一, méthodes de fabrication et processus
1. Sélection des matériaux
L'alliage de titane TI-6AL-4V (5e année) est préféré pour les noix de moyeu. Avec 90% de titane, 6% d'aluminium et 4% de vanadium, ce matériau offre un bon équilibre de force, de ténacité et de machinabilité, ce qui le rend idéal pour créer des attaches haute performance. Un autre alliage de titane couramment utilisé dans les attaches est TI-3AL-5MO-4.5V (TC16), qui a une plasticité élevée dans l'état recuit ou éteint, ce qui le rend particulièrement adapté à un cap de froid et à réduire considérablement les coûts de production.
2.Processus de moulage
Forge à chaud
(1) Préparation et chauffage
Blanking: En utilisant une machine à marquer de précision ou une scie à bande, le stock de barre est coupé en blanc avec un poids et un volume précis. La cohérence du poids est cruciale, impactant directement la cohérence des moulures de forgeage ultérieures et du poids du produit.
Chauffage: Il s'agit du lien de préparation le plus critique.
Préchauffage: l'alliage de titane a une mauvaise conductivité thermique et un chauffage direct à haute température entraînera une différence de température excessive entre la température de surface et la température interne pour provoquer une contrainte thermique, de sorte qu'elle est généralement chauffée en deux étapes, pré-réchauffer d'abord à une température plus basse (comme 800 degrés).
Chauffage à la température de forge: Par la suite, dans une atmosphère protectrice (par exemple argon) ou une fournaise électrique, la billette est uniformément chauffée à une température de forgeage en dessous de son point de changement de phase (généralement entre 850 degrés - 950). À cette température, les alliages de titane atteignent une plasticité optimale, sont sujets à la déformation et ne surchauffent pas ou ne surchauffent pas (dans une atmosphère protectrice).
(2) forger et former
Préformes / fabrication de billettes: Selon la conception de la moisissure, la billette cylindrique est préliminairement forgée dans une forme plus proche du blanc de noix à travers une séquence de moules pour garantir que le métal peut mieux remplir la cavité finale de moisissure.
Forge final: la billette chauffée est rapidement transférée de la fournaise à un chariot préchauffé.
Utilisez un marteau de forgeage à grande vitesse ou une presse à friction pour appliquer une énorme pression pour forcer la billette chauffée au rouge à couler plastiquement dans la cavité du moule, en remplissant chaque coin du moule et en formant la forme de base de l'hexagone extérieur de l'écrou (ou d'autres motifs), de la surface de la bride et d'autres formes de base à la fois.
Flash: L'excès de métal est pressé dans les rainures flash du moule, créant un mince anneau flash. Cela garantit que l'intérieur de la cavité est plein et que la pression est suffisante.
(3) traitement de suivi
Coupe de bord: le blanc forgé (avec flash) est déplacé vers une presse, et le flash environnant est perforé par la découpage de la coupe de bord pour obtenir une forge de noix complète.
Forage / poinçonnage: En utilisant un autre ensemble de matrices, l'excès de noyau utilisé pour former le trou intérieur au centre du forgeage est éliminé pour former un trou à travers la préparation du filetage ultérieur.
(4) Traitement thermique (critique)
Traitement de la solution + vieillissement:
Il y a une contrainte d'usinage et une organisation inégale à l'intérieur de l'écrou falsifié.
Pour les meilleures propriétés mécaniques globales (haute résistance, ténacité élevée), un traitement thermique complexe est nécessaire. Il s'agit généralement de chauffer la pièce à une température élevée pour le traitement de la solution, puis de refroidissement rapide (extinction), puis de vieillir à une température plus basse. Ce processus améliore considérablement la résistance (résistance à la traction de plus de 1100 MPa) et la dureté des alliages de titane.
Usinage CNC
(1) Préparation de la programmation et de l'outillage CNC:
Modèle CAD: Créez un modèle numérique tridimensionnel de l'écrou basé sur le dessin de conception.
Programmation CAM: Utilisation du logiciel de fabrication assistée par ordinateur (CAM), des parcours d'outils d'écriture (Code G) basé sur le modèle. La programmation doit prendre en compte les caractéristiques des alliages de titane, la définition de vitesses de rotation appropriées, les taux d'alimentation et la profondeur de coupe.
Préparation du luminaire: Préparez les luminaires spécialisés de tour CNC (généralement des collets ou des délais de précision) pour assurer une prise sécurisée sur la billette et empêcher les vibrations ou les déplacements pendant l'usinage.
(2) tournant CNC (étape de formation principale)
Cette étape est généralement effectuée sur un centre de virage CNC et complète la majeure partie de l'usinage en une seule configuration.
Premier serrage (usinage du cercle extérieur, une face d'extrémité et une partie du trou intérieur):
Face finale: la face finale de la voiture est plate comme surface de référence.
