Wachsverlustguss aus Titanlegierung mit Spiralgetriebe

Formdesign und -herstellung: Basierend auf den Konstruktionszeichnungen des Stirnradgetriebes verwenden Sie CAD-Software (Computer Aided Design), um eine 3D-Modellierung der Form durchzuführen. Unter Berücksichtigung von Faktoren wie der Schrumpfungsrate von Titanlegierungen während des Gussprozesses sollten entsprechende Anpassungen der Modellabmessungen vorgenommen werden. Anschließend werden CNC-Werkzeugmaschinen und andere Geräte zur Bearbeitung der Form verwendet, und die Genauigkeit der Form wirkt sich direkt auf die Qualität der Wachsform aus. Daher muss sichergestellt werden, dass die Maßhaltigkeit und Oberflächenglätte der Form den Anforderungen entspricht.

Wachsinjektion: Wählen Sie das geeignete Wachsmaterial, das im Allgemeinen eine gute Fließfähigkeit, thermische Stabilität und eine geringe Schrumpfungsrate erfordert. Nachdem Sie das Wachsmaterial erhitzt und geschmolzen haben, spritzen Sie es mit einer Einspritzmaschine in die Form. Während des Einspritzvorgangs ist es notwendig, Parameter wie Einspritzdruck, Temperatur und Zeit zu kontrollieren, um die vollständige Formgebung und Maßhaltigkeit der Wachsform sicherzustellen. Warten Sie nach Abschluss der Injektion, bis die Wachsform abgekühlt und fest geworden ist, bevor Sie sie aus der Form nehmen.

Kombination von Wachsmodellen: Um die Gusseffizienz zu verbessern, werden in der Regel mehrere Wachsmodelle zu einer Wachsmodellgruppe zusammengefasst. Verwenden Sie spezielle Schweißgeräte, um eine einzelne Wachsform an Zubehörteile wie Angussstangen und Steigrohre zu schweißen und so eine vollständige Wachsformbaugruppe zu bilden. Beim Zusammenbau ist auf die genaue relative Lage und feste Verbindung der Wachsformen zu achten.

Oberflächenschicht der Beschichtung: Tauchen Sie die Wachsformbaugruppe in eine speziell entwickelte Beschichtung, die im Allgemeinen aus feuerfesten Materialien (z. B. Zirkonpulver), Bindemitteln (z. B. Wasserglas oder Kieselsol) und Zusatzstoffen besteht. Tragen Sie die Beschichtung gleichmäßig auf die Oberfläche der Wachsform auf und bilden Sie eine dünne und gleichmäßige Oberflächenschicht. Streuen Sie dann eine Schicht feinen Sandes auf die Oberflächenschicht, um deren Rauheit und Festigkeit zu erhöhen.

Mehrschichtiges Beschichten und Trocknen: Wiederholen Sie den Vorgang des Beschichtens und Schleifens, tragen Sie nacheinander mehrere Schichten der Rückseitenbeschichtung auf und schleifen Sie die Oberflächenschicht ab und trocknen Sie jede Beschichtungsschicht nach der anderen, um Feuchtigkeit aus der Beschichtung zu entfernen und die Festigkeit und Atmungsaktivität der Schale sicherzustellen. Der Trocknungsprozess kann durch natürliche Trocknung oder Heißlufttrocknung erfolgen, wobei Trocknungszeit und -temperatur angemessen an die Eigenschaften der Beschichtung und die Umgebungsbedingungen angepasst werden sollten.

Entparaffinieren: Legen Sie die vorbereitete Schale in die Entparaffinierungsanlage, erhitzen Sie sie, um die Wachsform zu schmelzen, und lassen Sie sie aus der Schale fließen. Es gibt verschiedene Entparaffinierungsmethoden, wie z. B. Dampfentparaffinierung, Heißwasserentparaffinierung und Mikrowellenentparaffinierung. Dampfentparaffinierung ist die am häufigsten verwendete Methode, bei der die Schale in einen Hochdruck-Dampfkessel gegeben und die hohe Dampftemperatur zum Schmelzen der Wachsform genutzt wird. Die Wachsflüssigkeit fließt durch die Löcher an der Unterseite der Schale heraus. Der Entparaffinierungsprozess sollte sicherstellen, dass die Wachsform vollständig geschmolzen und entleert wird, um zu verhindern, dass Wachsreste die Qualität des Gusses beeinträchtigen.

