Moulage à la cire perdue-d'un alliage de titane pour culbuteurs automobiles

1. Conception et fabrication du moule : sur la base des dessins de conception du culbuteur automobile, un modèle 3D du moule est créé à l'aide d'un logiciel de conception assistée par ordinateur (CAO). Ensuite, la technologie d’usinage CNC est utilisée pour fabriquer le moule. La précision et la qualité de surface du moule affectent directement la qualité du modèle en cire ; par conséquent, un contrôle strict de la précision d’usinage du moule est nécessaire.

2. Injection de modèle de cire : le matériau de cire est chauffé jusqu'à un état fondu, généralement contrôlé à 60-70 degrés. Ensuite, une machine de moulage par injection est utilisée pour injecter le matériau de cire fondu dans la cavité du moule, en maintenant une certaine pression pendant un certain temps pour permettre au matériau de cire de remplir toute la cavité. La pression et le temps d'injection doivent être ajustés en fonction des propriétés du matériau en cire et de la forme du culbuteur pour garantir la précision dimensionnelle et la qualité de surface du modèle en cire.

3. Finition du modèle en cire : le modèle en cire moulé par injection-est retiré du moule et sa surface est finie. Éliminez les excès de bavures, les bavures et autres défauts et vérifiez que les dimensions et la forme du modèle en cire répondent aux exigences. Pour les pièces nécessitant une haute précision, un traitement et un polissage supplémentaires peuvent être nécessaires.

4. Assemblage du modèle en cire : Pour améliorer l'efficacité du moulage, plusieurs modèles en cire sont généralement combinés pour former un assemblage de modèle en cire. La méthode d'assemblage doit être conçue en fonction de la forme du culbuteur et des exigences du processus de moulage, en garantissant que l'espacement et la méthode de connexion entre les modèles en cire sont raisonnables pour faciliter la fabrication et le coulage ultérieurs de la coque.

1. Revêtement : Immerger l'ensemble du modèle en cire dans le revêtement pour recouvrir uniformément la surface. Le revêtement est généralement composé de matériaux réfractaires (tels que sable de silice, corindon, etc.) et de liants (tels que verre soluble, sol de silice, etc.). L'épaisseur et l'uniformité du revêtement ont un impact significatif sur la qualité de la coque ; plusieurs couches sont généralement nécessaires et un séchage est nécessaire après chaque couche.

2. Saupoudrage de sable : Après le revêtement, placez l'ensemble du modèle en cire dans un dispositif de saupoudrage de sable pour saupoudrer une couche de sable réfractaire sur sa surface. La taille des particules et le matériau du sable doivent être sélectionnés en fonction des exigences de la coque réfractaire. Généralement, le sable est appliqué plusieurs fois, du sable grossier au sable fin, pour former différentes couches de la structure de la coque. Le but de l’application de sable est d’augmenter la résistance et la perméabilité de la coque.

3. Séchage et durcissement : Après l'application du revêtement et du sable, la coque doit subir un traitement de séchage et de durcissement pour permettre au liant de réagir chimiquement, liant les matériaux réfractaires ensemble pour former une coque solide. Les paramètres du processus de séchage et de durcissement (tels que la température, l'humidité et la durée) doivent être ajustés en fonction du type de liant et de l'épaisseur de la coque. Généralement, les coquilles utilisant des liants à base de sol de silice nécessitent un temps de séchage plus long et doivent être séchées dans un environnement avec une humidité relativement faible.

4. Décirage : La coque séchée et durcie est placée dans un appareil de décirage, où la chaleur fait fondre le modèle en cire, le faisant s'écouler hors de la coque. Il existe de nombreuses méthodes de déparaffinage, notamment le déparaffinage à l’eau chaude, le déparaffinage à la vapeur et le déparaffinage aux micro-ondes. Pendant le décirage, la température et la durée doivent être soigneusement contrôlées pour garantir que le modèle en cire soit complètement fondu et retiré, tout en évitant d'endommager la coque.

5. Cuisson : Après le décirage, la coque du moule doit être cuite pour éliminer l'humidité résiduelle et les matières organiques, améliorant ainsi sa résistance et son caractère réfractaire. La température et la durée de cuisson doivent être ajustées en fonction du matériau et de la structure de la coque du moule, généralement à une température élevée de 800-1 200 degrés pendant plusieurs heures. La coque du moule cuite doit avoir une résistance et une perméabilité suffisantes pour résister au versement d'un liquide d'alliage de titane à haute température.

