Gehäuserückseite aus Titanlegierung im Wachsausschmelzverfahren
Das Gießen von verlorenen-Wafern, auch Feinguss genannt, ist ein Präzisionsgussverfahren mit einer langen Geschichte. Das Prinzip besteht darin, zunächst ein Wachsmodell mit der gleichen Form wie der Gehäuseboden der Uhr zu erstellen. Anschließend werden durch eine Reihe von Prozessen mehrere Schichten aus feuerfestem Material auf die Oberfläche des Wachsmodells aufgetragen, um eine monolithische Hülle zu bilden.
Überblick über die Gießtechnologie für verlorene -Wafer
Das Gießen von verlorenen-Wafern, auch Feinguss genannt, ist ein Präzisionsgussverfahren mit einer langen Geschichte. Das Prinzip besteht darin, zunächst ein Wachsmodell mit der gleichen Form wie der Gehäuseboden der Uhr zu erstellen. Anschließend werden durch eine Reihe von Prozessen mehrere Schichten aus feuerfestem Material auf die Oberfläche des Wachsmodells aufgetragen, um eine monolithische Hülle zu bilden. Anschließend wird die Schale erhitzt, wodurch das Wachsmodell schmilzt und herausfließt und ein Hohlraum in der Schale entsteht, der der Form des Uhrengehäusebodens entspricht. In diesen Hohlraum wird schließlich geschmolzene Titanlegierung gegossen. Nachdem die Titanlegierung abgekühlt und verfestigt ist, wird das Gehäuse zerbrochen, um den gewünschten Gehäuseboden zu erhalten.
Eigenschaften von Titanlegierungsmaterial
Eine Titanlegierung ist eine Legierung, die aus Titan als Basis und anderen Legierungselementen besteht. Es verfügt über viele hervorragende Eigenschaften, die es ideal für die Rückseite von Uhrengehäusen machen. Erstens hat eine Titanlegierung eine geringe Dichte, die nur etwa 60 % der von Stahl beträgt, was Uhren leichter macht und die Belastung des Handgelenks verringert. Zweitens verfügt die Titanlegierung über eine hervorragende Korrosionsbeständigkeit und widersteht der Erosion durch Schweiß, Meerwasser usw., sodass die Rückseite des Uhrengehäuses auch nach längerem Einsatz in verschiedenen Umgebungen nicht rostet oder korrodiert. Darüber hinaus verfügen Titanlegierungen über eine hohe Festigkeit und gute Biokompatibilität und verursachen keine Hautallergien, was entscheidende Eigenschaften für Uhrengehäuserückseiten sind, die über einen längeren Zeitraum mit der Haut in Kontakt kommen.
Spezifischer Prozess des verlorenen-Wafergusses von Uhrengehäuserückseiten aus Titanlegierung
O. Formenbau und Herstellung: Basierend auf den Designanforderungen des Uhrengehäusebodens wird mithilfe von Computer-Aided Design (CAD)-Software ein 3D-Modell erstellt, um die Abmessungen, Form, Textur und andere Details des Gehäusebodens zu bestimmen. Anschließend wird mittels CNC-Bearbeitungstechnik die Form zum Pressen des Wachsmodells hergestellt. Die Präzision und Oberflächenqualität der Form wirken sich direkt auf die Qualität des Wachsmodells aus. Daher ist eine strenge Kontrolle der Bearbeitungsgenauigkeit erforderlich.
O. Pressen von Wachsmodellen: Geschmolzenes Wachs, auf eine geeignete Temperatur und Fließfähigkeit erhitzt, wird in die Form eingespritzt und eine Zeit lang unter Druck gehalten, um sicherzustellen, dass das Wachs alle Ecken der Form ausfüllt. Nachdem das Wachs abgekühlt und fest geworden ist, wird die Form geöffnet und das Wachsmodell entnommen. Am Wachsmodell wird eine Vorprüfung durchgeführt, um überschüssige Grate und Grate zu entfernen und sicherzustellen, dass die Abmessungen und die Form des Wachsmodells den Designanforderungen entsprechen.
