Livenje visokog pritiska (HPDC) je uobičajen industrijski proces za masovno-proizvodnost zamršenih metalnih dijelova. Ipak, u procesu se mogu pojaviti neke mane livenja u postupku, a samim tim u kompromitiranje kvalitete gotovog proizvoda. Ovaj rad prikazuje glavne nedostatke proizvodnje u HPDC-u, njihovim uzrocima, kako se mogu otkriti i kako se mogu izbjeći. Kroz znanje o tim nedostacima i baviti se njima, proizvođači će poboljšati jednostavnost rada i pouzdanost procesa lijevanja.
Šta je livenje visokog pritiska (HPDC)
Die Casting pod visokim pritiskom (HPDC) odnosi se na kategoriju metalnog procesa lijevanja u kojem se molten metal ubrizgava u čeličnu šupljinu pod visokim pritiskom. Roety šupljina izrađuje se od dvije polovice očvrsnutog alatnog čelika koji su oblikovani i djeluju poput kućišta kalupa. Rastopljeni metal obično je neferenčan u prirodi, na primjer, aluminijum ili cink, a ubrizgava se na visokim pritiscima koji se mogu kretati od 1500 psi do 25400 PSI. Taj je pritisak dobro iznad tlaka pare od rastopljenog metala koji osigurava da se matična šupljina napuni brzo i pravilno, a zatim dozvoli da se postavi, pribavljajući tačno livenu komponentu vrlo sličnu konačnom kvalitetu i preciznoj površini.
Proces matičnog livenja
Proces matičnog livenja može se podijeliti u različite faze koji uključuju sljedeće:
Priprema die : Proizvodnja čelika ima čišćenje i podmazivanjem umirulja i zagrevanje na određenu temperaturu.
Topljenje i ubrizgavanje : Legura se naplaćuju i rastopljene u peći, a zatim se drže u snimku mašine za lijevanje matrice. Pritisak se zatim nanosi klip da bi se tekući metal brzo prisilio na umetkom za die.
Hlađenje i učvršćenja : Ohladite ovaj tečni metal što je prije moguće i očvrstite u blok die, koji je unaprijed određeni u obliku šuplje šupljine unutar kalupa.
Izbacivanje : Ponekad polovine matrice otvorena je nakon što je dio ohladio i učvrstio, a lijevani dio izbačen iz šupljine pomoću igle za izbacivanje.
5. Obrezivanje i završna obrada . Proizvedeni dio je izrezan od viška metala (bljeskalica) i podvrgnut je bilo kojim drugim sekundarnim procesima za završnu obradu poput obrade, površinske obrade ili slikarstva.
Šta su oštećenja kastinga?
Proces preliv visokog pritiska (HPDC) nije bez njegovih nedostataka proizvodnje, što bi moglo biti rezultat neadekvatne kontrole procesa, dizajn matrice ili korištenih materijala. Neke od ovih zajedničkih nedostataka proizvodnje povezane sa HPDC-om uključuju poroznost plina, skupljanje, inkluzije, hladni zatvaranje, lemljenje, plikove i oznake protoka. Ove vrste nedostataka često rezultiraju nižim mehaničkim svojstvima, lošim površinskim doradom i prevremenim kvarom lijevanih dijelova. U sljedećim odjeljcima, ovi zajednički HPDC nedostaci bit će detaljno razrađeni, raspravljat će se njihovi uzroci i mjere prevencije i otkrivanja, kako bi se omogućilo proizvođačima da proizvode kvalitetne komponente lijevanih dijelova.
