Moulage par perte de cire en alliage de titane à engrenage en spirale

Conception et fabrication du moule : sur la base des dessins de conception de l'engrenage hélicoïdal, utilisez un logiciel de conception assistée par ordinateur (CAO) pour effectuer une modélisation 3D du moule. Compte tenu de facteurs tels que le taux de retrait des alliages de titane pendant le processus de coulée, des ajustements appropriés doivent être apportés aux dimensions du modèle. Ensuite, des machines-outils CNC et d'autres équipements sont utilisés pour traiter le moule, et la précision du moule affecte directement la qualité du moule en cire. Par conséquent, il est nécessaire de s’assurer que la précision dimensionnelle et la douceur de la surface du moule répondent aux exigences.

Injection de cire : Choisissez le matériau de cire approprié, qui nécessite généralement une bonne fluidité, une stabilité thermique et un faible taux de retrait. Après avoir chauffé et fondu la cire, injectez-la dans le moule à l’aide d’une machine d’injection. Pendant le processus d'injection, il est nécessaire de contrôler des paramètres tels que la pression d'injection, la température et la durée pour garantir le moulage complet et la précision dimensionnelle du moule en cire. Une fois l'injection terminée, attendez que le moule en cire refroidisse et se solidifie avant de le retirer du moule.

Combinaison de motifs en cire : Afin d'améliorer l'efficacité du moulage, plusieurs motifs en cire sont généralement combinés pour former un groupe de motifs en cire. Utilisez un équipement de soudage spécialisé pour souder un seul moule en cire sur des accessoires tels que des barres de coulée et des colonnes montantes, formant ainsi un ensemble complet de moule en cire. Pendant le processus d'assemblage, il est nécessaire de garantir la position relative précise et la connexion ferme entre les moules en cire.

Couche de surface de revêtement : immergez l'ensemble du moule en cire dans un revêtement spécialement conçu, généralement composé de matériaux réfractaires (tels que la poudre de zircon), de liants (tels que le verre soluble ou le sol de silice) et d'additifs. Appliquez le revêtement uniformément sur la surface du moule en cire, formant une couche superficielle fine et uniforme. Saupoudrez ensuite une couche de sable fin sur la couche superficielle pour augmenter sa rugosité et sa résistance.

Revêtement et séchage multicouches : répétez le processus de revêtement et de ponçage, appliquez plusieurs couches de revêtement de couche arrière et poncez sur la couche de surface en séquence, et séchez chaque couche de revêtement après revêtement pour éliminer l'humidité du revêtement et garantir la résistance et la respirabilité de la coque. Le processus de séchage peut être effectué par séchage naturel ou par séchage à l'air chaud, et le temps et la température de séchage doivent être ajustés raisonnablement en fonction des caractéristiques du revêtement et des conditions environnementales.

Décirage : placez la coque préparée dans l'équipement de décirage, chauffez-la pour faire fondre le moule en cire et laissez-la s'écouler hors de la coque. Il existe différentes méthodes de déparaffinage, telles que le déparaffinage à la vapeur, le déparaffinage à l’eau chaude et le déparaffinage aux micro-ondes. Le décirage à la vapeur est la méthode la plus couramment utilisée, qui consiste à placer la coque dans une bouilloire à vapeur à haute -pression et à utiliser la température élevée de la vapeur pour faire fondre le moule en cire. Le liquide de cire s'écoule par les trous au bas de la coque. Le processus de décirage doit garantir que le moule en cire est complètement fondu et déchargé pour éviter que la cire résiduelle n'affecte la qualité de la coulée.

Rôtissage de la coque : Après le décirage, la coque doit être torréfiée pour améliorer encore sa résistance et sa résistance au feu, et éliminer l'humidité résiduelle et les impuretés organiques de la coque. Placez la coque dans le four à rôtir et chauffez-la selon une certaine courbe de chauffe. La température de torréfaction se situe généralement entre 900 et 1 100 degrés et le temps de torréfaction est déterminé en fonction de facteurs tels que l'épaisseur et le matériau de la coque. La coque cuite doit avoir une résistance et une respirabilité suffisantes pour assurer le bon déroulement du processus de coulée ultérieur.

Fusion des alliages de titane : en raison de la réactivité chimique élevée des alliages de titane, ils sont susceptibles de réagir avec des éléments tels que l'oxygène, l'azote et l'hydrogène présents dans l'air. Par conséquent, la fusion des alliages de titane doit être effectuée dans un environnement protégé sous vide ou sous gaz inerte. Les équipements de fusion courants comprennent les fours à arc consommables sous vide, les fours à induction sous vide, etc. Pesez avec précision les matières premières en alliage de titane selon les exigences de la formule et placez-les dans le four de fusion pour la fusion. Pendant le processus de fusion, il est nécessaire de contrôler strictement les paramètres tels que la température de fusion, la durée et l'atmosphère du four pour garantir la composition uniforme et la qualité stable de l'alliage de titane.

Versement : Une fois l'alliage de titane fondu à la température et à la composition requises, le liquide de l'alliage de titane fondu est rapidement versé dans la coque préchauffée à l'aide d'un équipement de versement tel qu'une louche. Le processus de coulée doit être rapide et fluide, évitant les éclaboussures et l'oxydation du métal en fusion. Dans le même temps, il est nécessaire de contrôler la vitesse et la température de coulée pour garantir que le liquide métallique puisse remplir la cavité de la coque et éviter des défauts tels qu'une isolation contre le froid et une coulée insuffisante.

