เทคโนโลยีการหล่อแบบสุญญากาศสำหรับโปรไฟล์อะลูมิเนียมและโลหะผสมไททาเนียม

โปรไฟล์โลหะผสมไทเทเนียมอลูมิเนียมที่อยู่ในองค์ประกอบโลหะผสมไทเทเนียมบริสุทธิ์ทางอุตสาหกรรมที่เพิ่มเข้ามาเพื่อปรับปรุงความแข็งแรงของไทเทเนียม ค่าการนำความร้อนของโลหะผสมไทเทเนียมต่ำ มีเพียงเหล็ก 1/4 อลูมิเนียม 1/13 ทองแดง 1/25 โลหะผสมไทเทเนียมสามารถแบ่งออกได้เป็นสามประเภทของโลหะผสมไทเทเนียม: โลหะผสมไทเทเนียม, โลหะผสมไทเทเนียม b และโลหะผสมไทเทเนียม a + b โลหะผสมไททาเนียม ab ทำจากองค์ประกอบ a และ b biphasic องค์กรโลหะผสมประเภทนี้มีเสถียรภาพ คุณสมบัติการเปลี่ยนรูปที่อุณหภูมิสูง ความเหนียว พลาสติกดีกว่า และสามารถดับได้ การรักษาอายุ เพื่อให้โลหะผสมมีความเข้มแข็ง ลักษณะการทำงานของโลหะผสมไทเทเนียมส่วนใหญ่แสดงอยู่ใน:
1. มีความแข็งแรงจำเพาะสูง ความหนาแน่นของโปรไฟล์อลูมิเนียมและไททาเนียมอัลลอยด์มีขนาดเล็ก (4.4 กก. / ลบ.ม. ) น้ำหนักเบา แต่มีความแข็งแรงจำเพาะมากกว่าเหล็กที่มีความแข็งแรงสูงเป็นพิเศษ
2. ความแข็งแรงทางความร้อนสูง โปรไฟล์อะลูมิเนียมและไททาเนียมอัลลอยด์มีความเสถียรทางความร้อน และมีความแข็งแรงสูงกว่าอะลูมิเนียมอัลลอยด์ประมาณ 10 เท่าภายใต้สภาวะ 300-500 องศา
3. มีฤทธิ์ทางเคมีสูง ไทเทเนียมสามารถทำปฏิกิริยาทางเคมีอย่างรุนแรงกับออกซิเจน ไนโตรเจน คาร์บอนมอนอกไซด์ ไอน้ำ และสารอื่นๆ ในอากาศ ทำให้เกิดชั้น TiC และ TiN ที่แข็งตัวขึ้นบนพื้นผิว
4. การนำความร้อนต่ำ ค่าการนำความร้อนต่ำของโลหะผสมไทเทเนียม โลหะผสมไทเทเนียม TC4 ที่ 20 ค่าการนำความร้อน 0 องศา l=16.8W/m - องศา ค่าการนำความร้อนคือ 0.036 การ์ด/ซม. - วินาที - องศา
เนื่องจากการประยุกต์ใช้การหล่อไทเทเนียมในอุตสาหกรรมการบินและอวกาศยังคงเติบโตอย่างต่อเนื่อง จึงมุ่งมั่นที่จะแสวงหาวิธีการผลิตที่สามารถลดต้นทุนการผลิตเพื่อทดแทนชิ้นส่วนไทเทเนียมที่มีต้นทุนสูง โดยเฉพาะอย่างยิ่งในเศรษฐกิจโลกที่มีการแข่งขันในปัจจุบัน ด้วยเหตุนี้ การหล่อไทเทเนียมที่มีต้นทุนต่ำกว่าซึ่งมีคุณสมบัติเชิงกลคล้ายกับการตีขึ้นรูปจึงสามารถทดแทนได้ไม่เพียงแต่ส่วนประกอบไทเทเนียมที่มีอยู่เท่านั้น แต่ยังรวมถึงส่วนประกอบที่ทำจากวัสดุอื่นๆ ด้วย เทคโนโลยี VDC ได้รับการพัฒนาเพื่อการผลิตไทเทเนียมคุณภาพสูงและต้นทุนต่ำ การหล่อ การใช้งานทั่วไปสำหรับการหล่อ ได้แก่ ลำตัวเครื่องบิน (เช่น ผนังกั้น เบรก เกียร์ บานพับ ฯลฯ) รวมถึงส่วนประกอบด้านการบินและอวกาศและอุตสาหกรรมอื่นๆ
