Что такое литье по выплавляемым моделям из титана?

Литье титана по выплавляемым моделям идеально подходит для отраслей, требующих высокой прочности, коррозионной стойкости и легкости материалов. Это основной процесс производства сложных и прецизионных деталей.

Благодаря высокой температуре плавления, отличному соотношению прочности к весу и превосходной биосовместимости, титан широко используется в аэрокосмической, медицинской и передовой промышленности.

Что такое литье по выплавляемым моделям из титана?

Литье по выплавляемым моделям из титана — это прецизионный процесс, предназначенный для сложных деталей из титана. Он использует технику «воспроизведение восковой модели + литье керамической оболочки + вакуумная заливка» для производства титановых компонентов с высокой прочностью, малым весом и отличной точностью размеров.

Поскольку титан легко реагирует с воздухом и керамикой при высоких температурах, этот процесс требует специальных керамических материалов, таких как диоксид циркония, и должен выполняться в условиях вакуума или инертного газа. Это гарантирует, что конечные детали сохранят свою чистоту и механическую целостность.

Проще говоря, это похоже на создание индивидуальной керамической формы для титановой детали, а затем заливку расплавленного титана для придания формы и затвердевания. Этот метод позволяет фиксировать каждую деталь, что делает его идеальным для сложных деталей, которые трудно обработать.

Преимущества титановых отливок

Возможность создания сложных геометрий

Литье по выплавляемым моделям позволяет изготавливать очень сложные формы, такие как тонкостенные аэродинамические профили, сотовые структуры и детали, оптимизированные по топологии.

Превосходная обработка поверхности

Керамическая оболочка обеспечивает шероховатость поверхности после литья до 16 μдюйм (0,4 μм), что снижает потребность в полировке и вторичной обработке.

Значительное сокращение механической обработки

Отливки околосетчатой формы минимизируют припуск материала до миллиметрового уровня, сокращая время и стоимость обработки на 60–80%.

Преодолевает хрупкость материала

Мелкозернистая литая структура улучшает пластичность и ударную вязкость. Благодаря последующей термической обработке отливки могут соответствовать или даже превосходить характеристики кованых деталей.

Более низкая общая стоимость деталей

Несмотря на то, что стоимость единичного литья выше, экономия за счет высокого использования материала, минимальной постобработки и отсутствия сварочных сборок делает его более экономичным в целом.

Сокращение сроков выполнения заказов

От проектирования до готовой детали производство обычно занимает всего 2–4 недели, что намного быстрее, чем ковка или сварка, что позволяет быстро выполнить срочные проекты.

Как происходит литье титана по выплавляемым моделям?

Создание пресс-форм

Расплавленный воск впрыскивается в стальную форму для формирования точного воскового узора, соответствующего конечной титановой детали.

Эти восковые узоры могут быть сплошными или включать восковые стержни для полых отливок.

Сборка воска

Несколько восковых узоров прикреплены к центральному литнику, создавая древовидный кластер, который позволяет отливать сразу несколько деталей.

Здание из керамической оболочки

Восковое дерево многократно окунают в керамическую суспензию и обсыпают песком для создания прочной керамической оболочки.

Современные методы часто используют трехслойную оболочку для дополнительной прочности.

Депарафинизация

Как только оболочка готова, воск плавится и сливается с помощью пара высокого давления или мгновенного нагрева, оставляя чистую полую полость.

Стрельба снарядами

Керамическая оболочка обжигается при температуре 1600–1800 ° F (около 870–980 ° C), чтобы сжечь остатки и укрепить форму, подготавливая ее к литью.

Заливка металла

Расплавленный титановый сплав заливается в предварительно нагретую оболочку в вакуумных или центробежных условиях для обеспечения полного заполнения полости.

Снятие и очистка скорлупы

После того, как металл затвердевает, керамическая оболочка удаляется с помощью воды под высоким давлением, вибрации или химических методов, чтобы обнажить титановую отливку.

