Verloren-wasgieten van titaniumlegering voor tuimelaars in auto's

1. Ontwerp en productie van matrijzen: op basis van de ontwerptekeningen van de tuimelaar van de auto wordt een 3D-model van de matrijs gemaakt met behulp van computer-aided design (CAD)-software. Vervolgens wordt CNC-bewerkingstechnologie gebruikt om de mal te vervaardigen. De precisie en oppervlaktekwaliteit van de mal hebben rechtstreeks invloed op de kwaliteit van het wasmodel; daarom is een strikte controle van de nauwkeurigheid van de matrijsbewerking noodzakelijk.

2. Wasmodelinjectie: het wasmateriaal wordt verwarmd tot een gesmolten toestand, doorgaans geregeld op 60-70 graden. Vervolgens wordt een spuitgietmachine gebruikt om het gesmolten wasmateriaal in de vormholte te injecteren, waarbij een bepaalde druk gedurende een bepaalde periode wordt gehandhaafd zodat het wasmateriaal de gehele holte kan vullen. De injectiedruk en -tijd moeten worden aangepast aan de eigenschappen van het wasmateriaal en de vorm van de tuimelaar om de maatnauwkeurigheid en oppervlaktekwaliteit van het wasmodel te garanderen.

3. Afwerking van wasmodellen: Het spuit-wasmodel wordt uit de mal verwijderd en het oppervlak wordt afgewerkt. Verwijder overtollig flash, bramen en andere defecten en controleer of de afmetingen en vorm van het wasmodel aan de eisen voldoen. Voor onderdelen die een hoge precisie vereisen, kan verdere verwerking en polijsten noodzakelijk zijn.

4. Assemblage van wasmodellen: Om de gietefficiëntie te verbeteren, worden meestal meerdere wasmodellen gecombineerd om een ​​wasmodelassemblage te vormen. De montagemethode moet worden ontworpen in overeenstemming met de vorm van de tuimelaar en de vereisten van het gietproces, waarbij ervoor moet worden gezorgd dat de afstand en verbindingsmethode tussen de wasmodellen redelijk zijn om de daaropvolgende fabricage en het gieten van de schaal te vergemakkelijken.

1. Coating: Dompel het wasmodel in de coating om het oppervlak gelijkmatig te coaten. De coating bestaat meestal uit vuurvaste materialen (zoals kwartszand, korund, enz.) en bindmiddelen (zoals waterglas, silicasol, enz.). De dikte en uniformiteit van de coating hebben een aanzienlijke invloed op de kwaliteit van de schaal; Over het algemeen zijn meerdere coatings vereist en is drogen na elke coating noodzakelijk.

2. Zandstrooien: Plaats het wasmodel na het coaten in een zandstrooiapparaat om een ​​laag vuurvast zand op het oppervlak te strooien. De deeltjesgrootte en het materiaal van het zand moeten worden geselecteerd op basis van de vereisten van de vuurvaste schaal. Over het algemeen wordt zand meerdere keren aangebracht, van grof tot fijn zand, om verschillende lagen van de schilstructuur te vormen. Het doel van het aanbrengen van zand is het vergroten van de sterkte en doorlaatbaarheid van de schaal.

3. Drogen en verharden: Na het aanbrengen van een coating en zand moet de schaal een droog- en verhardingsbehandeling ondergaan om het bindmiddel chemisch te laten reageren, waardoor de vuurvaste materialen aan elkaar worden gebonden om een ​​solide schaal te vormen. De parameters voor het droog- en verhardingsproces (zoals temperatuur, vochtigheid en tijd) moeten worden aangepast aan het type bindmiddel en de dikte van de schaal. Over het algemeen hebben schelpen die silicasol-bindmiddelen gebruiken een langere droogtijd nodig en moeten ze worden gedroogd in een omgeving met een relatief lage luchtvochtigheid.

