Ulitek iz-voska titanove zlitine Micro Gear
Miniaturni zobniki se pogosto uporabljajo na številnih področjih natančnih strojev, kot so vesoljska, elektronska oprema in medicinske naprave, ki zahtevajo majhne dimenzije in visoko natančnost. Titanove zlitine so s svojimi prednostmi nizke gostote, visoke trdnosti in dobre odpornosti proti koroziji idealni materiali za izdelavo miniaturnih zobnikov.
Pregled izgubljenega-litja rezin iz titanove zlitine za miniaturne zobnike
Miniaturni zobniki se pogosto uporabljajo na številnih področjih natančnih strojev, kot so vesoljska, elektronska oprema in medicinske naprave, ki zahtevajo majhne dimenzije in visoko natančnost. Titanove zlitine so s svojimi prednostmi nizke gostote, visoke trdnosti in dobre odpornosti proti koroziji idealni materiali za izdelavo miniaturnih zobnikov. Izgubljeno{2}}litje rezin (vlivanje) je procesna metoda, s katero je mogoče doseči izdelavo visoko{3}}natančnih, kompleksnih-oblikovanih delov, zaradi česar je zelo primerna za proizvodnjo miniaturnih zobnikov.
Postopek ulivanja rezin iz titanove zlitine z miniaturnimi zobniki-
o. Načrtovanje in izdelava kalupa: Na podlagi načrtovalskih risb miniaturnega orodja se z uporabo programske opreme za-računalniško podprto načrtovanje (CAD) ustvari 3D-model, nato pa se s CNC-obdelavo izdela-natančen kalup. Merska natančnost in kakovost površine kalupa neposredno vplivata na kakovost voščenega modela. Pri miniaturnih zobnikih je treba dimenzijsko toleranco kalupa nadzorovati v izjemno majhnem območju, na primer ±0,01 mm ali celo manj.
o. Izbira in obdelava materiala za vosek: Izbere se ustrezen material za vosek. Na splošno mora imeti vosek dobro fluidnost, majhno krčenje in zmerno trdnost. Običajni materiali iz voska vključujejo materiale iz parafinskega -voska stearinske kisline.
o. Oblikovanje voska: voščeni material se segreje in stopi na primerno temperaturo, da se odstranijo nečistoče in zračni mehurčki, kar zagotavlja kakovost voščenega modela.
o. Brizganje z voskom: Staljeni vosek se vbrizga v kalup in napolni votlino kalupa pod določenimi pogoji tlaka in temperature. Tlak in temperaturo vbrizgavanja je treba natančno nadzorovati glede na lastnosti voska in strukturo kalupa; na primer, tlak vbrizgavanja je lahko med 0,2 in 0,5 MPa, temperatura pa med 50 in 70 stopinjami. Ko se vosek ohladi in strdi, se kalup odpre in voščeni model odstrani. Voščeni model se nato obreže, pri čemer se odstranijo robovi, madeži in drugi odvečni material ter preverita njegova dimenzijska natančnost in kakovost površine.
o. Montaža modula: Posamezni voščeni modeli so sestavljeni na drog za kanale z varjenjem ali lepljenjem, da tvorijo modul. Zasnova modula mora upoštevati pretok staljene kovine in odzračevanje, da se zagotovi nemoteno polnjenje votline med ulivanjem ob hkratnem odvajanju plinov. Velikost in oblika strešne palice morata biti racionalno zasnovana na podlagi velikosti in števila mikro-zobnikov, da se zagotovi enakomeren dovod in pretok staljene kovine.
o. Prevleka: potopite kalup v prevleko in zagotovite, da enakomerna plast prekrije površino voščenega modela. Prevleka je običajno sestavljena iz ognjevarnih materialov (kot je silikagel, cirkonov prah itd.) in veziva, njene lastnosti pa neposredno vplivajo na kakovost lupine. Med nanosom je treba paziti na viskoznost in debelino premaza; na splošno je potrebnih več plasti, vsaka s potencialno drugačno sestavo in velikostjo delcev, da se ustvarijo plasti lupine z različnimi lastnostmi.
o. Brušenje: Takoj po nanosu potopite kalup v pesek, da se pesek oprime površine premaza. Velikost delcev in material peska sta izbrana glede na različne plasti lupine, ki običajno napredujejo od grobe do fine. Brušenje poveča trdnost in prepustnost lupine.
o. Sušenje in utrjevanje: Po vsakem postopku premazovanja in brušenja je treba sklop kalupa posušiti in utrditi, da se vezivo v premazu strdi in tvori robustno lupino. Čas in pogoji sušenja in utrjevanja so odvisni od vrste premaza in okoljskih dejavnikov, kot sta temperatura in vlaga, na splošno pa se gibljejo od nekaj ur do nekaj dni. o Razvoskanje: Pripravljeno lupino kalupa postavimo v napravo za razvoskanje, kjer se s segrevanjem stopi voščeni model in omogoči, da izteče iz lupine. Metode razvoskanja vključujejo razvoskanje z vročo vodo in razvoskanje s paro. Temperaturo in čas razvoskanja je treba nadzorovati glede na značilnosti voska in strukturo lupine kalupa, da se zagotovi popolna odstranitev voščenega modela brez poškodb lupine.
o Žganje: Lupina kalupa, razvoskana, se postavi v peč za žganje pri visoki-temperaturi žganja, da se odstranijo ostanki voska in vlage, s čimer se izboljša trdnost in ognjevzdržnost lupine. Temperatura žganja je običajno med 800-1100 stopinjami, čas žganja pa je odvisen od velikosti in debeline lupine, običajno 1-3 ure.
