一, métodos e processos de fabricação
1. Seleção de material
A liga de titânio Ti-6al-4V (grau 5) é preferida para as porcas do cubo. Com 90% de titânio, 6% de alumínio e 4% de vanádio, esse material oferece um bom equilíbrio de resistência, resistência e máquinabilidade, tornando-o ideal para criar fixadores de alto desempenho. Outra liga de titânio comumente usada em fixadores é o TI-3AL-5MO-4.5V (TC16), que possui alta plasticidade no estado recozido ou extinto, tornando-o particularmente adequado para o cabeçalho frio e reduzindo significativamente os custos de produção.
2.Processo de moldagem
Forjamento quente
(1) Preparação e aquecimento
Blanking: Usando uma máquina de fixação de precisão ou serra de banda, o estoque de barra é cortado em espaços em branco com peso e volume precisos. A consistência do peso é crucial, impactando diretamente a consistência do subsequente moldagem de forjamento e peso do produto.
Aquecimento: este é o link de preparação mais crítico.
Pré-aquecimento: a liga de titânio tem baixa condutividade térmica e o aquecimento direto de alta temperatura causará diferença excessiva de temperatura entre a temperatura superficial e interna para causar tensão térmica, por isso geralmente é aquecida em dois estágios, o primeiro pré-aquecimento a uma temperatura mais baixa (como 800 graus).
Aquecimento até a temperatura de forjamento: posteriormente, em uma atmosfera protetora (por exemplo, argônio) ou forno elétrico, o tarugo é uniformemente aquecido a uma temperatura de forjamento abaixo do ponto de mudança de fase (geralmente entre 850 graus - 950}). Nesta temperatura, as ligas de titânio alcançam a plasticidade ideal, são propensas a deformação e não superaquecem ou oxidam (em uma atmosfera protetora).
(2) forjamento e formação
Pré -formação/tarugos de tarugos: De acordo com o design do molde, o tarugo cilíndrico é preliminariamente forjado em uma forma mais próxima do branco da porca através de uma sequência de moldes para garantir que o metal possa preencher melhor a cavidade final do molde.
Forjamento final: o tarugo aquecido é rapidamente transferido do forno para um Dolly pré -aquecido.
Use um martelo de forjamento de alta velocidade ou prensa de atrito para aplicar uma pressão enorme para forçar o tarugo em brasa a fluir plasticamente na cavidade do molde, enchendo todos os cantos do molde e formando a forma básica do hexagono externo da porca (ou outros padrões), a superfície do flange e outras formas básicas ao mesmo tempo.
Flash: O excesso de metal é espremido nas ranhuras do flash do molde, criando um flash flash. Isso garante que o interior da cavidade esteja cheio e a pressão seja suficiente.
(3) Tratamento de acompanhamento
Corte da borda: o branco forjado (com flash) é movido para uma prensa e o flash circundante é perfurado pela matriz de corte da borda para obter um forjamento completo de nozes.
Perfuração/perfuração: Usando outro conjunto de matrizes, o excesso de núcleo usado para formar o orifício interno no centro do forjamento é liberado para formar um orifício através da preparação para a rosqueamento subsequente.
(4) Tratamento térmico (crítico)
Tratamento da solução + envelhecimento:
Há estresse de usinagem e organização irregular dentro da porca forjada.
Para as melhores propriedades mecânicas gerais (alta resistência, alta resistência), é necessário tratamento térmico complexo. Normalmente, envolve aquecer a peça a uma temperatura alta para tratamento da solução, depois resfriamento rápido (extinção) e depois envelhecer a uma temperatura mais baixa. Esse processo melhora significativamente a força (resistência à tração de mais de 1100 MPa) e dureza das ligas de titânio.
Usinagem CNC
(1) Preparação de programação e ferramentas do CNC:
Modelo CAD: Crie um modelo digital tridimensional da porca com base no desenho do design.
Programação do CAM: Usando o software de fabricação auxiliado por computador (CAM), Write Toolpaths (código G) com base no modelo. A programação deve levar em consideração as características das ligas de titânio, definindo velocidades de rotação apropriadas, taxas de alimentação e profundidade de corte.
Preparação de acessórios: Prepare acessórios especializados em torno CNC (geralmente cidadãos ou toques de precisão) para garantir uma aderência segura no tarugo e evitar vibrações ou mudança durante a usinagem.
(2) torneamento do CNC (estágio de formação principal)
Esse estágio é normalmente realizado em um centro de torneamento do CNC e completa a maior parte da usinagem em uma única configuração.
Primeiro aperto (usinando o círculo externo, uma face final e parte do buraco interno):
Face final: A face final do carro é plana como a superfície de referência.
