Odlévání vysokého tlaku (HPDC) je běžný průmyslový proces pro hromadné výroby složitých kovových částí. V procesu se však mohou objevit některé vady odlévání, což následně ohrožuje kvalitu hotového produktu. Tento článek nastiňuje hlavní výrobní vady v HPDC, jejich příčiny, jak je lze detekovat a jak se jim lze vyhnout. Prostřednictvím znalostí o těchto vadách a jednání s nimi zlepší výrobci snadnost provozu a spolehlivost procesů odlévání.
Co je odlitky s vysokým tlakem (HPDC)
Odlévání die pod vysokým tlakem (HPDC) odkazuje na kategorii procesu lití kovu, kde se roztavený kov vstřikuje do ocelové dutiny pod vysokým tlakem. Dutina zemřít je vyrobena ze dvou polovin tvrdého nástrojového oceli, které byly tvarovány a fungují jako formovací kryt. Roztavený kov je obvykle nevolný ve povaze, například hliník nebo zink, a je injikován při vysokých tlacích, které se mohou pohybovat od 1500 psi do 25400 psi. Tento tlak je výrazně nad tlakem páry roztaveného kovu a zajišťuje, aby byla dutina pro matrice naplněna rychle a správně a poté se nechala nastavit, čímž se získala odlitková komponenta velmi podobná tvaru finálního produktu s velmi dobrou kvalitou povrchu a přesností.
Proces lití
Proces lití matrice lze rozdělit do různých fází, které obsahují následující:
Příprava na matrice : Výroba z ocelových zemí zahrnuje čištění a mazání zemřech a jejich zahřívání na určenou teplotu.
Roztavení a injekce : Ingoty z slitiny jsou nabité a roztaveny v peci a poté drženy ve střeleckém rukávu stroje pro odlitky. Tlak se pak aplikuje s pístem, aby se tekutý kov rychle vynutil do vložky.
Ochlazení a zhoršení : Co nejdříve ochlaďte tento tekutý kov a ztuhněte jej v bloku Die, který je předem stanoven tvarem duté dutiny uvnitř formy.
Vyhazování : Občas se poloviny smrti otevřou poté, co se část ochladila a ztuhla, a odlitková část je vypuštěna z dutiny pomocí vyhazovacích kolíků.
5. Ořezávání a dokončení . Produkovaná část je vyříznuta z přebytečného kovu (blesku) a je podrobena jakýmkoli jiným procesům sekundárního dokončení, jako je obrábění, povrchové ošetření nebo malba.
Co jsou to lití vady?
Procesní vysokotlaké lití (HPDC) není bez jeho výrobních vad, což by mohlo být důsledkem nedostatečné kontroly procesu, návrhu použitých materiálů nebo použitých materiálů. Některé z těchto běžných výrobních vad spojených s HPDC zahrnují pórovitost plynu, poréznost smršťování, inkluze, chladné zavřené, páječky, puchýře a průtokové značky. Tyto druhy defektů často mají za následek nižší mechanické vlastnosti, špatné povrchové úpravy a předčasné selhání odlitých částí. V následujících oddílech budou tyto běžné defekty HPDC podrobně rozpracovány, budou diskutovány jejich příčiny a prevence a detekční opatření, aby výrobci umožnili produkovat kvalitní komponenty odlitků.
Typy výrobních vad v HPDC
Porozita při výrobě lití
Porozita je popisována jako stupeň přítomnosti malých otvorů nebo prostorů, které existují uvnitř složky, které se často označují jako die-litá část. Takové dutiny mohou ohrozit strukturální spolehlivost dotyčné struktury, čímž se snižují schopnosti pevnosti a těsnění komponenty. Existují primárně dvě formy defektů porozity pozorované v technikách tlakového likvidace (PDC):
Pórovitost plynu
Uskutečňuje se, když jsou vzduch nebo plyny zachyceny do kapalného kovu, zatímco se vstřikuje, a proto má za následek tvorbu kulatých nebo sférických dutin
Může být zmírněno optimalizací návrhu otvorů a parametrů injekce
Také udržování povrchu formy čisté a suché bez jakékoli vlhkosti, mastnoty nebo olejů pomáhá při snižování deformit porozity plynu.
Porozita smršťování
Kvůli smrštění kovu, ke kterému dochází v procesu tuhnutí, se nepravidelné dutiny známé jako houbové dutiny obecně objevují zejména o silnějších částech obsazení.
Zlepšením systému bran a stoupaček a regulací rychlosti chlazení to může být sníženo.
Je nezbytné řešit problém umyvadel a při použití CAE k úpravě části odlitku pro tepelnou rovnováhu a rovnoměrnou tloušťku stěny.
