Fondul carcasei ceasului din aliaj de titan, turnat cu ceară pierdută
Turnarea-napolitanelor pierdute, cunoscută și sub denumirea de turnare cu investiții, este o metodă de turnare de precizie cu o lungă istorie. Principiul presupune mai întâi crearea unui model din ceară cu aceeași formă ca și fondul carcasei ceasului. Apoi, printr-o serie de procese, mai multe straturi de material refractar sunt acoperite pe suprafața modelului de ceară pentru a forma o înveliș monolitică.
Prezentare generală asupra tehnologiei de turnare-Wafer Casting
Turnarea-napolitanelor pierdute, cunoscută și sub denumirea de turnare cu investiții, este o metodă de turnare de precizie cu o lungă istorie. Principiul presupune mai întâi crearea unui model din ceară cu aceeași formă ca și fondul carcasei ceasului. Apoi, printr-o serie de procese, mai multe straturi de material refractar sunt acoperite pe suprafața modelului de ceară pentru a forma o înveliș monolitică. Carcasa este apoi încălzită, determinând topirea și curgerea modelului din ceară, lăsând în interiorul carcasei o cavitate care se potrivește cu forma spatelui carcasei ceasului. În cele din urmă, aliajul de titan topit este turnat în această cavitate. După ce aliajul de titan se răcește și se solidifică, carcasa este spartă pentru a obține fondul dorit al carcasei ceasului.
Proprietățile materialului din aliaj de titan
Aliajul de titan este un aliaj compus din titan ca bază și alte elemente de aliere. Posedă multe proprietăți excelente, făcându-l ideal pentru spatele carcasei ceasurilor. În primul rând, aliajul de titan are o densitate scăzută, doar aproximativ 60% cea a oțelului, făcând ceasurile mai ușoare și reducând încordarea încheieturii mâinii. În al doilea rând, aliajul de titan are o rezistență excelentă la coroziune, rezistând la eroziunea transpirației, apei de mare etc., asigurându-se că spatele carcasei ceasului nu va rugini sau coroda chiar și după utilizarea pe termen lung-în diferite medii. În plus, aliajele de titan posedă rezistență ridicată și biocompatibilitate bună și nu vor provoca alergii ale pielii, care sunt caracteristici cruciale pentru spatele carcasei ceasurilor care intră în contact prelungit cu pielea.
Proces specific de turnare-placă pierdută a carcasei din aliaj de titan
o. Proiectare și fabricare a matriței: pe baza cerințelor de proiectare ale fondului carcasei ceasului, se creează un model 3D utilizând software-ul-Design asistat de computer (CAD) pentru a determina dimensiunile, forma, textura și alte detalii ale carcasei. Apoi, o tehnologie de prelucrare CNC este utilizată pentru fabricarea matriței pentru presarea modelului de ceară. Precizia și calitatea suprafeței matriței afectează direct calitatea modelului de ceară, prin urmare, este necesar un control strict al preciziei de prelucrare.
o. Presare model de ceară: Ceara topită, încălzită la o temperatură și fluiditate adecvate, este injectată în matriță și menținută sub presiune pentru o perioadă de timp pentru a se asigura că ceara umple toate colțurile matriței. După ce ceara se răcește și se solidifică, matrița este deschisă, iar modelul din ceară este îndepărtat. Se efectuează o inspecție preliminară pe modelul din ceară pentru a îndepărta excesul de flash și bavurile, asigurându-se că dimensiunile și forma modelului din ceară îndeplinesc cerințele de proiectare.
o. Acoperire: Modelul de ceară pregătit este fixat pe bara de colectare pentru a forma ansamblul matriței. Matrița este apoi scufundată într-o acoperire compusă din materiale refractare (cum ar fi sol de silice, nisip de zircon etc.) și un liant, asigurând un strat de acoperire uniform pe suprafața matriței de ceară. Grosimea și uniformitatea acoperirii sunt cruciale pentru calitatea carcasei, necesitând un control strict al timpului și vitezei de imersie.
o. Răspândirea nisipului: Imediat după imersarea în acoperire, matrița este plasată într-un dispozitiv de împrăștiere a nisipului, permițând particulelor de nisip refractar să adere uniform la stratul de acoperire. Dimensiunea particulelor de nisip este selectată în funcție de diferitele straturi și cerințe ale învelișului, în general răspândindu-se în mai multe straturi de la grosier la fin. Fiecare strat de nisip oferă o anumită rezistență și sprijin cochiliei.
