Kleines Schneckenrad aus Titanlegierung, -Wachsguss

Die Größe kleiner Schneckenräder liegt typischerweise im Bereich von wenigen Millimetern bis zu mehreren zehn Millimetern. Diese geringe Größe erfordert eine hochpräzise Steuerung des Gussprozesses, um die Maßhaltigkeit und Oberflächenqualität jedes Zahnprofils sicherzustellen und die präzisen Übertragungsanforderungen des Übertragungssystems zu erfüllen. Beispielsweise können in den Mikrogetriebesystemen der Luft- und Raumfahrt Maßabweichungen bei kleinen Schneckengetrieben zu einer Leistungsminderung des gesamten Systems oder sogar zu Fehlfunktionen führen.

Das Zahnprofil eines Schneckengetriebes ist sein Kernmerkmal und erfordert einen präzisen Schrägungswinkel, Zahndicke, Zahnhöhe und Zahnprofilkurve. Diese komplexen Zahnprofilkonstruktionen zielen auf eine effiziente Kraftübertragung und einen geräuscharmen Betrieb ab. Während des Gussprozesses ist eine präzise Nachbildung des Zahnprofils von entscheidender Bedeutung; Andernfalls werden die Eingriffsleistung und die Übertragungseffizienz des Zahnrads beeinträchtigt.

* Geringe Dichte: Titanlegierungen haben eine Dichte von ca. 4,5 g/cm³, deutlich niedriger als Stahl (ca. 7,85 g/cm³). Dadurch werden kleine Schneckengetriebe aus Titanlegierungen leichter, was das Gesamtgewicht erheblich reduziert und die Leistung und Effizienz in gewichtsempfindlichen Anwendungen wie der Luft- und Raumfahrt und tragbaren Geräten verbessert.

* Hohe Festigkeit: Titanlegierungen besitzen eine hohe Festigkeit mit einer Zugfestigkeit von 400 bis 1400 MPa. Durch diese hohe Festigkeit können kleine Schneckengetriebe großen Belastungen standhalten und so einen zuverlässigen Betrieb unter komplexen Bedingungen gewährleisten. Beispielsweise können Schneckenräder aus Titanlegierung in Hochgeschwindigkeits- und Drehmomentübertragungssystemen stabil Kraft übertragen, ohne sich leicht zu verformen oder zu beschädigen.

* Gute Korrosionsbeständigkeit: Titanlegierungen weisen in vielen korrosiven Umgebungen wie Meerwasser, chemischen Medien und oxidierenden Umgebungen mit hohen Temperaturen eine hervorragende Korrosionsbeständigkeit auf. Diese Eigenschaft verlängert die Lebensdauer kleiner Schneckengetriebe und reduziert Teileschäden und Austauschkosten aufgrund von Korrosion. In Bereichen wie der Schiffstechnik und der chemischen Ausrüstung können Schneckengetriebe aus Titanlegierungen über längere Zeiträume stabil arbeiten und so Wartungskosten und Ausfallzeiten reduzieren.

Zunächst wird auf der Grundlage der Konstruktionszeichnungen des kleinen Schneckengetriebes eine Urform mit hochpräzisen Bearbeitungsgeräten hergestellt. Die Urform besteht typischerweise aus Metall oder Kunststoff und ihre Maßhaltigkeit und Oberflächenqualität wirken sich direkt auf die Qualität des Wachsmodells aus. Dann wird Wachs erhitzt und geschmolzen, in die Urform gegossen und abgekühlt, um das Wachsmodell zu erhalten. Größe und Form des Wachsmodells sollten mit dem endgültigen Schneckenrad übereinstimmen und die Oberfläche sollte glatt und frei von Defekten sein. Um die Genauigkeit und Qualität des Wachsmodells zu verbessern, können fortschrittliche Technologien wie CNC-Bearbeitung und 3D-Druck zur Erstellung der Urform eingesetzt werden.

Die Wachsmodelle werden zu Modulen zusammengebaut, und dann wird auf der Oberfläche der Wachsmodelle durch mehrfaches Eintauchen-von feuerfesten Beschichtungen und Sandstreuen eine mehrschichtige Hülle gebildet. Die Dicke und Festigkeit der Schale sollte entsprechend der Größe und Form der Teile angepasst werden, um sicherzustellen, dass sie dem Druck und den Stößen der Metallschmelze während des Gießvorgangs standhält. Die für die Tauchbeschichtung verwendeten feuerfesten Beschichtungen verwenden typischerweise Materialien wie Zirkonsand und Korundsand, die eine gute Hochtemperaturstabilität und chemische Stabilität aufweisen. Die Partikelgröße des zum Bestreuen verwendeten Sandes sollte entsprechend der Anzahl der Hüllenschichten und den Anforderungen ausgewählt werden, um die Durchlässigkeit und Festigkeit der Hülle sicherzustellen.