Inkluze do výroby lití
Inkluze jsou cizí materiály, které jsou uvězněny v procesu lití a jsou tvořeny během cyklu HPDC. Tyto materiály jsou klasifikovány jako kovové a nekovové inkluze v závislosti na jejich povaze.
Kovové inkluze
Obvykle se skládá z oxidů, intermetalických slitin a dalších kovů
Způsobené buď roztaveným kovem, mazivem zemřel nebo kousky stroje
Pokud je příprava taveniny, filtrace a údržba stroje prováděna dobře, je možné vyhnout se kovovým inkluzům
nekovových inkluze
Mohou zahrnovat keramický prach, písek nebo jakýkoli vnější materiál
Obecně se objeví kvůli použití znečištěných materiálů nebo nereálného řízení
Nekovové inkluze lze zabránit zajištění kvality surovin a čistoty procesu vymývání smrti
| inkluze | složení | zdrojů | Metody Prevence |
| Kovový | Oxidy, intermetalika, kovové částice | Roztavený kov, potahování, komponenty stroje | Příprava taveniny, filtrace, údržba stroje |
| Nekovový | Keramické částice, písek, cizí hmota | Kontaminované suroviny, nesprávné zacházení | Přísná kontrola kvality surovin, prostředí čistého lití |
Studené zavře se ve výrobě lití
Studené uzavření jsou pozorovány jako lineárně se vyskytující diskontinuity v odlitcích částech, kde se dva toky kovu plně nepřipojí během různých procesů lití kovových zemí, které zahrnují aplikaci vysokého tlaku v matrici. Tato selhání představují velké problémy ve výrobě HPDC, nepříznivě ovlivňují sílu produktu a povrchovou úpravu odlitých produktů.
Příčiny chladivých uzavření
V litismu zemřete lze nejdůležitější formaci zavřeného studeného připsat řadě faktorů, které jsou vzájemně propojeny:
Teplota roztaveného kovu není dostatečně vysoká a velmi rychle ztuhne
Rychlost injekce není dostatečně vysoká, což způsobuje nesprávný tok kovů
Gating System je nedostatečný, což má za následek nerovnoměrné plnění dutiny
Odvzdušňování je špatně umístěno, takže jsou zachycené vzduchové kapsy
Dutina die nemá po celou dobu rovnoměrnou teplotu
Parametry injekčního tlaku nebyly během fáze injekce správně nastaveny
Dopad na kvalitu produktu
Přítomnost chladu se výrazně ovlivňuje výkon složky odlitků:
Značné oslabení mechanických vlastností v důsledku nedostatku fúze
Nižší odolnost vůči vnějším zatížení v důsledku vyšší tendence k praskání
Nedostatečná kvalita povrchu poštovní vzhled a použitelnost produktu
Zvýšený únik tlaku v klíčových složkách matrice
Zvýšení rizika selhání úplného systému a životnosti komponent
V servisních podmínkách komponent jsou při zatížení medvědy viditelné určité oblasti selhání
Flash ve výrobě lití
Tvorba záblesku při odlévání vysokotlakého die se vyskytuje ve formě přetečení kovu mezi dvěma polovinami matrice během fáze injekce, což vede k nežádoucím tenkým výčnělkům, které se podobají ploutkům podél spojky litých částí. Tato vada, která se často vyskytuje v odlitcích zemích vyrobená pomocí vysokotlakého odlitku, ovlivňuje nejen rozměr, ale také vznikne dodatečné náklady na dokončovací procesy a zkracuje odolnost.
Důvody formace blesku
Když jsou povrchy smrtů opotřebované nebo poškozeny a neshodují se správně podél linií rozdělení, může to často vyvolat přítomnost záblesku, zejména s nízkým tlakem, což má za následek zamíchání matrice za vstřikovacího tlaku. Tento scénář se zhoršuje, když je vstřikovací tlak tak vysoký, že systém uzavření smrti selže, nebo když je ovlivněn válečnou a způsobuje, že se rozloučené linie ohrožují. Několik nevýhod výroby, jako jsou špatně zarovnané díly, povrchy zemských dutin, které se během používání poškrábají, a nedostatek ztuhnutí žeber pro vložky na zemníci může vést k nadměrnému ohýbání, když se tlak vyvíjí, a tak způsobuje zhoršení blikání.
Metody minimalizace blesku
Pravidelná údržba a opravy smrti
Zajištění správné upínací síly
Optimalizace injekčních parametrů
Začlenění flash pastí do konstrukce die
Průtokové značky ve výrobě lití
Co jsou to průtokové značky
Značky průtoku jsou viditelné v určitých vlnitých nebo spirálových vzorcích na površích odlitků, zejména poblíž porcí brány a přes části toku kovů. Takové nedokonalosti na površích způsobují nerovnoměrné vzorce, které sledují linie tuhnutí a jsou velmi výrazné v oblastech a oblastech a oblastech daleko od bodů vstřikování. Při lití hliníkového tlaku se tyto povrchy obecně vytvářejí paralelní linie, které působí jako hlavní nevýhoda pro povrchovou úpravu a rozměrovou přesnost.
