Titaniumlegeringer er meget udbredt inden for rumfart, medicinske og kemiske områder på grund af deres fremragende specifikke styrke, korrosionsbestandighed og biokompatibilitet. Titanium er dog kemisk aktivt og reagerer let med elementer som ilt og nitrogen ved høje temperaturer. Derfor skal dens støbning udføres under højvakuum eller inert gasbeskyttelse, hvilket danner dens unikke produktionsproces.
Investeringsstøbning og modelforberedelse
Titaniumlegeringsstøbegods støbes almindeligvis ved hjælp af investeringsstøbning. For det første skal du ifølge produktdesignet lave en metalform og bruge den til at presse en smeltbar voksform. Flere voksforme er samlet til et 'modultræ'. Efterfølgende nedsænkes modulet gentagne gange i en specialiseret ildfast belægning (normalt baseret på yttriumoxid eller zirkon), drysset med sandpartikler og lagdelt for at danne en tilstrækkelig tyk skal.
Skalristning og smeltestøbning
Efter at skallen er dannet, skal den bages ved høj temperatur. På den ene side hærder denne proces skallen og giver tilstrækkelig styrke til at modstå påvirkningen af smeltet metal; På den anden side skal du smelte og brænde den indre voksform fuldstændigt for at danne et hult hulrum. Kerneprocessen er smeltning og hældning, som skal udføres i specialiseret udstyr - vakuum forbrugsbue kondenserende ovn. Den bruger titaniumråmaterialer med høj-renhed (såsom titansvamp) eller returmaterialer som elektroder og smelter dem øjeblikkeligt gennem en højstrømsbue under ekstremt højt vakuum. Den smeltede titaniumvæske samler sig i den "størknede skal" (et lag af størknet titaniumskal på kanten på grund af vand-afkølet kobberdigel), og vipper derefter diglen hurtigt for at sprøjte metalvæsken ind i den forvarmede skal. Hele smelte- og hældeprocessen afsluttes under vakuum eller beskyttelse mod inert atmosfære, hvilket effektivt forhindrer oxidation af titaniumvæsken.
Efterbehandling og kvalitetskontrol
Efter hældning afkøles støbningen langsomt i formskallen. Efterfølgende brydes skallen med mekaniske midler såsom vibration eller højtryksvandpistol, og støbningen fjernes og skæres til for at adskille den fra modultræet. Derefter kræves en række opfølgningsprocesser-:
1. Kugleblæsningsrensning: fjernelse af resterende ildfaste materialer på overfladen.
2. Varm isostatisk presning: Dette er et nøgletrin i at forbedre pålideligheden af støbegods. I høj temperatur og højtryks inert gas komprimeres små krympehulrum, porer og andre defekter inde i støbegodset og heles, hvorved dets tæthed og mekaniske egenskaber forbedres.
3. Kemisk formaling: Brug af en sur vaskeopløsning til at fjerne det iltrige lag (alfa-skørhedslag), der dannes på overfladen af støbegodset under bearbejdningsprocessen.
4. Mekanisk bearbejdning og inspektion: Præcisionsbearbejdning udføres på nøgledimensioner af støbegods, og ikke-destruktive testteknikker såsom røntgen- og fluorescensgennemtrængning bruges til at sikre, at deres indre og overfladekvalitet lever op til standarderne.
Sammenfattende er produktionen af titanlegeringsstøbegods en kompleks proces, der integrerer præcisionsmodelforberedelse, speciel smelteteknologi og streng efter-behandling. Hvert trin er afgørende for at sikre den høje ydeevne og pålidelighed af det endelige produkt.