Cercle extérieur à virage rugueux: Retirez rapidement le matériau en excès avec une grande profondeur de coupe et former préliminairement la forme hexadécimale ou extérieure de l'écrou. Laissez une marge de finition.
Forage: percez le trou au centre à travers, qui est le trou du diamètre intérieur du fil.
Trou intérieur ennuyeux grossier: L'alésage préliminaire du trou intérieur est effectué pour se préparer à la formation du cône ultérieur.
(3) le deuxième serrage (traitement de demi-tour de l'autre extrémité et du cône):
Utilisez des pinces à mâchoires douces ou des gaines spéciales pour éviter d'endommager la surface extérieure transformée.
L'autre extrémité de la voiture: contrôle la longueur totale de l'écrou à la taille exacte.
Cercle de finition: À l'aide d'un outil de rotation de finition pointu, la taille du cercle extérieur est transformée en tolérance avec une petite profondeur de coupe et de débit d'alimentation, atteignant une finition de surface élevée.
Surface du cône de finition: traitement du cône à 60 degrés (ou d'un autre angle de cône) en contact avec le moyeu de roue. Il s'agit d'un élément clé de la sécurité et de la sécurité des centres de moyeu de roue, et il doit être très précis et avoir une surface lisse et impertinent.
Chamfering / déburring: chanfreinage tous les bords usinés pour éliminer les terrifiants.
(4) Tapping:
Des robinets spéciaux en titane sont utilisés et leurs angles et revêtements géométriques sont conçus pour les propriétés collantes du titane.
Des vitesses de rotation extrêmement faibles et de l'huile de taraudage de haute qualité pour un refroidissement et une lubrification adéquats.
Cela se fait sur un tour CNC à l'aide d'une tête de roulement de filetage dédiée ou sur une autre machine à rouler de fil dédiée.
3. Traitement de surface
Anodisation: En appliquant de l'électricité à l'électrolyte, un film d'oxyde plus épais, plus dur et poreux se forme à la surface de l'alliage de titane. Ce film d'oxyde est résistant à la corrosion et à l'usure, et sa structure poreuse peut adsorber les colorants, résultant en une variété de couleurs vibrantes (comme le bleu, l'or, l'irisé, le noir, etc.).
Enfin, le traitement d'étanchéité est effectué pour stabiliser la couche de film.
Le sablage / polissage: avant l'anodisation, le sablage ou le polissage peut être appliqué pour obtenir une apparence de substrat plus fin ou plus brillante.
Filation: les threads de haute qualité sont généralement formés à l'aide d'un processus de roulement. Le roulement renforce le matériau par déformation plastique, et l'effet de durcissement des travaux améliore la résistance et la durée de fatigue de la surface du fil, ce qui le rend plus durable que les fils directement coupés.
4. Traitement thermique
Des contraintes internes sont générées lors de l'usinage. Pour maintenir la stabilité dimensionnelle et prévenir la déformation due à la libération de stress à l'avenir, la pièce doit être recuite au stress (généralement dans un four à vide ou à argon pour prévenir l'oxydation).
2,Caractéristiques de performance de base
1. Force spécifique extrêmement élevée: c'est l'avantage le plus important de l'alliage de titane. La «résistance spécifique» fait référence au rapport de la résistance d'un matériau à sa densité. Les alliages de titane sont comparables en acier à haute résistance, mais leur densité (environ 4,5 g / cm³) n'est que d'environ 60% de celle de l'acier (environ 7,8 g / cm³). Cela signifie que les composants en titane peuvent être rendus plus légers tout en répondant aux mêmes exigences de résistance.
2. Effet léger significatif: les noix de moyeu appartiennent à une masse non suspendue. La réduction de la masse non suspendue a un effet positif sur l'amélioration de l'accélération du véhicule, des performances de freinage et de la réponse à la manipulation (les amortisseurs contrôlent plus rapidement le ruissellement des roues). Bien que le dicton "perdre une livre sous le printemps soit comparable à la perte de dix livres sur la voiture" est un peu exagéré, il illustre son importance.
3. Excellente résistance à la corrosion: les alliages de titane présentent une résistance à la corrosion exceptionnelle dans tous les milieux d'eau du chlorure et du pH. Cela signifie qu'il peut résister à la corrosion quotidienne telle que la pluie, l'agent de fusion de neige, la poussière de frein, etc., et maintient une bonne apparence et des performances pendant longtemps.
4. Bonne durabilité et fiabilité: les noix en alliage en titane en matériaux de haute qualité (tels que TI-6AL-4V) et les processus appropriés (tels que le forgeage chaud, les fils roulés) ont une excellente résistance à la traction (généralement supérieure à 900 MPa), la résistance à la fatigue et la dureté généralement plus élevées que HB195), et peuvent résister au désaspérisation répétée et à des conditions de charge élevée. Gamme de produits et application.
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