Malé šnekové ozubené koleso zo strateného-vosku z titánovej zliatiny

Veľkosť malých šnekových prevodov sa zvyčajne pohybuje od niekoľkých milimetrov do desiatok milimetrov. Táto malá veľkosť si vyžaduje vysokú-presnú kontrolu v procese odlievania, aby sa zabezpečila rozmerová presnosť a kvalita povrchu každého profilu zuba, čo spĺňa presné požiadavky prevodového systému. Napríklad v mikro-prevodových systémoch letectva a kozmonautiky môžu rozmerové odchýlky v malých závitovkových prevodoch viesť k zníženiu výkonu celého systému alebo dokonca k poruche.

Profil zubov závitovkového kolesa je jeho hlavnou vlastnosťou, ktorá vyžaduje presný uhol skrutkovice, hrúbku zuba, výšku zuba a krivku profilu zuba. Cieľom týchto zložitých návrhov profilu zubov je dosiahnuť efektívny prenos sily a nízku-hlučnosť prevádzky. Presná replikácia profilu zubov je rozhodujúca počas procesu odlievania; v opačnom prípade bude ovplyvnený záber ozubeného kolesa a účinnosť prevodovky.

* Nízka hustota: Zliatiny titánu majú hustotu približne 4,5 g/cm³, výrazne nižšiu ako oceľ (približne 7,85 g/cm³). Vďaka tomu sú malé závitovkové prevody vyrobené zo zliatin titánu ľahšie, čím sa výrazne znižuje celková hmotnosť a zlepšuje sa výkon a účinnosť v aplikáciách citlivých na hmotnosť-, ako je letecký priemysel a prenosné zariadenia.

* Vysoká pevnosť: Zliatiny titánu majú vysokú pevnosť, s pevnosťou v ťahu v rozmedzí od 400 do 1400 MPa. Táto vysoká pevnosť umožňuje malým závitovkovým prevodom odolať veľkému zaťaženiu, čo zaisťuje spoľahlivú prevádzku v zložitých podmienkach. Napríklad vo vysokorýchlostných{4}}systémoch s vysokým{5}}krútiacim momentom môžu závitovkové prevody z titánovej zliatiny stabilne prenášať výkon bez toho, aby sa ľahko deformovali alebo poškodili.

* Dobrá odolnosť proti korózii: Zliatiny titánu vykazujú vynikajúcu odolnosť proti korózii v mnohých korozívnych prostrediach, ako je morská voda, chemické médiá a vysokoteplotné oxidačné prostredia. Táto charakteristika predlžuje životnosť malých závitovkových prevodov a znižuje poškodenie dielov a náklady na výmenu v dôsledku korózie. V oblastiach, ako je námorné inžinierstvo a chemické zariadenia, môžu závitovkové prevody z titánovej zliatiny pracovať stabilne po dlhšiu dobu, čím sa znižujú náklady na údržbu a prestoje.

Po prvé, na základe konštrukčných výkresov malého závitovkového prevodu sa pomocou vysoko presného obrábacieho zariadenia vyrobí hlavná forma. Hlavná forma je zvyčajne vyrobená z kovu alebo plastu a jej rozmerová presnosť a kvalita povrchu priamo ovplyvňujú kvalitu voskového modelu. Potom sa vosk zahreje a roztopí, naleje do hlavnej formy a ochladí, aby sa získal voskový model. Veľkosť a tvar voskového modelu by sa mal zhodovať s finálnym šnekovým prevodom a povrch by mal byť hladký a bez defektov-. Na zlepšenie presnosti a kvality voskového modelu je možné na vytvorenie hlavnej formy použiť pokročilé technológie, ako je CNC obrábanie a 3D tlač.

Voskové modely sa zostavia do modulov a potom sa na povrchu voskových modelov vytvorí viac{0}}vrstvová škrupina prostredníctvom viacnásobného namáčania- žiaruvzdorných náterov a posypania pieskom. Hrúbka a pevnosť plášťa by mala byť upravená podľa veľkosti a tvaru dielov, aby sa zabezpečilo, že vydrží tlak a náraz roztaveného kovu počas procesu odlievania. Žiaruvzdorné povlaky používané na ponáranie -typicky používajú materiály ako zirkónový piesok a korundový piesok, ktoré majú dobrú stabilitu pri vysokej teplote a chemickú stabilitu. Veľkosť častíc piesku použitého na posyp by sa mala zvoliť podľa počtu vrstiev plášťa a požiadaviek na zabezpečenie priepustnosti a pevnosti plášťa.