O. Beschichtung: Das vorbereitete Wachsmodell wird auf der Angussschiene befestigt, um den Formaufbau zu bilden. Die Form wird dann in eine Beschichtung aus feuerfesten Materialien (wie Kieselsol, Zirkonsand usw.) und einem Bindemittel getaucht, um eine gleichmäßige Beschichtungsschicht auf der Oberfläche der Wachsform zu gewährleisten. Die Dicke und Gleichmäßigkeit der Beschichtung sind entscheidend für die Qualität der Hülle und erfordern eine strenge Kontrolle der Eintauchzeit und -geschwindigkeit.
O. Sandverteilung: Unmittelbar nach dem Eintauchen in die Beschichtung wird die Form in eine Sandverteilungsvorrichtung gestellt, damit die feuerfesten Sandpartikel gleichmäßig an der Beschichtungsschicht haften. Die Partikelgröße des Sandes wird entsprechend den unterschiedlichen Schichten und Anforderungen der Schale ausgewählt und verteilt sich im Allgemeinen in mehreren Schichten von grob bis fein. Jede Sandschicht verleiht der Schale eine gewisse Festigkeit und Unterstützung.
O. Trocknen und Aushärten: Nach dem Ausstreuen des Sandes wird die Form zum Trocknen und Aushärten in eine Trockenkammer gestellt. Während des Trocknungsprozesses verdunstet das Lösungsmittel in der Beschichtung allmählich und das Bindemittel unterliegt einer chemischen Reaktion, wodurch die Hülle allmählich aushärtet. Die Trocknungs- und Aushärtezeit sowie die Temperatur müssen je nach Beschichtungsart und Umgebungsbedingungen angepasst werden, um eine ausreichende Festigkeit und Stabilität der Schale zu gewährleisten.
O. Mehrere Wiederholungen: Um eine Schale mit ausreichender Dicke und Festigkeit zu erhalten, müssen die Vorgänge des Eintauchens in die Beschichtung, des Aufstreuens von Sand, des Trocknens und des Aushärtens wiederholt werden, was im Allgemeinen 5–7 Schichten erfordert. Um eine gleichmäßige Schalenqualität zu gewährleisten, müssen die Prozessparameter für jede Schicht an die tatsächliche Situation angepasst werden.
O. Dampfentparaffinierung: Die vorbereitete Schale wird in einen Entparaffinierungskessel gegeben und Hochtemperaturdampf wird eingeleitet, um das Wachsmodell zu schmelzen und es aus der Schale fließen zu lassen. Temperatur und Druck des Dampfes müssen entsprechend dem Material der Schale und den Eigenschaften des Wachsmodells gesteuert werden, um sicherzustellen, dass das Wachsmodell vollständig schmilzt und reibungslos ausfließt, ohne die Schale zu beschädigen.
O. Heißwasserentparaffinierung: Zusätzlich zur Dampfentparaffinierung kann auch Heißwasserentparaffinierung eingesetzt werden. Die Schale wird in heißes Wasser gelegt, wodurch das Wachsmodell schmilzt und an die Oberfläche schwimmt. Anschließend wird das Wachs zum Recycling gesammelt. Das Entparaffinieren mit heißem Wasser bietet den Vorteil einer einfachen Ausrüstung und geringerer Kosten, der Entparaffinierungseffekt ist jedoch möglicherweise nicht so gründlich wie beim Entparaffinieren mit Dampf.
O. Erhitzungsprozess: Die entparaffinierte Schale wird zum Brennen in einen Brennofen gelegt. Der Zweck des Brennens besteht darin, restliches Wachs, Feuchtigkeit und andere Verunreinigungen weiter aus der Formschale zu entfernen und so deren Festigkeit und feuerfeste Eigenschaften zu verbessern. Der Brennprozess erfordert eine strenge Kontrolle der Heizrate, wobei im Allgemeinen eine segmentierte Heizmethode verwendet wird, um Risse aufgrund schneller Temperaturänderungen zu vermeiden.
O. Hoch-Brennen: Nachdem die Formschale eine bestimmte Temperatur erreicht hat, wird sie für einen bestimmten Zeitraum zum Hoch-Brennen gehalten. Die Brenntemperatur und -zeit werden basierend auf dem Material der Formschale und den Anforderungen des Gießprozesses bestimmt und liegen im Allgemeinen zwischen 900 und 1200 Grad. Durch das Hochtemperaturbrennen verfestigt sich das Bindemittel in der Formschale vollständig und bildet eine robuste Keramikstruktur.