Die Formbaugruppe mit der Schale wird in einen Dampfentparaffinierungskessel gegeben. Hochtemperaturdampf schmilzt das Wachsmodell und löst es von der Schale. Temperatur und Zeit sollten beim Entparaffinieren sorgfältig kontrolliert werden, um ein vollständiges Schmelzen und Entfernen des Wachsmodells sicherzustellen und zu verhindern, dass Wachsrückstände die Gussqualität beeinträchtigen. Es können auch Heißwasserentparaffinierung, Mikrowellenentparaffinierung usw. verwendet werden; Für unterschiedliche Wachsmaterialien und Schalenmaterialien eignen sich unterschiedliche Entparaffinierungsmethoden.

Der Titanlegierungsrohstoff wird zum Schmelzen in einen Vakuuminduktionsofen gegeben. Während des Schmelzens sollten Temperatur, Druck und Atmosphäre im Ofen streng kontrolliert werden, um sicherzustellen, dass die chemische Zusammensetzung und Reinheit der Titanlegierung den Anforderungen entspricht. Sobald die Titanlegierung vollständig geschmolzen ist und die entsprechende Gießtemperatur erreicht hat, wird das geschmolzene Metall durch den Anguss in die Schale gegossen. Der Gießvorgang sollte schnell und reibungslos ablaufen, um Spritzer und Oxidation von geschmolzenem Metall zu vermeiden. Zur Verbesserung der Gussqualität können fortschrittliche Gießverfahren wie Kippgießen und Bodengießen eingesetzt werden.

Nach dem Abkühlen wird die Formschale entfernt und das Gussstück wird Nachbearbeitungsschritten wie Schneiden, Schleifen und Wärmebehandlung unterzogen. Beim Schneiden werden Anschnitte und Steigrohre entfernt, während beim Schleifen Grate und Oxidzunder von der Gussoberfläche entfernt werden, wodurch die Oberflächenqualität verbessert wird. Durch die Wärmebehandlung werden die Mikrostruktur und die Eigenschaften der Titanlegierung verbessert und die Festigkeit, Härte und Zähigkeit des Gussstücks erhöht. Zu den üblichen Wärmebehandlungsprozessen gehören Glühen, Abschrecken und Anlassen; Das geeignete Verfahren sollte auf der Grundlage der Titanlegierungszusammensetzung und des Verwendungszwecks des Gussstücks ausgewählt werden.

Mit hochpräzisen Messgeräten wie Koordinatenmessgeräten und optischen Messgeräten werden die Abmessungen kleiner Schneckenräder überprüft, um sicherzustellen, dass sie den Konstruktionsanforderungen entsprechen. Zu den Prüfpunkten gehören Zahnprofilabmessungen, Außendurchmesser, Innendurchmesser und Zahndicke. Bei kritischen Abmessungen sollten mehrere Messungen und statistische Analysen durchgeführt werden, um Dimensionsstabilität und Konsistenz sicherzustellen.

Metallmikroskope und Elektronenmikroskope werden verwendet, um die Oberflächenqualität des Gussstücks zu prüfen und auf Fehler wie Risse, Porosität und Einschlüsse zu prüfen. Die Oberflächenqualität wirkt sich direkt auf die Eingriffsleistung und die Lebensdauer von Zahnrädern aus und muss daher streng kontrolliert werden. Mit zerstörungsfreien Prüfmethoden wie der Magnetpulverprüfung und der Ultraschallprüfung können interne Fehler in Gussteilen erkannt und so die Gussqualität sichergestellt werden.

Die mechanischen Eigenschaften von Gussteilen aus Titanlegierungen werden mithilfe von Methoden wie Zugprüfung und Härteprüfung getestet, um deren Festigkeit, Härte, Zähigkeit und andere Leistungsindikatoren zu bewerten. Die Ergebnisse der Prüfung der mechanischen Eigenschaften sollten den relevanten Normen und Konstruktionsanforderungen entsprechen, um die Zuverlässigkeit und Sicherheit kleiner Schneckengetriebe während des Einsatzes zu gewährleisten.

Beim Guss von verlorenen{0}Wafern können die komplexen Zahnprofile und Abmessungen kleiner Schneckenräder genau nachgebildet werden, wodurch hohe Präzisionsanforderungen an die Teile gewährleistet werden. Im Vergleich zu herkömmlichen Bearbeitungsmethoden kann das Gießen von verlorenen -Wafern die Bearbeitungszugaben reduzieren, die Materialausnutzung verbessern und die Produktionskosten senken.

Bei kleinen Schneckengetrieben mit komplexen Formen und Innenstrukturen kann der Waferguss in einem Schritt durchgeführt werden, wodurch umständliche Bearbeitungs- und Montageprozesse entfallen. Dies verbessert nicht nur die Produktionseffizienz, sondern reduziert auch Montagefehler und verbessert die Gesamtleistung des Produkts.

Die hervorragenden Eigenschaften von Titanlegierungen verleihen kleinen Schneckengetrieben Vorteile wie geringes Gewicht, hohe Festigkeit und gute Korrosionsbeständigkeit und erfüllen die strengen Leistungsanforderungen von High-End-Anwendungen. Unter besonderen Arbeitsbedingungen wie hohen Temperaturen, hohem Druck und stark korrosiven Umgebungen können Schneckengetriebe aus Titanlegierung einzigartige Vorteile entfalten, indem sie die Lebensdauer von Komponenten verlängern und die Zuverlässigkeit und Stabilität von Geräten verbessern.