Rösten der Schale: Nach dem Entparaffinieren muss die Schale geröstet werden, um ihre Festigkeit und Feuerbeständigkeit weiter zu verbessern und Restfeuchtigkeit und organische Verunreinigungen aus der Schale zu entfernen. Legen Sie die Schale in den Röstofen und erhitzen Sie sie entsprechend einer bestimmten Heizkurve. Die Rösttemperatur liegt im Allgemeinen zwischen 900 und 1100 Grad, und die Röstzeit wird anhand von Faktoren wie der Dicke und dem Material der Schale bestimmt. Die gebackene Schale sollte über ausreichende Festigkeit und Atmungsaktivität verfügen, um einen reibungslosen Ablauf des anschließenden Gussprozesses zu gewährleisten.

Schmelzen von Titanlegierungen: Aufgrund der hohen chemischen Reaktivität von Titanlegierungen neigen sie dazu, mit Elementen wie Sauerstoff, Stickstoff und Wasserstoff in der Luft zu reagieren. Daher muss das Schmelzen von Titanlegierungen in einer Vakuum- oder Inertgas-geschützten Umgebung durchgeführt werden. Zu den gängigen Schmelzgeräten gehören Vakuum-Lichtbogenöfen, Vakuum-Induktionsöfen usw. Wiegen Sie die Titanlegierungsrohstoffe gemäß den Rezepturanforderungen genau ab und legen Sie sie zum Schmelzen in den Schmelzofen. Während des Schmelzprozesses müssen Parameter wie Schmelztemperatur, -zeit und Ofenatmosphäre streng kontrolliert werden, um eine gleichmäßige Zusammensetzung und stabile Qualität der Titanlegierung sicherzustellen.

Gießen: Nachdem die Titanlegierung auf die erforderliche Temperatur und Zusammensetzung geschmolzen ist, wird die geschmolzene Titanlegierungsflüssigkeit schnell durch Gießgeräte wie eine Pfanne in die vorgewärmte Schale gegossen. Der Gießvorgang sollte schnell und reibungslos erfolgen, um Spritzer und Oxidation des geschmolzenen Metalls zu vermeiden. Gleichzeitig ist es notwendig, die Gießgeschwindigkeit und -temperatur zu kontrollieren, um sicherzustellen, dass die Metallflüssigkeit den Schalenhohlraum füllen kann und Defekte wie Kälteisolierung und unzureichendes Gießen vermieden werden.

Reinigung der Schale: Nachdem das Gussstück abgekühlt und erstarrt ist, verwenden Sie Vibrationsgeräte oder manuelle Werkzeuge, um die Schale zu entfernen. Seien Sie beim Reinigen der Schale vorsichtig, um eine Beschädigung der Gussoberfläche zu vermeiden.

Angüsse und Steigrohre schneiden: Verwenden Sie Schneidgeräte, um überschüssige Teile wie Angüsse und Steigrohre vom Gussstück abzuschneiden. Nach dem Schneiden sollte die Schnittfläche poliert werden, um sie glatt und eben zu machen.

Wärmebehandlung: Um die Mikrostruktur und Leistung von Schrägverzahnungen aus Titanlegierungen zu verbessern, ist eine Wärmebehandlung der Gussteile erforderlich. Zu den gängigen Wärmebehandlungsprozessen gehören Glühen, Abschrecken, Anlassen usw. Wählen Sie geeignete Parameter für den Wärmebehandlungsprozess basierend auf der Zusammensetzung und den Verwendungsanforderungen von Titanlegierungen aus, um die Festigkeit, Härte, Zähigkeit und Ermüdungsleistung von Zahnrädern zu verbessern.

Mechanische Bearbeitung und Oberflächenbehandlung: Mechanische Bearbeitung von Gussteilen, die einer Wärmebehandlung wie Drehen, Fräsen, Schleifen usw. unterzogen wurden, um die erforderliche Maßhaltigkeit und Oberflächenrauheit im Design zu erreichen. Anschließend wird die Oberfläche des Zahnrads je nach Bedarf behandelt, z. B. durch Nitrieren, Hartverchromen usw., um die Verschleißfestigkeit und Korrosionsbeständigkeit des Zahnrads zu verbessern.

