טכנולוגיית יציקת ואקום עבור פרופילי אלומיניום וטיטניום

פרופיל סגסוגת טיטניום אלומיניום שנמצא באלמנטים סגסוגת טיטניום טהור תעשייתי נוסף לשיפור חוזק טיטניום, מוליכות תרמית מסגסוגת טיטניום נמוכה, רק פלדה 1/4, אלומיניום 1/13, נחושת 1/25. ניתן לחלק את סגסוגת הטיטניום לשלושה סוגים של סגסוגות טיטניום: סגסוגת טיטניום, סגסוגת טיטניום b וסגסוגת טיטניום a+b. סגסוגת טיטניום ab עשויה מהרכב דו-פאזי a ו-b, סוג זה של ארגון סגסוגת יציב, תכונות עיוות בטמפרטורה גבוהה, קשיחות, פלסטיות טובה יותר, וניתן להרווה אותה, טיפול הזדקנות, כך שהסגסוגת תתחזק. מאפייני הביצועים של סגסוגות טיטניום מתבטאים בעיקר ב:
1. חוזק ספציפי גבוה. צפיפות פרופיל אלומיניום וסגסוגת טיטניום קטנה (4.4 ק"ג/דמ"ר) במשקל קל, אך החוזק הספציפי שלה גדול יותר מפלדה בעלת חוזק גבוה במיוחד.
2. חוזק תרמי גבוה. פרופילי אלומיניום וסגסוגת טיטניום יציבים מבחינה תרמית, וחוזקם גבוה בערך פי 10 מזה של סגסוגת אלומיניום בתנאי של 300-500 מעלות.
3. פעילות כימית גבוהה. לטיטניום יכולה להיות תגובה כימית חזקה עם חמצן, חנקן, פחמן חד חמצני, אדי מים וחומרים אחרים באוויר, ויוצרים שכבה מוקשה TiC ו-TiN על פני השטח.
4. מוליכות תרמית ירודה. מוליכות תרמית ירודה של סגסוגת טיטניום, סגסוגת טיטניום TC4 ב-200 מעלות מוליכות תרמית l=16.8W/m-מעלה, המוליכות התרמית היא 0.036 כרטיס/ס"מ-שנייה-מעלה.
ככל שהיישום של יציקות טיטניום בתעשייה האווירית ממשיך לגדול, הם מחויבים לחפש שיטות ייצור שיכולות להפחית את עלויות הייצור להחלפת חלקי טיטניום בעלות גבוהה, במיוחד בכלכלה העולמית התחרותית של היום. כתוצאה מכך, יציקות טיטניום בעלות נמוכה יותר בעלות תכונות מכניות דומות לאלו של פרזול יכולות להחליף לא רק רכיבי טיטניום קיימים, אלא גם רכיבים העשויים מחומרים אחרים. טכנולוגיית VDC פותחה לייצור טיטניום באיכות גבוהה ובעלות נמוכה יציקות. יישומים אופייניים ליציקות שלה כוללים גופי מטוסים (כגון מחיצות, בלמים, גלגלי שיניים, צירים וכו') וכן רכיבים תעופה וחלל ותעשייתיים אחרים.
יציקה בוואקום ויציקת השקעה של מוט יצוק מסגסוגת Ti-6Al-4V של הארגון והמאפיינים המכניים של המחקר ההשוואתי מראים ששני סוגי מוטות היציקה ב-899 מעלות, לחץ של 103MPa, 2 שעות חם טיפול בלחץ איזוסטטי, ולאחר מכן ב-834 מעלות, חישול ואקום של 2 שעות, מוטות יציקת מות ואקום, גודל הגרגיר של כ-100 מיקרומטר, הגרגירים מכל כיוון של המבנה - גודל הגרגירים של סרגל היציקה של תבנית נמס הוא 750 מיקרומטר; חוזק התפוקה של חומר יציקת הוואקום (930.79MPa) גבוה בכ-12% מזה של חומר יציקת התבנית הנמס (827.37MPa), שהוא קרוב לחוזק התפוקה של הפרזול והחלקים המגולגלים (896.32MPa) ; קשיחות השבר של יציקת הוואקום Kq היא 142.8 MPa; קרוב ליציקות תבנית ההיתוך, אך גבוה מהערך של 87.9 MPa/m עבור פרזול מחושל.

טכנולוגיית יציקה לייצור אלומיניום, מגנזיום, אבץ, יציקות סגסוגת מבוססות נחושת, ביישומי תעשיית ייצור מכונות כבר שנים רבות של היסטוריה. יציקות אלה מיוצרות על ידי המסת המתכת באטמוספרה ולאחר מכן הזרקת המתכת המותכת לתוך תבנית היציקה בלחץ גבוה. יציקות לצורת רשת או כמעט צורה נטו, יציקה קלה לאחר טיפול או עיבוד יכולה לקבל את הצורה הסופית של החלק, מחזור עיבוד התהליך קצר, מהמתכת המותכת לצורה הנטו של חלק הזמן הוא בדרך כלל פחות מ-15 ס. לגבי דרישות הטכנולוגיה של יציקת טיטניום והסגסוגת המסורתית שונה לחלוטין, הדבר החשוב ביותר הוא שתא ההתכת המתכת וחלל תבנית היציקה חייבים לשמור על ואקום גבוה, אחרת היציקה של תכולת החמצן תגדל, לא יכולה לספק סגסוגות התעופה של התנאים הטכניים. שיטת יציקת טיטניום ליציקת ואקום ותהליך יציקה סטנדרטי, פשוט יש להאריך את זמן ההיתוך בחדר/חלל עובש וזמן ההתכה של סגסוגת טיטניום. תהליך יציקת מותש בוואקום באמצעות מטען נפרד מסגסוגת טיטניום, המסת מעטפת אינדוקציה. זאת בהשוואה לשיטת היציקה הרציפה של יציקת אלומיניום, זמן ההיתוך שלה לצרוך 5 דקות יותר.
בהשוואה לשיטות אחרות כגון שיטת יציקת השקעה, תהליך יציקת טיטניום בוואקום הוא פשוט, כך שהעלות בדרך כלל נמוכה יותר. תהליך יציקת ואקום אינו מצריך הסרת שעווה, קליפה וכימיקלים, הפחתת תהליך של כמעט מחצית, בהשוואה להשקעה בתהליך יציקה או פרזול, יכולה לחסוך כ-30% מהעלות. בגלל תבנית יציקת הוואקום ישירות עם מגע נוזל טיטניום מותך, חיי השירות שלה התקצרו, בהשוואה לשיטת יציקת ההשקעה של התבנית שלה חלק מהעלות גדול יותר. נכון לעכשיו, שיטת יציקת הריק בוואקום יכולה להטיל רק צורה שלמה, חד-צדדית, פשוטה של ​​יציקות טיטניום, וצורת יציקת עובש היא יציקה מורכבת מאוד, יציקות חלולות. בנוסף, יציקת למות ואקום בכל פעם היציקה המקסימלית רק 12 חלקים, יציקת הגודל המקסימלי של 61cmx46cmx25cm, המסה המקסימלית של 18kg.