Verlorenes Gussteil aus Mikroturbinen-Titanlegierung

O. Formdesign: Zunächst wird auf der Grundlage der Konstruktionszeichnungen der Mikro-turbine ein 3D-Modell mithilfe von CAD-Software (Computer-Aided Design) erstellt, um die genauen Abmessungen und die Form des Wachsmodells zu bestimmen. Unter Berücksichtigung von Faktoren wie der Schrumpfung während des Gussprozesses werden die Modellabmessungen entsprechend angepasst.

O. Formenbau: Mithilfe von CNC-Bearbeitung oder anderen Methoden wird das entworfene Modell in eine tatsächliche Form umgewandelt. Formmaterialien werden typischerweise aus Aluminiumlegierungen ausgewählt, um ausreichende Festigkeit und Präzision zu gewährleisten.

O. Wachsinjektion: Das Wachs wird auf eine geeignete Temperatur erhitzt, um eine gute Fließfähigkeit zu erreichen. Anschließend wird das Wachsmaterial mit einer Spritzgussmaschine in die Form eingespritzt. Es wird eine Zeit lang unter Druck und Temperatur gehalten, um sicherzustellen, dass das Wachs den Formhohlraum vollständig ausfüllt. Nachdem das Wachs abgekühlt und fest geworden ist, wird die Form geöffnet und das Wachsmodell entnommen.

o Endbearbeitung des Wachsmodells: Das entfernte Wachsmodell wird geprüft und fertiggestellt, wobei überschüssige Grate, Grate usw. entfernt werden, um sicherzustellen, dass die Maßhaltigkeit und Oberflächenqualität des Wachsmodells den Anforderungen entsprechen.

o Auswahl eines Angusssystems: Basierend auf der Form, Größe und dem Gewicht der Mikroturbine wird ein geeignetes Angusssystem ausgewählt, einschließlich Angusskanälen, Angusskanälen und Anschnitten. Das Design des Angusssystems muss sicherstellen, dass das geschmolzene Metall den Hohlraum glatt und gleichmäßig füllt und Fehler wie Turbulenzen und Lufteinschlüsse vermieden werden.

o Schweißen von Wachsmodellen: Mehrere Wachsmodelle werden durch Schweißen mit dem Angusssystem verbunden, um ein komplettes Modul zu bilden. Beim Schweißen ist es wichtig, eine feste Verbindung und eine gute Abdichtung zwischen dem Wachsmodell und dem Angusssystem sicherzustellen, um Leckagen bei nachfolgenden Prozessen der Schalenherstellung zu verhindern.

O. Auftragen der Deckschicht: Die Formbaugruppe wird in eine speziell formulierte Deckschicht getaucht, die eine gleichmäßige Beschichtungsschicht auf der Oberfläche des Wachsmodells gewährleistet. Die Deckschicht besteht typischerweise aus feuerfesten Materialien (z. B. Zirkonpulver), Bindemitteln (z. B. Wasserglas oder Kieselsol) und Zusatzstoffen. Seine feine Partikelgröße gewährleistet die Oberflächenqualität des Gussstücks. Nach dem Beschichten wird eine Schicht feinen Sandes auf die Oberfläche der Formbaugruppe gestreut, um die Beschichtungsdicke und -festigkeit zu erhöhen.

O. Trocknen und Aushärten: Die Formbaugruppe mit der Deckschicht wird zum Trocknen und Aushärten unter bestimmten Temperatur- und Feuchtigkeitsbedingungen in eine Trockenkammer gestellt. Die Trocknungs- und Aushärtungszeit hängt von der Art der Beschichtung und den Umgebungsbedingungen ab und liegt im Allgemeinen zwischen mehreren Stunden und mehreren zehn Stunden.

O. Auftragen der Rückseitenbeschichtung: Nachdem die Deckbeschichtung getrocknet und ausgehärtet ist, wird nacheinander die Rückseitenbeschichtung aufgetragen. Die Rückseitenbeschichtung enthält gröbere -körnige feuerfeste Materialien, die in erster Linie dazu dienen, die Festigkeit und Steifigkeit der Schale zu erhöhen. Das Verfahren zum Aufbringen der Rückseitenbeschichtung ähnelt dem der Deckbeschichtung. Nach jeder Beschichtungsschicht ist ein Schleifen und Trocknen/Aushärten erforderlich. Im Allgemeinen sind mehrere Schichten einer Rückseitenbeschichtung erforderlich, bis die Formschale eine ausreichende Dicke erreicht.