Vrste oštećenja proizvodnje u HPDC-u
Poroznost u proizvodnji matičnog livenja
Poroznost je opisana kao stupanj prisutnosti malih otvora ili prostora koji postoje unutar komponente koja se često naziva kao dio dimenzija. Takve praznine mogu ugroziti strukturnu zvučnost strukture u pitanju, smanjujući snagu i brtvene sposobnosti komponente pri ruci. Postoje prvenstveno dva oblika poroznih oštećenja u tehnikama za lijevanje tlaka (PDC):
Poroznost gasa
Odvija se kada su zrak ili plinovi zarobljeni u tekućim metalima dok se ubrizgava, stoga rezultira stvaranjem okruglog ili sfernih šupljina
Može se poboljšati optimizacijom dizajna otvora i parametara ubrizgavanja
Također, zadržavanje površine kalupa čistom i suvom bez vlage, masti ili ulja pomažu u smanjenju deformiteta porozskog plina.
Skupljanje poroznosti
Zbog skupljanja metala koji se javlja u procesu učvršćivanja, šupljine nepravilnog oblika poznatih kao spužviti praznini uglavnom se pojavljuju posebno u vezi s debljim dijelovima lijeva.
Poboljšanjem kapije i sustava za usporedbe i regulisanje stope hlađenja može se smanjiti.
Važno je da se pozabavi pitanjem sudopera i izbjegavajte skupljanje pore kada koristite CAE za izmenu debljine debljine vazduhom za termičku ravnotežu i ujednačenu debljinu zida.
Uključuje u izrada matiranja
Uključuje su vanjski materijali koji postaju zarobljeni u procesu livenja matrice i formiraju se tokom HPDC ciklusa. Ovi su materijali klasificirani kao metalne i nemetalne inkluzije ovisno o njihovoj prirodi.
Metalne inkluzije
Obično sačinjeni od oksida, intermetalnih legura i drugih metala
Uzrokovano ili rastopnim metalom, mazivom mazivom ili komadima stroja
Ako se priprema za topljenje, filtracija i održavanje strojeva obavljaju se dobro, moguće je izbjeći metalne inkluzije
Nemetalne
Oni mogu uključivati keramičku prašinu, pijesak ili bilo koji vanjski materijal
Općenito se pojavljuju zbog upotrebe zagađenih materijala ili neusklađenog upravljanja
Nemetalne inkluzije mogu se izbjeći osiguranjem kvalitete sirovina i čistoće procesa umiljavanja
| inkluzivne | sastava | metode | inkluzivne |
| Metalik | Oksidi, interretallics, metalne čestice | Rastopljeni metal, dim premaz, komponente mašine | Priprema topline, filtracija, održavanje mašine |
| Nemetalan | Keramičke čestice, pijesak, strane materije | Kontaminirane sirovine, nepravilno rukovanje | Stroga kontrola kvalitete sirovina, čisto okruženje za lijevanje |
Hladno se zatvara u proizvodnji matrice
Hladni zatvarači se primijećuju kao linearno na raspolaganju diskontinuiteti u malim dijelovima u kojima dva teta metala ne pridružuju se u potpunosti tokom različitih metalnih procesa lijevanja matiranja koji uključuju primjenu visokog pritiska u matricu. Ovi neuspjesi predstavljaju velike probleme u HPDC proizvodnji, negativno utječu na čvrstoću proizvoda i površinsku završnu obradu lijevanih proizvoda.
Uzroci hladnijih zatvaranja
U matingu, najvažnije hladno zatvaranje može se pripisati nizu faktora koji su međusobno povezani:
Temperatura rastopljenog metala nije dovoljno visoka i učvršćuje se vrlo brzo
Brzina ubrizgavanja nije dovoljno visoka uzrokuje pogrešan protok metala
Sistem za garanje je manjkav koji rezultira neujednačenim punjenjem šupljine
Odzračivanje je loše postavljeno, tako da postoje zarobljeni zračni džepovi
Matična šupljina nema ravnomjernu temperaturu u cijelom
Parametri tlaka ubrizgavanja nisu pravilno postavljeni tokom faze ubrizgavanja
Uticaj na kvalitetu proizvoda
Prisutnost hladnoće zatvara se značajno utječe na performanse komponente u Die Cast:
Znatno slabljenje mehaničkih svojstava zbog nedostatka fuzije
Niža otpornost na vanjska opterećenja zbog veće tendencija do pucanja
Nedostaju kvalitet površine tariranje izgleda i upotrebljivosti proizvoda
Povećana istjecanja tlaka u ključnim komponentama matrice
Povećanje rizika od neuspjeha kompletnog sistema kao i život komponenti
U servisnim uvjetima komponenata, određena područja kvara vidljive su pod nosivosti
Flash u proizvodnji matrice
Flash formiranje u obliku livenje visokog pritiska događa se u obliku dodatnog preljeva metala između dviju polovina umrijeti tokom faze ubrizgavanja koja vodi do nepoželjnih tankih izbočenja koje liči na peraje duž raskrižja. Ovaj defekt koji se prilično često nalazi u matrinim odljevcima proizvedenim sredstvim pritiskom maženja, ne samo da utiče na dimenziju, već i prilikuju dodatne troškove za završnu procese i skraćuje otpornost na završnu vrijednost.
