Urkasse bagside lavet af titaniumlegering tabt-voksstøbning
Tabt-wafer-støbning, også kendt som investeringsstøbning, er en præcisionsstøbningsmetode med en lang historie. Princippet går ud på først at skabe en voksmodel med samme form som urkassens bagside. Derefter, gennem en række processer, coates flere lag af ildfast materiale på overfladen af voksmodellen for at danne en monolitisk skal.
Oversigt over Lost-Wafer Casting Technology
Tabt-wafer-støbning, også kendt som investeringsstøbning, er en præcisionsstøbningsmetode med en lang historie. Princippet går ud på først at skabe en voksmodel med samme form som urkassens bagside. Derefter, gennem en række processer, coates flere lag af ildfast materiale på overfladen af voksmodellen for at danne en monolitisk skal. Skallen opvarmes derefter, hvilket får voksmodellen til at smelte og flyde ud, hvilket efterlader et hulrum i skallen, der matcher formen på urkassens bagside. Til sidst hældes smeltet titanlegering i dette hulrum. Efter at titanlegeringen er afkølet og størknet, knækkes skallen for at få den ønskede urkasse tilbage.
Egenskaber af titaniumlegeringsmateriale
Titanium legering er en legering sammensat af titanium som en base og andre legeringselementer. Den har mange fremragende egenskaber, hvilket gør den ideel til urkassens bagside. For det første har titanlegering en lav densitet, kun omkring 60 % af stål, hvilket gør ure lettere og reducerer belastningen af håndleddet. For det andet har titanlegering fremragende korrosionsbestandighed, der modstår erosion af sved, havvand osv., hvilket sikrer, at urkassens bagside ikke ruster eller korroderer, selv efter langvarig-brug i forskellige miljøer. Derudover besidder titanlegeringer høj styrke og god biokompatibilitet og vil ikke forårsage hudallergi, hvilket er afgørende egenskaber for urkasserygge, der kommer i langvarig kontakt med huden.
Specifik proces med tabt-Waferstøbning af urkasserygge i titaniumlegering
o. Formdesign og -fremstilling: Baseret på designkravene til urkassens bagside, oprettes en 3D-model ved hjælp af Computer-Aided Design (CAD)-software til at bestemme dimensioner, form, tekstur og andre detaljer for urkassens bagside. Derefter bruges en CNC-bearbejdningsteknologi til at fremstille formen til presning af voksmodellen. Præcisionen og overfladekvaliteten af formen påvirker direkte kvaliteten af voksmodellen, derfor er streng kontrol med bearbejdningspræcision påkrævet.
o. Voksmodelpresning: Smeltet voks, opvarmet til en passende temperatur og flydeevne, sprøjtes ind i formen og holdes under tryk i en periode for at sikre, at voksen fylder alle hjørner af formen. Efter at voksen er afkølet og størknet, åbnes formen, og voksmodellen fjernes. En foreløbig inspektion udføres på voksmodellen for at fjerne overskydende flash og grater, hvilket sikrer, at voksmodellens dimensioner og form opfylder designkravene.
o. Belægning: Den forberedte voksmodel fastgøres på indløbsstangen for at danne formenheden. Formen nedsænkes derefter i en belægning bestående af ildfaste materialer (såsom silicasol, zirkonsand osv.) og et bindemiddel, hvilket sikrer et ensartet belægningslag på voksformens overflade. Tykkelsen og ensartetheden af belægningen er afgørende for kvaliteten af skallen, hvilket kræver streng kontrol af nedsænkningstiden og -hastigheden.
o. Sandspredning: Umiddelbart efter nedsænkning i belægningen placeres støbeformen i en sandspredeanordning, som tillader ildfaste sandpartikler at hæfte jævnt til belægningslaget. Sandets partikelstørrelse vælges i henhold til de forskellige lag og krav til skallen, generelt spredt i flere lag fra groft til fint. Hvert lag sand giver en vis styrke og støtte til skallen.
o. Tørring og hærdning: Efter sandspredning placeres formen i et tørrekammer til tørring og hærdning. Under tørringsprocessen fordamper opløsningsmidlet i belægningen gradvist, og bindemidlet gennemgår en kemisk reaktion, hvilket får skallen til gradvist at hærde. Tørre- og hærdningstiden og temperaturen skal justeres i henhold til typen af belægning og miljøforhold for at sikre, at skallen har tilstrækkelig styrke og stabilitet.
