Engrenages à petits modules, alliage de titane perdu-coulée à la cire

Les engrenages à petit module font généralement référence aux engrenages dont le module est inférieur à 1 mm. Ils sont de petite taille et nécessitent une grande précision. Ils sont largement utilisés dans les domaines des machines de précision, de l'instrumentation et de l'aérospatiale, tels que les petits systèmes de transmission dans les équipements aérospatiaux et les structures de transmission de précision dans les instruments. En raison de leur petite taille, les méthodes d’usinage traditionnelles peuvent s’avérer insuffisantes pour répondre aux exigences de fabrication de haute précision et de formes complexes.

Les alliages de titane présentent des avantages tels qu'une faible densité, une résistance spécifique élevée et une bonne résistance à la corrosion. Ils sont largement utilisés dans les domaines aérospatial, biomédical et autres. Pour les engrenages à petits modules, l'utilisation d'alliages de titane peut réduire le poids tout en garantissant la résistance des engrenages, améliorant ainsi les performances globales de l'équipement. Cependant, les alliages de titane sont difficiles à usiner ; les méthodes d'usinage traditionnelles sont coûteuses, inefficaces et sujettes à la déformation.

Le moulage de déchets perdus-, également connu sous le nom de moulage de précision, est une méthode de moulage de précision. Son principe de base est de créer d'abord un modèle en cire ayant la même forme que la pièce souhaitée, puis de recouvrir la surface du modèle en cire de plusieurs couches de matériau réfractaire pour former une coque. Une fois que la coque du moule a séché et durci, le modèle en cire est chauffé pour fondre et s'écouler, créant ainsi une cavité ayant la même forme que la pièce. Enfin, le métal en fusion est versé dans la cavité, et après refroidissement et solidification, la pièce souhaitée est obtenue.

1. Conception et fabrication de moules

Concevez et fabriquez le moule en fonction des exigences de taille, de forme et de précision du petit module d'engrenage. Des méthodes d'usinage de haute-précision, telles que l'usinage CNC, sont généralement utilisées pour garantir la précision dimensionnelle et la qualité de surface du moule. La conception du moule doit prendre en compte des facteurs tels que le taux de retrait du modèle en cire et la méthode de démoulage.

2. Sélection et traitement des matériaux de cire

Sélectionnez un matériau de cire approprié, nécessitant généralement une bonne fluidité, un faible retrait et une résistance modérée. Les cires couramment utilisées comprennent les cires à base de paraffine-acide stéarique-. Avant utilisation, la cire doit être fondue et filtrée pour éliminer les impuretés et les bulles d'air.

3. Pressage du modèle en cire

Injectez le matériau de cire traité dans le moule et, sous certaines pressions et températures, remplissez la cavité du moule avec le matériau de cire. Pendant le processus de pressage, la pression, la température et le temps de maintien doivent être soigneusement contrôlés pour garantir la précision dimensionnelle et la qualité de surface du modèle en cire. Après pressage, le modèle en cire est refroidi et démoulé pour obtenir le modèle en cire final.

1. Revêtement : Plongez le modèle en cire dans le revêtement, en assurant une couche de revêtement uniforme sur sa surface. Le revêtement est généralement constitué de matériaux réfractaires (tels que du sol de silice, de la poudre de zircon, etc.), de liants et d'additifs. La viscosité, la densité et l'épaisseur du revêtement doivent être soigneusement contrôlées pendant le processus de revêtement pour garantir la qualité de la coque.

2. Ponçage : Immédiatement après le revêtement, placez le modèle en cire dans un bac à sable et saupoudrez d'une couche de sable réfractaire. La granulométrie et le matériau du sable doivent être choisis en fonction des exigences de la coque. Le but du ponçage est d’augmenter la résistance et la perméabilité de la coque.

3. Séchage et durcissement : Après le revêtement et le ponçage, placez le modèle en cire dans une chambre de séchage pour le séchage et le durcissement. La température, l'humidité et la durée doivent être soigneusement contrôlées pendant le séchage et le durcissement pour garantir la résistance et la perméabilité de la coque. Généralement, les étapes de revêtement, de ponçage, de séchage et de durcissement doivent être répétées plusieurs fois jusqu'à ce que la coque atteigne l'épaisseur et la résistance requises.

4. Décirage : la coque du moule est chauffée à une certaine température, ce qui fait fondre et couler le modèle en cire. Les méthodes de déparaffinage comprennent le déparaffinage à l’eau chaude et le déparaffinage à la vapeur. La température et la durée doivent être soigneusement contrôlées pendant le décirage pour garantir une fusion et un écoulement complets du modèle en cire tout en empêchant la coque du moule de se fissurer.

1. Fusion des alliages de titane : Les matières premières en alliage de titane sont fondues à l’aide de méthodes telles que la fusion par induction sous vide. Un contrôle strict de la température, du temps et de l’atmosphère de fusion est crucial pendant la fusion pour garantir la composition chimique et la qualité de l’alliage de titane.

2. Coulée : L’alliage de titane fondu est versé dans la coque du moule préchauffée. La température, la vitesse et la pression de coulée doivent être soigneusement contrôlées pendant la coulée pour garantir que l'alliage de titane fondu remplit la cavité du moule et évite les défauts tels que la porosité et les inclusions.

1. Retrait de la coque : après la coulée, l'alliage de titane est refroidi et solidifié, et la coque du moule est retirée. Les méthodes d'élimination des coques comprennent l'élimination mécanique et chimique des coques.

2. Traitement thermique : les petits engrenages du module après le retrait de la coque subissent un traitement thermique pour améliorer leur microstructure et leurs propriétés. Les méthodes courantes de traitement thermique comprennent le recuit, la trempe et le revenu.

3. Usinage et traitement de surface

En fonction des exigences de précision des engrenages, les engrenages-traités thermiquement subissent des processus d'usinage tels que le meulage et l'affûtage pour améliorer la précision dimensionnelle et la qualité de la surface. Simultanément, des traitements de surface tels que la nitruration et le chromage dur sont appliqués pour améliorer la résistance à l'usure et à la corrosion.

1. Haute précision : le moulage de plaquettes perdues-peut produire de petits-engrenages modulaires avec une précision dimensionnelle élevée et des formes complexes, répondant aux exigences de précision des machines et instruments de précision.

2. Utilisation élevée des matériaux : par rapport aux méthodes d'usinage traditionnelles, le moulage de plaquettes perdues- réduit le gaspillage de matériaux et améliore l'utilisation des matériaux.

3. Convient à l'usinage des alliages de titane : le moulage de plaquettes perdues-évite la déformation d'usinage et les dommages de surface qui se produisent lors du traitement de l'alliage de titane, garantissant ainsi la qualité des engrenages en alliage de titane à petits modules-.

1. Difficulté élevée de contrôle du processus : le processus de moulage de plaquettes perdues-est complexe et implique plusieurs étapes, chacune affectant la qualité du produit final. Par conséquent, le contrôle des processus est un défi, nécessitant un contrôle strict de tous les paramètres du processus.

2. Coût élevé : la coulée à la cire perdue-implique un investissement important en équipement et des processus complexes, ce qui entraîne des coûts de production élevés. Ceci est particulièrement prononcé pour la production en petits lots-d'engrenages à petits modules-.

3. Problèmes environnementaux : la coulée à la cire perdue- génère des déchets tels que des modèles en cire et des coquilles de moules, qui nécessitent une élimination appropriée pour éviter la pollution de l'environnement.