Moulage à la cire perdue-d'un alliage de titane Micro Gear

o. Conception et fabrication de moules : sur la base des dessins de conception de l'engrenage miniature, un modèle 3D est créé à l'aide d'un logiciel de conception assistée par ordinateur (CAO), puis un moule de haute précision est fabriqué par usinage CNC. La précision dimensionnelle et la qualité de la surface du moule affectent directement la qualité du modèle en cire. Pour les engrenages miniatures, la tolérance dimensionnelle du moule doit être contrôlée dans une plage extrêmement petite, telle que ±0,01 mm ou même moins.

o. Sélection et traitement du matériau de cire : Un matériau de cire approprié est sélectionné. Généralement, le matériau cireux doit avoir une bonne fluidité, un faible retrait et une résistance modérée. Les cires courantes comprennent les cires de paraffine-acide stéarique.

o. Moulage de cire : le matériau en cire est chauffé et fondu à une température appropriée pour éliminer les impuretés et les bulles d'air, garantissant ainsi la qualité du modèle en cire.

o. Moulage par injection de cire : la cire fondue est injectée dans le moule, remplissant la cavité du moule dans des conditions de pression et de température spécifiques. La pression et la température d'injection doivent être contrôlées avec précision en fonction des propriétés de la cire et de la structure du moule ; par exemple, la pression d'injection peut être comprise entre 0,2 et 0,5 MPa et la température entre 50 et 70 degrés. Une fois la cire refroidie et solidifiée, le moule est ouvert et le modèle en cire est retiré. Le modèle en cire est ensuite découpé, éliminant les bavures, les bavures et autres matériaux en excès, et sa précision dimensionnelle et la qualité de sa surface sont vérifiées.

o. Assemblage du module : des modèles de cire individuels sont assemblés sur la barre d'injection par soudage ou collage pour former un module. La conception du module doit prendre en compte le flux de métal en fusion et la ventilation pour assurer un remplissage en douceur de la cavité pendant la coulée tout en expulsant simultanément les gaz. La taille et la forme de la barre d'injection doivent être conçues de manière rationnelle en fonction de la taille et du nombre de micro-engrenages pour garantir une alimentation et un écoulement uniformes du métal en fusion.

o. Revêtement : Immerger l'ensemble du moule dans le revêtement, en veillant à ce qu'une couche uniforme recouvre la surface du modèle en cire. Le revêtement est généralement constitué de matériaux réfractaires (tels que du sol de silice, de la poudre de zircon, etc.) et d'un liant, et ses propriétés affectent directement la qualité de la coque. Il faut faire attention à la viscosité et à l'épaisseur du revêtement lors de l'application ; plusieurs couches sont généralement nécessaires, chacune avec des compositions et des tailles de particules potentiellement différentes pour créer des couches de coque aux propriétés variables.

o. Ponçage : Immédiatement après le revêtement, plongez l'ensemble du moule dans du sable, permettant au sable d'adhérer à la surface du revêtement. La granulométrie et le matériau du sable sont sélectionnés en fonction des différentes couches de coque, progressant généralement de grossier à fin. Le ponçage augmente la résistance et la perméabilité de la coque.

o. Séchage et durcissement : après chaque processus de revêtement et de ponçage, l'ensemble du moule doit être séché et durci pour solidifier le liant dans le revêtement, formant ainsi une coque robuste. Le temps et les conditions de séchage et de durcissement dépendent du type de revêtement et de facteurs environnementaux tels que la température et l'humidité, allant généralement de plusieurs heures à plusieurs jours. o Décirage : La coque du moule préparée est placée dans un appareil de décirage, où le chauffage fait fondre le modèle en cire et lui permet de s'écouler hors de la coque. Les méthodes de déparaffinage comprennent le déparaffinage à l’eau chaude et le déparaffinage à la vapeur. La température et le temps de décirage doivent être contrôlés en fonction des caractéristiques de la cire et de la structure de la coque du moule pour garantir un retrait complet du modèle en cire sans endommager la coque.

o Cuisson : la coque du moule décirée est placée dans un four de cuisson pour une cuisson à haute -température afin d'éliminer la cire résiduelle et l'humidité, améliorant ainsi la résistance et le caractère réfractaire de la coque. La température de cuisson est généralement comprise entre 800 et 1 100 degrés et la durée de cuisson dépend de la taille et de l'épaisseur de la coque, généralement de 1 à 3 heures.

o Fusion des alliages de titane : les matières premières appropriées en alliage de titane sont sélectionnées et mises en lots en fonction des exigences de composition de l'alliage. La fusion par induction sous vide et d'autres méthodes sont utilisées pour faire fondre les matières premières en alliage de titane. Pendant le processus de fusion, des paramètres tels que la température de fusion, le temps et le degré de vide doivent être strictement contrôlés pour garantir l'uniformité et la pureté de la composition de l'alliage. La température de fusion est généralement comprise entre 1 600 et 1 800 degrés et le degré de vide doit atteindre 10⁻³ - 10⁻⁴ Pa.

o. Coulée : L'alliage de titane fondu est versé dans la coque du moule dans des conditions de température et de pression spécifiques. Une température de coulée excessive endommagera la coque du moule et entraînera une perte d'éléments en alliage, tandis qu'une température insuffisante réduira la fluidité du métal en fusion, affectant la qualité de remplissage. La pression et la vitesse de coulée doivent être contrôlées avec précision en fonction de la structure de la coque du moule et de la taille du micro-engrenage pour garantir que le métal fondu peut remplir en douceur la cavité et former un micro-engrenage complet.

o. Retrait de la coque : Après la coulée, une fois la pièce moulée refroidie à température ambiante, la coque du moule est retirée à l'aide de méthodes telles que la vibration mécanique ou le sablage. Des précautions doivent être prises pour éviter d'endommager le moulage pendant le processus de retrait de la coque.

o. Coupe de porte : le moulage est coupé de la barre d'injection, éliminant ainsi les pièces en excès telles que la carotte et la colonne montante. Lors de la coupe, la surface coupée doit être lisse et propre pour éviter d'endommager l'engrenage.

o. Traitement thermique : les micro-engrenages coupés subissent un traitement thermique pour améliorer leur microstructure et leurs propriétés. Les processus de traitement thermique courants comprennent le traitement en solution et le traitement de vieillissement. La température, la durée et la vitesse de refroidissement du traitement thermique doivent être contrôlées avec précision en fonction de la composition et des exigences de performance de l'alliage de titane.

o. Finition : les micro-engrenages sont finis à l'aide de méthodes de meulage, de rodage et d'autres méthodes d'usinage pour améliorer leur précision dimensionnelle et leur qualité de surface. Les exigences de précision pour l’usinage de finition sont très élevées ; les tolérances dimensionnelles peuvent être contrôlées à ±0,005 mm et la rugosité de la surface atteint Ra0.4 - Ra0,8 μm.

o. Inspection : les micro-engrenages finis sont soumis à une inspection complète, notamment la précision dimensionnelle, la précision de la forme, la qualité de la surface, la dureté et la structure métallographique. Les méthodes d'inspection comprennent une machine à mesurer tridimensionnelle (MMT), l'observation microscopique et des tests de dureté. Seuls les produits qui réussissent l’inspection peuvent passer au processus suivant ou être livrés pour utilisation.