Отливката за матрици с високо налягане (HPDC) е често срещан индустриален процес за масово производство на сложни метални части. И все пак, в процеса могат да се появят някои дефекти на кастинга, като впоследствие компрометират качеството на готовия продукт. Този документ очертава основните производствени дефекти в HPDC, техните причини, как могат да бъдат открити и как могат да бъдат избегнати. Чрез познаване на тези дефекти и справяне с тях производителите ще подобрят лекотата на работа и надеждността на процесите на леене на матрици.
Какво е леене на матрица с високо налягане (HPDC)
Запалянето на матрицата под високо налягане (HPDC) се отнася до категория процес на метално леене, при което разтопеният метал се инжектира в стоманена кухина при високо налягане. Кухината на матрицата е направена от две половини от втвърдена стомана на инструмента, които са оформени и работят като калъф за плесен. Разтопеният метал обикновено е нефертирен по своята същност, например алуминиев или цинк и се инжектира при високо налягане, което може да варира от 1500 psi до 25400 psi. Това налягане е доста над налягането на парата на разтопения метал, гарантиращ, че кухината на матрицата се запълва бързо и правилно и след това се оставя да се настрои, като по този начин се получава компонент от отливане, много подобен на формата на крайния продукт с много добро качество на повърхността и прецизност.
Процес на леене на матрици
Процесът на леене на матрици може да бъде разбит на различни етапи, които включват следното:
Подготовка на матрицата : Производството на стоманени матрици включва почистване и смазване на матриците и нагряване до определена температура.
Топене и инжектиране : сплавките се зареждат и разтопят в пещ и след това се държат в ръкав на изстрела на машината за леене на матрици. След това налягането се прилага с бутало, за да се принуди бързо течния метал към вложката на матрицата.
Охлаждане и втвърдяване : Охладете този течен метал възможно най-скоро и го втвърдете в блока на матрицата, който е предварително определен във формата на кухината кухина във формата.
Изхвърляне : Понякога половината от матрицата се отварят след охлаждането и втвърдяването на частта, а отливащата част се изхвърля от кухината с помощта на изхвърлящи щифтове.
5. Подрязване и довършителни работи . Произведената част е отрязана от излишния метал (светкавица) и е подложена на всякакви други вторични довършителни процеси като обработка, повърхностна обработка или боядисване.
Какво представляват дефектите на леене?
Процесът на леене на матрици с високо налягане (HPDC) не е без производствените си дефекти, което може да бъде в резултат на неадекватно управление на процеса, дизайна на матрицата или използваните материали. Някои от тези често срещани дефекти на производството, свързани с HPDC, включват порьозност на газ, порьозност на свиване, включвания, студени затваряния, запояване, мехури и маркировки на потока. Тези видове дефекти често водят до по -ниски механични свойства, довършване на лоша повърхност и преждевременна повреда на леените части. В следващите раздели тези общи дефекти на HPDC ще бъдат разгледани подробно, ще бъдат обсъдени техните причини и мерки за профилактика и откриване, за да се даде възможност на производителите да произвеждат качествени компоненти за дюшет.
Видове производствени дефекти в HPDC
Порьозност в производството на леене на матрици
Порьозността се описва като степента на присъствие на малки отвори или пространства, които съществуват в компонента, често наричани част от заливането. Такива празнини могат да компрометират структурната здравина на въпросната структура, като по този начин намаляват способностите на здравината и уплътняването на компонента. Съществуват предимно две форми на дефекти на порьозността, наблюдавани при техники за подтискане на под налягане (PDC):
Порьозност на газ
Той се осъществява, когато въздухът или газовете са приложени в течния метал, докато се инжектира, следователно води до образуване на кръгли или сферични кухини
Тя може да бъде подобрена чрез оптимизиране на дизайна на отворите и параметрите на инжектиране
Също така, поддържането на повърхността на формата чиста и суха без никаква влага, мазнини или масла помага за намаляване на деформациите на порьозността на газа.
Порьозност на свиване
Поради свиването на метала, което се случва в процеса на втвърдяване, обикновено се появяват нередовни форми на кухини, известни като гъби празнини, особено за по-дебелите участъци на отливката.
Чрез подобряване на системата на портите и щранговете и регулиране на скоростта на охлаждане това може да бъде намалено.
