Какова технология литья по выплавляемым моделям титановых сплавов?

Титановые сплавы характеризуются высокой химической активностью, плохой обрабатываемостью и сложностью формирования сложных структурных компонентов традиционными методами литья. Технология литья по выплавляемым моделям титановых сплавов преодолела эту проблему, став основным методом формования сложных и прецизионных деталей из титановых сплавов и способствуя широкому применению титановых сплавов в различных высокотехнологичных областях.

 

Источник изображения: JC Casting《Что такое экспресс-литье по выплавляемым моделям титана

 

Это процесс изготовления восковой модели той же формы, что и целевой компонент, а затем покрытия ее огнеупорными материалами для формирования оболочки формы. Следующим шагом является плавление и удаление воскового рисунка посредством-обжига при высокой температуре, заливка расплавленного титанового сплава в оболочку формы в определенной среде. Затем можно получить прецизионные отливки после охлаждения, затвердевания, разрушения оболочки и последующей обработки.

 

Подготовка восковой модели

• Во-первых, программное обеспечение численного моделирования используется для оптимизации процесса подготовки. Восковые модели и модели форм разрабатываются в соответствии с 3D-моделью отливки, а параметры процесса устанавливаются для прогнозирования и предотвращения потенциальных дефектов.

 

• Затем в металлическую форму впрыскивают расплавленный воск. Исходную восковую модель вынимают после охлаждения. Восковые модели с дефектами поверхности ремонтируются, полируются, очищаются и сушатся по мере необходимости, чтобы обеспечить гладкую поверхность и точные размеры. В последние годы для подготовки восковых моделей стали применяться технологии аддитивного производства, которые не только значительно сокращают цикл разработки пресс-форм, но и позволяют быстро формировать восковые модели сложной структуры.

Подготовка оболочки пресс-формы

• Во время подготовки проверенную восковую модель с литниковой системой неоднократно погружают в огнеупорные растворы на основе диоксида циркония или-глинозема с последующей шлифовкой и сушкой для формирования оболочки формы из 4–10 слоев. Для высококачественного-литья требуется три слоя специальных оболочек формы для повышения прочности конструкции.

 

• После сушки оболочку формы обжигают при высокой температуре 870–980 градусов для полного удаления воска и воды и спекают оболочку формы в керамическую структуру. Этот процесс повышает прочность, воздухопроницаемость и стабильность размеров оболочки формы. Материалы корпуса формы должны строго соответствовать характеристикам титановых сплавов, чтобы избежать дефектов литья, таких как включения и пузырьки, вызванные высоко-химическими реакциями.

Плавление и заливка

• Титановые сплавы обладают чрезвычайно высокой химической активностью при высоких температурах, поэтому плавку и заливку необходимо проводить в вакууме с ограниченным давлением или под защитой аргона. Это предотвращает реакции между расплавом сплава и воздухом, тиглями или оболочками форм, обеспечивая чистоту и механические свойства отливок.

 

• При плавке применяется технология вакуумной индукции или плазменно-дуговой плавки. Слитки титанового сплава нагревают до полного плавления и гомогенизации, удаления примесей и газов.

 

• Заливка требует точного контроля температуры, скорости и давления заполнения формы. Численное моделирование используется для оптимизации литниковой системы, прогнозирования и предотвращения дефектов заполнения формы, обеспечения стабильного и полного заполнения полости формы расплавом сплава и предотвращения таких проблем, как сбои в работе, усадочные полости и трещины.

 

• После заливки отливку необходимо охладить не менее 2 часов. Контролируемая скорость охлаждения снижает внутреннее напряжение и предотвращает деформацию и растрескивание.

После-лечения

• Разрушение оболочки и извлечение компонентов. Оболочка формы разрушается с помощью струи воды под высоким-давлением или вибрации. Отливку вынимают, а литниковую систему срезают.

 

• Обработка поверхности: Остатки шелухи и оксидной окалины удаляются первичной пескоструйной обработкой песком размером 30–80 меш. Отливку травят в смешанном растворе азотной и плавиковой кислот для удаления поверхностного слоя толщиной не более 5 мм. Вторичную многоэтапную-пескоструйную обработку выполняют песком размером 80–250 меш с последующей полировкой до достижения проектной шероховатости поверхности. Высококачественные-отливки подвергаются дополнительной обработке поверхности для улучшения совместимости покрытий.

 

• Улучшение производительности: термообработка, горячее изостатическое прессование и другие процессы применяются в соответствии с требованиями отливки. Он может устранить внутреннее напряжение, измельчить зерна и повысить прочность, ударную вязкость и коррозионную стойкость. Некоторые отливки подвергаются не-разрушающему контролю для выявления внутренних скрытых дефектов, обеспечивающих эксплуатационную надежность.

 

• Он обеспечивает высокую точность формовки и превосходное качество поверхности. Допуск размеров отливок можно контролировать в пределах ±0,1 мм, а шероховатость поверхности достигает Ra1,6–6,3 мкм. Это значительно сокращает объем последующей механической обработки, даже позволяя формовать почти-чистую форму, тем самым снижая производственные затраты и отходы материала.

 

• Он очень удобен для формирования сложных-обрабатываемых-конструкционных элементов, таких как сложные изогнутые поверхности, тонко-детали со стенками и небольшие полости. Это позволяет избежать негативного воздействия таких процессов, как сварка и пайка, на прочность и целостность отливок.

 

Ruihang Group в основном производит сырье для вашего точного производства. Для более подробной информации, пожалуйста, свяжитесь с нами по электронной почте:Sam.Rui@bjrh-titanium.com