소형 모듈 기어, 티타늄 합금 유실-왁스 주조

소형 모듈 기어는 일반적으로 모듈이 1mm 미만인 기어를 말합니다. 크기가 작고 높은 정밀도가 필요합니다. 이는 항공우주 장비의 소형 전송 시스템 및 기기의 정밀 전송 구조와 같은 정밀 기계, 계측 및 항공우주 분야에서 널리 사용됩니다. 크기가 작기 때문에 기존의 가공 방법으로는 고정밀도와 복잡한 형상의 제조 요구 사항을 충족하기에는 부족할 수 있습니다.

티타늄 합금은 낮은 밀도, 높은 비강도 및 우수한 내식성과 같은 장점을 가지고 있습니다. 이는 항공우주, 생물의학 및 기타 분야에서 널리 사용됩니다. 소형 모듈 기어의 경우 티타늄 합금을 사용하면 기어 강도를 보장하면서 무게를 줄일 수 있어 장비의 전반적인 성능이 향상됩니다. 그러나 티타늄 합금은 가공이 어렵습니다. 기존의 가공 방법은 비용이 많이 들고 비효율적이며 변형되기 쉽습니다.

인베스트먼트 주조라고도 알려진 유실-폐기물 주조는 정밀 주조 방법입니다. 기본 원리는 먼저 원하는 부품과 동일한 모양의 왁스 모델을 만든 다음 왁스 모델의 표면을 여러 층의 내화물로 코팅하여 쉘을 형성하는 것입니다. 금형 쉘이 건조되고 경화된 후 왁스 모델이 가열되어 녹아 흘러나와 부품과 동일한 모양의 캐비티가 생성됩니다. 마지막으로 용융된 금속을 캐비티에 붓고 냉각 및 응고를 거쳐 원하는 부품을 얻습니다.

1. 금형 설계 및 제조

소형 모듈 기어의 크기, 모양, 정밀도 요구사항에 따라 금형을 설계하고 제작합니다. CNC 가공과 같은 고정밀 가공 방법은 일반적으로 금형의 치수 정확성과 표면 품질을 보장하는 데 사용됩니다. 금형 설계에서는 왁스 모델의 수축률, 탈형 방법 등의 요소를 고려해야 합니다.

2. 왁스 재료 선택 및 처리

일반적으로 우수한 유동성, 낮은 수축률 및 적당한 강도를 요구하는 적합한 왁스 재료를 선택하십시오. 일반적으로 사용되는 왁스 재료에는 파라핀-스테아르산- 기반 왁스가 포함됩니다. 사용하기 전에 왁스 재료를 녹이고 여과하여 불순물과 기포를 제거해야 합니다.

3. 왁스 모델 프레싱

처리된 왁스 재료를 금형에 주입하고 일정한 압력과 온도에서 금형 캐비티에 왁스 재료를 채웁니다. 프레싱 과정에서 압력, 온도, 유지 시간을 주의 깊게 제어하여 왁스 모델의 치수 정확성과 표면 품질을 보장해야 합니다. 압착 후 왁스 모델을 냉각하고 탈형하여 최종 왁스 모델을 얻습니다.

1. 코팅: 왁스 모델을 코팅에 담그고 표면에 균일한 코팅 층을 보장합니다. 코팅은 일반적으로 내화성 물질(예: 실리카졸, 지르콘 분말 등), 결합제 및 첨가제로 구성됩니다. 코팅의 점도, 밀도 및 코팅 두께는 쉘의 품질을 보장하기 위해 코팅 공정 중에 신중하게 제어되어야 합니다.

2. 샌딩: 코팅 후 즉시 왁스 모델을 모래 상자에 넣고 내화 모래 층을 뿌립니다. 모래의 입자 크기와 재질은 껍질의 요구 사항에 따라 선택해야 합니다. 샌딩의 목적은 껍질의 강도와 투과성을 높이는 것입니다.