От съществено значение е да се справим с проблема с маркировките на мивката и да се избягва порите за свиване, когато използвате CAE, за да промените частта от дюшета за термичен баланс и еднаква дебелина на стената.
Включения в производството на кастинг на матрици
Включенията са външни материали, които се хващат в процеса на леене на матрици и се образуват по време на цикъла на HPDC. Тези материали са класифицирани като метални и неметални включвания в зависимост от тяхната природа.
Метални включвания
Обикновено се състои от оксиди, интерметални сплави и други метали
Причинени или от разтопения метал, смазката на матрицата, или от парчетата на машината
Ако подготовката на стопилката, филтрацията и поддръжката на машината се извършват добре, е възможно да се избегнат метални включвания
Неметални включвания
Те могат да включват керамичен прах, пясък или някакъв външен материал
Като цяло се появяват поради използването на замърсени материали или безгрижно управление
Неметалните включвания могат да бъдат избегнати чрез осигуряване на качеството на суровините и чистотата на процеса на измиване на матрицата
| Включване на източници | на композиция | Източници | за профилактика |
| Металик | Оксиди, интерметалици, метални частици | Разтопен метал, покритие на матрици, машинни компоненти | Подготовка на стопилка, филтрация, поддръжка на машината |
| Неметални | Керамични частици, пясък, чужда материя | Замърсени суровини, неправилно управление | Строг контрол на качеството на суровините, чиста среда за леене на матрици |
Студени затваряния в производството на кастинг на матрици
Студените затваряния се наблюдават като линейно срещащи се прекъсвания в части от дюше, където два потока метал не се присъединяват напълно по време на различните процеси на леене на метал, които включват прилагането на високо налягане в матрицата. Тези неуспехи създават големи проблеми при производството на HPDC, като се отразяват неблагоприятно на силата на продукта и повърхностното покритие на кастинните продукти.
Причини за студени затваряния
При леене на матрица най -важното образуване на студено затваряне може да се дължи на редица фактори, които са взаимосвързани:
Температурата на разтопения метал не е достатъчно висока и се втвърдява много бързо
Скоростта на впръскване не е достатъчно висока, причинявайки грешен метален поток
Системата за чифтосване е с недостиг, което води до неравномерно пълнене на кухината
Вентилацията е слабо поставена, така че има вложени джобове за въздух
Кухината на матрицата няма равномерна температура навсякъде
Параметрите на налягането на инжектиране не са правилно зададени по време на етапа на инжектиране
Въздействие върху качеството на продукта
Наличието на студени затваряния значително влияе върху производителността на компонента на дюшета:
Значително отслабване на механичните свойства поради липса на сливане
По -ниска устойчивост на външни натоварвания поради по -висока тенденция към напукване
Дефицитно качество на повърхността, опетняване на външния вид и използваемостта на продукта
Повишено изтичане на налягането в ключовите компоненти на матрицата
Увеличаване на риска от неуспех на пълната система, както и живота на компонентите
В условията на обслужване на компонентите някои зони за отказ се виждат при мечки за товар
Flash in Die Casting Manufacturing
Флаш образуването при отливане на матрици с високо налягане се случва под формата на допълнително метално преливане между двете половини на матрицата по време на фазата на инжектиране, което води до нежелани тънки изпъкналости, които наподобяват перки по кръстовището на дюшещите части. Този дефект, който доста често се среща в отливките, направени с помощта на леене на матрици с високо налягане, влияе не само на измерението, но и предизвиква допълнителни разходи за довършителни процеси и съкращава устойчивостта на умиране.
Причини за формиране на флаш
Когато повърхностите на матриците са износени или повредени и не съвпадат правилно по линиите на раздяла, това често може да предизвика наличието на светкавица, особено с ниско налягане на затягане, което води до изхвърляне на матрицата под налягане на инжектиране. Този сценарий се влошава, когато налягането на инжектиране е толкова високо, че системата за затваряне на матрицата се проваля или когато е повлияна от изкривяване, причинявайки компрометиране на линиите на раздяла. Няколко недостатъци на производството, като лошо подравнени части на матриците, повърхности на кухините на матриците, които се надраскат по време на употреба, и липсата на сковаващи ребра за вложки за матрици могат да доведат до прекомерно огъване, когато се прилага налягане и по този начин да причинят мигането на влошаване.