Отделка

Заключительные этапы включают удаление литников, шлифовку, механическую обработку, обработку поверхности и корректировку размеров по мере необходимости.

В каких отраслях промышленности используется литье титана по выплавляемым моделям?

Благодаря своей высокой прочности, легкому весу, коррозионной стойкости и пригодности для сложных форм, литье титана по выплавляемым моделям широко используется в передовых отраслях промышленности.

Он особенно идеально подходит для отраслей, где требуются исключительные характеристики материалов, жесткие структурные допуски и высокая гибкость конструкции.

Аэрокосмический

Титановый сплав незаменим в аэрокосмическом производстве. Его высокотемпературная прочность и легкие свойства делают его идеальным для высокоскоростных, высоконагруженных и высокотемпературных сред.

Свяжитесь с нами сейчас

• Лопатки турбин и крыльчатки компрессоров.
• Кронштейны двигателя, мотогондолы и корпуса.
• Компоненты шасси и детали гидравлической системы.
• Конструкционные рамы и элементы аэродинамического управления.
• Конструкционные детали беспилотных летательных аппаратов, ракет и спутников.

Медицинская промышленность

Титан обладает отличной биосовместимостью и механическими характеристиками. Литье по выплавляемым моделям позволяет формировать форму, близкую к сетке, что делает имплантаты и инструменты более точными и эффективными.

Свяжитесь с нами сейчас

• Ортопедические имплантаты (тазобедренные суставы, колени, фиксаторы позвоночника).
• Зубные имплантаты и основания для протезов.
• Хирургические инструменты, пилы для костей и стенты.
• Корпуса медицинских приборов, компоненты и детали с низким уровнем магнитного поля.
• Протезирование и индивидуальное реабилитационное оборудование.

Морское и химическое оборудование

Титан обладает исключительной устойчивостью к солевому туману и химической коррозии, что делает его идеальным материалом для суровых морских и промышленных условий.

Свяжитесь с нами сейчас

• Теплообменники морской воды, гребные валы и контрольные приборы.
• Компоненты разведки нефти и сейсмического картирования.
• Насосы, клапаны, фитинги, теплообменники и корпуса реакторов.
• Оборудование для работы с агрессивными средами, такими как хлориды, серная кислота и фосфорная кислота.

Автомобильная промышленность

Благодаря стремлению к высокой производительности и облегченной конструкции, титановые отливки широко используются в гонках, электромобилях и системах двигателей премиум-класса.

Свяжитесь с нами сейчас

• Крыльчатки турбокомпрессора.
• Компоненты подвески и трансмиссии.
• Клапанные механизмы и выпускные части.

Потребительские товары и высокотехнологичные приложения

Уникальный внешний вид и прочность титана делают его популярным выбором на премиальных потребительских рынках и в сфере роскоши.

Свяжитесь с нами сейчас

• Рамки для ноутбуков и смартфонов, часы, оправы для очков, титановые украшения, литая титановая посуда.
• Клюшки для гольфа, теннисные ракетки и комплектующие для велосипедов.
• Музыкальные инструменты, предметы роскоши и архитектурный декор.

Производство инструментов и машин

Титановые литые инструменты сочетают в себе высокую прочность с отличной износостойкостью, что делает их идеальными для тяжелых условий эксплуатации и длительного срока службы.

Свяжитесь с нами сейчас

• Строительный инструмент (ломы, ударные головки, детали ударных сверл).
• Прецизионные электроинструменты и высокопрочные ручные инструменты.

Армия и оборона

Титан выдерживает экстремальные удары и коррозию. Его надежность и структурная интеграция повышают производительность и снижение веса боевых систем.

Свяжитесь с нами сейчас

• Бронеплиты и конструкции подводных лодок
• Компоненты гаубиц, части ракет и элементы огнестрельного оружия
• Боевые танки и бортовые системы вооружения

Распространенные титановые сплавы, используемые в литье по выплавляемым моделям, и их основные свойства

Титан Grade 2 (Ti-CP)

Обеспечивает превосходную коррозионную стойкость, свариваемость и формуемость. Его выдающаяся биосовместимость и низкая реакционная способность также делают его предпочтительным материалом для медицинских устройств.