Razlozi formiranja bljeskalice
Kad se površine umiruljara i oštećene i ne odgovaraju i ne odgovaraju duž linija odvajanja, to se često može pokrenuti prisustvo bljeskalice, posebno s niskim stezaljkom pritiskom koji rezultira uklanjanjem ubrizgavanja pod pritiskom ubrizgavanja. Ovaj scenarij se pogoršava kada je pritisak ubrizgavanja tako visok da sistem za zatvaranje matrica ne uspije ili kada utječe na ratnoj stranici uzrokujući ugroženu liniju odvajanja. Nekoliko nedostataka za proizvodnju, poput slabo usklađenih dijelova umiru, mogu se ogrebati tijekom upotrebe, a nedostatak učvršćivanja rebara za umetke za umetke mogu svi dovesti do prekomjernog savijanja kada se pritiska pričvršćuje i na taj način nanose treptanje za pogoršanje.
Metode za minimiziranje blica
Redovno održavanje i popravak didija
Osiguravanje odgovarajuće sile stezanja
Optimiziranje parametara ubrizgavanja
Uključujući flash zamke u dimenzijskom dizajnu
Oznake protoka u proizvodnji matrice
Šta su oznake protoka
Oznake protoka su vidljive u određenim valovitim ili spiralnim uzorcima na površinama matičnih odljevača, posebno u blizini porcija vrata i preko dijelova protoka metala. Takve nesavršenosti na površinama uzrokuju neujednačene obrasce koji slijede linije učvršćivanja i vrlo su istaknute u tankim zidnim regijama i područjima daleko od mjesta ubrizgavanja. U aluminijskom tlaku umirujući ove površine općenito stvaraju paralelne linije, koje djeluju kao glavni nedostatak za površinski završetak kao i dimenzionalnu preciznost.
Čimbenici koji doprinose protoku
Varijacije u temperaturi metala jedan su od najznačajnijih faktora u formiranju protočnih oznaka. U tim se slučajevima viskoznost mijenjaju zbog pregrijavanja, dok je šupljina i dalje ispunjena rastopljenim metalom, rezultira poremećenim protokom i površinskim diskontinuitetima. Čak ni male razlike u brzinama ubrizgavanja, posebno u tankim zidnim presjecima, pogoršavaju pojave protoka omogućavajući metal da protoče pogrešno. Ovo je takođe povezano sa mnogim aspektima kao što su:
Metalna temperatura niža od raspona potrebnog za učinkovito punjenje šupljine
Brzina vrata koja uzrokuje prekomjerno smicanje i rezultirajući turbulencije protoka
Nedovoljni otvori koji rezultiraju otpornošću na protok materijala i opći poremećaj procesa
Ne-jednolično hlađenje dim koje vodi do nepoželjnih uzoraka protoka i učvršćenju
Promjene u debljini zidova koji zahtijevaju nagli porast ili smanjenje brzine rastopljenog metala
Neefikasno pozicioniranje kapija koje rezultira neujednačenim rasipanjem metala
Blisteri umiru proizvodnja livenja
Blister oštećenja pronađenih na dimnim površinama su geodetski oblikovani površinski nedostaci koji se javljaju nakon lijevanja. Za razliku od oznaka ili poroznosti ili poroznosti mogu se razvijati i tokom termičke obrade ili usluge, uvjeti koje dovode do vidljivih površinskih izobličenja kao i slabosti unutar samih struktura.