Zostava formy s plášťom je umiestnená v kotli na parné odparafínovanie. Para s vysokou teplotou roztopí voskový vzor a odstráni ho zo škrupiny. Teplota a čas by mali byť počas odparafínovania starostlivo kontrolované, aby sa zabezpečilo úplné roztopenie a odstránenie voskového vzoru, čím sa zabráni tomu, aby zvyšky vosku ovplyvnili kvalitu odliatku. Môže sa použiť aj odparafínovanie horúcou vodou, mikrovlnné odparafínovanie atď.; rôzne spôsoby odparafínovania sú vhodné pre rôzne voskové materiály a škrupinové materiály.

Surovina zliatiny titánu sa umiestni do vákuovej indukčnej pece na roztavenie. Počas tavenia by sa teplota, tlak a atmosféra vo vnútri pece mali prísne kontrolovať, aby sa zabezpečilo, že chemické zloženie a čistota titánovej zliatiny spĺňajú požiadavky. Akonáhle je zliatina titánu úplne roztavená a dosiahne vhodnú teplotu odlievania, roztavený kov sa naleje do plášťa cez bránu. Proces odlievania by mal byť rýchly a hladký, aby sa zabránilo rozstrekovaniu roztaveného kovu a oxidácii. Na zlepšenie kvality odlievania je možné použiť pokročilé procesy odlievania, ako je sklápacie liatie a spodné liatie.

Po ochladení sa škrupina formy odstráni a odliatok sa podrobí následným{0}}krokom spracovania, ako je rezanie, brúsenie a tepelné spracovanie. Rezanie odstraňuje vtoky a stúpačky, zatiaľ čo brúsenie odstraňuje otrepy a oxidové usadeniny z povrchu odliatku, čím sa zlepšuje kvalita povrchu. Tepelné spracovanie zlepšuje mikroštruktúru a vlastnosti titánovej zliatiny, čím sa zvyšuje pevnosť, tvrdosť a húževnatosť odliatku. Bežné procesy tepelného spracovania zahŕňajú žíhanie, kalenie a temperovanie; vhodný proces by sa mal zvoliť na základe zloženia zliatiny titánu a zamýšľaného použitia odliatku.

Vysoko presné meracie zariadenia, ako sú súradnicové meracie stroje a optické meracie prístroje, sa používajú na kontrolu rozmerov malých závitovkových prevodov, aby sa zabezpečilo, že spĺňajú konštrukčné požiadavky. Kontrolné položky zahŕňajú rozmery profilu zubov, vonkajší priemer, vnútorný priemer a hrúbku zuba. Pre kritické rozmery by sa mali vykonať viaceré merania a štatistické analýzy, aby sa zabezpečila rozmerová stálosť a konzistencia.

Kovové mikroskopy a elektrónové mikroskopy sa používajú na kontrolu kvality povrchu odliatku, kontrolu defektov, ako sú praskliny, pórovitosť a inklúzie. Kvalita povrchu priamo ovplyvňuje výkon záberu a životnosť ozubených kolies, preto musí byť prísne kontrolovaná. Nedeštruktívne testovacie metódy, ako je testovanie magnetickými časticami a ultrazvukové testovanie, možno použiť na zistenie vnútorných chýb odliatkov, čím sa zabezpečí kvalita odliatkov.

Mechanické vlastnosti odliatkov z titánovej zliatiny sa testujú pomocou metód, ako je skúšanie ťahom a skúšanie tvrdosti, aby sa vyhodnotila ich pevnosť, tvrdosť, húževnatosť a ďalšie ukazovatele výkonnosti. Výsledky testovania mechanických vlastností by mali spĺňať príslušné normy a konštrukčné požiadavky, aby sa zabezpečila spoľahlivosť a bezpečnosť malých závitovkových prevodov počas používania.

Odlievanie stratených-doštičiek dokáže presne replikovať zložité profily zubov a rozmery malých závitovkových kolies, čím sa zaisťujú vysoké požiadavky na presnosť dielov. V porovnaní s tradičnými metódami obrábania môže odlievanie stratených doštičiek-znižovať prídavky na obrábanie, zlepšiť využitie materiálu a znížiť výrobné náklady.

Pre malé závitovkové prevody so zložitými tvarmi a vnútornými štruktúrami je možné odlievanie stratených{0} doštičiek dokončiť v jednom kroku, čím sa eliminuje potreba ťažkopádneho obrábania a montážnych procesov. To nielen zlepšuje efektivitu výroby, ale tiež znižuje chyby pri montáži a zvyšuje celkový výkon produktu.

Vynikajúce vlastnosti titánových zliatin poskytujú malým závitovkovým prevodom výhody, ako je nízka hmotnosť, vysoká pevnosť a dobrá odolnosť proti korózii, čím spĺňajú prísne požiadavky na výkon špičkových-aplikácií. V špeciálnych pracovných podmienkach, ako je vysoká teplota, vysoký tlak a vysoko korozívne prostredie, môžu závitovkové prevody z titánovej zliatiny preukázať jedinečné výhody, predĺžiť životnosť komponentov a zlepšiť spoľahlivosť a stabilitu zariadení.