Odliatok strateného-vosku z titánovej zliatiny Micro Gear

o. Dizajn a výroba foriem: Na základe konštrukčných výkresov miniatúrneho ozubeného kolesa sa pomocou počítačového-softvéru na navrhovanie (CAD) vytvorí 3D model a následne sa pomocou CNC obrábania vyrobí vysoko presná forma-. Rozmerová presnosť a kvalita povrchu formy priamo ovplyvňujú kvalitu voskového modelu. V prípade miniatúrnych ozubených kolies musí byť rozmerová tolerancia formy kontrolovaná v extrémne malom rozsahu, ako je ± 0,01 mm alebo ešte menej.

o. Výber a úprava voskového materiálu: Vyberie sa vhodný voskový materiál. Vo všeobecnosti sa vyžaduje, aby voskový materiál mal dobrú tekutosť, nízke zmrštenie a strednú pevnosť. Bežné voskové materiály zahŕňajú parafín-voskové materiály s kyselinou stearovou.

o. Voskové formovanie: Voskový materiál sa zahrieva a roztaví na vhodnú teplotu, aby sa odstránili nečistoty a vzduchové bubliny, čím sa zabezpečí kvalita voskového modelu.

o. Vstrekovanie vosku: Roztavený vosk sa vstrekuje do formy a vyplní dutinu formy za špecifických tlakových a teplotných podmienok. Vstrekovací tlak a teplota musia byť presne kontrolované na základe vlastností vosku a štruktúry formy; napríklad vstrekovací tlak môže byť medzi 0,2 a 0,5 MPa a teplota medzi 50 a 70 stupňami. Po vychladnutí a stuhnutí vosku sa forma otvorí a voskový model sa vyberie. Voskový model je potom orezaný, pričom sa odstránia otrepy, otrepy a iný prebytočný materiál a skontroluje sa jeho rozmerová presnosť a kvalita povrchu.

o. Montáž modulu: Jednotlivé voskové modely sú namontované na vtokovú lištu pomocou zvárania alebo lepenia, aby vytvorili modul. Konštrukcia modulu musí brať do úvahy prúdenie roztaveného kovu a odvetrávanie, aby sa zabezpečilo hladké plnenie dutiny počas odlievania pri súčasnom vytláčaní plynov. Veľkosť a tvar vtokovej tyče musí byť racionálne navrhnutý na základe veľkosti a počtu mikro-prevodov, aby sa zabezpečil rovnomerný prívod a prietok roztaveného kovu.

o. Povlak: Ponorte zostavu formy do povlaku a zabezpečte, aby povrch voskového modelu pokrývala rovnomerná vrstva. Povlak typicky pozostáva zo žiaruvzdorných materiálov (ako je kremičitý sol, zirkónový prášok atď.) a spojiva a jeho vlastnosti priamo ovplyvňujú kvalitu škrupiny. Počas aplikácie je potrebné venovať pozornosť viskozite a hrúbke náteru; vo všeobecnosti sú potrebné viaceré vrstvy, každá s potenciálne odlišným zložením a veľkosťou častíc na vytvorenie plášťových vrstiev s rôznymi vlastnosťami.

o. Brúsenie: Ihneď po potiahnutí ponorte zostavu formy do piesku, aby sa piesok prilepil na povrch náteru. Veľkosť častíc a materiál piesku sa vyberajú na základe rôznych vrstiev plášťa, pričom vo všeobecnosti postupujú od hrubých k jemným. Brúsenie zvyšuje pevnosť a priepustnosť škrupiny.

o. Sušenie a tvrdnutie: Po každom procese nanášania a brúsenia je potrebné zostavu formy vysušiť a vytvrdiť, aby spojivo v nátere stuhlo a vytvorilo sa robustný plášť. Čas a podmienky schnutia a tvrdnutia závisia od typu náteru a faktorov prostredia, ako je teplota a vlhkosť, vo všeobecnosti sa pohybujú od niekoľkých hodín až po niekoľko dní. o Odvoskovanie: Pripravený plášť formy sa vloží do odparafínovacieho zariadenia, kde sa zahrievaním roztaví voskový model a nechá sa vytiecť zo škrupiny. Metódy odparafínovania zahŕňajú odparafínovanie horúcou vodou a odparafínovanie parou. Teplota a čas odparafínovania sa musia riadiť podľa charakteristík vosku a štruktúry plášťa formy, aby sa zabezpečilo úplné odstránenie voskového modelu bez poškodenia plášťa.