o. Uscarea și întărirea: După împrăștierea nisipului, matrița este plasată într-o cameră de uscare pentru uscare și întărire. În timpul procesului de uscare, solventul din acoperire se evaporă treptat, iar liantul suferă o reacție chimică, determinând întărirea treptat a carcasei. Timpul și temperatura de uscare și întărire trebuie ajustate în funcție de tipul de acoperire și de condițiile de mediu pentru a se asigura că învelișul are suficientă rezistență și stabilitate.
o. Repetări multiple: Pentru a obține o coajă cu grosime și rezistență suficiente, procesele de scufundare în acoperire, stropire cu nisip, uscare și întărire trebuie repetate, necesitând în general 5-7 straturi. Parametrii procesului pentru fiecare strat trebuie ajustați în funcție de situația reală pentru a asigura o calitate uniformă a carcasei.
o. Deparafinare cu abur: învelișul pregătit este plasat într-un ibric de deparafinat și este introdus abur la temperatură înaltă-pentru a topi modelul de ceară și a-i permite să curgă afară din carcasă. Temperatura și presiunea aburului trebuie controlate în funcție de materialul carcasei și de caracteristicile modelului de ceară pentru a se asigura că modelul de ceară se topește complet și curge fără probleme, fără a deteriora carcasa.
o. Deparafinarea cu apă fierbinte: Pe lângă deparafinarea cu abur, poate fi utilizată și deparafinarea cu apă fierbinte. Carcasa este pusă în apă fierbinte, permițând modelului de ceară să se topească și să plutească la suprafață. Ceara este apoi colectată pentru reciclare. Deparafinarea cu apă fierbinte are avantajele unui echipament simplu și costuri mai mici, dar efectul deparafinării poate să nu fie la fel de amănunțit precum deparafinarea cu abur.
o. Proces de încălzire: Carcasa deparafinată este plasată într-un cuptor de ardere pentru ardere. Scopul arderii este de a îndepărta în continuare ceara reziduală, umezeala și alte impurități din carcasa matriței, îmbunătățindu-i rezistența și proprietățile refractare. Procesul de ardere necesită un control strict al vitezei de încălzire, utilizând în general o metodă de încălzire segmentată pentru a evita fisurarea din cauza schimbărilor rapide de temperatură.
o. Arderea la-temperatura ridicată: după ce carcasa matriței atinge o anumită temperatură, este menținută pentru o perioadă de timp pentru arderea la-temperatură ridicată. Temperatura și timpul de ardere sunt determinate pe baza materialului carcasei matriței și a cerințelor procesului de turnare, în general între 900-1200 de grade . Arderea la temperatură ridicată permite liantului din carcasa matriței să se solidifice complet, formând o structură ceramică robustă.
o. Proces de răcire: După ardere, carcasa matriței trebuie să fie răcită lent pentru a preveni fisurarea din cauza stresului termic. Viteza de răcire trebuie, de asemenea, controlată în funcție de materialul și dimensiunea carcasei matriței, în general folosind răcirea cuptorului sau răcirea într-un mediu de răcire specific.
o. Topirea aliajului de titan: Materia primă din aliaj de titan este plasată într-un cuptor de topire cu inducție în vid pentru topire. Deoarece aliajele de titan reacționează ușor cu oxigenul și azotul din aer la temperaturi ridicate, procesul de topire trebuie efectuat într-un mediu de vid pentru a asigura puritatea și calitatea aliajului de titan. Controlul precis al temperaturii și timpului de topire asigură că materia primă din aliaj de titan este complet topită și obține o compoziție uniformă și o temperatură adecvată.
o. Turnare: Odată ce aliajul de titan topit atinge temperatura și fluiditatea corespunzătoare, este turnat rapid într-o matriță preîncălzită. Procesul de turnare trebuie efectuat sub protecția unui gaz inert (cum ar fi argonul) pentru a preveni reacția aliajului de titan topit cu aerul în timpul turnării. Viteza și volumul de turnare trebuie controlate cu precizie în funcție de dimensiunea și forma fondului carcasei ceasului pentru a se asigura că aliajul de titan topit umple fiecare colț al matriței.
o. Curățarea carcasei: După ce aliajul de titan se răcește și se solidifică, matrița este îndepărtată folosind metode mecanice (cum ar fi vibrații, sablare etc.). Trebuie avut grijă în timpul procesului de curățare a carcasei pentru a evita deteriorarea spatelui carcasei ceasului și pentru a asigura integritatea suprafeței carcasei.
o. Tăierea porții: spatele carcasei ceasului este tăiat de la bara de colectare, îndepărtând excesul de poartă și de ridicare. Procesul de tăiere necesită echipamente de tăiere-de înaltă precizie pentru a asigura o suprafață netedă și uniformă.
