Восковая отливка титанового сплава Micro Gear по выплавляемым моделям

о. Проектирование и изготовление пресс-форм. На основе проектных чертежей миниатюрного механизма с помощью программного обеспечения компьютерного-автоматического проектирования (САПР) создается 3D-модель, а затем с помощью станков с ЧПУ изготавливается высокоточная-форма. Точность размеров и качество поверхности формы напрямую влияют на качество восковой модели. Для миниатюрных зубчатых колес допуск на размер формы должен контролироваться в очень небольшом диапазоне, например ± 0,01 мм или даже меньше.

о. Выбор и обработка воскового материала: выбирается подходящий восковой материал. Обычно восковой материал должен иметь хорошую текучесть, низкую усадку и умеренную прочность. Обычные восковые материалы включают парафиновые-воски стеариновой кислоты.

о. Литье воска: восковой материал нагревается и плавится до подходящей температуры для удаления примесей и пузырьков воздуха, обеспечивая качество восковой модели.

о. Литье воска под давлением: расплавленный воск впрыскивается в форму, заполняя полость формы при определенных условиях давления и температуры. Давление и температура впрыска должны точно контролироваться в зависимости от свойств воска и структуры формы; например, давление впрыска может составлять от 0,2 до 0,5 МПа, а температура от 50 до 70 градусов. После того как воск остынет и затвердеет, форму открывают и извлекают восковую модель. Затем восковую модель обрезают, удаляя заусенцы, заусенцы и другой лишний материал, проверяют ее размерную точность и качество поверхности.

о. Сборка модуля: Отдельные восковые модели собираются на литнике с помощью сварки или склеивания для формирования модуля. В конструкции модуля необходимо учитывать поток расплавленного металла и вентиляцию, чтобы обеспечить плавное заполнение полости во время разливки и одновременное удаление газов. Размер и форма литника должны быть рационально спроектированы с учетом размера и количества микро-шестерен, чтобы обеспечить равномерную подачу и поток расплавленного металла.

о. Покрытие: погрузите форму в сборе в покрытие, обеспечивая равномерный слой покрытия поверхности восковой модели. Покрытие обычно состоит из огнеупорных материалов (таких как золь кремнезема, порошок циркона и т. д.) и связующего, и его свойства напрямую влияют на качество оболочки. При нанесении необходимо соблюдать осторожность относительно вязкости и толщины покрытия; Обычно требуется несколько слоев, каждый из которых потенциально имеет разный состав и размер частиц для создания слоев оболочки с различными свойствами.

о. Шлифование: Сразу после нанесения покрытия погрузите форму в сборе в песок, чтобы песок прилип к поверхности покрытия. Размер частиц и материал песка выбираются в зависимости от различных слоев оболочки, обычно от крупных к мелким. Шлифование повышает прочность и проницаемость скорлупы.

о. Сушка и затвердевание: после каждого процесса нанесения покрытия и шлифовки пресс-форму необходимо высушить и затвердеть, чтобы связующее вещество в покрытии затвердело, образуя прочную оболочку. Время и условия высыхания и отверждения зависят от типа покрытия и факторов окружающей среды, таких как температура и влажность, и обычно составляют от нескольких часов до нескольких дней. o Депарафинизация: Подготовленную оболочку формы помещают в устройство для депарафинизации, где при нагревании восковая модель плавится и позволяет ей вытечь из оболочки. Методы депарафинизации включают депарафинизацию горячей водой и депарафинизацию паром. Температуру и время депарафинизации необходимо контролировать в соответствии с характеристиками воска и структурой оболочки формы, чтобы обеспечить полное удаление восковой модели без повреждения оболочки.

o Обжиг: депарафинированная оболочка формы помещается в печь для обжига при высокой-температуре для удаления остаточного воска и влаги, что повышает прочность и огнеупорность оболочки. Температура обжига обычно составляет 800–1100 градусов, а время обжига зависит от размера и толщины скорлупы, обычно 1–3 часа.

o Плавка титанового сплава: Подходящее сырье для титанового сплава отбирается и смешивается в соответствии с требованиями к составу сплава. Для плавки сырья из титанового сплава используются вакуумная индукционная плавка и другие методы. В процессе плавки такие параметры, как температура плавления, время и степень вакуума, должны строго контролироваться, чтобы обеспечить однородность и чистоту состава сплава. Температура плавления обычно составляет от 1600 до 1800 градусов, а степень вакуума должна достигать 10⁻³ - 10⁻⁴ Па.

о. Заливка: расплавленный титановый сплав заливается в оболочку формы при определенных условиях температуры и давления. Чрезмерная температура заливки повредит оболочку формы и приведет к потере легирующих элементов, а недостаточная температура уменьшит текучесть расплавленного металла, что повлияет на качество заливки. Давление и скорость заливки необходимо точно контролировать в соответствии со структурой корпуса формы и размером микрошестерни, чтобы расплавленный металл мог плавно заполнять полость и образовывать законченную микрошестерню.

о. Удаление оболочки: после заливки, когда отливка остынет до комнатной температуры, оболочка формы удаляется с помощью таких методов, как механическая вибрация или пескоструйная обработка. Необходимо соблюдать осторожность, чтобы не повредить отливку в процессе снятия оболочки.

о. Резка ворот: отливка отсекается от литника, удаляются лишние части, такие как литник и стояк. Во время резки поверхность среза должна быть гладкой и чистой, чтобы не повредить шестерню.

о. Термическая обработка: вырезанные микро-шестерни подвергаются термической обработке для улучшения их микроструктуры и свойств. Обычные процессы термообработки включают обработку раствором и старение. Температура, время и скорость охлаждения термообработки должны точно контролироваться в соответствии с составом и требованиями к характеристикам титанового сплава.

о. Чистовая обработка: микро-шестерни обрабатываются с использованием шлифования, притирки и других методов обработки для повышения точности размеров и качества поверхности. Требования к точности чистовой обработки очень высоки; Допуски на размеры можно контролировать в пределах ±0,005 мм, а шероховатость поверхности достигает Ra0.4 - Ra0,8 мкм.

о. Проверка: Готовые микро-шестерни проходят комплексную проверку, включая точность размеров, точность формы, качество поверхности, твердость и металлографическую структуру. Методы контроля включают координатно-измерительную машину (КИМ), микроскопическое наблюдение и испытание на твердость. Только продукты, прошедшие проверку, могут перейти к следующему процессу или быть доставлены для использования.