O. Abkühlprozess: Nach dem Brennen muss die Formschale langsam abgekühlt werden, um Risse aufgrund thermischer Belastung zu vermeiden. Auch die Abkühlgeschwindigkeit muss entsprechend dem Material und der Größe der Formschale gesteuert werden, im Allgemeinen durch Ofenkühlung oder Kühlung in einem bestimmten Kühlmedium.
O. Schmelzen von Titanlegierungen: Das Rohmaterial der Titanlegierung wird zum Schmelzen in einen Vakuum-Induktionsschmelzofen gegeben. Da Titanlegierungen bei hohen Temperaturen leicht mit Sauerstoff und Stickstoff in der Luft reagieren, muss der Schmelzprozess in einer Vakuumumgebung durchgeführt werden, um die Reinheit und Qualität der Titanlegierung sicherzustellen. Durch die präzise Steuerung der Schmelztemperatur und -zeit wird sichergestellt, dass das Rohmaterial der Titanlegierung vollständig geschmolzen ist und eine gleichmäßige Zusammensetzung und geeignete Temperatur erreicht.
O. Gießen: Sobald die geschmolzene Titanlegierung die richtige Temperatur und Fließfähigkeit erreicht hat, wird sie schnell in eine vorgeheizte Form gegossen. Der Gießvorgang muss unter dem Schutz eines Inertgases (z. B. Argon) durchgeführt werden, um zu verhindern, dass die geschmolzene Titanlegierung beim Gießen mit Luft reagiert. Die Gießgeschwindigkeit und das Gießvolumen müssen je nach Größe und Form des Uhrengehäusebodens präzise gesteuert werden, um sicherzustellen, dass die geschmolzene Titanlegierung jede Ecke der Form ausfüllt.
O. Gehäusereinigung: Nachdem die Titanlegierung abgekühlt und verfestigt ist, wird die Form mithilfe mechanischer Methoden (z. B. Vibration, Sandstrahlen usw.) entfernt. Beim Reinigen des Gehäuses muss darauf geachtet werden, dass die Rückseite des Uhrengehäuses nicht beschädigt wird und die Unversehrtheit der Rückseite des Gehäuses gewährleistet ist.
O. Angussschneiden: Die Rückseite des Uhrengehäuses wird von der Angussschiene abgeschnitten, wobei überschüssiger Anschnitt und Steigrohr entfernt werden. Der Schneidvorgang erfordert hochpräzise Schneidgeräte, um eine glatte und gleichmäßige Schnittfläche zu gewährleisten.
O. Wärmebehandlung: Um die mechanischen Eigenschaften des Uhrengehäusebodens zu verbessern, ist eine Wärmebehandlung erforderlich. Zu den Wärmebehandlungsprozessen gehören Glühen, Abschrecken und Anlassen; Basierend auf der Zusammensetzung und den Leistungsanforderungen der Titanlegierung müssen spezifische Prozessparameter bestimmt werden. Durch die Wärmebehandlung wird die Mikrostruktur der Titanlegierung verbessert und ihre Festigkeit, Härte und Zähigkeit erhöht.
O. Oberflächenbehandlung: Oberflächenbehandlungen wie Polieren, Sandstrahlen und Galvanisieren werden auf die Rückseite des Uhrengehäuses angewendet, um die Oberflächenbeschaffenheit und den dekorativen Reiz zu verbessern. Der Oberflächenbehandlungsprozess muss basierend auf dem Designstil der Uhr und den Marktanforderungen ausgewählt werden, um dem Uhrengehäuse wieder ein besseres Aussehen und eine bessere Textur zu verleihen.
Vorteile des verlorenen -Wafergusses für Gehäuserückseiten aus Titanlegierung
Hohe Präzision
Das Gussverfahren mit verlorenem{0}Wafer erreicht eine sehr hohe Maß- und Formgenauigkeit und ermöglicht die Herstellung von Uhrengehäuserückseiten mit komplexen Formen und reichhaltigen Details. Für Uhrengehäuserückseiten mit einzigartigem Design und feiner Textur ist der Waferguss mit verlorenem -Verfahren eine ideale Herstellungsmethode.
