เทคโนโลยีการหล่อการลงทุนของโลหะผสมไทเทเนียมคืออะไร?

โลหะผสมไทเทเนียมมีฤทธิ์ทางเคมีสูง มีความสามารถในการแปรรูปต่ำ และมีความยากในการขึ้นรูปส่วนประกอบโครงสร้างที่ซับซ้อนด้วยวิธีหล่อแบบดั้งเดิม เทคโนโลยีการหล่อโลหะผสมไทเทเนียมแบบลงทุนได้เอาชนะความท้าทายนี้ โดยกลายเป็นวิธีการขึ้นรูปกระแสหลักสำหรับส่วนประกอบโลหะผสมไทเทเนียมที่ซับซ้อนและแม่นยำ และส่งเสริมการใช้งานโลหะผสมไทเทเนียมอย่างกว้างขวางในสาขาระดับสูง-ต่างๆ

 

แหล่งที่มาของภาพ: JC Casting 《 Titanium Investment Casting》คืออะไร

 

เป็นกระบวนการสร้างลวดลายแว็กซ์ที่มีรูปร่างเดียวกันกับส่วนประกอบเป้าหมาย แล้วเคลือบด้วยวัสดุทนไฟเพื่อสร้างเปลือกแม่พิมพ์ ขั้นตอนต่อไปคือการละลายและกำจัดลวดลายของขี้ผึ้งออกผ่านการคั่วที่อุณหภูมิสูง- โดยเทโลหะผสมไทเทเนียมที่หลอมละลายลงในเปลือกแม่พิมพ์ในสภาพแวดล้อมเฉพาะ จากนั้นจะสามารถหล่อได้อย่างแม่นยำหลังจากการทำความเย็น การแข็งตัว การแตกของเปลือก และการบำบัดในภายหลัง

 

การเตรียมรูปแบบขี้ผึ้ง

• ขั้นแรก มีการใช้ซอฟต์แวร์จำลองเชิงตัวเลขเพื่อปรับกระบวนการเตรียมการให้เหมาะสม รูปแบบขี้ผึ้งและแบบจำลองแม่พิมพ์ได้รับการออกแบบตามแบบจำลอง 3 มิติของการหล่อ และพารามิเตอร์กระบวนการได้รับการตั้งค่าเพื่อคาดการณ์และหลีกเลี่ยงข้อบกพร่องที่อาจเกิดขึ้น

 

• จากนั้นขี้ผึ้งหลอมเหลวจะถูกฉีดเข้าไปในแม่พิมพ์โลหะ รูปแบบแว็กซ์เริ่มต้นจะถูกดึงออกมาหลังจากเย็นตัวลง รูปแบบของแว็กซ์ที่มีข้อบกพร่องที่พื้นผิวจะได้รับการซ่อมแซม ขัด ทำความสะอาด และตากให้แห้งตามความจำเป็น เพื่อให้มั่นใจว่าพื้นผิวเรียบและมีขนาดที่แม่นยำ ในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมา เทคโนโลยีการผลิตแบบเติมเนื้อได้ถูกนำมาใช้กับการเตรียมรูปแบบขี้ผึ้ง ซึ่งไม่เพียงแต่ช่วยลดระยะเวลาวงจรการพัฒนาแม่พิมพ์ลงอย่างมาก แต่ยังช่วยให้สามารถขึ้นรูปรูปแบบขี้ผึ้งได้อย่างรวดเร็วด้วยโครงสร้างที่ซับซ้อนอีกด้วย

การเตรียมเปลือกแม่พิมพ์

• ในระหว่างการเตรียม รูปแบบขี้ผึ้งที่ผ่านการรับรองพร้อมระบบ gating จะถูกจุ่มลงในสารละลายทนไฟที่ทำจากเซอร์โคเนียหรืออลูมินา-ซ้ำๆ ตามด้วยการขัดและทำให้แห้งเพื่อสร้างเปลือกแม่พิมพ์ที่มี 4-10 ชั้น การหล่อขั้นสุดท้าย-ต้องใช้เปลือกแม่พิมพ์พิเศษสามชั้นเพื่อเพิ่มความแข็งแรงของโครงสร้าง

 

• หลังจากการอบแห้ง เปลือกแม่พิมพ์จะถูกคั่วที่อุณหภูมิสูง 870–980 องศา เพื่อขจัดขี้ผึ้งและน้ำออกจนหมด และเผาเปลือกแม่พิมพ์ให้เป็นโครงสร้างเซรามิก กระบวนการนี้ช่วยเพิ่มความแข็งแรง การซึมผ่านของอากาศ และความเสถียรของมิติของเปลือกแม่พิมพ์ วัสดุเปลือกแม่พิมพ์จะต้องจับคู่กับคุณลักษณะของโลหะผสมไททาเนียมอย่างเคร่งครัดเพื่อหลีกเลี่ยงข้อบกพร่องในการหล่อ เช่น การรวมตัวและรูเป่าที่เกิดจากปฏิกิริยาเคมีที่อุณหภูมิสูง-