1. Fusion de l’alliage de titane : La matière première de l’alliage de titane est fondue à l’aide d’un four de fusion à induction sous vide. La matière première en alliage de titane est placée dans un creuset et chauffée jusqu'à l'état fondu sous vide. Pendant le processus de fusion, la température du four, le niveau de vide et le temps de fusion doivent être strictement contrôlés pour garantir une composition chimique uniforme de l'alliage de titane et réduire la teneur en impuretés. Dans le même temps, pour éviter les réactions chimiques entre l'alliage de titane et le creuset pendant le processus de fusion, des matériaux de creuset spéciaux (tels que les creusets en oxyde d'yttrium) sont généralement utilisés.

2. Versage : L'alliage de titane fondu est transféré vers le système d'injection via une poche, puis rapidement versé dans la cavité de la coque du moule. Le processus de coulée doit être effectué sous un certain vide ou atmosphère protectrice pour empêcher l'alliage de titane fondu de réagir avec l'oxygène, l'azote, etc. dans l'air, entraînant des défauts tels que porosité et inclusions. La température et la vitesse de coulée doivent être ajustées en fonction des propriétés de l'alliage de titane et de la forme du culbuteur pour garantir que l'alliage de titane fondu remplit toute la cavité, tout en évitant des défauts tels qu'un remplissage incomplet et des arrêts à froid.

1. Retrait de la coque : Une fois le moulage en alliage de titane refroidi et solidifié, la coque est retirée à l'aide de méthodes mécaniques (telles que le sablage par vibration, le sablage, etc.). Des précautions doivent être prises pour éviter d'endommager le moulage lors du retrait de la coque.

2. Découpe des portes : Le moulage est séparé du système de portes et les portes et contremarches en excès sont retirées. La zone coupée du portail doit être meulée et finie pour rendre sa surface lisse.

3. Traitement thermique : Pour améliorer les propriétés mécaniques de la pièce moulée en alliage de titane, un traitement thermique est généralement nécessaire. Les processus de traitement thermique courants comprennent le recuit, la trempe et le revenu. Les paramètres du processus de traitement thermique doivent être sélectionnés en fonction de la composition de l'alliage de titane et de l'utilisation prévue de la pièce moulée pour obtenir des propriétés mécaniques optimales.

4. Traitement de surface : Le traitement de surface du moulage comprend le polissage, la passivation et la peinture. Le but du traitement de surface est d'améliorer la qualité de surface et la résistance à la corrosion de la pièce moulée, tout en répondant également aux exigences d'apparence du culbuteur automobile.

5. Inspection de qualité : Une inspection de qualité complète est effectuée sur le moulage du culbuteur automobile traité. Le contenu de l’inspection comprend la précision dimensionnelle, la précision de la forme, la qualité de la surface et les propriétés mécaniques. Les méthodes d'inspection couramment utilisées comprennent la machine à mesurer tridimensionnelle (MMT), l'analyse métallographique, les tests de dureté et la détection de défauts. Seules les pièces moulées ayant passé avec succès une inspection rigoureuse peuvent passer aux étapes ultérieures d’assemblage et d’utilisation.

1. Analyse du défi : les alliages de titane sont hautement réactifs chimiquement et réagissent facilement avec l'oxygène et l'azote de l'air lors de la fusion à haute -température, absorbant de grandes quantités de gaz. Cela entraîne des défauts tels que la porosité et les inclusions dans la pièce coulée, réduisant ses propriétés mécaniques et sa qualité.

2. Solution : Utiliser la technologie de fusion par induction sous vide pour maintenir un vide poussé dans le four pendant la fusion, réduisant ainsi le contact entre l'alliage de titane et l'air. Simultanément, utilisez des matières premières de haute-qualité et contrôlez strictement la teneur en gaz des matières premières. De plus, l'ajout de quantités appropriées de désoxydants et d'agents dégazants pendant la fusion peut réduire davantage la teneur en gaz de l'alliage de titane.

1. Analyse du défi : À haute température, les alliages de titane réagissent chimiquement avec le matériau du moule, formant une couche de réaction interfaciale qui affecte la qualité de surface et la précision dimensionnelle de la pièce moulée. En particulier lors de l'utilisation de matériaux de moulage contenant du silicium, la réaction entre le titane et le silicium peut provoquer des défauts tels que l'adhérence du sable et des fissures sur la surface de coulée.

2. Solutions : Sélectionnez des matériaux de coque et des systèmes de revêtement appropriés pour minimiser les réactions chimiques entre la coque et l'alliage de titane. Par exemple, utilisez des matériaux réfractaires tels que le sable de zircon et l'oxyde d'yttrium comme matériaux de couche de surface de la coque, car ces matériaux ont une bonne compatibilité chimique avec l'alliage de titane. Simultanément, effectuez un traitement spécial sur la coque, tel que recouvrir la surface de la coque d'une couche d'isolation pour empêcher tout contact direct entre l'alliage de titane et la coque.