o. Flere gentagelser: For at opnå en skal med tilstrækkelig tykkelse og styrke, skal processerne med dypning i belægning, drysning af sand, tørring og hærdning gentages, hvilket generelt kræver 5-7 lag. Procesparametrene for hvert lag skal justeres i henhold til den faktiske situation for at sikre ensartet skalkvalitet.
o. Dampafvoksning: Den forberedte skal anbringes i en afvoksningskedel, og høj-temperaturdamp indføres for at smelte voksmodellen og lade den flyde ud af skallen. Temperaturen og trykket af dampen skal kontrolleres i henhold til skallens materiale og voksmodellens egenskaber for at sikre, at voksmodellen smelter fuldstændigt og flyder jævnt ud uden at beskadige skallen.
o. Varmtvandsafvoksning: Udover dampafvoksning kan varmtvandsafvoksning også bruges. Skallen placeres i varmt vand, så voksmodellen kan smelte og flyde op til overfladen. Voksen bliver derefter indsamlet til genbrug. Varmtvandsafvoksning har fordelene ved simpelt udstyr og lavere omkostninger, men afvoksningseffekten er måske ikke så grundig som dampafvoksning.
o. Opvarmningsproces: Den afvoksede skal anbringes i en brændeovn til brænding. Formålet med brændingen er yderligere at fjerne resterende voks, fugt og andre urenheder fra formskallen, hvilket forbedrer dens styrke og ildfaste egenskaber. Brændingsprocessen kræver streng kontrol af opvarmningshastigheden, generelt ved hjælp af en segmenteret opvarmningsmetode for at undgå revner på grund af hurtige temperaturændringer.
o. Høj-temperaturbrænding: Når formskallen har nået en bestemt temperatur, holdes den i et stykke tid til høj-temperaturbrænding. Brændingstemperaturen og -tiden bestemmes ud fra materialet i formskallen og kravene til støbeprocessen, generelt mellem 900-1200 grader. Brænding ved høj temperatur gør det muligt for bindemidlet i formskallen at størkne fuldstændigt og danner en robust keramisk struktur.
o. Afkølingsproces: Efter brænding skal formskallen afkøles langsomt for at forhindre revner på grund af termisk stress. Afkølingshastigheden skal også kontrolleres i henhold til materialet og størrelsen af formskallen, generelt ved brug af ovnkøling eller afkøling i et specifikt kølemedium.
o. Smeltning af titanlegering: Råmaterialet af titanlegering anbringes i en vakuuminduktionssmelteovn til smeltning. Fordi titanlegeringer let reagerer med ilt og nitrogen i luften ved høje temperaturer, skal smelteprocessen udføres i et vakuummiljø for at sikre titanlegeringens renhed og kvalitet. Præcis styring af smeltetemperaturen og -tiden sikrer, at titanlegeringsråmaterialet er fuldstændig smeltet og opnår en ensartet sammensætning og passende temperatur.
o. Støbning: Når den smeltede titanlegering når den passende temperatur og flydeevne, hældes den hurtigt i en forvarmet form. Støbeprocessen skal udføres under beskyttelse af en inert gas (såsom argon) for at forhindre den smeltede titanlegering i at reagere med luft under støbningen. Støbehastigheden og volumen skal kontrolleres præcist i henhold til størrelsen og formen af urkassens bagside for at sikre, at den smeltede titanlegering fylder hvert hjørne af formen.
o. Husrengøring: Efter at titanlegeringen er afkølet og størknet, fjernes formen ved hjælp af mekaniske metoder (såsom vibrationer, sandblæsning osv.). Der skal udvises forsigtighed under rengøringsprocessen for at undgå at beskadige urkassens bagside og sikre integriteten af urkassens bagside.
o. Portskæring: Urkassens bagside er afskåret fra indløbsstangen, hvilket fjerner overskydende låge og stigrør. Skæreprocessen kræver høj-skæreudstyr for at sikre en glat og jævn skæreoverflade.