Методи за минимизиране на светкавицата
Редовна поддръжка и ремонт на DIE
Осигуряване на правилна сила на затягане
Оптимизиране на параметрите на инжектиране
Включване на флаш капани в дизайна на матрицата
Поточни марки в производството на кастинг на матрици
Какви са маркировки на потока
Маркировките на потока се виждат в определени вълнообразни или спирални модели на повърхностите на отливките, особено в близост до частите на портата и върху секциите на металния поток. Такива несъвършенства в повърхностите причиняват неравномерни модели, които следват линиите на втвърдяване и са много изявени в тънки стени и участъци, далеч от точките на инжектиране. В алуминиевото налягане на налягането налягането тези повърхности обикновено създават паралелни линии, които действат като основен недостатък за повърхностното покритие, както и на размената точност.
Фактори, допринасящи за маркировки на потока
Вариациите в температурата на метала са един от най -важните фактори при образуването на маркировки на потока. В тези случаи вискозитетът се променя поради прегряване, докато кухината все още е изпълнена с разтопен метал, водят до нарушен поток и прекъсвания на повърхността. Дори незначителни разлики в скоростта на инжектиране, особено в тънкостенните секции, изострят явленията на маркировки на потока, като позволяват на метала да тече нередовно. Това е свързано и с много аспекти като:
Температура на метала по -ниска от обхвата, необходим за ефективно пълнене на кухината
Скорост на портата, която причинява прекомерна срязване и произтичаща турбулентност на потока
Недостатъчни отвори, водещи до устойчивост на материалния поток и общо нарушаване на процеса
Неравномерно охлаждане на матрицата, което води до нежелани модели на потока и втвърдяване
Промените в дебелината на стените, налагащи рязко увеличаване или намаляване на скоростта на разтопения метал
Неефективно позициониране на портите, което води до неравномерно разпръскване на метал
Блъчка умира кастинг Производство
Дефектите на блистера, открити на повърхностите на дюшета, са повърхностни дефекти във формата на геодезия, които се появяват след отливката. За разлика от маркировките или порьозността, тези дефекти могат да се развият и по време на топлинна обработка или обслужване, условия, пораждащи видими повърхностни изкривявания, както и слабости в самите структури.
Причини за мехури
Формирането на мехури в матрици идва главно от хванати газове по време на втвърдяване. Газовите джобове се създават от окисляването на метал, инжектиран в кухината, която по -късно се превръща в топлина; На този етап лубрикантите, които имат за цел да помогнат за лесното втвърдяване, стават газ. Неадекватното отстраняване на продуктите на химически разлагане, влагата в джоба на матрицата на кухината, прекомерната употреба на спрейовете на матрицата и окисляването на металите по време на запълването в кухината са сред основните фактори, които причиняват този дефект. Появата на тези проблеми обикновено е по -лоша, когато температурите на повърхността на матрицата са повишени, защото това води до повече генериране на газ и по -нататъшно увеличаване на порьозността по време на термична експозиция.
Техники за превенция
Управлението на риска от блистери в това отношение би довело до правилното управление на системите за температура и смазване на матрицата. Използването на автоматизирани системи за разпръскване на матрици с контролирано покритие гарантира, че смазката се прилага равномерно без надценяване на газ, като управлява температурата на матрицата. Адресиране на поддръжката на вентилацията на кухината, подобрена с мерки за почистване на повърхността и геометрията на геометрията на заграждението минимизира значително турбулентността на сектора на пълнене и захващането на газ.
Missruns Die Casting Manufacturing
Непълно пълнене на кухина на плесени
Дефект на неправилно или погрешно изпълнение се определя като дефект от непълното пълнене на кухината на матрицата от разтопения метал. Такива дефекти се срещат в части, които се характеризират с характеристики, които липсват или не са напълно оформени. Тези дефекти на леене обикновено се ограничават до тънки отливки и региони на матриците, най -отдалечени от портите, където металът вече е втвърден преди запълването на цялата кухина. Ефектите от грешки не се ограничават само до неточности на размерите на частите; Те често съсипват и механичните свойства и качеството на повърхността на отливките.