o. Tratament termic: Pentru a îmbunătăți proprietățile mecanice ale carcasei ceasului, este necesar un tratament termic. Procesele de tratare termică includ recoacere, călire și revenire; parametrii specifici de proces trebuie să fie determinați pe baza compoziției și cerințelor de performanță ale aliajului de titan. Tratamentul termic îmbunătățește microstructura aliajului de titan, crescând rezistența, duritatea și duritatea acestuia.
o. Tratamentul suprafeței: pe spatele carcasei ceasului sunt aplicate tratamente de suprafață, cum ar fi lustruirea, sablare și galvanizare, pentru a îmbunătăți finisajul suprafeței și aspectul decorativ. Procesul de tratare a suprafeței trebuie selectat pe baza stilului de design al ceasului și a cerințelor pieței pentru a da carcasei ceasului un aspect și o textură mai bune.
Avantajele turnării-Wafer Pierdute pentru spatele carcasei ceasurilor din aliaj de titan
Precizie ridicată
Turnarea-napolitanelor pierdute realizează o precizie dimensională și de formă foarte mare, permițând fabricarea de spate a carcasei ceasurilor cu forme complexe și detalii bogate. Pentru spatele carcasei ceasurilor cu design unic și texturi fine, turnarea-de napolitană pierdută este o metodă de fabricație ideală.
Calitate bună a suprafeței
Spatele carcasei ceasului obținute prin turnarea-plachetelor pierdute au un finisaj ridicat al suprafeței, reducând volumul de lucru al prelucrării ulterioare. Între timp, calitatea suprafeței matriței afectează în mod direct calitatea suprafeței spatelui carcasei. Prin optimizarea procesului de fabricare a matriței, se poate obține o carcasă de ceas cu o calitate excelentă a suprafeței.
Utilizare ridicată a materialului
Turnarea cu ceară pierdută-permite o turnare precisă în funcție de forma și dimensiunea reală a spatelui carcasei ceasului, reducând risipa de material. În comparație cu metodele tradiționale de prelucrare, turnarea cu-ceară pierdută poate îmbunătăți utilizarea materialului și poate reduce costurile de producție.
Adaptabilitate puternică
Turnarea cu-ceară pierdută se poate adapta la diferite tipuri și compoziții de aliaje de titan. Pentru spatele carcasei de ceas cu cerințe speciale de performanță, nevoile pot fi îndeplinite prin selectarea materialelor adecvate din aliaj de titan și a proceselor de turnare. În plus, turnarea cu-ceară pierdută poate fi combinată cu alte procese de fabricație pentru a realiza un design și producție diversificate a spatelor carcasei ceasurilor.
Provocări și soluții potențiale
Dificultate în topirea și turnarea aliajelor de titan
Aliajele de titan au reactivitate chimică ridicată și sunt predispuse să reacționeze cu elemente precum oxigenul și azotul din aer în timpul topirii și turnării, ceea ce duce la o scădere a performanței aliajului de titan. Soluția constă în folosirea metodelor de topire prin inducție în vid și de turnare protejată cu gaz inert, controlând strict mediul de topire și turnare pentru a evita contactul dintre aliajul de titan și aer.
Crăpături de carcasă
În timpul confecționării carcasei, deparafinării, arderii și turnării, fisurile sunt predispuse să apară din cauza schimbărilor de temperatură și a concentrării tensiunilor. Soluția este de a optimiza procesul de fabricare a carcasei, de a controla ratele de încălzire și de răcire și de a evita stresul termic excesiv asupra carcasei. Simultan, structura și rezistența carcasei trebuie luate în considerare în timpul proiectării și producției pentru a evita zonele de concentrare a tensiunilor.
Dificultate în controlul preciziei dimensionale
Turnarea cu-ceară pierdută implică mai multe etape ale procesului, iar parametrii procesului la fiecare pas afectează precizia dimensională finală. Soluția este stabilirea unui sistem strict de control al procesului pentru a controla și monitoriza cu precizie fiecare etapă a procesului. Simultan, tehnologia și echipamentele avansate de măsurare ar trebui utilizate pentru a monitoriza și ajusta dimensiunile carcasei ceasului înapoi în timp real, pentru a se asigura că acuratețea dimensională îndeplinește cerințele de proiectare.
Costuri ridicate
Turnarea cu-ceară pierdută implică investiții mari în echipamente, procese complexe și costuri relativ mari de materiale și forță de muncă. Soluția este reducerea costurilor de producție prin optimizarea fluxului procesului, îmbunătățirea eficienței producției și reducerea ratei de rebut. În același timp, consolidarea cooperării cu furnizorii pentru a asigura prețuri mai favorabile materiilor prime va îmbunătăți beneficiile economice ale companiei.
Trimite anchetă