Uzroci blistera
Cling Blister Formiranje u Umrijevima dolazi uglavnom od zarobljenih gasova tokom učvršćivanja. Plinski džepovi kreirani su iz oksidacije metala ubrizgane u šupljinu koja se kasnije okreće u toplinu; Maziva koja su namijenjena pomaganju u jednostavnosti učvršćivanja u bavljenju i postaju plin u ovoj fazi. Neadekvatno uklanjanje die-hemijskih proizvoda raspadanja, vlage u džepu matrice šupljine, prekomjerno korištenje dimnih sprejeva i oksidacije metala, dok se puni u šupljinu, svi su među primarnim faktorima koji uzrokuju ovaj kvar. Pojava ovih problema obično je još gore gdje su površinske temperature povišene, jer dovodi do više generiranja plina i daljnje povećanje poroznosti tokom toplinske izloženosti.
Tehnike prevencije
Upravljanje buristerom u tom pogledu podrazumijeva odgovarajuće upravljanje temperaturom i podmazivanjem. Upotreba automatiziranih sustava za sprej za eksploziju sa kontroliranim pokrivanjem osigurava se podjednako podjednako nanosi ravnomjerno bez preko generacije plina koji upravljaju temperaturom dim. Adresiranje ventilacijskog održavanja šupljine Poboljšano je površinskim mjerama čišćenja i dizajn geometrije kućišta minimizira turbulenciju na punjenju turbulencije i efekt plina.
MISRUNS Die Livening Manufacturing
Nepotpuno punjenje kalupske šupljine
MISRUN ili pogrešan kvar definiran je kao kvar iz nepotpunog punjenja matične šupljine od rastopljenih metala. Takvi se nedostaci pojavljuju u dijelovima koji su karakterizirani značajkama koje nedostaju ili nisu u potpunosti formirani. Ove mane livenje obično su ograničene na tanko odljevce i regije umire najudaljenijih od kapija u kojima je metal već očvrsnuta prije punjenja cijele šupljine. Efekti za pogrešne mreže nisu ograničeni samo na dimenzionalne netočnosti dijelova; Često upropaštavaju i mehanička svojstva i kvalitet površine odljevanih matrica.
Pravni lijekovi za MISRUNS
Suočavanje sa pogrešnim oštećenjima problem je problem koji zahtijeva usredotočenu zabrinutost metalnih protoka i kontrolu temperature. Temperature i metalne i metale moraju se čuvati u opsegu procesa optimalni za aplikaciju dok se položaji vrata moraju na odgovarajući način biti na odgovarajući način kako bi se poboljšali uzorci protoka. Povećani odzračivanje u problematičnim regijama, zajedno s modificiranim brzinama ubrizgavanja i promijenjene varijacije debljine zidova osigurava da se punjenje šupljine postiže na zadovoljavajući način. Previsoki prilagođavanje položaja i kontrola tijekom postupka također se vrši i za bolje performanse procesa livenja i minimiziranjem pogrešnih oštećenja u matiranju die pritiska.
Čimbenici koji doprinose nedostacima proizvodnje u procesu livenja
Formiranje nedostataka proizvodnje tijekom procesa lijevanja visokog pritiska može se pripisati različitim elementima. Uvažavajući ove elemente i pravilno im obraćajući im, međutim omogućava da proizvođačima matice u njemu učinkovito uklanjaju nedostatke i poboljšavaju opću kvalitetu svojih odljevaka. Neki od važnih faktora povezanih s nedostacima proizvodnje u HPDC-u raspravljaju se u nastavku.
Nepravilni dizajn die
Proizvodnja livenje die je vrlo važna koliko je u pitanju kvaliteta konačne uloge. Loše dizajnirani die rezultira nizom oštećenja lijevanja kao što su:
Gadovost: gdje se plin zarobljava zbog lošeg dizajna odzračivanja ili poroznosti plina.
