Funció a la-cera perduda d'aliatge de titani per a balancins d'automòbils

1. Disseny i fabricació de motlles: a partir dels dibuixos de disseny del braç basculant d'automòbil, es crea un model 3D del motlle mitjançant un programari de disseny assistit per ordinador (CAD). A continuació, s'utilitza la tecnologia de mecanitzat CNC per fabricar el motlle. La precisió i la qualitat superficial del motlle afecten directament la qualitat del model de cera; per tant, és necessari un control estricte de la precisió de mecanitzat del motlle.

2. Injecció de model de cera: el material de cera s'escalfa fins a un estat fos, normalment controlat a 60-70 graus. A continuació, s'utilitza una màquina d'emmotllament per injecció per injectar el material de cera fos a la cavitat del motlle, mantenint una certa pressió durant un període de temps per permetre que el material de cera ompli tota la cavitat. La pressió i el temps d'injecció s'han d'ajustar segons les propietats del material de cera i la forma del braç basculant per garantir la precisió dimensional i la qualitat superficial del model de cera.

3. Acabat del model de cera: el model de cera modelat per injecció-s'elimina del motlle i s'acaba la seva superfície. Elimineu l'excés de flaix, rebaves i altres defectes i comproveu que les dimensions i la forma del model de cera compleixen els requisits. Per a les peces que requereixen alta precisió, pot ser necessari un processament i un poliment posteriors.

4. Muntatge de model de cera: per millorar l'eficiència de la fosa, se solen combinar diversos models de cera per formar un conjunt de model de cera. El mètode de muntatge s'ha de dissenyar segons la forma del braç basculant i els requisits del procés de fosa, assegurant que l'espaiat i el mètode de connexió entre els models de cera siguin raonables per facilitar la fabricació i l'abocament posteriors de la closca.

1. Recobriment: submergiu el conjunt del model de cera en el recobriment per cobrir uniformement la superfície. El recobriment es compon habitualment de materials refractaris (com ara sorra de sílice, corindó, etc.) i aglutinants (com got d'aigua, sol de sílice, etc.). El gruix i la uniformitat del recobriment tenen un impacte significatiu en la qualitat de la closca; generalment es requereixen múltiples recobriments i l'assecat és necessari després de cada recobriment.

2. Aspersió de sorra: després del recobriment, col·loqueu el conjunt del model de cera en un dispositiu d'aspersió de sorra per ruixar una capa de sorra refractària a la seva superfície. La mida de partícula i el material de la sorra s'han de seleccionar segons els requisits de la closca refractària. Generalment, la sorra s'aplica diverses vegades, des de sorra gruixuda fins a fina, per formar diferents capes de l'estructura de la closca. L'objectiu de l'aplicació de sorra és augmentar la resistència i la permeabilitat de la closca.

3. Assecat i enduriment: després del recobriment i l'aplicació de sorra, la closca ha de sotmetre's a un tractament d'assecat i enduriment per permetre que l'aglutinant reaccioni químicament, unint els materials refractaris per formar una closca sòlida. Els paràmetres del procés d'assecat i enduriment (com la temperatura, la humitat i el temps) s'han d'ajustar segons el tipus d'aglutinant i el gruix de la closca. En general, les closques que utilitzen aglutinants de sol de sílice requereixen un temps d'assecat més llarg i s'han d'assecar en un ambient amb una humitat relativament baixa.

4. Desparafinat: La closca seca i endurida es col·loca en un dispositiu de desparafinat, on l'escalfament fon el model de cera, fent que surti de la closca. Hi ha molts mètodes de desparafinat, com ara el desparafinat amb aigua calenta, el desparafinat amb vapor i el desparafinat per microones. Durant el desparafinat, la temperatura i el temps s'han de controlar acuradament per garantir que el model de cera es fongui i s'elimini completament, evitant alhora danys a la closca.

5. Cocció: Després de la desparafinació, la closca del motlle s'ha de coar per eliminar la humitat residual i la matèria orgànica, millorant la seva resistència i refractarietat. La temperatura i el temps de cocció s'han d'ajustar segons el material i l'estructura de la carcassa del motlle, generalment a una temperatura elevada de 800 -1200 graus durant diverses hores. La carcassa del motlle cuita ha de tenir prou força i permeabilitat per suportar l'abocament de líquid d'aliatge de titani a alta temperatura.