4. Ontwassen: De gedroogde en verharde schaal wordt in een ontwasapparaat geplaatst, waar door verwarming het wasmodel smelt, waardoor het uit de schaal vloeit. Er zijn veel ontwasmethoden, waaronder gewoonlijk het ontwassen met heet water, het ontwassen met stoom en het ontwassen in de magnetron. Tijdens het ontwassen moeten de temperatuur en de tijd zorgvuldig worden gecontroleerd om ervoor te zorgen dat het wasmodel volledig wordt gesmolten en verwijderd, terwijl schade aan de schaal wordt vermeden.

5. Bakken: Na het ontwassen moet de vormschaal worden gebakken om resterend vocht en organisch materiaal te verwijderen, waardoor de sterkte en vuurvastheid worden verbeterd. De baktemperatuur en -tijd moeten worden aangepast aan het materiaal en de structuur van de vormschaal, meestal bij een hoge temperatuur van 800-1200 graden gedurende enkele uren. De gebakken vormschaal moet voldoende sterkte en permeabiliteit hebben om bestand te zijn tegen het gieten van vloeistof van titaniumlegering op hoge temperatuur.

1. Smelten van titaniumlegering: De grondstof van de titaniumlegering wordt gesmolten met behulp van een vacuüm-inductiesmeltoven. De grondstof van de titaniumlegering wordt in een smeltkroes geplaatst en onder vacuüm tot gesmolten toestand verwarmd. Tijdens het smeltproces moeten de oventemperatuur, het vacuümniveau en de smelttijd strikt worden gecontroleerd om een ​​uniforme chemische samenstelling van de titaniumlegering te garanderen en het onzuiverheidsgehalte te verminderen. Tegelijkertijd worden, om chemische reacties tussen de titaniumlegering en de smeltkroes tijdens het smeltproces te voorkomen, gewoonlijk speciale smeltkroesmaterialen (zoals yttriumoxidekroezen) gebruikt.

2. Gieten: De gesmolten titaniumlegering wordt via een gietlepel naar het poortsysteem overgebracht en vervolgens snel in de holte van de vormschaal gegoten. Het gietproces moet worden uitgevoerd onder een bepaald vacuüm of een beschermende atmosfeer om te voorkomen dat de gesmolten titaniumlegering reageert met zuurstof, stikstof, enz. in de lucht, wat resulteert in defecten zoals porositeit en insluitsels. De giettemperatuur en -snelheid moeten worden aangepast aan de eigenschappen van de titaniumlegering en de vorm van de tuimelaar om ervoor te zorgen dat de gesmolten titaniumlegering de gehele holte vult, terwijl defecten zoals onvolledige vulling en koude afsluitingen worden vermeden.

1. Verwijdering van de schaal: Nadat het gietstuk van de titaniumlegering is afgekoeld en gestold, wordt de schaal verwijderd met behulp van mechanische methoden (zoals trillingszandstralen, zandstralen, enz.). Er moet voor worden gezorgd dat het gietstuk niet wordt beschadigd tijdens het verwijderen van de schaal.

2. Poortsnijden: het gietstuk wordt gescheiden van het poortsysteem en overtollige poorten en stijgbuizen worden verwijderd. Het uitgesneden poortgebied moet worden geslepen en afgewerkt om het oppervlak glad te maken.

3. Warmtebehandeling: Om de mechanische eigenschappen van het gietstuk van een titaniumlegering te verbeteren, is meestal een warmtebehandeling vereist. Veel voorkomende warmtebehandelingsprocessen omvatten gloeien, blussen en temperen. De procesparameters voor warmtebehandeling moeten worden geselecteerd op basis van de samenstelling van de titaniumlegering en het beoogde gebruik van het gietstuk om optimale mechanische eigenschappen te verkrijgen.