Средства за защита за грешки
Справянето с дефекти на Misrun е проблем, който изисква фокусирана загриженост за металния поток и контрола на температурата. Температурите на матрицата и металите трябва да се поддържат в обхвата на процеса, оптимален за приложението, докато позициите на портата трябва да бъдат разположени по подходящ начин, за да се подобрят моделите на потока. Повишеното отвеждане в проблемни региони, заедно с модифицираната скорост на инжектиране и променените вариации на дебелината на стената гарантират, че пълненето на кухината се постига задоволително. Регулиране и контрол на позицията на прекомерни позиции по време на процеса също се извършва за по -добро изпълнение на процеса на леене и минимизиране на дефектите на Misrun при матрица за леене на високо налягане.
Фактори, допринасящи за производствените дефекти в процеса на леене
Образуването на производствени дефекти по време на процеса на леене на матрици с високо налягане може да се дължи на различни елементи. Оценяването на тези елементи и адресирането им правилно обаче дава възможност на производителите на леене на матрици ефективно да елиминират дефектите и да повишат общото качество на своите отливки. Някои от важните фактори, свързани с производствените дефекти в HPDC, са разгледани по -долу.
Неправилен дизайн на матрица
Производството на кастинг е много важно, що се отнася до качеството на окончателния актьорски състав. Несъщественото проектиране води до редица дефекти на леене като:
Газопортност: Където газът е хванат в капан поради лоша вентилация или дизайн на порьозност на газа.
Coldshuts: Специфичната причина за тези дефекти обикновено се отнася до лоша система за гервене, където металът е бавен или бурен в потока, причинявайки дефекти на студено затворено.
Погрешни: Лошо проектирани щрангове и порти.
За да се избегнат неизправности по отношение на конфигурациите на умира, се препоръчва производителите да направят следното:
Използвайте правилния дизайн на системата за ренде или бегачи, така че металът да може да тече и да изтича ефективно на въздуха.
Трябва да се предвиди и за вентилация, когато се извършва формоване на инжектиране, за да се осигури бягство на всякакви газове.
Приложете симулация на дизайн на Die към дизайна на матриците и заснемане на загриженост, преди да започне производството на матрица.
Неправилни параметри на процеса
Успехът на процеса на HPDC силно разчита на поддържането на правилните параметри на процеса. Отклоненията от оптимални настройки могат да доведат до различни дефекти на производството. Основните параметри на процеса включват:
Температура на стопилката: Ако е твърде ниска, това може да причини студени затваряния и неправилни находи; Ако е твърде високо, това може да доведе до порьозност на газа и да умре запояване.
Налягане и скорост на инжектиране: Недостатъчното налягане или скорост може да доведе до непълно пълнене и неправилни находи, докато прекомерното налягане може да причини износване на светкавица и матрица.
Скорост на охлаждане: Неравномерното или неадекватното охлаждане може да доведе до свиване на порьозността и изкривяване.
За да се сведат до минимум дефектите, причинени от неправилни параметри на процеса, производителите трябва:
Създайте и поддържайте оптимални настройки на процеса въз основа на сплавта, геометрията на частта и дизайна на матрицата.
Редовно следете и контролирайте параметрите на процеса, като използвате сензори и автоматизирани системи.
Провеждайте периодични одити и регулирайте параметрите, колкото е необходимо, за да гарантирате последователност.
Метална композиция и качество
Комбинацията и качеството на металната сплав на закриване има много общо с причините за индустриалните дефекти. Тези проблеми, които се притесняват от кастинга, са тези, свързани със състава и качеството на метала, които включват:
Примеси: Чуждестранни материали, присъстващи в отливния метал, могат да образуват ядра, включвания или лоша структура на метала.
Вариации на състава: Екстремните промени в състава на сплав могат да доведат до непредвидими характеристики на свиване и да променят вътрешния поток на материала.
Съдържание на водород: порьозността на газа може да бъде причинена от увеличаване на концентрацията на водород в разтопения метал.
За да се смекчи металните състави и проблемите с качеството, се препоръчват следните стъпки на производителите:
Получавайте суровини от признати и надеждни източници.
Инсталирайте твърда система за осигуряване на качество чрез проверка на получените материали и техния състав.
