Fundición con pérdida de cera de aleación de titanio con engranaje espiral

Diseño y fabricación de moldes: basándose en los dibujos de diseño del engranaje helicoidal, utilice-software de diseño asistido por computadora (CAD) para realizar el modelado 3D del molde. Teniendo en cuenta factores como la tasa de contracción de las aleaciones de titanio durante el proceso de fundición, se deben realizar los ajustes adecuados en las dimensiones del modelo. Luego, se utilizan máquinas herramienta CNC y otros equipos para procesar el molde, y la precisión del molde afecta directamente la calidad del molde de cera. Por lo tanto, es necesario garantizar que la precisión dimensional y la suavidad de la superficie del molde cumplan con los requisitos.

Inyección de cera: elija el material de cera adecuado, que generalmente requiere buena fluidez, estabilidad térmica y baja tasa de contracción. Después de calentar y derretir el material de cera, inyéctelo en el molde a través de una máquina de inyección. Durante el proceso de inyección, es necesario controlar parámetros como la presión, la temperatura y el tiempo de inyección para garantizar el moldeo completo y la precisión dimensional del molde de cera. Una vez completada la inyección, espere a que el molde de cera se enfríe y solidifique antes de retirarlo del molde.

Combinación de patrones de cera: para mejorar la eficiencia de la fundición, generalmente se combinan múltiples patrones de cera para formar un grupo de patrones de cera. Utilice equipo de soldadura especializado para soldar un único molde de cera a accesorios como barras de bebedero y elevadores, formando un conjunto completo de molde de cera. Durante el proceso de montaje, es necesario garantizar la posición relativa precisa y la conexión firme entre los moldes de cera.

Capa de superficie de recubrimiento: sumerja el conjunto del molde de cera en un recubrimiento especialmente diseñado, que generalmente está compuesto de materiales refractarios (como polvo de circonio), aglutinantes (como vidrio soluble o sol de sílice) y aditivos. Aplique el recubrimiento uniformemente sobre la superficie del molde de cera, formando una capa superficial delgada y uniforme. Luego espolvorea una capa de arena fina sobre la capa superficial para aumentar su rugosidad y resistencia.

Revestimiento y secado de múltiples capas: repita el proceso de revestimiento y lijado, aplique varias capas de revestimiento posterior y lije la capa superficial en secuencia, y seque cada capa de revestimiento después del revestimiento para eliminar la humedad del revestimiento y garantizar la resistencia y transpirabilidad de la carcasa. El proceso de secado se puede realizar mediante secado natural o secado con aire caliente, y el tiempo y la temperatura de secado deben ajustarse razonablemente de acuerdo con las características del recubrimiento y las condiciones ambientales.

Desparafinado: Coloque la cáscara preparada en el equipo de desparafinado, caliéntela para derretir el molde de cera y déjela salir de la cáscara. Existen varios métodos de desparafinado, como el desparafinado con vapor, el desparafinado con agua caliente y el desparafinado con microondas. La desparafinación con vapor es el método más utilizado, que consiste en colocar la cáscara en una tetera de vapor a alta-presión y utilizar la alta temperatura del vapor para derretir el molde de cera. El líquido de cera sale a través de los agujeros en el fondo de la cáscara. El proceso de desparafinado debe garantizar que el molde de cera se derrita y descargue por completo para evitar que la cera residual afecte la calidad de la fundición.

Tostado de la cáscara: después del desparafinado, es necesario tostar la cáscara para mejorar aún más su resistencia y resistencia al fuego, y eliminar la humedad residual y las impurezas orgánicas de la cáscara. Coloque la cáscara en el horno de asado y caliéntela según una curva de calentamiento determinada. La temperatura de tostado generalmente está entre 900 y 1100 grados, y el tiempo de tostado se determina en función de factores como el grosor y el material de la cáscara. La carcasa cocida debe tener suficiente resistencia y transpirabilidad para garantizar el buen desarrollo del proceso de fundición posterior.

Fusión de aleaciones de titanio: debido a la alta reactividad química de las aleaciones de titanio, son propensas a reaccionar con elementos como el oxígeno, el nitrógeno y el hidrógeno del aire. Por lo tanto, la fusión de aleaciones de titanio debe realizarse en un entorno protegido al vacío o con gas inerte. Los equipos de fusión comunes incluyen hornos de arco consumibles al vacío, hornos de inducción al vacío, etc. Pese con precisión las materias primas de aleación de titanio de acuerdo con los requisitos de la fórmula y colóquelas en el horno de fusión para fundirlas. Durante el proceso de fusión, es necesario controlar estrictamente parámetros como la temperatura de fusión, el tiempo y la atmósfera del horno para garantizar la composición uniforme y la calidad estable de la aleación de titanio.

Vertido: Después de que la aleación de titanio se derrita a la temperatura y composición requeridas, el líquido de aleación de titanio derretido se vierte rápidamente en la carcasa precalentada a través de un equipo de vertido como una cuchara. El proceso de vertido debe ser rápido y suave, evitando salpicaduras y oxidación del metal fundido. Al mismo tiempo, es necesario controlar la velocidad y la temperatura del vertido para garantizar que el líquido metálico pueda llenar la cavidad de la carcasa y evitar defectos como el aislamiento en frío y el vertido insuficiente.