Qualitätsprüfung: Führen Sie eine umfassende Qualitätsprüfung des fertigen Schrägstirnrads durch, einschließlich der Prüfung der Maßhaltigkeit, Formgenauigkeit, Oberflächenqualität, metallografischen Struktur, mechanischen Eigenschaften und anderer Aspekte. Verwenden Sie zum Testen Koordinatenmessgeräte, metallografische Mikroskope, Härteprüfer und andere Geräte, um sicherzustellen, dass die Qualität der Zahnräder den Designstandards und Verwendungsanforderungen entspricht.

Schwierigkeiten beim Schmelzen und Gießen von Titanlegierungen: Titanlegierungen weisen eine hohe chemische Reaktivität auf und neigen dazu, während des Schmelz- und Gießvorgangs mit Elementen wie Sauerstoff, Stickstoff und Wasserstoff in der Umgebung zu reagieren, was zu Defekten wie Porosität und Einschlüssen in Gussteilen führt. Mittlerweile haben Titanlegierungen einen hohen Schmelzpunkt und die Schmelz- und Gießprozesse erfordern spezielle Geräte und Prozesskontrolle.

Schwierigkeiten bei der Qualitätskontrolle von Formschalen: Die Qualität der Formschalen wirkt sich direkt auf die Qualität der Gussteile aus, und die Festigkeit, Atmungsaktivität, thermische Stabilität und andere Eigenschaften der Formschalen müssen streng kontrolliert werden. Während des Beschichtungs- und Backvorgangs kann es leicht zu Problemen wie Schalenrissen und Delaminierung kommen, die die Integrität der Schale und die Qualität des Gussstücks beeinträchtigen.

Hohe Kosten: Titanlegierungsmaterialien selbst sind teuer, und die Ausrüstungsinvestitionen und der Produktionszyklus der Wachsausschmelzgusstechnologie sind groß, was zu hohen Herstellungskosten für Spiralräder führt.

Einführung der Vakuum- oder Inertgasschutz-Schmelz- und Gießtechnologie: Während des Schmelz- und Gießprozesses werden Geräte wie Vakuuminduktionsöfen und Vakuum-Lichtbogenöfen verwendet, um den Ofen zu evakuieren oder mit Inertgas (z. B. Argon) zu füllen, die Luft zu isolieren und zu verhindern, dass Titanlegierungen mit Elementen wie Sauerstoff, Stickstoff und Wasserstoff reagieren. Gleichzeitig kann durch die Optimierung der Schmelz- und Gießprozessparameter, die Kontrolle von Temperatur, Zeit und Geschwindigkeit usw. das Auftreten von Gussfehlern reduziert werden.

Optimieren Sie den Schalenherstellungsprozess: Wählen Sie geeignete feuerfeste Materialien und Bindemittel aus, optimieren Sie die Beschichtungsformel und den Aufhängeprozess und verbessern Sie die Festigkeit und Atmungsaktivität der Schale. Kontrollieren Sie während des Röstvorgangs streng die Heizrate und die Rösttemperatur, um Probleme wie Rissbildung und Delaminierung der Schale zu vermeiden. Verstärken Sie die Qualitätskontrolle während des Schalenherstellungsprozesses, um Probleme umgehend zu erkennen und zu lösen.

Maßnahmen zur Kostenkontrolle: Reduzieren Sie den Einsatz von Titanlegierungsmaterialien durch Optimierung von Design und Prozessen. Verbessern Sie die Produktionseffizienz, verkürzen Sie Produktionszyklen und senken Sie Ausrüstungs- und Arbeitskosten. Bauen Sie gleichzeitig langfristig stabile Kooperationsbeziehungen mit Materiallieferanten auf und streben Sie nach günstigeren Materialpreisen.

Beim Wachsausschmelzguss aus Titanlegierungen für Spiralräder handelt es sich um ein fortschrittliches Herstellungsverfahren, mit dem leistungsstarke und hochpräzise Spiralräder hergestellt werden können. Obwohl es im Produktionsprozess einige Herausforderungen gibt, können durch kontinuierliche technologische Innovation und Prozessoptimierung die Vorteile dieses Prozesses voll ausgenutzt werden, um den Bedarf verschiedener Branchen an Schrägverzahnungen zu erfüllen.