Fundição por perda de cera em liga de titânio com engrenagem espiral

Projeto e fabricação do molde: com base nos desenhos de projeto da engrenagem helicoidal, use um software de-projeto auxiliado por computador (CAD) para realizar a modelagem 3D do molde. Considerando fatores como a taxa de contração das ligas de titânio durante o processo de fundição, ajustes apropriados devem ser feitos nas dimensões do modelo. Em seguida, máquinas-ferramentas CNC e outros equipamentos são usados ​​para processar o molde, e a precisão do molde afeta diretamente a qualidade do molde de cera. Portanto, é necessário garantir que a precisão dimensional e a suavidade da superfície do molde atendam aos requisitos.

Injeção de cera: Escolha o material de cera apropriado, que geralmente requer boa fluidez, estabilidade térmica e baixa taxa de encolhimento. Após aquecer e derreter o material ceroso, injete-o no molde por meio de uma injetora. Durante o processo de injeção, é necessário controlar parâmetros como pressão de injeção, temperatura e tempo para garantir a moldagem completa e a precisão dimensional do molde de cera. Após a conclusão da injeção, espere o molde de cera esfriar e solidificar antes de removê-lo do molde.

Combinação de padrões de cera: Para melhorar a eficiência da fundição, vários padrões de cera são geralmente combinados para formar um grupo de padrões de cera. Use equipamento de soldagem especializado para soldar um único molde de cera em acessórios como barras de entrada e risers, formando um conjunto completo de molde de cera. Durante o processo de montagem, é necessário garantir a posição relativa precisa e a conexão firme entre os moldes de cera.

Camada superficial de revestimento: Mergulhe o conjunto do molde de cera em um revestimento especialmente projetado, que geralmente é composto de materiais refratários (como pó de zircão), aglutinantes (como vidro d'água ou sol de sílica) e aditivos. Aplique o revestimento uniformemente na superfície do molde de cera, formando uma camada superficial fina e uniforme. Em seguida, polvilhe uma camada de areia fina sobre a camada superficial para aumentar sua rugosidade e resistência.

Revestimento e secagem multicamadas: Repita o processo de revestimento e lixamento, aplique várias camadas de revestimento posterior e lixe na camada superficial em sequência e seque cada camada de revestimento após revestimento para remover a umidade do revestimento e garantir a resistência e respirabilidade da casca. O processo de secagem pode ser realizado por secagem natural ou secagem com ar quente, devendo o tempo e a temperatura de secagem ser ajustados razoavelmente de acordo com as características do revestimento e condições ambientais.

Desparafinação: Coloque a casca preparada no equipamento de desparafinação, aqueça-a para derreter o molde de cera e deixe-o escorrer da casca. Existem vários métodos de desparafinação, como desparafinação a vapor, desparafinação com água quente e desparafinação por microondas. A desparafinação a vapor é o método mais comumente usado, que envolve colocar a casca em uma chaleira a vapor de alta-pressão e usar a alta temperatura do vapor para derreter o molde de cera. O líquido da cera flui pelos orifícios na parte inferior da casca. O processo de desparafinação deve garantir que o molde de cera seja completamente derretido e descarregado para evitar que resíduos de cera afetem a qualidade da peça fundida.

Torrefação da casca: Após a desparafinação, a casca precisa ser torrada para melhorar ainda mais sua resistência e resistência ao fogo e remover a umidade residual e as impurezas orgânicas da casca. Coloque a casca no forno de torrefação e aqueça-a de acordo com uma determinada curva de aquecimento. A temperatura de torra é geralmente entre 900-1100 graus, e o tempo de torra é determinado com base em fatores como espessura e material da casca. A casca cozida deve ter resistência e respirabilidade suficientes para garantir o bom andamento do processo de fundição subsequente.

Fusão de ligas de titânio: Devido à alta reatividade química das ligas de titânio, elas são propensas a reagir com elementos como oxigênio, nitrogênio e hidrogênio no ar. Portanto, a fusão de ligas de titânio precisa ser realizada em um ambiente protegido por vácuo ou gás inerte. Equipamentos de fusão comuns incluem fornos a arco consumíveis a vácuo, fornos de indução a vácuo, etc. Pese com precisão as matérias-primas da liga de titânio de acordo com os requisitos da fórmula e coloque-as no forno de fusão para fusão. Durante o processo de fusão, é necessário controlar rigorosamente parâmetros como temperatura de fusão, tempo e atmosfera do forno para garantir a composição uniforme e a qualidade estável da liga de titânio.

Derramamento: Depois que a liga de titânio é derretida até a temperatura e composição exigidas, o líquido da liga de titânio derretido é rapidamente derramado no invólucro pré-aquecido por meio de equipamento de vazamento, como uma concha. O processo de vazamento deve ser rápido e suave, evitando respingos e oxidação do metal fundido. Ao mesmo tempo, é necessário controlar a velocidade e a temperatura de vazamento para garantir que o líquido metálico possa preencher a cavidade da casca e evitar defeitos como isolamento frio e vazamento insuficiente.