1. Défis : lors du moulage à la cire perdue-, la précision dimensionnelle des pièces moulées est difficile à contrôler en raison de facteurs tels que le retrait du motif en cire, l'expansion et le retrait de la coque, ainsi que le retrait de solidification de l'alliage de titane. En particulier pour les culbuteurs automobiles de forme complexe-avec des exigences de haute précision, les écarts dimensionnels peuvent empêcher leur assemblage correct et leur utilisation avec d'autres composants.

2. Solutions : Réduisez le taux de retrait du motif en cire en contrôlant précisément les paramètres du processus d’injection. Pendant le processus de fabrication de la coque, sélectionnez rationnellement les matériaux de coque et les paramètres de processus pour contrôler l'expansion et le retrait de la coque. Simultanément, la technologie de simulation informatique est utilisée pour simuler numériquement le processus de coulée, prédire le retrait de la pièce moulée et corriger les dimensions du moule en fonction des résultats de la simulation. Au cours du processus d'usinage de la pièce moulée, des équipements et des processus d'usinage de haute -précision sont utilisés pour traiter et corriger la pièce moulée, garantissant ainsi que sa précision dimensionnelle répond aux exigences.

1. Défis : Dans le processus de coulée à la cire perdue-des alliages de titane, en raison de la faible fluidité et du taux de solidification rapide des alliages de titane, des défauts tels que la porosité, la porosité de retrait et les inclusions sont facilement générés à l'intérieur de la pièce moulée, affectant les propriétés mécaniques et la fiabilité de la pièce moulée.

2. Solutions : Optimiser la conception du système d'injection pour améliorer la fluidité et la capacité de remplissage de l'alliage de titane fondu. En réglant rationnellement la position et la taille de la porte et de la colonne montante, assurez-vous que l'alliage de titane fondu peut remplir en douceur toute la cavité, en évitant les tourbillons et le piégeage de gaz. Dans le même temps, renforcez le traitement d’affinage et de dégazage de l’alliage de titane pendant le processus de fusion afin de réduire la teneur en gaz et en inclusions dans la pièce moulée. De plus, des technologies avancées de détection des défauts (telles que les tests par ultrasons et les tests aux rayons X-) sont utilisées pour effectuer des inspections de qualité internes sur les pièces moulées, permettant une détection et un traitement rapides des défauts internes.

Avec le développement continu de l’industrie automobile, les exigences de performance des moteurs deviennent de plus en plus strictes. Les moteurs automobiles-hautes performances doivent avoir une densité de puissance plus élevée, une consommation de carburant et des émissions inférieures. Les culbuteurs automobiles fabriqués à l'aide de la technologie de moulage de plaquettes perdues en alliage de titane, en raison de leurs avantages de légèreté, de haute résistance et de bonne résistance à la corrosion, peuvent améliorer efficacement les performances et la fiabilité du moteur. Les culbuteurs en alliage de titane ont déjà commencé à être progressivement appliqués dans les moteurs de certaines marques automobiles haut de gamme, et leurs perspectives d'application futures sont très larges.

Le développement de véhicules à énergie nouvelle a imposé des exigences plus élevées en matière de légèreté et de hautes performances des composants automobiles. Bien que le système d'alimentation des véhicules à énergie nouvelle diffère de celui des véhicules à carburant traditionnel, des composants tels que les culbuteurs dans la commande de soupapes du moteur restent indispensables. Les culbuteurs automobiles coulés en tranches perdues en alliage de titane - peuvent répondre aux exigences des véhicules à énergies nouvelles en matière de composants légers et -hautes performances, contribuant ainsi à améliorer l'autonomie et les performances globales des véhicules à énergies nouvelles.

Au-delà du secteur automobile, la technologie de moulage à la cire perdue des alliages de titane présente également une valeur d'application significative dans l'aérospatiale et dans d'autres domaines. L'industrie aérospatiale a des exigences extrêmement élevées en matière de qualité et de performances des composants, et la haute résistance, la faible densité et la bonne résistance à la corrosion des culbuteurs en alliage de titane les rendent idéaux pour une utilisation dans les moteurs d'avion, les engins spatiaux et d'autres équipements. En optimisant davantage le processus de moulage à la cire perdue en alliage de titane-et en améliorant la qualité et les performances des pièces moulées, on espère que la technologie de moulage à la cire perdue en alliage de titane-pour les culbuteurs automobiles pourra être étendue à un plus large éventail de domaines.