Limpieza de la concha: Después de que la pieza fundida se enfríe y solidifique, utilice equipo de vibración o herramientas manuales para retirar la concha. Tenga cuidado durante el proceso de limpieza de la carcasa para evitar dañar la superficie de la pieza fundida.

Corte de bebederos y mazarotas: utilice equipo de corte para cortar el exceso de piezas, como bebederos y mazarotas, en la pieza fundida. Después del corte, la superficie de corte debe pulirse para que quede suave y uniforme.

Tratamiento térmico: para mejorar la microestructura y el rendimiento de los engranajes helicoidales de aleación de titanio, es necesario realizar un tratamiento térmico en las piezas fundidas. Los procesos de tratamiento térmico comunes incluyen recocido, temple, revenido, etc. Seleccione los parámetros apropiados del proceso de tratamiento térmico según la composición y los requisitos de uso de las aleaciones de titanio para mejorar la resistencia, dureza, tenacidad y rendimiento de fatiga de los engranajes.

Procesamiento mecánico y tratamiento superficial: Procesamiento mecánico de piezas fundidas que han sido sometidas a tratamientos térmicos, como torneado, fresado, rectificado, etc., para lograr la precisión dimensional y la rugosidad superficial requeridas en el diseño. Luego, según las necesidades, se trata la superficie del engranaje, como nitruración, cromado duro, etc., para mejorar la resistencia al desgaste y a la corrosión del engranaje.

Inspección de calidad: realice una inspección de calidad integral del engranaje helicoidal final, incluidas pruebas de precisión dimensional, precisión de forma, calidad de la superficie, estructura metalográfica, propiedades mecánicas y otros aspectos. Utilice instrumentos de medición de coordenadas, microscopios metalográficos, probadores de dureza y otros equipos para realizar pruebas y garantizar que la calidad de los engranajes cumpla con los estándares de diseño y los requisitos de uso.

Dificultad para fundir y verter aleaciones de titanio: las aleaciones de titanio tienen una alta reactividad química y son propensas a reaccionar con elementos como oxígeno, nitrógeno e hidrógeno en el entorno durante el proceso de fusión y vertido, lo que resulta en defectos como porosidad e inclusiones en las piezas fundidas. Mientras tanto, las aleaciones de titanio tienen un alto punto de fusión y los procesos de fusión y vertido requieren equipos y control de proceso especiales.

Dificultad en el control de calidad de las carcasas de los moldes: la calidad de las carcasas de los moldes afecta directamente la calidad de las piezas fundidas, y la resistencia, la transpirabilidad, la estabilidad térmica y otras propiedades de las carcasas de los moldes deben controlarse estrictamente. Durante el proceso de recubrimiento y horneado, es fácil encontrar problemas como agrietamiento y delaminación de la cáscara, que afectan la integridad de la cáscara y la calidad de la pieza fundida.

Alto costo: los materiales de aleación de titanio en sí son costosos y la inversión en equipos y el ciclo de producción de la tecnología de fundición a la cera perdida son grandes, lo que resulta en altos costos de fabricación de engranajes espirales.

Adoptar tecnología de fusión y vertido con protección al vacío o con gas inerte: durante el proceso de fusión y vertido, se utilizan equipos como hornos de inducción al vacío y hornos de arco consumibles al vacío para evacuar el horno o llenarlo con gas inerte (como argón), aislar el aire y evitar que las aleaciones de titanio reaccionen con elementos como oxígeno, nitrógeno e hidrógeno. Al mismo tiempo, optimizar los parámetros del proceso de fusión y vertido, controlar la temperatura, el tiempo y la velocidad, etc., puede reducir la aparición de defectos de fundición.

Optimice el proceso de fabricación de la carcasa: seleccione materiales refractarios y aglutinantes adecuados, optimice la fórmula del recubrimiento y el proceso de colgado y mejore la resistencia y transpirabilidad de la carcasa. Durante el proceso de tostado, controle estrictamente la velocidad de calentamiento y la temperatura de tostado para evitar problemas como el agrietamiento y la deslaminación de la cáscara. Fortalecer la inspección de calidad durante el proceso de fabricación de la carcasa, identificar y resolver problemas rápidamente.

Medidas de control de costes: Reducir el uso de materiales de aleación de titanio optimizando el diseño y los procesos. Mejore la eficiencia de la producción, acorte los ciclos de producción y reduzca los costos de equipos y mano de obra. Al mismo tiempo, establecer-relaciones de cooperación estables a largo plazo con los proveedores de materiales y esforzarse por conseguir precios de materiales más favorables.

La fundición a la cera perdida de aleación de titanio con engranajes en espiral es un proceso de fabricación avanzado que puede producir engranajes en espiral de alto-rendimiento y alta-precisión. Aunque existen algunos desafíos en el proceso de producción, a través de la innovación tecnológica continua y la optimización del proceso, las ventajas de este proceso se pueden utilizar plenamente para satisfacer las necesidades de diversas industrias de engranajes helicoidales.