1. Fusió d'aliatge de titani: la matèria primera d'aliatge de titani es fon mitjançant un forn de fusió per inducció al buit. La matèria primera d'aliatge de titani es col·loca en un gresol i s'escalfa fins a un estat fos al buit. Durant el procés de fusió, la temperatura del forn, el nivell de buit i el temps de fusió s'han de controlar estrictament per garantir una composició química uniforme de l'aliatge de titani i reduir el contingut d'impureses. Al mateix temps, per evitar reaccions químiques entre l'aliatge de titani i el gresol durant el procés de fusió, s'utilitzen generalment materials especials de gresol (com ara gresols d'òxid d'itri).

2. Abocament: l'aliatge de titani fos es transfereix al sistema de gating mitjançant un cullerot i després s'aboca ràpidament a la cavitat de la carcassa del motlle. El procés d'abocament s'ha de dur a terme sota un cert buit o atmosfera protectora per evitar que l'aliatge de titani fos reaccioni amb oxigen, nitrogen, etc., a l'aire, donant lloc a defectes com ara porositat i inclusions. La temperatura i la velocitat d'abocament s'han d'ajustar segons les propietats de l'aliatge de titani i la forma del braç basculant per garantir que l'aliatge de titani fos ompli tota la cavitat, evitant defectes com ara l'ompliment incomplet i els tancaments en fred.

1. Eliminació de la closca: després que la fosa d'aliatge de titani s'hagi refredat i solidificat, la carcassa s'elimina mitjançant mètodes mecànics (com ara sorra amb vibració, sorra, etc.). S'ha de tenir cura d'evitar danyar la fosa durant l'eliminació de la closca.

2. Tall de la porta: la fosa es separa del sistema de portes i s'eliminen l'excés de portes i elevacions. L'àrea de la porta tallada s'ha de tallar i acabar per fer que la seva superfície sigui llisa.

3. Tractament tèrmic: per millorar les propietats mecàniques de la fosa d'aliatge de titani, normalment es requereix un tractament tèrmic. Els processos de tractament tèrmic habituals inclouen el recuit, l'extinció i el tremp. Els paràmetres del procés per al tractament tèrmic s'han de seleccionar en funció de la composició de l'aliatge de titani i l'ús previst de la fosa per obtenir propietats mecàniques òptimes.

4. Tractament superficial: el tractament superficial de la fosa inclou el polit, la passivació i la pintura. L'objectiu del tractament superficial és millorar la qualitat de la superfície i la resistència a la corrosió de la fosa, alhora que compleix els requisits d'aspecte del braç basculant d'automòbil.

5. Inspecció de qualitat: es realitza una inspecció de qualitat integral a la fosa de balancins d'automòbil tractada. El contingut de la inspecció inclou la precisió dimensional, la precisió de la forma, la qualitat de la superfície i les propietats mecàniques. Els mètodes d'inspecció utilitzats habitualment inclouen la màquina de mesura de coordenades (CMM), l'anàlisi metal·logràfica, les proves de duresa i la detecció de defectes. Només les peces de fosa que passen una inspecció rigorosa poden passar a les etapes posteriors de muntatge i ús.

1. Anàlisi del repte: els aliatges de titani són altament reactius químicament i reaccionen fàcilment amb l'oxigen i el nitrogen de l'aire durant la fusió a alta-temperatura, absorbint grans quantitats de gas. Això comporta defectes com ara porositat i inclusions en la fosa, reduint-ne les propietats mecàniques i la qualitat.

2. Solució: Utilitzeu la tecnologia de fusió per inducció al buit per mantenir un alt buit al forn durant la fusió, reduint el contacte entre l'aliatge de titani i l'aire. Simultàniament, utilitzeu matèries primeres d'alta-qualitat i controleu estrictament el contingut de gas a les matèries primeres. A més, afegir quantitats adequades de desoxidants i agents de desgasificació durant la fusió pot reduir encara més el contingut de gas a l'aliatge de titani.

1. Anàlisi de reptes: A altes temperatures, els aliatges de titani reaccionen químicament amb el material del motlle, formant una capa de reacció interfacial que afecta la qualitat superficial i la precisió dimensional de la fosa. Especialment quan s'utilitzen materials de motlle que contenen silici, la reacció entre titani i silici pot provocar defectes com ara l'adhesió de la sorra i esquerdes a la superfície de fosa.

2. Solucions: Seleccioneu materials de carcassa i sistemes de recobriment adequats per minimitzar les reaccions químiques entre la carcassa i l'aliatge de titani. Per exemple, utilitzeu materials refractaris com la sorra de zircó i l'òxid d'itri com a materials de la capa superficial de la closca, ja que aquests materials tenen una bona compatibilitat química amb l'aliatge de titani. Simultàniament, realitzeu un tractament especial a la carcassa, com ara revestir la superfície de la carcassa amb una capa d'aïllament per evitar el contacte directe entre l'aliatge de titani i la carcassa.