Свяжитесь с нами сейчас

Марка 5 Ti (Ti-6Al-4V)

Известный своей высокой прочностью, термостойкостью и коррозионной стойкостью, Ti-6Al-4V широко используется в критически важных аэрокосмических двигателях и конструкционных компонентах. Это также лучший выбор для медицинских имплантатов со строгими требованиями биосовместимости.

Свяжитесь с нами сейчас

Класс 19 Ti (Бета-С)

Будучи бета-титановым сплавом, он обеспечивает отличную формуемость и устойчивость к высоким температурам. При литье по выплавляемым моделям он позволяет легко изготавливать сложные термостойкие конструкционные детали.

Свяжитесь с нами сейчас

Марка 23 Ti (Ti-6Al-4V ELI)

Сохраняя прочность, он обеспечивает повышенную биосовместимость и усталостную стойкость. Он широко используется в прецизионных медицинских приложениях, таких как ортопедические имплантаты и реставрации зубов.

Свяжитесь с нами сейчас

Производственные мощности и оборудование для литья титана по выплавляемым моделям

Литье титана по выплавляемым моделям опирается на полный набор высокоточного оборудования для обеспечения стабильности процесса и качества продукции. Основное оборудование включает в себя машины для литья парафина, сушильные камеры, автоклавы для депарафинизации, вакуумные плавильные печи, высокотемпературные печи для спекания и приборы для ультразвукового контроля.

Типичные титановые отливки варьируются от 5 граммов до 30 килограммов. Размеры могут быть настроены в зависимости от чертежей заказчика и требований проекта, что делает процесс пригодным для всего, от миниатюрных медицинских деталей до конструкционных компонентов среднего размера. Краткое предложение

Машина для литья воска

Автоклав для депарафинизации

Вакуумная плавильная печь

Печь для спекания

Методы обработки поверхности титановых отливок

После литья титановые детали часто подвергаются обработке поверхности в соответствии с их применением.

Эти обработки повышают коррозионную стойкость, износостойкость или отвечают конкретным функциональным и эстетическим потребностям.

Обработка поверхности для повышения коррозионной стойкости

• Термическое или электрохимическое окисление усиливает естественный оксидный слой титана.
• Покрытия из драгоценных металлов, такие как платина или золото, используются для превосходной защиты от коррозии.
• Сухие покрытия, такие как CVD или PCVD, наносят на поверхность тонкие пленки TiC, TiN или TiAl.
• В ионных или электронно-лучевых покрытиях используются передовые композитные методы, такие как системы Pb+Pt.

Обработка поверхности для повышения износостойкости

• Влажные покрытия включают в себя химическое покрытие или распыление для повышения долговечности поверхности.
• Термическая диффузия вводит элементы при высоких температурах для упрочнения поверхностного слоя.
• Армирование сплавов на основе сварки использует лазерную наплавку или плазменную наплавку для наплавления износостойких сплавов на поверхность.
• Напыление PVD наносит твердые керамические покрытия, такие как TiN или TiC.
• CVD, PCVD и PCD (алмазные покрытия) идеально подходят для высокотехнологичных применений, требующих чрезвычайной износостойкости.
• Ионная имплантация изменяет структуру поверхности путем впрыскивания высокоэнергетических ионов.

Функциональные и эстетические процедуры

• Зеркальная полировка значительно улучшает гладкость поверхности и внешнюю привлекательность.
• Пассивация или анодирование стабилизирует поверхность и позволяет использовать различные варианты цвета, повышая при этом коррозионную стойкость.