o Vypaľovanie: Odvoskovaný plášť formy sa umiestni do vypaľovacej pece na vypálenie pri vysokej teplote-, aby sa odstránil zvyškový vosk a vlhkosť, čím sa zlepší pevnosť a žiaruvzdornosť plášťa. Teplota vypaľovania je vo všeobecnosti medzi 800-1100 stupňami a čas vypaľovania závisí od veľkosti a hrúbky škrupiny, zvyčajne 1-3 hodiny.

o Tavenie zliatiny titánu: Vhodné suroviny zliatiny titánu sa vyberajú a dávkujú podľa požiadaviek na zloženie zliatiny. Na roztavenie surovín zliatiny titánu sa používa vákuové indukčné tavenie a iné metódy. Počas procesu tavenia musia byť parametre, ako je teplota topenia, čas a stupeň vákua, prísne kontrolované, aby sa zabezpečila jednotnosť a čistota zloženia zliatiny. Teplota topenia je vo všeobecnosti medzi 1600 a 1800 stupňami a stupeň vákua musí dosiahnuť 10⁻³ - 10⁻⁴ Pa.

o. Nalievanie: Roztavená zliatina titánu sa naleje do plášťa formy za špecifických teplotných a tlakových podmienok. Nadmerná teplota liatia poškodí plášť formy a spôsobí stratu zliatinových prvkov, zatiaľ čo nedostatočná teplota zníži tekutosť roztaveného kovu, čo ovplyvní kvalitu plnenia. Tlak a rýchlosť liatia musia byť presne kontrolované podľa štruktúry plášťa formy a veľkosti mikro ozubeného kolesa, aby sa zabezpečilo, že roztavený kov môže hladko vyplniť dutinu a vytvoriť kompletný mikroprevod.

o. Odstránenie škrupiny: Po odliatí, keď sa odliatok ochladí na izbovú teplotu, sa škrupina formy odstráni metódami, ako sú mechanické vibrácie alebo pieskovanie. Je potrebné dbať na to, aby nedošlo k poškodeniu odliatku počas procesu odstraňovania škrupiny.

o. Rezanie brány: Odliatok sa odreže z vtokovej tyče, pričom sa odstránia prebytočné časti, ako je vtokový kanál a stúpačka. Počas rezania musí byť povrch rezu hladký a čistý, aby nedošlo k poškodeniu ozubeného kolesa.

o. Tepelné spracovanie: Rezané mikro-ozubnice prechádzajú tepelným spracovaním, aby sa zlepšila ich mikroštruktúra a vlastnosti. Bežné procesy tepelného spracovania zahŕňajú ošetrenie v roztoku a ošetrenie starnutím. Teplota, čas a rýchlosť ochladzovania tepelného spracovania musia byť presne kontrolované podľa zloženia a požiadaviek na výkon titánovej zliatiny.

o. Povrchová úprava: Mikro-ozubnice sa dokončujú pomocou brúsenia, lapovania a iných metód obrábania, aby sa zlepšila ich rozmerová presnosť a kvalita povrchu. Požiadavky na presnosť na dokončovacie obrábanie sú veľmi vysoké; rozmerové tolerancie môžu byť kontrolované v rozmedzí ±0,005 mm a drsnosť povrchu dosahuje Ra0.4 - Ra0,8μm.

o. Kontrola: Hotové mikro-ozubnice prechádzajú komplexnou kontrolou vrátane rozmerovej presnosti, tvarovej presnosti, kvality povrchu, tvrdosti a metalografickej štruktúry. Kontrolné metódy zahŕňajú súradnicový merací stroj (CMM), mikroskopické pozorovanie a testovanie tvrdosti. Iba produkty, ktoré prejdú kontrolou, môžu postúpiť do ďalšieho procesu alebo môžu byť dodané na použitie.