ColdShuts: Specifični uzrok ovih nedostataka obično se odnosi na loš sustav sa udarcem gdje je metal spor ili burbulentan u protoku uzrokujući hladno zatvaranje oštećenja.
MISRUNNERS: Loše dizajnirane uspona i kapije.
Da bi se izbjegle kvalifikacije s obzirom na konfiguracije die, preporučuje se da proizvođači rade sljedeće:
Koristite pravilno dizajn sistema za nanos ili trkače, tako da je metal u stanju da se efikasno provodi i izlaže zraka.
Treba izvršiti i odredbu za odzračivanje kada se izvrši ubrizgavanje oblikovanja kako bi se omogućilo bijeg bilo kojeg plina.
Primijenite simulaciju die Dizajn na dizajn dimnih dizajna i hvatanje područja zabrinutosti prije nego što se die proizvodnja započne.
Netačni parametri procesa
Uspjeh HPDC procesa u velikoj mjeri oslanja se na održavanje ispravnih parametara procesa. Odstupanja od optimalnih postavki mogu rezultirati različitim nedostacima proizvodnje. Ključni parametri procesa uključuju:
Temperatura topline: Ako je prenisko, može prouzrokovati hladne zatvaranje i pogrešaka; Ako je previsok, može dovesti do poroznosti plina i lemljenje die.
Pritisak i brzina ubrizgavanja: Nedovoljan pritisak ili brzina mogu rezultirati nepotpunim punjenjem i pogrešnim mjeđima, dok prekomjerni pritisak može uzrokovati bljeskalice i nošenje.
Stopa hlađenja: neravnomjerno ili neadekvatno hlađenje može dovesti do skupljanja i raštanja.
Da bi se smanjili nedostaci uzrokovani pogrešnim parametrima procesa, proizvođači bi trebali:
Uspostavite i održavajte optimalnu postavke procesa na osnovu legure, dijelom geometrije i die Dizajn.
Redovno nadgledajte i kontrolirajte parametre procesa pomoću senzora i automatiziranih sistema.
Provedite periodične revizije i prilagodite parametre po potrebi kako biste osigurali dosljednost.
Metalni sastav i kvaliteta
Kombinacija i kvaliteta metalne legure u obliku lijevanja ima puno veze s uzrocima industrijskih oštećenja. Ovi problemi zabrinutosti za matiranje su oni koji se odnose na sastav i kvalitetu metala, koji uključuju:
Dnevnosti: strani materijali prisutni u livenom metalu mogu formirati jezgre, uključivanja ili lošu strukturu metala.
Varijacije kompozicije: Ekstremne promjene u kompoziciji od legure mogu rezultirati nepredvidivim karakteristikama skupljanja i modificirati unutrašnji protok materijala.
Sadržaj vodonika: Poroznost gasa može biti uzrokovana povećanjem koncentracije vodika unutar rastopljenog metala.
Da bi se ublažio metalni sastav i probleme sa kvalitetom, preporučuju se sljedeći koraci proizvođačima:
Dobivanje sirovina iz priznatih i pouzdanih izvora.
Instalirajte kruti sistem osiguranja kvaliteta putem inspekcije primljenih materijala i njihovog sastava.
Primijenite tretmane rastopila na metal poput degassiranja fluksuzom za pročišćavanje metala i mijenja sadržaj vodonika.
Neadekvatno održavanje opreme za livenje die
Pravovremena briga o matrinama za lijevanje vrlo je važna u dosljednoj proizvodnji kvalitetnih odljevaka. Ako se ne pobrinuti, mogu se pojaviti neke nedostatke zgrade, kao što su:
Flash: Površine umiruljaka koje su istrošene bljeskalice jer neki metal prelazi između dviju polovina matrice.
Ljetanje: Dim se takođe može lemiti tamo gdje se tečni metalni štapiće na površini die zbog nedovoljnog podmazivanja ili hlađenja matrice.