Círculo externo de torneamento áspero: Remova rapidamente o excesso de material com uma grande profundidade de corte e forme preliminariamente a forma de círculo hexadecimal ou externo da porca. Deixe uma margem de acabamento.
Perfuração: Faça o centro do orifício, que é o orifício do diâmetro interno da linha.
Erro interno chato grosso: o perfuração preliminar do buraco interno é realizado para se preparar para a formação de cone subsequente.
(3) O segundo aperto (processamento de inversão de U da outra extremidade e o cone):
Use garra de garra macia ou bainhas especiais para evitar danificar a superfície externa processada.
A outra extremidade do carro: controla o comprimento total da porca no tamanho exato.
Círculo de acabamento: Usando uma ferramenta de giro de acabamento nítido, o tamanho do círculo externo é transformado em tolerância com uma pequena profundidade de taxa de corte e alimentação, alcançando um alto acabamento superficial.
Superfície do cone de acabamento: Processando o cone de 60 graus (ou outro ângulo do cone) em contato com o cubo da roda. Esta é uma parte essencial da centralização do cubo das rodas e a segurança de fixação, e deve ser muito precisa e ter uma superfície suave e manchada.
Chanfing/Deburing: Chanfing todas as bordas usinadas para remover rebarbas nítidas.
(4) Tapagem:
As torneiras especiais de titânio são usadas e seus ângulos e revestimentos geométricos são projetados para as propriedades brega do titânio.
Velocidades de rotação extremamente baixas e óleo de toque de alta qualidade para resfriamento e lubrificação adequados.
Isso é feito em um torno CNC usando uma cabeça de rolagem de rosca dedicada ou em outra máquina de rolagem de rosca dedicada.
3. Tratamento de superfície
Anodizador: aplicando eletricidade ao eletrólito, um filme de óxido mais espesso, mais duro e poroso é formado na superfície da liga de titânio. Este filme de óxido é resistente à corrosão e desgaste, e sua estrutura porosa pode adsorver corantes, resultando em uma variedade de cores vibrantes (como azul, ouro, iridescente, preto, etc.).
Finalmente, o tratamento de vedação é realizado para estabilizar a camada de filme.
Sandblasting/Polishing: Antes de anodizar, jateamento ou polimento de areia pode ser aplicado para obter uma aparência mais fina ou mais brilhante do substrato.
Threading: Os threads de alta qualidade são normalmente formados usando um processo de rolagem. O rolamento fortalece o material através da deformação plástica, e o efeito de endurecimento do trabalho melhora a força e a vida útil da fadiga da superfície da linha, tornando -a mais durável do que as roscas diretamente cortadas.
4. Tratamento térmico
As tensões internas são geradas durante a usinagem. Para manter a estabilidade dimensional e impedir a deformação devido à liberação do estresse no futuro, a peça de trabalho precisa ser recozida por estresse (geralmente no forno protegido por vácuo ou argônio para evitar a oxidação).
2,Características do desempenho central
1. Força específica extremamente alta: essa é a vantagem mais proeminente da liga de titânio. "Força específica" refere -se à proporção da força de um material e sua densidade. As ligas de titânio são comparáveis em força ao aço de alta resistência, mas sua densidade (cerca de 4,5 g/cm³) é apenas cerca de 60% da de aço (cerca de 7,8 g/cm³). Isso significa que os componentes do titânio podem ser mais leves e atendem aos mesmos requisitos de força.
2. Efeito leve significativo: as porcas do cubo pertencem à massa não suspensa. A redução da massa não suspensa tem um efeito positivo na melhoria da aceleração do veículo, desempenho de frenagem e resposta a lidar (os amortecedores de controle da roda de controle mais rapidamente). Embora o ditado "perder uma libra sob a primavera seja comparável à perda de dez libras no carro" é um pouco exagerado, ele ilustra sua importância.
3. Excelente resistência à corrosão: as ligas de titânio exibem excelente resistência à corrosão em todos os meios de água de cloreto e pH da faixa. Isso significa que ele pode suportar a corrosão diária, como chuva, agente de fusão de neve, poeira de freio, etc., e mantém boa aparência e desempenho por um longo tempo.
4. Boa durabilidade e confiabilidade: nozes de liga de titânio feitas de materiais de alta qualidade (como TI-6Al-4V) e processos apropriados (como forjamento a quente, fios laminados) têm excelente resistência à tração (geralmente mais que 900MPa), a resistência à fadiga e a dureza (geralmente maior que Hb195) e pode-se repetir. Faixa de produtos e aplicação.
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