自動車ロッカーアーム用チタン合金のロスト-ワックス鋳造

1. 金型の設計と製造: 自動車用ロッカー アームの設計図に基づいて、コンピュータ支援設計 (CAD) ソフトウェアを使用して金型の 3D モデルが作成されます。-次に、CNC 加工技術を使用して金型を製造します。型の精度と表面の品質は、ワックスモデルの品質に直接影響します。そのため、金型の加工精度は厳密に管理する必要があります。

2. ワックスモデルの射出: ワックス材料は、通常 60 ～ 70 度に制御されて溶融状態まで加熱されます。次に、射出成形機を使用して、溶融したワックス材料を金型キャビティに射出し、一定の圧力を一定時間維持して、ワックス材料がキャビティ全体に充填されるようにします。ワックスモデルの寸法精度や表面品質を確保するには、ワックス素材の特性やロッカーアームの形状に応じて射出圧力と射出時間を調整する必要があります。

3. ワックスモデルの仕上げ: 射出成形されたワックスモデルを金型から取り外し、表面を仕上げます。-余分なバリやバリなどを取り除き、ワックスモデルの寸法や形状が要件を満たしていることを確認します。高い精度が要求される部品の場合は、さらに加工や研磨が必要となる場合があります。

4. ワックスモデルアセンブリ: 鋳造効率を向上させるために、通常、複数のワックスモデルを組み合わせてワックスモデルアセンブリを形成します。組み立て方法は、ロッカー アームの形状と鋳造プロセスの要件に従って設計する必要があり、ワックス モデル間の間隔と接続方法が、その後のシェルの製造と注入を容易にするために適切であることを確認します。

1. コーティング: ワックスモデルアセンブリをコーティングに浸し、表面を均一にコーティングします。コーティングは通常、耐火物（ケイ砂、コランダムなど）と結合剤（水ガラス、シリカゾルなど）で構成されます。コーティングの厚さと均一性はシェルの品質に大きな影響を与えます。通常、複数回のコーティングが必要であり、各コーティング後に乾燥が必要です。

2. 砂の散布: コーティング後、ワックスモデルアセンブリを砂散布装置に置き、その表面に耐火性の砂の層を散布します。砂の粒径と材質は耐火物シェルの要件に応じて選択する必要があります。一般に、砂は粗い砂から細かい砂まで複数回適用され、シェル構造の異なる層が形成されます。砂を塗布する目的は、シェルの強度と浸透性を高めることです。

3. 乾燥と硬化: コーティングと砂の塗布後、バインダーを化学反応させて耐火材料を結合して固体のシェルを形成するために、シェルは乾燥と硬化処理を受ける必要があります。乾燥および硬化プロセスのパラメーター (温度、湿度、時間など) は、バインダーの種類とシェルの厚さに応じて調整する必要があります。一般に、シリカゾルバインダーを使用したシェルはより長い乾燥時間を必要とし、比較的湿度の低い環境で乾燥する必要があります。

4. 脱蝋: 乾燥して硬化したシェルを脱蝋装置に置き、加熱するとワックスモデルが溶けてシェルから流れ出します。脱蝋には多くの方法があり、一般的には熱水脱蝋、蒸気脱蝋、電子レンジ脱蝋が挙げられます。脱蝋中は、シェルへの損傷を避けながら、ワックスモデルが完全に溶けて除去されるように、温度と時間を注意深く制御する必要があります。

5. 焼成：脱蝋後、残留水分と有機物を除去して強度と耐火性を向上させるために、モールドシェルを焼成する必要があります。焼成温度と焼成時間は金型シェルの材質や構造に応じて調整する必要がありますが、一般的には800-1200度の高温で数時間焼成します。焼成されたモールドシェルは、高温のチタン合金液体の注入に耐えるのに十分な強度と浸透性を備えていなければなりません。

1. チタン合金の溶解：真空誘導溶解炉を用いてチタン合金原料を溶解します。チタン合金原料をるつぼに入れ、真空中で加熱して溶融状態にします。溶解プロセス中は、チタン合金の化学組成を均一にし、不純物含有量を低減するために、炉の温度、真空レベル、溶解時間を厳密に制御する必要があります。同時に、溶解プロセス中のチタン合金とるつぼの間の化学反応を防ぐために、通常は特殊なるつぼ材料（酸化イットリウムるつぼなど）が使用されます。

2. 注湯: 溶融チタン合金は取鍋を介してゲート システムに移送され、すぐに金型シェルのキャビティに注入されます。注湯プロセスは、溶融チタン合金が空気中の酸素、窒素などと反応して気孔や介在物などの欠陥が生じるのを防ぐために、一定の真空または保護雰囲気下で実行する必要があります。溶融したチタン合金をキャビティ全体に確実に充填し、不完全充填やコールドシャットなどの欠陥を回避するには、チタン合金の特性やロッカーアームの形状に応じて注入温度と注入速度を調整する必要があります。

1. シェルの除去: チタン合金鋳物が冷却して固化した後、機械的方法 (振動サンドブラスト、サンドブラストなど) を使用してシェルを除去します。シェルを取り外す際に鋳物を損傷しないように注意する必要があります。

2. ゲート切断: 鋳物をゲート システムから分離し、余分なゲートとライザーを除去します。切断されたゲート領域は、表面が滑らかになるように研削して仕上げる必要があります。

3. 熱処理：チタン合金鋳物の機械的特性を改善するには、通常、熱処理が必要です。一般的な熱処理プロセスには、焼きなまし、焼き入れ、焼き戻しが含まれます。最適な機械的特性を得るには、チタン合金の組成と鋳造品の用途に基づいて熱処理のプロセス パラメーターを選択する必要があります。