Dimenzionalne netočnosti: Dimenzije dijelova ne mogu biti iste zbog trošenja ili neusklađenosti komponenata.
Da bi se uklonili ili smanjili utjecaj nedostataka povezanih sa održavanjem opreme, preporučuje se da kompanije:
Izvršite sistematski preventivni raspored održavanja za sve strojeve za lijevanje matrice.
Marljivo provjerite habanje ili oštećenje jezgre, umetcima i ostalim dijelovima koji nose i obavljaju radovi na restauraciji ako je potrebno.
Upravljajte unutarnje i vanjsko hlađenje i podmazivanje die površina kako biste zaštitili od lemljenja i prekomjerne štete.
Zaključak
Zaključno, razumijevanje i rješavanjem zajedničkih proizvodnih oštećenja u obliku lijevanja visokog pritiska, poput poroznosti, uključivanja, hladnih zatvarača, bljeskalice, protoka, divljači i misruns, ključna je za proizvodnju visokokvalitetnih dijelova. Prepoznavanjem uzroka ovih nedostataka, koji uključuju nepravilni diet dizajn, pogrešne parametre procesa, sastava metala i pitanja kvaliteta i neadekvatno održavanje opreme za livenje, proizvođači mogu implementirati ciljane mjere prevencije i kontrole. Minimizirajuće nedostatke ne samo poboljšavaju kvalitetu i performanse proizvoda, već i poboljšava zadovoljstvo i lojalnost kupaca.
Spremni za uzdizanje vašeg kvaliteta livenje? Expert Solutions i dokazana ekipa Tim MFG u preciznoj die Listing može vam pomoći u postizanju izvrsnosti proizvodnje. Povežite se danas s nama da biste započeli putovanje prema besprijekornom proizvodnjom.
Česta pitanja o nedostatku matiranja
Koji su najčešći nedostaci u livenju visokog pritiska?
Poroznost, hladno zatvaranje, nepotpuni i površinski nedostaci kao što su plikove i oznake protoka najčešći su zadivljujući nedostaci u livenju visokog pritiska. Ovi se nedostaci mogu pojaviti zbog nekih faktora izvan procesa lijevanja poput kontrole temperature ili zdravlja i bez dovoljne iscrpljenosti.
Kako kontrolirate poroznost oštećenja u procesu lijevanja matrica?
Porozni nedostaci u matičnom listinju mogu se izvaditi pravilnim odzračivanjem matrice, održavajući konzistentne temperature rastopljenja i kontrolu brzine ubrizgavanja. Nadalje, treba koristiti pravu leguru, a turbulencija pljeskanje metala u kalup treba izbjegavati kako bi se smanjila proliferacija marže.
Koji je razlog hladnoće zatvorene u livenju visokog pritiska?
Hladni zatvarači se primijećuju u velikom pritisku matricama kada se rastopljeni metalni tokovi koji se koriste za popunjavanje profila ne pridružuju se potpuno pridružuju. To se može dogoditi zbog niske temperature topline, loše brzine ubrizgavanja ili pretjeranog hlađenja matrice.
Kako površinske nedostatke poput plikova i oznaka protoka utječu na male odljeve?
Površinski nedostaci poput plikova i oznaka protoka ne utječu samo na estetiku dimnih dijelova, već i njihove precizne i fizičke karakteristike. Ovi nedostaci mogu snositi dodatne troškove u dodatnim završnim obradama - na primjer, poliranje ili brušenje - kako bi se postigao potrebna kvaliteta.
Koji su glavni praćenje parametara koji bi pomogli umanjivanju oštećenja livenja u HPDC-u?
Defekte za livenje u livenju visokog pritiska može se smanjiti ako su parametri procesa, temperatura rastopi, brzina ubrizgavanja i odzračivanja su dobro kontrolirani. Održavanje masine za livenje u dobrom radnom stanju i koristeći vrhunske legure kvalitete također će pomoći u smanjenju nedostataka.