4. Oppervlaktebehandeling: De oppervlaktebehandeling van het gietstuk omvat polijsten, passiveren en schilderen. Het doel van oppervlaktebehandeling is om de oppervlaktekwaliteit en corrosieweerstand van het gietstuk te verbeteren, terwijl ook wordt voldaan aan de uiterlijke eisen van de autotuimelaar.

5. Kwaliteitsinspectie: Er wordt een uitgebreide kwaliteitscontrole uitgevoerd op het behandelde gietstuk van de auto-tuimelaar. De inhoud van de inspectie omvat maatnauwkeurigheid, vormnauwkeurigheid, oppervlaktekwaliteit en mechanische eigenschappen. Veelgebruikte inspectiemethoden zijn onder meer een coördinatenmeetmachine (CMM), metallografische analyse, hardheidstesten en foutdetectie. Alleen gietstukken die een strenge inspectie doorstaan, kunnen doorgaan naar de daaropvolgende montage- en gebruiksfasen.

1. Analyse van de uitdaging: Titaniumlegeringen zijn zeer chemisch reactief en reageren gemakkelijk met zuurstof en stikstof in de lucht tijdens smelten bij hoge- temperaturen, waarbij grote hoeveelheden gas worden geabsorbeerd. Dit leidt tot defecten zoals porositeit en insluitsels in het gietstuk, waardoor de mechanische eigenschappen en kwaliteit ervan afnemen.

2. Oplossing: Gebruik vacuüminductiesmelttechnologie om tijdens het smelten een hoog vacuüm in de oven te handhaven, waardoor het contact tussen de titaniumlegering en lucht wordt verminderd. Gebruik tegelijkertijd grondstoffen van hoge-kwaliteit en controleer strikt het gasgehalte in de grondstoffen. Bovendien kan het toevoegen van geschikte hoeveelheden desoxidatiemiddelen en ontgassers tijdens het smelten het gasgehalte in de titaniumlegering verder verlagen.

1. Uitdagingsanalyse: Bij hoge temperaturen reageren titaniumlegeringen chemisch met het malmateriaal, waardoor een grensvlakreactielaag ontstaat die de oppervlaktekwaliteit en maatnauwkeurigheid van het gietstuk beïnvloedt. Vooral bij het gebruik van malmaterialen die silicium bevatten, kan de reactie tussen titanium en silicium defecten zoals zandhechting en scheuren op het gietoppervlak veroorzaken.

2. Oplossingen: Selecteer geschikte schaalmaterialen en coatingsystemen om chemische reacties tussen de schaal en de titaniumlegering te minimaliseren. Gebruik bijvoorbeeld vuurvaste materialen zoals zirkoonzand en yttriumoxide als oppervlaktelaagmaterialen van de schaal, omdat deze materialen een goede chemische compatibiliteit hebben met de titaniumlegering. Voer tegelijkertijd een speciale behandeling uit op de schaal, zoals het coaten van het schaaloppervlak met een isolatielaag om direct contact tussen de titaniumlegering en de schaal te voorkomen.

1. Uitdagingen: Tijdens verloren-wasgieten is de maatnauwkeurigheid van de gietstukken moeilijk te controleren vanwege factoren zoals de krimp van het waspatroon, de uitzetting en krimp van de schaal en de stollingskrimp van de titaniumlegering. Vooral bij complex-gevormde tuimelaars voor auto's met hoge precisie-eisen kunnen maatafwijkingen ervoor zorgen dat ze niet op de juiste manier worden geassembleerd en gebruikt met andere componenten.

2. Oplossingen: Verminder de krimpsnelheid van het waspatroon door de parameters van het injectieproces nauwkeurig te controleren. Selecteer tijdens het fabricageproces van de schaal op rationele wijze schaalmaterialen en procesparameters om de uitzetting en krimp van de schaal te beheersen. Tegelijkertijd wordt computersimulatietechnologie gebruikt om het gietproces numeriek te simuleren, de krimp van het gietstuk te voorspellen en de matrijsafmetingen te corrigeren op basis van de simulatieresultaten. Tijdens het gietbewerkingsproces worden zeer-precieze bewerkingsapparatuur en -processen gebruikt om het gietstuk verder te verwerken en te corrigeren, zodat de maatnauwkeurigheid aan de eisen voldoet.