Нанесете обработка на стопилката върху метала, като дегазиране чрез поток, за да пречиствате металите и да промените съдържанието на водород.
Неадекватна поддръжка на оборудване за леене на матрици
Навременната грижа за машините за леене на матрици е много важна при последователното производство на качествени отливки. Ако не се погрижи, могат да възникнат някои дефекти на сградите, като например:
Flash: Повърхностите на умиращите, които се износят, причиняват светкавица, тъй като някои метали минават между двете половини на матрицата.
Появка: Умиращата също може да има запояване там, където течните метални пръчици върху повърхността на матрицата поради недостатъчно смазване или охлаждане на матрицата.
Размерни неточности: размерите на части може да не са еднакви поради износване на компонентите или несъответствие.
За да се елиминира или сведе до минимум въздействието на дефектите, свързани с поддръжката на оборудването, се препоръчва компаниите:
Извършете систематичен график за превантивна поддръжка за всички машини за леене на матрици.
Проверете усърдно износването или повредата на сърцевината, вложките и други части за носене и извършете реставрационни работи, ако е необходимо.
Контролирайте вътрешното и външното охлаждане и смазването на повърхностите на матрицата, за да предпазите от запояване и прекомерни щети.
Заключение
В заключение, разбирането и адресирането на общи дефекти на производството при леене на матрици с високо налягане, като порьозност, включвания, студени затваряния, светкавица, маркировки на потоци, мехури и неправилни находи, е от решаващо значение за производството на висококачествени части. Чрез идентифициране на причините за тези дефекти, които включват неправилен дизайн на матрицата, неправилни параметри на процеса, метални състави и проблеми с качеството и недостатъчна поддръжка на оборудване за леене на матрици, производителите могат да прилагат целеви мерки за превенция и контрол. Минимизирането на дефектите не само повишава качеството и производителността на продукта, но също така подобрява удовлетвореността и лоялността на клиентите.
Готови ли сте да повишите качеството на кастинга си? Експертните решения на Team MFG и доказан опит в прецизността на кастинга могат да ви помогнат да постигнете производствени постижения. Свържете се с нас днес, за да започнете пътуването си към безупречно производство.
Често задавани въпроси за дефекти за леене на матрици
Кои са най -често срещаните дефекти при леене на матрици с високо налягане?
Порьозността, студените затвори, непълнолетните и повърхностните дефекти като мехури и маркировки на потока са най -често срещаните зашеметяващи дефекти при леене на матрици с високо налягане. Тези дефекти могат да възникнат поради някои фактори извън процеса на леене като контрол на температурата или здраве и без достатъчно изтощение.
Как контролирате дефектите на порьозността в процеса на леене на матрици?
Дефектите на порьозността в леенето на матрици могат да бъдат предотвратени от правилното вентилация на матрицата, поддържайки постоянни температури на стопилката и контролиране на скоростта на инжектиране. Освен това трябва да се използва правилната сплав и трябва да се избягва турбулентността, изхвърляща метала във формата, за да се ограничи разпространението на маржа.
Каква е причината за студените изключвания при леене на матрици с високо налягане?
Студените затваряния се наблюдават при леене на матрици с високо налягане, когато разтопените метални потоци, които се използват за запълване на профил, не се присъединяват напълно. Това може да се случи поради ниска температура на стопилката, лоша скорост на впръскване или прекомерно охлаждане на матрицата.
Как повърхностните дефекти като мехури и маркировки влияят на отливките?
Повърхностните дефекти като мехури и маркировки на потока не само влияят само на естетиката на части от дюше, но и тяхната форма на прецизност и физически характеристики. Тези дефекти могат да поемат допълнителни разходи в допълнително завършване - например полиране или смилане - за да се постигне необходимото качество.
Кои са основните мониторинг на параметрите, които биха помогнали да се сведе до минимум дефектите на леене в HPDC?
Дефектите на леене при леене на матрици с високо налягане могат да бъдат сведени до минимум, ако параметрите на процеса умират температурата, температурата на стопилката, скоростта на впръскване и вентилацията са добре контролирани. Поддържането на машината за леене на матрици в добро работно състояние и използването на сплави с превъзходно качество също ще помогне за намаляване на дефектите.