Limpeza da casca: Depois que a peça fundida esfriar e solidificar, use equipamento vibratório ou ferramentas manuais para remover a casca. Tenha cuidado durante o processo de limpeza da carcaça para evitar danificar a superfície da peça fundida.

Corte de sprues e risers: Use equipamento de corte para cortar peças em excesso, como sprues e risers na peça fundida. Após o corte, a superfície de corte deve ser polida para torná-la lisa e uniforme.

Tratamento térmico: Para melhorar a microestrutura e o desempenho das engrenagens helicoidais em liga de titânio, é necessário realizar tratamento térmico nas peças fundidas. Os processos comuns de tratamento térmico incluem recozimento, têmpera, revenimento, etc. Selecione os parâmetros apropriados do processo de tratamento térmico com base na composição e nos requisitos de uso das ligas de titânio para melhorar a resistência, dureza, tenacidade e desempenho de fadiga das engrenagens.

Processamento mecânico e tratamento de superfície: Processamento mecânico de peças fundidas que foram submetidas a tratamento térmico, como torneamento, fresamento, retificação, etc., para atingir a precisão dimensional e rugosidade superficial exigidas no projeto. Em seguida, de acordo com a necessidade, a superfície da engrenagem é tratada, como nitretação, cromagem dura, etc., para melhorar a resistência ao desgaste e à corrosão da engrenagem.

Inspeção de qualidade: Realize uma inspeção de qualidade abrangente da engrenagem helicoidal final, incluindo testes de precisão dimensional, precisão de forma, qualidade de superfície, estrutura metalográfica, propriedades mecânicas e outros aspectos. Use instrumentos de medição coordenados, microscópios metalográficos, testadores de dureza e outros equipamentos para testes para garantir que a qualidade das engrenagens atenda aos padrões de projeto e requisitos de uso.

Dificuldade em fundir e vazar ligas de titânio: As ligas de titânio têm alta reatividade química e são propensas a reagir com elementos como oxigênio, nitrogênio e hidrogênio no ambiente circundante durante o processo de fusão e vazamento, resultando em defeitos como porosidade e inclusões em peças fundidas. Enquanto isso, as ligas de titânio têm um alto ponto de fusão e os processos de fusão e vazamento requerem equipamentos especiais e controle de processo.

Dificuldade no controle de qualidade dos moldes: A qualidade dos moldes afeta diretamente a qualidade das peças fundidas, e a resistência, respirabilidade, estabilidade térmica e outras propriedades dos moldes precisam ser estritamente controladas. Durante o processo de revestimento e cozimento, é fácil encontrar problemas como rachaduras e delaminação da casca, que afetam a integridade da casca e a qualidade da peça fundida.

Alto custo: os próprios materiais de liga de titânio são caros, e o investimento em equipamentos e o ciclo de produção da tecnologia de fundição por cera perdida são grandes, resultando em altos custos de fabricação de engrenagens espirais.

Adotando tecnologia de fusão e vazamento de proteção a vácuo ou gás inerte: Durante o processo de fusão e vazamento, equipamentos como fornos de indução a vácuo e fornos de arco consumíveis a vácuo são usados ​​para evacuar o forno ou enchê-lo com gás inerte (como argônio), isolar o ar e evitar que ligas de titânio reajam com elementos como oxigênio, nitrogênio e hidrogênio. Ao mesmo tempo, otimizar os parâmetros do processo de fusão e vazamento, controlar temperatura, tempo e velocidade, etc., pode reduzir a ocorrência de defeitos de fundição.

Otimize o processo de fabricação da casca: selecione materiais refratários e ligantes adequados, otimize a fórmula de revestimento e o processo de suspensão e melhore a resistência e a respirabilidade da casca. Durante o processo de torra, controle rigorosamente a taxa de aquecimento e a temperatura de torra para evitar problemas como rachaduras e delaminação da casca. Fortalecer a inspeção de qualidade durante o processo de fabricação da casca, identificar e resolver problemas prontamente.

Medidas de controle de custos: Reduza o uso de materiais de liga de titânio otimizando o design e os processos. Melhore a eficiência da produção, encurte os ciclos de produção e reduza os custos de equipamentos e mão de obra. Ao mesmo tempo, estabeleça relacionamentos cooperativos estáveis ​​de longo-prazo com fornecedores de materiais e busque preços de materiais mais favoráveis.

A fundição por cera perdida em liga de titânio com engrenagem espiral é um processo de fabricação avançado que pode produzir engrenagens espirais de alto-desempenho e alta{1}}precisão. Embora existam alguns desafios no processo produtivo, por meio da contínua inovação tecnológica e otimização de processos, as vantagens desse processo podem ser plenamente aproveitadas para atender às necessidades de diversas indústrias por engrenagens helicoidais.