Gute Oberflächenqualität
Uhrengehäuserückseiten, die durch verlorenes -Wafer-Gussverfahren hergestellt werden, weisen eine hohe Oberflächengüte auf, was den Arbeitsaufwand bei der anschließenden Bearbeitung verringert. Unterdessen wirkt sich die Oberflächenqualität der Form direkt auf die Oberflächenqualität des Gehäusebodens aus. Durch die Optimierung des Formenherstellungsprozesses kann ein Uhrengehäuseboden mit hervorragender Oberflächenqualität erhalten werden.
Hohe Materialausnutzung
Wachsausschmelzguss ermöglicht einen präzisen Guss entsprechend der tatsächlichen Form und Größe des Uhrengehäusebodens und reduziert so Materialverschwendung. Im Vergleich zu herkömmlichen Bearbeitungsmethoden kann der Wachsausschmelzguss die Materialausnutzung verbessern und die Produktionskosten senken.
Starke Anpassungsfähigkeit
Wachsausschmelzguss kann an verschiedene Arten und Zusammensetzungen von Titanlegierungen angepasst werden. Bei Uhrengehäuserückseiten mit besonderen Leistungsanforderungen können die Anforderungen durch die Auswahl geeigneter Titanlegierungsmaterialien und Gussverfahren erfüllt werden. Darüber hinaus kann das Wachsausschmelzverfahren mit anderen Herstellungsverfahren kombiniert werden, um eine vielfältige Gestaltung und Herstellung von Uhrengehäuserückseiten zu erreichen.
Mögliche Herausforderungen und Lösungen
Schwierigkeiten beim Schmelzen und Gießen von Titanlegierungen
Titanlegierungen weisen eine hohe chemische Reaktivität auf und neigen beim Schmelzen und Gießen dazu, mit Elementen wie Sauerstoff und Stickstoff in der Luft zu reagieren, was zu einer Verschlechterung der Leistung der Titanlegierung führt. Die Lösung besteht darin, Vakuum-Induktionsschmelz- und Inertgas-geschützte Gießverfahren zu verwenden und dabei die Schmelz- und Gießumgebung streng zu kontrollieren, um den Kontakt zwischen der Titanlegierung und Luft zu vermeiden.
Gehäuserisse
Bei der Gehäuseherstellung, dem Entparaffinieren, Brennen und Gießen kann es aufgrund von Temperaturschwankungen und Spannungskonzentrationen zu Rissen kommen. Die Lösung besteht darin, den Gehäuseherstellungsprozess zu optimieren, die Heiz- und Abkühlraten zu steuern und eine übermäßige thermische Belastung des Gehäuses zu vermeiden. Gleichzeitig müssen bei der Konstruktion und Herstellung die Struktur und Festigkeit des Gehäuses berücksichtigt werden, um Bereiche mit Spannungskonzentrationen zu vermeiden.
Schwierigkeiten bei der Kontrolle der Maßgenauigkeit
Der Wachsausschmelzguss umfasst mehrere Prozessschritte und die Prozessparameter bei jedem Schritt wirken sich auf die endgültige Maßhaltigkeit aus. Die Lösung besteht darin, ein strenges Prozesskontrollsystem einzurichten, um jeden Prozessschritt präzise zu steuern und zu überwachen. Gleichzeitig sollten fortschrittliche Messtechnik und -geräte eingesetzt werden, um die Abmessungen des Uhrengehäuses in Echtzeit zu überwachen und anzupassen, um sicherzustellen, dass die Maßgenauigkeit den Designanforderungen entspricht.
Hohe Kosten
Wachsausschmelzverfahren erfordert große Investitionen in die Ausrüstung, komplexe Prozesse und relativ hohe Material- und Arbeitskosten. Die Lösung besteht darin, die Produktionskosten zu senken, indem der Prozessablauf optimiert, die Produktionseffizienz verbessert und die Ausschussrate gesenkt wird. Gleichzeitig wird die Stärkung der Zusammenarbeit mit Lieferanten zur Sicherung günstigerer Rohstoffpreise den wirtschaftlichen Nutzen des Unternehmens verbessern.
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