การหล่อแบบสูญญากาศและการหล่อการลงทุนของแท่งหล่อโลหะผสม Ti-6Al-4 V ขององค์กรและคุณสมบัติทางกลของการศึกษาเปรียบเทียบแสดงให้เห็นว่าแท่งหล่อทั้งสองชนิดอยู่ที่ 899 องศา ความดัน 103MPa ร้อน 2 ชม. การรักษาความดัน isostatic จากนั้นใน 834 องศา , การหลอมสูญญากาศ 2 ชม. , แท่งหล่อแบบสูญญากาศ , ขนาดเกรนประมาณ 100 μm , เกรนของทิศทางใด ๆ ของ - โครงสร้าง ขนาดเกรนของแท่งหล่อแม่พิมพ์หลอมเหลวคือ750μm; ความแข็งแรงของผลผลิตของวัสดุหล่อแม่พิมพ์สุญญากาศ (930.79MPa) สูงกว่าวัสดุหล่อแม่พิมพ์หลอมเหลว (827.37MPa) ประมาณ 12% ซึ่งใกล้เคียงกับความแข็งแรงของผลผลิตของการตีขึ้นรูปและชิ้นส่วนรีด - อบอ่อน (896.32MPa) ; ความเหนียวแตกหักของการหล่อแบบสุญญากาศ Kq คือ 142.8 MPa ใกล้กับการหล่อแม่พิมพ์หลอมเหลว แต่สูงกว่าค่า 87.9 MPa/m สำหรับการตีขึ้นรูปอบอ่อน

เทคโนโลยีการหล่อแบบตายตัวสำหรับการผลิตการหล่ออลูมิเนียม แมกนีเซียม สังกะสี โลหะผสมทองแดง ในการใช้งานในอุตสาหกรรมการผลิตเครื่องจักรมีประวัติศาสตร์ยาวนานหลายปี การหล่อแบบเหล่านี้ผลิตขึ้นโดยการหลอมโลหะในบรรยากาศแล้วฉีดโลหะที่หลอมละลายเข้าไปในแม่พิมพ์หล่อภายใต้แรงดันสูง การหล่อสำหรับรูปร่างสุทธิหรือใกล้รูปร่างสุทธิ การหล่อเล็กน้อยหลังการบำบัดหรือการประมวลผลสามารถได้รูปร่างสุดท้ายของชิ้นส่วน วงจรการประมวลผลกระบวนการสั้น จากโลหะหลอมเหลวไปจนถึงรูปร่างสุทธิของส่วนของเวลามักจะน้อยกว่า 15 ส. สำหรับข้อกำหนดด้านเทคโนโลยีการหล่อแบบไททาเนียมและโลหะผสมแบบดั้งเดิมจะแตกต่างไปจากเดิมอย่างสิ้นเชิง สิ่งที่สำคัญที่สุดคือห้องหลอมโลหะและโพรงแม่พิมพ์หล่อจะต้องรักษาสุญญากาศสูง มิฉะนั้นการหล่อของปริมาณออกซิเจนจะเพิ่มขึ้นไม่สามารถตอบสนองได้ โลหะผสมการบินของเงื่อนไขทางเทคนิค วิธีการหล่อไททาเนียมหล่อแบบสุญญากาศและกระบวนการหล่อแบบมาตรฐาน เพียงขยายเวลาสูญญากาศในห้องหลอม / โพรงแม่พิมพ์ และเวลาในการหลอมโลหะผสมไททาเนียมที่จะขยายออกไป กระบวนการหล่อแบบสูญญากาศโดยใช้โลหะผสมไททาเนียมแยกประจุ การหลอมเปลือกแบบเหนี่ยวนำ เมื่อเปรียบเทียบกับวิธีการหล่อแบบต่อเนื่องของอะลูมิเนียมหล่อขึ้นรูป ซึ่งจะใช้เวลาหลอมนานกว่า 5 นาที
เมื่อเทียบกับวิธีการอื่น ๆ เช่นวิธีการหล่อการลงทุน กระบวนการหล่อไทเทเนียมหล่อแบบสุญญากาศนั้นเรียบง่าย ดังนั้นโดยทั่วไปต้นทุนจึงต่ำกว่า กระบวนการหล่อแบบสุญญากาศไม่จำเป็นต้องทำความสะอาดขี้ผึ้ง เปลือก และสารเคมี การลดกระบวนการลงเกือบครึ่งหนึ่ง เมื่อเทียบกับกระบวนการหล่อแบบลงทุนหรือการปลอม สามารถประหยัดต้นทุนได้ประมาณ 30% เนื่องจากแม่พิมพ์หล่อแบบสุญญากาศสัมผัสกับของเหลวไทเทเนียมหลอมเหลวโดยตรง อายุการใช้งานจึงสั้นลง เมื่อเทียบกับวิธีการหล่อแบบลงทุนในส่วนของแม่พิมพ์ซึ่งมีต้นทุนสูงกว่า ปัจจุบันวิธีการหล่อแบบสุญญากาศสามารถหล่อแบบหล่อไทเทเนียมทั้งด้านเดียวและแบบเรียบง่ายได้เท่านั้น และการหล่อแบบแม่พิมพ์สามารถหล่อแบบหล่อได้เป็นการหล่อที่ซับซ้อนมากแบบหล่อแบบกลวง นอกจากนี้ การหล่อแบบสูญญากาศแต่ละครั้งจะหล่อสูงสุดเพียง 12 ชิ้น โดยหล่อขนาดสูงสุด 61cmx46cmx25cm มวลสูงสุด 18กก.