o. Varmebehandling: For at forbedre de mekaniske egenskaber af urkassens bagside er varmebehandling nødvendig. Varmebehandlingsprocesser omfatter udglødning, bratkøling og temperering; specifikke procesparametre skal bestemmes baseret på sammensætningen og ydeevnekravene for titanlegeringen. Varmebehandling forbedrer mikrostrukturen af titanlegeringen, hvilket øger dens styrke, hårdhed og sejhed.
o. Overfladebehandling: Overfladebehandlinger såsom polering, sandblæsning og galvanisering påføres urkassens bagside for at forbedre dens overfladefinish og dekorative appel. Overfladebehandlingsprocessen skal vælges ud fra urets designstil og markedskrav for at give urkassen et bedre udseende og tekstur tilbage.
Fordele ved Lost-Wafer-støbning til urkasse i titaniumlegering
Høj præcision
Lost-wafer-støbning opnår en meget høj dimensions- og formnøjagtighed, hvilket giver mulighed for fremstilling af urkasserygge med komplekse former og rige detaljer. Til urkasserygge med unikt design og fine teksturer er tabt-waferstøbning en ideel fremstillingsmetode.
God overfladekvalitet
Urkasserygge opnået gennem tabt-wafer-støbning har en høj overfladefinish, hvilket reducerer arbejdsbyrden ved efterfølgende behandling. I mellemtiden påvirker overfladekvaliteten af formen direkte overfladekvaliteten af sagen tilbage. Ved at optimere formfremstillingsprocessen kan man opnå en urkasse med fremragende overfladekvalitet.
Høj materialeudnyttelse
Tabt-voksstøbning giver mulighed for præcis støbning i henhold til den faktiske form og størrelse på urkassens bagside, hvilket reducerer materialespild. Sammenlignet med traditionelle bearbejdningsmetoder kan tabt-voksstøbning forbedre materialeudnyttelsen og reducere produktionsomkostningerne.
Stærk tilpasningsevne
Tabt-voksstøbning kan tilpasses forskellige typer og sammensætninger af titanlegeringer. For urkasserygge med særlige ydeevnekrav kan behovene opfyldes ved at vælge passende titanlegeringsmaterialer og støbeprocesser. Desuden kan tabt-voksstøbning kombineres med andre fremstillingsprocesser for at opnå diversificeret design og fremstilling af urkassens bagside.
Potentielle udfordringer og løsninger
Vanskeligheder ved at smelte og støbe titanlegeringer
Titaniumlegeringer har høj kemisk reaktivitet og er tilbøjelige til at reagere med elementer som ilt og nitrogen i luften under smeltning og støbning, hvilket fører til et fald i titanlegeringens ydeevne. Løsningen er at bruge vakuuminduktionssmeltning og inertgasbeskyttede støbemetoder, der strengt kontrollerer smelte- og støbemiljøet for at undgå kontakt mellem titanlegeringen og luften.
Case Revner
Under kassefremstilling, afvoksning, brænding og støbning er der risiko for revner på grund af temperaturændringer og spændingskoncentration. Løsningen er at optimere sagsfremstillingsprocessen, kontrollere opvarmnings- og afkølingshastighederne og undgå overdreven termisk belastning på kabinettet. Samtidig skal husets struktur og styrke tages i betragtning under design og fremstilling for at undgå områder med spændingskoncentration.
Vanskeligheder med kontrol af dimensionsnøjagtighed
Mistet-voksstøbning involverer flere procestrin, og procesparametrene på hvert trin påvirker den endelige dimensionelle nøjagtighed. Løsningen er at etablere et strengt proceskontrolsystem til præcist at kontrollere og overvåge hvert procestrin. Samtidig bør avanceret måleteknologi og udstyr bruges til at overvåge og justere dimensionerne af urkassen tilbage i realtid for at sikre, at dimensionsnøjagtigheden opfylder designkravene.
Høje omkostninger
Mistet-voksstøbning involverer store udstyrsinvesteringer, komplekse processer og relativt høje materiale- og arbejdsomkostninger. Løsningen er at reducere produktionsomkostningerne ved at optimere procesflowet, forbedre produktionseffektiviteten og reducere skrotmængden. Samtidig vil en styrkelse af samarbejdet med leverandørerne for at sikre mere favorable råvarepriser forbedre virksomhedens økonomiske fordele.
Send forespørgsel