4. 表面処理：鋳物の表面処理には、研磨、不動態化、塗装が含まれます。表面処理の目的は、鋳物の表面品質と耐食性を向上させると同時に、自動車ロッカーアームの外観要件を満たすことです。

5. 品質検査: 処理された自動車用ロッカー アーム鋳造品に対して包括的な品質検査が行われます。検査内容は、寸法精度、形状精度、表面品質、機械的特性などです。一般的に使用される検査方法には、三次元測定機 (CMM)、金属組織分析、硬度試験、探傷などがあります。厳格な検査に合格した鋳物のみが、次の組み立ておよび使用段階に進むことができます。

1. 課題分析: チタン合金は化学反応性が高く、高温での溶解中に空気中の酸素や窒素と容易に反応し、大量のガスを吸収します。-これにより、鋳造品に気孔や介在物などの欠陥が発生し、機械的特性や品質が低下します。

2. 解決策: 真空誘導溶解技術を採用して、溶解中に炉内を高真空に維持し、チタン合金と空気の接触を減らします。同時に、高品質の原材料を使用し、原材料中のガス含有量を厳密に管理します。-さらに、溶解中に脱酸剤や脱ガス剤を適量添加すると、チタン合金中のガス含有量をさらに低減できます。

1. 課題分析: 高温では、チタン合金が金型材料と化学反応し、鋳物の表面品質と寸法精度に影響を与える界面反応層を形成します。特にシリコンを含む型材を使用した場合、チタンとシリコンの反応により鋳肌に砂の付着やクラックなどの欠陥が発生する場合があります。

2. 解決策: シェルとチタン合金の間の化学反応を最小限に抑えるために、適切なシェル材料とコーティング システムを選択します。例えば、チタン合金との化学的適合性が良好なジルコンサンドや酸化イットリウムなどの耐火物をシェルの表層材として使用します。同時に、チタン合金とシェルが直接接触しないようにシェル表面を絶縁層でコーティングするなど、シェルに特別な処理を実行します。

1. 課題: ロストワックス鋳造中、ワックスパターンの収縮、シェルの膨張と収縮、チタン合金の凝固収縮などの要因により、鋳物の寸法精度を制御するのは困難です。{1}特に、高精度が要求される複雑な形状の自動車用ロッカー アームの場合、寸法の偏差により適切に組み立てられず、他のコンポーネントと組み合わせて使用​​できない場合があります。

2. 解決策: 射出プロセスのパラメーターを正確に制御することで、ワックス パターンの収縮率を低減します。シェルの製造プロセス中に、シェルの材料とプロセスパラメータを合理的に選択して、シェルの膨張と収縮を制御します。同時に、コンピューターシミュレーション技術を使用して、鋳造プロセスを数値的にシミュレーションし、鋳物の収縮を予測し、シミュレーション結果に基づいて金型の寸法を修正します。鋳造機械加工プロセスでは、高精度の機械加工装置とプロセスを使用して鋳物をさらに加工および修正し、寸法精度が要件を満たしていることを確認します。-

1. 課題: チタン合金のロストワックス鋳造プロセスでは、チタン合金の流動性の低さと凝固速度の速さにより、鋳物の内部に気孔、収縮気孔、介在物などの欠陥が発生しやすく、鋳物の機械的特性や信頼性に影響を与えます。

2. 解決策: 溶融チタン合金の流動性と充填能力を向上させるために、ゲート システムの設計を最適化します。ゲートとライザーの位置とサイズを合理的に設定することで、溶融チタン合金がキャビティ全体をスムーズに満たすことができ、渦やガスの閉じ込めを回避できます。同時に、溶解プロセス中のチタン合金の精錬と脱ガス処理を強化し、鋳物中のガスと介在物の含有量を削減します。さらに、高度な探傷技術（超音波検査やX線検査など）を使用して鋳物の内部品質検査を実施し、内部欠陥をタイムリーに検出して処理できるようにします。-

自動車産業の継続的な発展に伴い、エンジンに対する性能要件はますます厳しくなっています。高性能自動車エンジンには、より高い出力密度、より低い燃料消費量、より低い排出ガスが必要です。-チタン合金ロストウェーハ鋳造技術を使用して製造された自動車用ロッカー アームは、軽量、高強度、優れた耐食性という利点により、エンジンの性能と信頼性を効果的に向上させることができます。{3}チタン合金ロッカー アームはすでに一部のハイエンド自動車ブランドのエンジンに徐々に採用され始めており、将来の応用の可能性は非常に広いです。-

新エネルギー車の開発により、自動車部品の軽量化と高性能に対する要求が高まっています。新エネルギー車の動力システムは従来の燃料車とは異なりますが、エンジン動弁系のロッカーアームなどの部品は依然として不可欠です。チタン合金ロストウエハーキャスト自動車用ロッカー アームは、軽量かつ高性能コンポーネントに対する新エネルギー車の要件を満たすことができ、新エネルギー車の航続距離と全体的な性能の向上に役立ちます。-

チタン合金ロストワックス鋳造技術は、自動車分野を超えて、航空宇宙やその他の分野でも重要な応用価値を持っています。{0}航空宇宙産業では、部品の品質と性能に対する要求が非常に高く、チタン合金ロッカーアームは高強度、低密度、優れた耐食性を備えているため、航空機エンジン、宇宙船、その他の機器での使用に最適です。チタン合金ロストワックス鋳造プロセスをさらに最適化し、鋳造品の品質と性能を向上させることで、自動車ロッカーアーム用チタン合金ロストワックス鋳造技術のより幅広い分野への展開が期待されます。{4}