1. Uitdagingen: Bij het verloren-gietproces van titaniumlegeringen kunnen vanwege de slechte vloeibaarheid en snelle stollingssnelheid van titaniumlegeringen gemakkelijk defecten zoals porositeit, krimpporositeit en insluitsels in het gietstuk ontstaan, waardoor de mechanische eigenschappen en betrouwbaarheid van het gietstuk worden aangetast.

2. Oplossingen: Optimaliseer het ontwerp van het poortsysteem om de vloeibaarheid en het vulvermogen van de gesmolten titaniumlegering te verbeteren. Door de positie en grootte van de poort en stijgbuis rationeel in te stellen, zorgt u ervoor dat de gesmolten titaniumlegering de gehele holte soepel kan vullen, waardoor wervelingen en gasinsluiting worden vermeden. Versterk tegelijkertijd de raffinage- en ontgassingbehandeling van de titaniumlegering tijdens het smeltproces om het gas- en insluitingsgehalte in het gietstuk te verminderen. Bovendien worden geavanceerde foutdetectietechnologieën (zoals ultrasoon testen en röntgentesten) gebruikt om interne kwaliteitsinspecties op gietstukken uit te voeren, waardoor tijdige detectie en afhandeling van interne defecten mogelijk wordt.

Met de voortdurende ontwikkeling van de auto-industrie worden de prestatie-eisen voor motoren steeds strenger. Automotoren met hoge-prestaties moeten een hogere vermogensdichtheid, een lager brandstofverbruik en een lagere uitstoot hebben. Tuimelaars voor auto's die zijn vervaardigd met verloren-wafelgiettechnologie van titaniumlegeringen, kunnen vanwege hun voordelen van licht gewicht, hoge sterkte en goede corrosieweerstand de motorprestaties en betrouwbaarheid effectief verbeteren. Tuimelaars van titaniumlegering worden al geleidelijk toegepast in de motoren van een aantal hoogwaardige automerken, en hun toekomstige toepassingsmogelijkheden zijn zeer breed.

De ontwikkeling van nieuwe energievoertuigen heeft hogere eisen gesteld aan het lichte gewicht en de hoge prestaties van auto-onderdelen. Hoewel het aandrijfsysteem van nieuwe energievoertuigen verschilt van dat van traditionele brandstofvoertuigen, blijven componenten zoals tuimelaars in het motorkleppenmechanisme onmisbaar. Tuimelaars voor auto's met verloren-wafer-gegoten titaniumlegering kunnen voldoen aan de eisen van nieuwe energievoertuigen voor lichtgewicht en hoogwaardige- componenten, waardoor het rijbereik en de algehele prestaties van nieuwe energievoertuigen worden verbeterd.

Buiten de automobielsector heeft de verloren-wasgiettechnologie van titaniumlegeringen ook een aanzienlijke toepassingswaarde in de lucht- en ruimtevaart en op andere terreinen. De lucht- en ruimtevaartindustrie stelt extreem hoge eisen aan de kwaliteit en prestaties van componenten, en de hoge sterkte, lage dichtheid en goede corrosieweerstand van tuimelaars van titaniumlegering maken ze ideaal voor gebruik in vliegtuigmotoren, ruimtevaartuigen en andere apparatuur. Door het proces van het gieten van verloren was-titaniumlegeringen verder te optimaliseren en de kwaliteit en prestaties van gietstukken te verbeteren, wordt gehoopt dat de technologie van het gieten van verloren-titaniumlegeringen voor tuimelaars in auto's kan worden uitgebreid naar een breder scala aan vakgebieden.