ละลายและเท

• โลหะผสมไททาเนียมมีฤทธิ์ทางเคมีสูงมากที่อุณหภูมิสูง ดังนั้นการหลอมและการเทจะต้องดำเนินการในสภาพแวดล้อมสุญญากาศที่มีแรงดันจำกัดหรือภายใต้การป้องกันอาร์กอน ซึ่งจะช่วยป้องกันปฏิกิริยาระหว่างโลหะผสมที่หลอมละลายกับอากาศ ถ้วยใส่ตัวอย่าง หรือเปลือกแม่พิมพ์ เพื่อให้มั่นใจถึงความบริสุทธิ์และคุณสมบัติทางกลของการหล่อ

 

• การหลอมใช้เทคโนโลยีการเหนี่ยวนำสุญญากาศหรือการหลอมอาร์กพลาสมา แท่งโลหะผสมไทเทเนียมถูกให้ความร้อนเพื่อให้เกิดการหลอมละลายและเป็นเนื้อเดียวกันโดยสมบูรณ์ เพื่อขจัดสิ่งเจือปนและก๊าซ

 

• การเทต้องควบคุมอุณหภูมิ ความเร็ว และแรงดันในการเติมแม่พิมพ์อย่างแม่นยำ การจำลองเชิงตัวเลขใช้เพื่อเพิ่มประสิทธิภาพระบบ gating คาดการณ์และหลีกเลี่ยงข้อบกพร่องในการเติมแม่พิมพ์ รับรองว่าการเติมโลหะผสมในโพรงแม่พิมพ์จะมีเสถียรภาพและสมบูรณ์ และป้องกันปัญหาต่างๆ เช่น การวิ่งผิดทาง โพรงการหดตัว และรอยแตกร้าว

 

• หลังจากเทแล้วหล่อจะต้องเย็นลงไม่น้อยกว่า 2 ชั่วโมง อัตราการทำความเย็นที่ควบคุมจะช่วยลดความเครียดภายในและหลีกเลี่ยงการเสียรูปและการแตกร้าว

หลัง-การรักษา

• การแตกเปลือกและการสกัดส่วนประกอบ: เปลือกแม่พิมพ์แตกออกด้วยการฉีดน้ำแรงดันสูง-หรือการสั่นสะเทือน การหล่อถูกนำออก และระบบเกตจะถูกตัดออก

 

• การรักษาพื้นผิว: เปลือกที่เหลือและสเกลออกไซด์จะถูกกำจัดออกโดยการพ่นทรายหลักด้วยทรายตาข่าย 30–80 การหล่อจะถูกดองในสารละลายผสมของกรดไนตริกและกรดไฮโดรฟลูออริกเพื่อขจัดชั้นผิวที่มีความหนาน้อยกว่าหรือเท่ากับ 5 มม. การพ่นทรายหลายขั้นตอนขั้นที่สอง-จะดำเนินการด้วยทรายตาข่าย 80–250 ตามด้วยการขัดเพื่อให้ได้ความหยาบของพื้นผิวที่ออกแบบไว้ การหล่อขั้นสุดท้าย-ต้องผ่านการบำบัดกระตุ้นพื้นผิวเพิ่มเติมเพื่อปรับปรุงความเข้ากันได้ของการเคลือบ

 

• การปรับปรุงประสิทธิภาพ: การใช้ความร้อน การกดแบบไอโซสแตติกแบบร้อน และกระบวนการอื่นๆ จะถูกนำไปใช้ตามความต้องการในการใช้งานของการหล่อ สามารถขจัดความเครียดภายใน ปรับแต่งเมล็ดพืช และเพิ่มความแข็งแกร่ง ความเหนียว และความต้านทานการกัดกร่อน การหล่อบางส่วนต้องผ่านการทดสอบแบบไม่ทำลาย-เพื่อตรวจจับข้อบกพร่องที่ซ่อนอยู่ภายใน เพื่อให้มั่นใจในความน่าเชื่อถือในการปฏิบัติงาน

 

• ให้ความแม่นยำในการขึ้นรูปสูงและคุณภาพพื้นผิวที่ดีเยี่ยม สามารถควบคุมพิกัดความเผื่อมิติของการหล่อได้ภายใน ±0.1 มม. และความขรุขระของพื้นผิวสูงถึง Ra1.6–6.3 μm ซึ่งช่วยลดปริมาณการตัดเฉือนในภายหลังได้อย่างมาก แม้จะทำให้เกิดรูปร่างสุทธิเกือบ- ซึ่งจะช่วยลดต้นทุนการผลิตและการสูญเสียวัสดุ

 

• เหมาะมากสำหรับการขึ้นรูปส่วนประกอบโครงสร้างเครื่องจักรที่ยาก-ถึง- เช่น พื้นผิวโค้งที่ซับซ้อน ชิ้นส่วนที่มีผนังบาง- และโพรงเล็กๆ หลีกเลี่ยงผลกระทบด้านลบของกระบวนการต่างๆ เช่น การเชื่อมและการบัดกรีแข็ง ที่มีต่อความแข็งแรงและความสมบูรณ์ของการหล่อ

 

Ruihang Group ผลิตวัตถุดิบเพื่อการผลิตที่มีความแม่นยำเป็นหลัก สำหรับรายละเอียดเพิ่มเติม โปรดติดต่อเราทางอีเมล:Sam.Rui@bjrh-titanium.com