3. 건조 및 경화: 코팅 및 샌딩 후 왁스 모델을 건조실에 넣어 건조 및 경화합니다. 껍질의 강도와 투과성을 보장하기 위해 건조 및 경화 과정에서 온도, 습도 및 시간을 주의 깊게 제어해야 합니다. 일반적으로 껍질이 필요한 두께와 강도에 도달할 때까지 코팅, 샌딩, 건조 및 경화 단계를 여러 번 반복해야 합니다.

4. 탈왁스: 몰드 쉘을 특정 온도로 가열하여 왁스 모델이 녹아 흘러나오게 합니다. 탈랍 방법에는 온수 탈랍과 증기 탈랍이 있습니다. 몰드 쉘이 갈라지는 것을 방지하는 동시에 왁스 모델의 완전한 용융과 흐름을 보장하기 위해 왁스 제거 중에 온도와 시간을 주의 깊게 제어해야 합니다.

1. 티타늄 합금 용해 : 진공 유도 용해 등의 방법을 사용하여 티타늄 합금 원료를 녹입니다. 티타늄 합금의 화학적 조성과 품질을 보장하려면 용융 중에 용융 온도, 시간 및 분위기를 엄격하게 제어하는 ​​것이 중요합니다.

2. 주조: 용융된 티타늄 합금을 예열된 금형 쉘에 붓습니다. 용융된 티타늄 합금이 금형 캐비티를 채우고 다공성 및 함유물과 같은 결함을 방지하려면 주조 중에 주입 온도, 속도 및 압력을 주의 깊게 제어해야 합니다.

1. 쉘 제거: 주조 후 티타늄 합금을 냉각하고 응고시킨 후 금형 쉘을 제거합니다. 껍질 제거 방법에는 기계적 및 화학적 껍질 제거가 포함됩니다.

2. 열처리: 쉘 제거 후 소형 모듈 기어는 열처리를 거쳐 미세 구조와 특성을 개선합니다. 일반적인 열처리 방법에는 어닐링, 담금질 및 템퍼링이 포함됩니다.

3. 가공 및 표면처리

기어의 정밀도 요구 사항에 따라 열처리된 기어는 치수 정확도와 표면 품질을 향상시키기 위해 연삭 및 호닝과 같은 가공 공정을 거칩니다.- 동시에 질화처리, 경질크롬도금 등의 표면처리를 하여 내마모성과 내식성을 향상시켰습니다.

1. 높은 정밀도: 로스트-웨이퍼 주조는 높은 치수 정확도와 복잡한 형상을 갖춘 소형-모듈 기어를 생산하여 정밀 기계 및 계측의 정밀도 요구 사항을 충족할 수 있습니다.

2. 높은 재료 활용도: 기존 가공 방법에 비해 로스트-웨이퍼 주조는 재료 낭비를 줄이고 재료 활용도를 향상시킵니다.

3. 티타늄 합금 가공에 적합: 로스트-웨이퍼 주조는 티타늄 합금 가공 중에 발생하는 가공 변형 및 표면 손상을 방지하여 소형-모듈 티타늄 합금 기어의 품질을 보장합니다.

1. 높은 공정 제어 난이도: 손실된-웨이퍼 주조 공정은 여러 단계가 포함되어 복잡하며 각 단계는 최종 제품의 품질에 영향을 미칩니다. 따라서 공정 제어는 어렵고 모든 공정 매개변수를 엄격하게 제어해야 합니다.

2. 높은 비용: 손실된-왁스 주조에는 상당한 장비 투자와 복잡한 공정이 필요하므로 생산 비용이 높아집니다. 이는 소형-모듈 기어의 소규모 배치 생산에서 특히 두드러집니다.-

3. 환경 문제: 손실된-왁스 주조는 왁스 패턴 및 주형 껍질과 같은 폐기물을 생성하므로 환경 오염을 방지하려면 적절한 폐기가 필요합니다.