Koja je tehnologija investicionog livenja titanijumskih legura?

Titanijumske legure imaju visoku hemijsku aktivnost, lošu obradivost i poteškoće u formiranju složenih strukturnih komponenti tradicionalnim metodama livenja. Tehnologija investicionog livenja legura titanijuma prevazišla je ovaj izazov, postavši glavna metoda formiranja složenih i preciznih komponenti legura titanijuma, i promovišući široku primenu legura titanijuma u različitim vrhunskim-poljima.

 

Izvor slike: JC Casting《Što je Titanium Investment Casting express

 

To je proces izrade uzorka od voska istog oblika kao ciljna komponenta, a zatim ga premazati vatrostalnim materijalima kako bi se formirala školjka kalupa. Sljedeći korak je topljenje i uklanjanje uzorka voska kroz pečenje na visokoj-temperaturi, izlivanje rastopljene legure titanijuma u školjku kalupa u određenom okruženju. Tada može dobiti precizne odljevke nakon hlađenja, skrućivanja, lomljenja ljuske i naknadnih tretmana.

 

Priprema uzorka voska

• Prvo, za optimizaciju procesa pripreme koristi se softver za numeričku simulaciju. Voštani uzorci i modeli kalupa dizajnirani su prema 3D modelu odljevka, a parametri procesa su postavljeni tako da se predvidi i izbjegne potencijalni defekti.

 

• Zatim se rastopljeni vosak ubrizgava u metalni kalup. Početni uzorak voska se vadi nakon hlađenja. Voštani uzorci sa površinskim defektima se popravljaju, poliraju, čiste i suše po potrebi kako bi se osigurale glatke površine i precizne dimenzije. Posljednjih godina se na pripremu voštanih uzoraka primjenjuje tehnologija aditivne proizvodnje, koja ne samo da uvelike skraćuje ciklus razvoja kalupa, već i omogućava brzo formiranje voštanih uzoraka sa složenom strukturom.

Priprema ljuske kalupa

• Tokom pripreme, kvalificirani voštani uzorak sa sistemom za zatvaranje se više puta uranja u vatrostalne smjese na bazi cirkonija ili glinice-, nakon čega slijedi brušenje i sušenje kako bi se formirala školjka kalupa sa 4-10 slojeva. Vrhunski{4}}odljevci zahtijevaju tri sloja specijalnih školjki kalupa za povećanje čvrstoće strukture.

 

• Nakon sušenja, ljuska kalupa se peče na visokoj temperaturi od 870-980 stepeni da bi se potpuno uklonio vosak i voda, i sinterovana školjka kalupa u keramičku strukturu. Ovaj proces poboljšava čvrstoću, propusnost zraka i dimenzionalnu stabilnost ljuske kalupa. Materijali omotača kalupa moraju biti striktno usklađeni sa karakteristikama titanijumskih legura kako bi se izbjegli defekti lijevanja kao što su inkluzije i rupe uzrokovane visoko{4}}hemijskim reakcijama na visokim temperaturama.

Topljenje i izlijevanje

• Titanijumske legure imaju izuzetno visoku hemijsku aktivnost na visokim temperaturama, tako da se topljenje i izlivanje moraju obavljati u vakuumskom okruženju sa ograničenim pritiskom ili pod zaštitom od argona. Ovo sprječava reakcije između taline legure i zraka, lonaca ili školjki kalupa kako bi se osigurala čistoća i mehanička svojstva odljevaka.

 

• Topljenje usvaja tehnologiju vakuumske indukcije ili taljenja plazma luka. Ingoti od legure titanijuma se zagrevaju da bi se postiglo potpuno topljenje i homogenizacija, uklanjajući nečistoće i gasove.

 

• Za izlivanje je potrebna precizna kontrola temperature, brzine i pritiska punjenja kalupa. Numerička simulacija se koristi za optimizaciju sistema zalijevanja, predviđanje i izbjegavanje defekata punjenja kalupa, osiguravanje stabilnog i potpunog punjenja šupljine kalupa topljenom legure i sprječavanje problema kao što su pogrešno odvijanje, šupljine skupljanja i pukotine.

 

• Nakon izlijevanja, odljevak se mora hladiti najmanje 2 sata. Kontrolisana brzina hlađenja smanjuje unutrašnje naprezanje i izbjegava deformaciju i pucanje.

Post{0}}tretman

• Razbijanje ljuske i vađenje komponenti: Oklop kalupa je slomljen mlazom vode pod visokim-mlazom ili vibracijama. Odljevak se vadi, a sistem zalijevanja je odsječen.

 

• Površinska obrada: Preostala ljuska i oksidni kamenac uklanjaju se primarnim pjeskarenjem s pijeskom od 30-80 mesh. Odljevak se kiseli u miješanoj otopini dušične kiseline i fluorovodonične kiseline kako bi se uklonio površinski sloj debljine manje ili jednako 5 mm. Sekundarno višestepeno pjeskarenje izvodi se pijeskom veličine 80-250 mesh, nakon čega slijedi poliranje kako bi se postigla projektovana hrapavost površine. Vrhunski odljevci se podvrgavaju dodatnoj površinskoj aktivaciji radi poboljšanja kompatibilnosti premaza.

 

• Poboljšanje performansi: Toplinska obrada, vruće izostatičko presovanje i drugi procesi se primenjuju u skladu sa zahtevima primene livenja. Može eliminirati unutrašnje naprezanje, rafinirati zrna i povećati snagu, žilavost i otpornost na koroziju. Neki odljevci podliježu ne-destruktivnom ispitivanju kako bi se otkrili unutrašnji skriveni defekti, čime se osigurava operativna pouzdanost.

 

• Nudi visoku preciznost oblikovanja i odličan kvalitet površine. Tolerancija dimenzija odlivaka može se kontrolisati unutar ±0,1 mm, a hrapavost površine dostiže Ra1,6–6,3 μm. Ovo uvelike smanjuje količinu naknadne mašinske obrade, čak i omogućava formiranje skoro{5}}neto oblika, čime se smanjuju troškovi proizvodnje i materijalni otpad.

 

• Veoma je pogodan za formiranje-teških-strukturnih komponenti kao što su složene zakrivljene površine, tanki{2}}dijelovi sa tankim zidovima i male šupljine. Izbjegava negativne utjecaje procesa kao što su zavarivanje i lemljenje na čvrstoću i integritet odljevaka.

 

Ruihang Group uglavnom proizvodi sirovine za vašu preciznu proizvodnju. Za više detalja kontaktirajte nas na email:Sam.Rui@bjrh-titanium.com