المفصلي المحوري الأساسي من سبائك التيتانيوم، صب الشمع المفقود

يعتمد صب الشمع المفقود، والمعروف أيضًا باسم صب الاستثمار، على المبدأ الأساسي المتمثل في استخدام الشمع أولاً لإنشاء قالب شمع بنفس شكل المفصلة المطلوبة، ثم طلاء طبقات متعددة من المواد المقاومة للحرارة على سطح قالب الشمع لتشكيل غلاف كامل. ثم قم بتسخين القشرة لإذابة قالب الشمع واتركه يتدفق للخارج ليشكل تجويفًا داخل القشرة يطابق شكل المفصلة. أخيرًا، صب سائل سبائك التيتانيوم المنصهر في هذا التجويف، وبعد أن تبرد سبائك التيتانيوم وتتصلب، قم بسحق القشرة للحصول على مفصل عمود القاعدة المطلوب.

الدقة العالية: يمكن لصب الشمع المفقود أن ينتج مفصلات ذات أشكال معقدة ودقة أبعاد عالية. بالنسبة لمفصلة العمود الأساسي، قد يكون هناك بعض متطلبات الهيكل الدقيق والحجم الدقيق، والتي يمكن تلبيتها جيدًا عن طريق صب الشمع المفقود. يمكنه تقليد شكل وحجم قوالب الشمع بدقة، مما يقلل من عبء العمل للمعالجة اللاحقة.

جودة سطح جيدة: تتميز المفصلات التي تم الحصول عليها من خلال صب الشمع بسطح عالي الجودة، مما يقلل من عيوب السطح وخشونته. وهذا له تأثير إيجابي على الأداء الدوراني للمفصلات، مما يقلل الاحتكاك أثناء الدوران ويجعل دوران المفصلة أكثر سلاسة.

معدل استخدام المواد العالي: أثناء عملية الصب، يمكن لسائل سبائك التيتانيوم أن يملأ تجويف غلاف القالب بالكامل، مما يقلل من هدر المواد. بالمقارنة مع بعض طرق المعالجة الميكانيكية، يمكن أن يستخدم صب الشمع المفقود مواد سبائك التيتانيوم بشكل أكثر فعالية ويقلل تكاليف الإنتاج.

التصميم والنمذجة: استنادًا إلى متطلبات الاستخدام المحددة ومعايير التصميم للمفصلة المحورية الأساسية، يتم استخدام برنامج التصميم بمساعدة الكمبيوتر (CAD) للنمذجة ثلاثية الأبعاد لتحديد الأبعاد والشكل والبنية الدقيقة للمفصلة.

تصنيع نمط الشمع: باستخدام طرق مثل التصنيع باستخدام الحاسب الآلي أو الطباعة ثلاثية الأبعاد، يتم تحويل النموذج المصمم إلى نمط الشمع. يمكن لآلات التحكم العددي أن تضمن دقة وجودة قوالب الشمع، مما يجعلها مناسبة للإنتاج الضخم؛ تتميز الطباعة ثلاثية الأبعاد بميزة النماذج الأولية السريعة، مما يجعلها أكثر ملاءمة لتطوير منتجات جديدة والإنتاج على نطاق صغير-.

طلاء المواد المقاومة للحرارة: ضع قالب الشمع المصنوع مسبقًا في طبقة طلاء خاصة، والتي تتكون عادةً من مواد حرارية (مثل رمل السيليكا ورمل الزركونيوم وما إلى ذلك) والمواد الرابطة. يعتمد عدد الطبقات المراد طلائها وتعليقها على حجم المفصلات وتعقيدها. بشكل عام، يجب طلاء طبقات متعددة وتعليقها لضمان قوة القشرة ومقاومتها للحريق.

التجفيف والتصلب: بعد تطبيق كل طبقة من المواد المقاومة للحرارة، يجب تجفيفها وتصلبها لتلتصق طبقة الطلاء بقوة على سطح قالب الشمع. يمكن أن تكون طرق التجفيف والتصلب هي التجفيف الطبيعي أو التجفيف بالتسخين أو التصلب الكيميائي.

إزالة الشمع: ضع قالب الشمع المطلي بمادة مقاومة للحرارة في غلاية إزالة الشمع بالبخار أو الماء الساخن، مما يتسبب في ذوبان قالب الشمع وتدفقه للخارج، وبالتالي تشكيل تجويف داخل غلاف القالب. تتطلب عملية إزالة الشمع التحكم في درجة الحرارة والوقت للتأكد من ذوبان قالب الشمع وتفريغه بالكامل.

التحميص: ضع القشرة بعد إزالة الشمع منها في فرن ذو درجة حرارة عالية-لتحميصها لتحسين قوة القشرة ومقاومتها للحريق. تعتمد درجة حرارة التحميص ووقته على مادة القشرة وسمكها، ويتطلب عمومًا التحميص في درجات حرارة عالية لعدة ساعات.

الصهر: ضع المواد الخام لسبائك التيتانيوم في فرن الحث الفراغي للصهر، والذي يمكن أن يتجنب التفاعلات بين سبائك التيتانيوم والأكسجين والنيتروجين وما إلى ذلك في الهواء تحت بيئة مفرغة، مما يضمن نقاء وأداء سبائك التيتانيوم. تتطلب عملية الصهر رقابة صارمة على درجة الحرارة والوقت لإذابة سبائك التيتانيوم بالكامل وتحقيق درجة حرارة الصب المناسبة.

الصب: صب سائل سبائك التيتانيوم المنصهر في تجويف غلاف القالب عن طريق الصب بالجاذبية أو الصب بالطرد المركزي. يجب أن تكون عملية الصب سريعة ودقيقة لضمان أن سائل سبائك التيتانيوم يمكنه ملء القشرة بالكامل وتجنب العيوب مثل المسامية والانكماش.

معالجة ما بعد-.

التنظيف والتلميع: بعد أن تبرد سبائك التيتانيوم وتتصلب، قم بسحق القشرة وإزالة المفصلات وتنظيفها وتلميعها لإزالة مادة القشرة المتبقية والنتوءات على السطح.

المعالجة الحرارية: تتم المعالجة الحرارية على المفصلات، مثل التلدين والتبريد وما إلى ذلك، لتحسين البنية المجهرية وخصائص سبائك التيتانيوم، وتعزيز قوة وصلابة وصلابة المفصلات.

فحص الجودة: إجراء فحص شامل للجودة على المفصلات، بما في ذلك اختبار دقة الأبعاد، وجودة السطح، والخواص الميكانيكية، والجوانب الأخرى. فقط المفصلات التي اجتازت الفحص هي التي يمكنها الانتقال إلى العملية التالية أو وضعها قيد الاستخدام.