o Dampfentparaffinierung: Die vorbereitete Formschale wird in einen Entparaffinierungskessel gegeben und Hochdruckdampf wird eingeleitet, wodurch das Wachsmodell schmilzt und aus der Formschale fließt. Die Vorteile der Dampfentparaffinierung sind die hohe Geschwindigkeit, die hohe Effizienz und die minimale Beschädigung der Formschale.

o Entparaffinierung mit heißem Wasser: Die Formschale kann auch in heißes Wasser gelegt werden, wodurch das Wachsmodell schmilzt und auf der Oberfläche schwimmt und so eine Entparaffinierung erreicht wird. Heißwasser-Entparaffinierungsgeräte sind einfach und kostengünstig, aber die Entparaffinierung dauert länger und es kann zu Problemen wie Rissen in der Formschale kommen.

o Heizphase: Die entparaffinierte Formschale wird in einen Brennofen gegeben und langsam und mit kontrollierter Geschwindigkeit erhitzt. Dadurch können die Feuchtigkeit und das restliche Wachs in der Formschale vollständig verdunsten, während gleichzeitig eine chemische Reaktion im Bindemittel ausgelöst wird, wodurch die Festigkeit und Feuerfestigkeit der Formschale verbessert wird. Die Aufheizgeschwindigkeit sollte nicht zu schnell sein, um eine Rissbildung der Formschale aufgrund übermäßiger thermischer Belastung zu vermeiden.

o Haltephase: Nachdem die Ofentemperatur die vorgegebene Brenntemperatur erreicht hat, halten Sie sie eine Zeit lang aufrecht, damit die Formschale vollständig sintern kann. Brenntemperatur und Haltezeit richten sich nach dem Material der Formschale und den Anforderungen des Gussstücks. Im Allgemeinen liegt die Brenntemperatur zwischen 800 und 1200 Grad und die Haltezeit beträgt 1 bis 3 Stunden.

o Abkühlphase: Nach dem Brennen die Ofentemperatur langsam reduzieren, damit die Formschale allmählich abkühlen kann. Die Abkühlgeschwindigkeit sollte nicht zu schnell sein, um Risse in der Formschale zu vermeiden.

o Schmelzen von Titanlegierungen: Geben Sie das Rohmaterial der Titanlegierung in eine Schmelzausrüstung wie einen Vakuuminduktionsofen und schmelzen Sie es unter Vakuum oder Schutzgas. Kontrollieren Sie während des Schmelzprozesses streng die Temperatur, die Zeit und die Legierungszusammensetzung, um die Qualität der Titanlegierung sicherzustellen.

o Gießen: Nachdem die Titanlegierung auf eine geeignete Temperatur und Fließfähigkeit geschmolzen ist, gießen Sie sie in die vorgeheizte Formschale. Achten Sie beim Gießen auf die Gießgeschwindigkeit und -methode, um zu vermeiden, dass geschmolzenes Metall auf die Formschale trifft, was zu Schäden an der Schale oder zu Defekten im Guss führen könnte.

o Sandentfernung: Nachdem das Gussstück abgekühlt und erstarrt ist, entfernen Sie die Formschale und den Sandkern mit Methoden wie Vibrationssandentfernung oder Kugelstrahlen, um die Gussoberfläche freizulegen.

o Angussschneiden: Trennen Sie das Gussstück mithilfe von Schneidgeräten vom Angusssystem.

o Wärmebehandlung: Führen Sie entsprechend den Leistungsanforderungen der Titanlegierung eine geeignete Wärmebehandlung am Gussstück durch, z. B. Lösungsbehandlung und Alterungsbehandlung, um die Festigkeit, Härte und Zähigkeit des Gussstücks zu verbessern.

o Bearbeitung: Führen Sie die erforderlichen Bearbeitungen am Gussteil durch, z. B. Drehen, Fräsen und Schleifen, um die für die Konstruktion erforderliche Maßgenauigkeit und Oberflächenrauheit zu erreichen.

o Inspektion: Führen Sie eine umfassende Inspektion des Gussteils durch, einschließlich Maßmessung, Sichtprüfung, metallografischer Analyse und zerstörungsfreier Prüfung, um sicherzustellen, dass die Qualität des Gussstücks den Standards und Verwendungsanforderungen entspricht.