Проблемы литья титана по выплавляемым моделям

• Расплавленный титан при высоких температурах сильно реагирует с кислородом, азотом, водородом и керамическими формовочными материалами, что часто приводит к образованию включений, пористости или растрескиванию.
• Титан имеет температуру плавления около 3000 ° F (1649 ° C) и требует узкоспециализированного оборудования и точного контроля температуры во время плавления и заливки.
• Титановые сплавы имеют высокую скорость усадки при затвердевании — до 2,2%, что требует точной компенсации размеров и контролируемой скорости охлаждения.
• Сложные детали и стенки неравномерной толщины трудно отлить, что требует чрезвычайно точных форм и современных систем вентиляции.
• Тонкие титановые порошки легко воспламеняются, поэтому обработка и очистка должны осуществляться в соответствии со строгими протоколами безопасности.

Услуги литья титана

Chalco Titanium предлагает высокопроизводительные услуги по литью титана по выплавляемым моделям, предоставляя индивидуальные решения для мировых лидеров в аэрокосмической, оборонной, энергетической и тяжелой промышленности.

Мы обеспечиваем комплексное производство — от проектирования до серийного производства — с акцентом на прецизионное литье деталей сложной геометрии, тонкостенных деталей и высокопрочных изделий.

Наши возможности поддерживают изготовление нестандартных деталей весом от 5 граммов до 30 килограммов. Мы также помогаем с выбором сплава, руководством по термообработке и оптимизацией продукта для повышения общей производительности и надежности проекта.

Чтобы узнать, как мы можем поддержать ваш проект по литью титана, свяжитесь с нами для получения технической консультации и индивидуального предложения. Краткое предложение

Ознакомьтесь с нашими возможностями литья титана

Мы представляем широкий ассортимент титановых отливок по выплавляемым моделям — от сложных конструкционных деталей до высокоточных медицинских компонентов.

Наши индивидуальные решения выдерживают вес от 5 г до 30 кг, обеспечивая высокую прочность, превосходную обработку поверхности и стабильность размеров, что идеально подходит для таких требовательных отраслей, как аэрокосмическая, медицинская и энергетическая.

Титановый литой клапан

Фитинги для титановых труб

Протяжка титановой детали стреловидного наконечника

Литейная крыльчатка из титана

Титановый крепеж

Быстросъемный титан для велосипеда

Титановая трубка велосипедного выноса

Титановый протяжной инструмент с широкой головкой

Титановый корпус клапана

Часто задаваемые вопросы (FAQ)

Можно ли лить титан по выплавляемым моделям?

Да. Титан и титановые сплавы могут быть литы по выплавляемым моделям для производства сложных деталей с высокой точностью размеров, особенно для аэрокосмической, медицинской и энергетической отраслей.

Однако из-за высокой реакционной способности титана при повышенных температурах процесс необходимо проводить в вакууме или инертной атмосфере.

Что такое литье по выплавляемым моделям из титана?

Литье титана по выплавляемым моделям — это прецизионный процесс, близкий к чистой форме. Создается восковая модель, покрывается керамикой, депарафинизируется и спекается. Затем расплавленный титановый сплав заливается в форму под вакуумом, после чего удаляется оболочка и проводится окончательная отделка.

Этот процесс идеально подходит для производства высокоточных, тонкостенных и сложных титановых компонентов.

Какие материалы пресс-форм используются для литья титана?

Чаще всего используется керамика на основе диоксида циркония. Они обеспечивают устойчивость к высоким температурам и превосходную химическую инертность, предотвращая реакцию с расплавленным титаном и обеспечивая качество литья.

Почему титан трудно отливается?

Титан легко реагирует с кислородом, азотом и водородом при высоких температурах. Он также имеет высокую температуру плавления, плохую текучесть и значительную усадку при охлаждении — все это усложняет процесс литья и увеличивает риск образования дефектов.

Поэтому условия вакуума, специализированные материалы корпуса и точное управление процессом имеют важное значение.

Кто является ведущими компаниями по литью титана по выплавляемым моделям?

Chalco Titanium предлагает все возможности литья по выплавляемым моделям для аэрокосмической, медицинской, оборонной и промышленной отраслей. Мы быстро и надежно поставляем высококачественные титановые отливки, что делает нас надежным партнером по поставкам.