o Taljenje titanove zlitine: Primerne surovine za titanove zlitine so izbrane in razdeljene v skladu z zahtevami glede sestave zlitine. Vakuumsko indukcijsko taljenje in druge metode se uporabljajo za taljenje surovin iz titanove zlitine. Med postopkom taljenja je treba parametre, kot so temperatura taljenja, čas in stopnja vakuuma, strogo nadzorovati, da se zagotovi enotnost in čistost sestave zlitine. Temperatura taljenja je običajno med 1600 in 1800 stopinjami, stopnja vakuuma pa mora doseči 10⁻³ - 10⁻⁴ Pa.
o. Vlivanje: Staljeno titanovo zlitino vlijemo v lupino kalupa pod določenimi temperaturnimi in tlačnimi pogoji. Previsoka temperatura vlivanja bo poškodovala lupino kalupa in povzročila izgubo elementov zlitine, medtem ko bo nezadostna temperatura zmanjšala fluidnost staljene kovine, kar bo vplivalo na kakovost polnjenja. Tlak in hitrost izlivanja je treba natančno nadzorovati glede na strukturo lupine kalupa in velikost mikro zobnika, da se zagotovi, da lahko staljena kovina nemoteno napolni votlino in tvori popoln mikro zobnik.
o. Odstranjevanje lupine: po vlivanju, ko se ulitek ohladi na sobno temperaturo, se lupina kalupa odstrani z metodami, kot sta mehansko vibriranje ali peskanje. Paziti je treba, da med postopkom odstranjevanja lupine ne poškodujete ulitka.
o. Rezanje vrat: Ulitek se odreže od droga za kanale, pri čemer se odstranijo odvečni deli, kot sta kanal in dvižni vod. Med rezanjem mora biti površina reza gladka in čista, da ne poškodujete orodja.
o. Toplotna obdelava: Izrezani mikro-zobniki so toplotno obdelani, da se izboljša njihova mikrostruktura in lastnosti. Običajni postopki toplotne obdelave vključujejo obdelavo z raztopino in obdelavo s staranjem. Temperaturo, čas in hitrost hlajenja toplotne obdelave je treba natančno nadzorovati glede na sestavo in zahteve glede učinkovitosti titanove zlitine.
o. Končna obdelava: mikro-zobniki so končno obdelani z brušenjem, lepanjem in drugimi metodami obdelave za izboljšanje njihove dimenzijske natančnosti in kakovosti površine. Zahteve glede natančnosti končne obdelave so zelo visoke; dimenzijske tolerance je mogoče nadzorovati znotraj ±0,005 mm, hrapavost površine pa doseže Ra0.4 - Ra0,8μm.
o. Pregled: dokončani mikro-zobniki so podvrženi celovitemu pregledu, vključno z dimenzijsko natančnostjo, natančnostjo oblike, kakovostjo površine, trdoto in metalografsko strukturo. Inšpekcijske metode vključujejo koordinatni merilni stroj (CMM), mikroskopsko opazovanje in testiranje trdote. Samo izdelki, ki prestanejo inšpekcijo, lahko nadaljujejo v naslednji postopek ali se dostavijo v uporabo.
Prednosti izgubljenega-litja rezin iz titanove zlitine za mikro-zobnike
Visoka natančnost
Izgubljeni{0}}litek rezin lahko natančno posnema obliko in velikost voščenega modela. Za visoko-natančne dele, kot so mikro-zobniki, lahko doseže zelo visoko dimenzijsko in oblikovno natančnost, ki izpolnjuje zahteve za uporabo v preciznih strojih.
Izdelava kompleksnih oblik
Z-litje izgubljenega voska lahko proizvede miniaturne zobnike z zapletenimi profili in strukturami zob, oblike, ki jih je težko doseči z drugimi metodami obdelave.
Visok izkoristek materiala
V primerjavi s tradicionalnimi metodami obdelave ulivanje po izgubljenem{0}}vosku zmanjša odstranjevanje materiala, poveča izkoristek materiala in zniža proizvodne stroške.
Dobra kakovost površine
Liti miniaturni zobniki imajo nizko površinsko hrapavost, kar zmanjšuje naknadno dodelavo in izboljša učinkovitost proizvodnje.
Izzivi in rešitve pri ulivanju-voska miniaturnih zobnikov iz titanovih zlitin
Težave pri taljenju in litju titanove zlitine
Titanove zlitine so zelo kemično reaktivne in zlahka reagirajo z elementi, kot sta kisik in dušik v zraku med taljenjem in ulivanjem, kar vpliva na lastnosti zlitine. Rešitev je uporaba opreme za vakuumsko taljenje in ulivanje, pri čemer se med taljenjem in ulivanjem strogo nadzoruje raven vakuuma, da se titanovim zlitinam prepreči stik z zrakom.
Težave z združljivostjo med kalupom in titanovo zlitino
Titanove zlitine lahko pri visokih temperaturah kemično reagirajo z materialom kalupa, kar vpliva na kakovost površine in zmogljivost ulitka. Treba je izbrati ustrezne materiale in premaze za kalupe, optimizirati postopek izdelave kalupov in izboljšati združljivost med kalupom in titanovo zlitino.
Težave z deformacijo in pokanjem v mikro zobnikih
Zaradi svoje majhnosti in kompleksne strukture so mikro zobniki nagnjeni k deformacijam in pokanju med postopkom ulivanja. To je mogoče preprečiti z optimiziranjem parametrov postopka ulivanja, kot so temperatura vlivanja, hitrost vlivanja in hitrost ohlajanja, kot tudi z racionalnim načrtovanjem vratnega in dvižnega sistema ter strukture kalupa, s čimer se zmanjšajo toplotne obremenitve in deformacije v ulitkih.
Pošlji povpraševanje