1. Reptes: durant la fosa a la-cera perduda, la precisió dimensional de les peces de fosa és difícil de controlar a causa de factors com ara la contracció del patró de cera, l'expansió i la contracció de la closca i la contracció de solidificació de l'aliatge de titani. Especialment per als braços basculants d'automòbils de forma complexa- amb requisits d'alta precisió, les desviacions dimensionals poden impedir que es muntin correctament i s'utilitzin amb altres components.

2. Solucions: reduir la taxa de contracció del patró de cera controlant amb precisió els paràmetres del procés d'injecció. Durant el procés de fabricació de la closca, seleccioneu racionalment els materials de la carcassa i els paràmetres del procés per controlar l'expansió i la contracció de la carcassa. Simultàniament, la tecnologia de simulació per ordinador s'utilitza per simular numèricament el procés de fosa, predir la contracció de la fosa i corregir les dimensions del motlle en funció dels resultats de la simulació. Durant el procés de mecanitzat de fosa, s'utilitzen equips i processos de mecanitzat d'alta-precisió per processar i corregir la fosa, assegurant que la seva precisió dimensional compleixi els requisits.

1. Reptes: en el procés de fosa a la-cera perduda dels aliatges de titani, a causa de la poca fluïdesa i la velocitat de solidificació ràpida dels aliatges de titani, es generen fàcilment defectes com la porositat, la porositat per contracció i les inclusions dins de la fosa, afectant les propietats mecàniques i la fiabilitat de la fosa.

2. Solucions: Optimitzar el disseny del sistema de gating per millorar la fluïdesa i la capacitat d'ompliment de l'aliatge de titani fos. En establir racionalment la posició i la mida de la porta i de l'alça, assegureu-vos que l'aliatge de titani fos pugui omplir sense problemes tota la cavitat, evitant remolins i atrapaments de gas. Al mateix temps, reforçar el tractament de refinament i desgasificació de l'aliatge de titani durant el procés de fusió per reduir el contingut de gas i inclusió a la fosa. A més, s'utilitzen tecnologies avançades de detecció de defectes (com ara proves d'ultrasons i proves de raigs X-) per dur a terme inspeccions internes de qualitat en peces de fosa, que permeten la detecció i el tractament oportuns dels defectes interns.

Amb el desenvolupament continu de la indústria de l'automòbil, els requisits de rendiment dels motors són cada cop més estrictes. Els motors d'automoció d'alt rendiment-han de tenir una densitat de potència més alta, un consum de combustible més baix i emissions més baixes. Els balancins d'automoció fabricats amb la tecnologia de fosa-d'hòsties perduts d'aliatge de titani, a causa dels seus avantatges de pes lleuger, alta resistència i bona resistència a la corrosió, poden millorar eficaçment el rendiment i la fiabilitat del motor. Els braços de balancí d'aliatge de titani ja s'han començat a aplicar gradualment als motors d'algunes marques d'automoció-de gamma alta, i les seves perspectives d'aplicació futures són molt àmplies.

El desenvolupament de vehicles d'energia nova ha imposat més exigències a la lleugeresa i l'alt rendiment dels components d'automoció. Tot i que el sistema de potència dels vehicles de nova energia difereix del dels vehicles de combustible tradicionals, components com ara els balancins del tren de vàlvules del motor segueixen sent indispensables. Els braços basculants d'automòbils d'aliatge de titani perdut-poden satisfer els requisits dels vehicles d'energia nova per a components lleugers i d'alt-rendiment, ajudant a millorar l'autonomia i el rendiment global dels vehicles d'energia nova.

Més enllà del sector de l'automoció, la tecnologia de fosa a la cera perduda d'aliatge de titani{0}} també té un valor d'aplicació important en l'aeroespacial i altres camps. La indústria aeroespacial té requisits extremadament alts per a la qualitat i el rendiment dels components, i l'alta resistència, la baixa densitat i la bona resistència a la corrosió dels balancins d'aliatge de titani els fan ideals per al seu ús en motors d'avions, naus espacials i altres equips. Optimitzant encara més el procés de fosa a la cera perduda d'aliatge de titani-i millorant la qualitat i el rendiment de les peces de fosa, s'espera que la tecnologia de fosa a la cera perduda d'aliatge de titani-per a balancins d'automòbils es pugui ampliar a una gamma més àmplia de camps.