта на технология за отливане на пластини от титаниева сплав, поради своите предимства като леко тегло, висока якост и добра устойчивост на корозия, могат ефективно да подобрят работата и надеждността на двигателя. Кобилиците от титаниева сплав вече започнаха постепенно да се прилагат в двигателите на някои автомобилни марки от висок клас и бъдещите им перспективи за приложение са много широки.

Разработването на нови енергийни превозни средства постави по-високи изисквания към лекото тегло и високата производителност на автомобилните компоненти. Въпреки че захранващата система на новите енергийни превозни средства се различава от тази на превозните средства с традиционно гориво, компоненти като кобилици в клапанния механизъм на двигателя остават незаменими. Автомобилните кобилици от титаниева сплав с изгубени пластини могат да отговорят на изискванията на новите енергийни превозни средства за леки и високопроизводителни компоненти, като спомагат за подобряване на обхвата на движение и цялостната производителност на новите енергийни превозни средства.

Отвъд автомобилния сектор, технологията за леене на титанови сплави с восък също има значителна стойност за приложение в космическото пространство и други области. Аерокосмическата индустрия има изключително високи изисквания към качеството и производителността на компонентите, а високата якост, ниската плътност и добрата устойчивост на корозия на кобилиците от титаниева сплав ги правят идеални за използване в самолетни двигатели, космически кораби и друго оборудване. Чрез по-нататъшно оптимизиране на процеса на леене на титаниеви сплави и подобряване на качеството и производителността на отливките се надяваме, че технологията за леене на титаниеви сплави за автомобилни кобилици може да бъде разширена до по-широк диапазон от области.