Nettoyage de la coque : Une fois la pièce coulée refroidie et solidifiée, utilisez un équipement vibrant ou des outils manuels pour retirer la coque. Soyez prudent pendant le processus de nettoyage de la coque pour éviter d'endommager la surface de la pièce moulée.

Couper les carottes et les colonnes montantes : utilisez un équipement de coupe pour couper les pièces en excès telles que les carottes et les colonnes montantes sur la pièce moulée. Après la coupe, la surface de coupe doit être polie pour la rendre lisse et uniforme.

Traitement thermique : Afin d'améliorer la microstructure et les performances des engrenages hélicoïdaux en alliage de titane, il est nécessaire d'effectuer un traitement thermique sur les pièces moulées. Les processus de traitement thermique courants comprennent le recuit, la trempe, le revenu, etc. Sélectionnez les paramètres de processus de traitement thermique appropriés en fonction de la composition et des exigences d'utilisation des alliages de titane pour améliorer la résistance, la dureté, la ténacité et les performances en fatigue des engrenages.

Traitement mécanique et traitement de surface : traitement mécanique des pièces moulées ayant subi un traitement thermique, tel que le tournage, le fraisage, le meulage, etc., pour obtenir la précision dimensionnelle et la rugosité de surface requises dans la conception. Ensuite, selon les besoins, la surface de l'engrenage est traitée, comme la nitruration, le chromage dur, etc., pour améliorer la résistance à l'usure et à la corrosion de l'engrenage.

Inspection de qualité : effectuez une inspection de qualité complète de l'engrenage hélicoïdal final, y compris des tests de précision dimensionnelle, de précision de forme, de qualité de surface, de structure métallographique, de propriétés mécaniques et d'autres aspects. Utilisez des instruments de mesure tridimensionnelle, des microscopes métallographiques, des testeurs de dureté et d'autres équipements pour tester afin de garantir que la qualité des engrenages répond aux normes de conception et aux exigences d'utilisation.

Difficulté à fondre et à couler les alliages de titane : les alliages de titane ont une réactivité chimique élevée et sont susceptibles de réagir avec des éléments tels que l'oxygène, l'azote et l'hydrogène présents dans l'environnement pendant le processus de fusion et de coulée, entraînant des défauts tels que la porosité et les inclusions dans les pièces moulées. Pendant ce temps, les alliages de titane ont un point de fusion élevé et les processus de fusion et de coulée nécessitent un équipement et un contrôle de processus spéciaux.

Difficulté de contrôle qualité des coquilles de moule : La qualité des coquilles de moule affecte directement la qualité des pièces moulées, et la résistance, la respirabilité, la stabilité thermique et d'autres propriétés des coquilles de moule doivent être strictement contrôlées. Pendant le processus de revêtement et de cuisson, il est facile de rencontrer des problèmes tels que la fissuration et le délaminage de la coque, qui affectent l'intégrité de la coque et la qualité de la pièce moulée.

Coût élevé : les matériaux en alliage de titane eux-mêmes sont coûteux, et l'investissement en équipement et le cycle de production de la technologie de coulée à la cire perdue sont importants, ce qui entraîne des coûts de fabrication élevés pour les engrenages en spirale.

Adopter une technologie de fusion et de coulée sous vide ou avec protection contre les gaz inertes : pendant le processus de fusion et de coulée, des équipements tels que des fours à induction sous vide et des fours à arc consommables sous vide sont utilisés pour évacuer le four ou le remplir de gaz inerte (tel que l'argon), isoler l'air et empêcher les alliages de titane de réagir avec des éléments tels que l'oxygène, l'azote et l'hydrogène. Dans le même temps, l'optimisation des paramètres du processus de fusion et de coulée, le contrôle de la température, du temps et de la vitesse, etc., peuvent réduire l'apparition de défauts de coulée.

Optimisez le processus de fabrication de la coque : sélectionnez les matériaux réfractaires et les liants appropriés, optimisez la formule de revêtement et le processus de suspension, et améliorez la résistance et la respirabilité de la coque. Pendant le processus de torréfaction, contrôlez strictement la vitesse de chauffage et la température de torréfaction pour éviter des problèmes tels que la fissuration et le délaminage de la coque. Renforcez l'inspection de la qualité pendant le processus de fabrication de la coque, identifiez et résolvez rapidement les problèmes.

Mesures de contrôle des coûts : Réduisez l’utilisation de matériaux en alliage de titane en optimisant la conception et les processus. Améliorez l’efficacité de la production, raccourcissez les cycles de production et réduisez les coûts d’équipement et de main-d’œuvre. Dans le même temps, établissez des relations de coopération stables à long terme avec les fournisseurs de matériaux et efforcez-vous d'obtenir des prix de matériaux plus avantageux.

Le moulage à la cire perdue en alliage de titane pour engrenages hélicoïdaux est un processus de fabrication avancé qui peut produire des engrenages hélicoïdaux de haute-performances et de haute-précision. Bien que le processus de production présente certains défis, grâce à l'innovation technologique continue et à l'optimisation des processus, les avantages de ce processus peuvent être pleinement utilisés pour répondre aux besoins de diverses industries en matière d'engrenages hélicoïdaux.