Faktory přispívající k značkám toku
Změny teploty kovu jsou jedním z nejvýznamnějších faktorů při tvorbě průtokových značek. V těchto případech se viskozita mění v důsledku přehřátí, zatímco dutina je stále naplněna roztaveným kovem, vede k narušenému toku a povrchové diskontinuity. Dokonce i drobné rozdíly v rychlostech injekce, zejména v tenkostěnných řezech, zhoršují jevy průtokových značek tím, že umožňují kovu erraticky proudit. To také souvisí s mnoha aspekty, jako například:
Teplota kovu nižší než rozsah nezbytný pro efektivní plnění dutiny
Rychlost brány, která způsobuje nadměrný střih a výsledné turbulence průtoku
Nedostatečné otvory, které vedou k odolnosti k toku materiálu a obecnému narušení procesu
Nejednotné chlazení, které vede k nežádoucímu toku a tuhnutí
Změny tloušťky stěn vyžadují náhlé zvýšení nebo snížení rychlosti roztaveného kovu
Neefektivní umístění bran, což má za následek nerovnoměrné rozptyl kovu
Puchýře umírají licí výrobu
Defekty blistrů nalezených na povrchu odlitků jsou geodetické povrchové defekty, které se vyskytují po odlitku. Na rozdíl od značek průtoku nebo porozity se tyto defekty mohou také vyvinout během tepelného zpracování nebo služeb, což vedou k viditelným zkreslením povrchu, jakož i slabé stránky uvnitř samotných struktur.
Příčiny puchýřů
Tvorba blistrových blistrových v Dies pochází hlavně z uvězněných plynů během tuhnutí. Plynové kapsy jsou vytvářeny z oxidace kovu vstřikovaného do dutiny, která se později změní na teplo; Maziva, která mají napomáhat v snadné ztuhnutí obsazení, se také v této fázi stávají plynem. Mezi primární faktory, které způsobují tento defekt, patří nedostatečné odstranění produktů die-chemického rozkladu, vlhkosti v kapse dutiny, nadměrné používání sprejů a oxidace kovů při plnění dutiny. Výskyt těchto problémů je obvykle horší, pokud jsou teploty povrchu zemních zvýšeny, protože vede k větší tvorbě plynu a další poréznosti se zvyšuje během tepelné expozice.
Preventivní techniky
Řízení rizik blistrů v tomto ohledu by znamenalo správnou správu teploty a mazacích systémů. Použití automatizovaného rozprašovacího systémů s kontrolovaným pokrytím zajišťuje, že mazivo je nanášeno rovnoměrně bez nadměrné výroby plynu, které řídí teplotu matrice. Adresování údržby ventilace dutiny Die City Entensions Enhered s měřeními čištění povrchu a návrhem geometrie krytu minimalizuje turbulence sektoru plnění a účinek zachycení plynu značně.
Misruns Die Casting Manufacturing
Neúplné plnění dutiny plísní
Defekt misrun nebo nesprávného spuštění je definován jako defekt z neúplného plnění dutiny die roztaveným kovem. Takové vady se vyskytují v částech, které jsou charakterizovány rysy, které chybí nebo nejsou zcela formovány. Tyto vady odlévání jsou obvykle omezeny na odlitky tenkých řezů a oblast nejvzdálenějších od bran, kde je kov již před vyplněním celé dutiny ztuhnut. Účinky Misrun jsou omezeny pouze na rozměrové nepřesnosti částí; Často ničí také mechanické vlastnosti a kvalitu povrchu odlitků.
Opravné prostředky pro Misruns
Řešení misrunových vad je problém, který vyžaduje soustředěný zájem o tok kovů a kontroly teploty. Teploty smrti a kovů musí být pro aplikaci optimální v rozsahu procesu, zatímco polohy brány musí být vhodně umístěny, aby se zvýšily vzorce toku. Zvýšené odvzdušnění v problematických oblastech spolu s modifikovanou rychlostí vstřikování a změněné změny tloušťky stěny zajišťuje uspokojení plnění dutiny. Overfoes nastavení a kontrola polohy během procesu se také provádí pro lepší výkon procesu lití a minimalizaci misrun vad při vysokotlaké matrici.
Faktory přispívající k výrobním vadám v procesu lití
Tvorba výrobních vad během procesu odlévání vysokotlakého tlaku lze připsat různým prvkům. Ocenění těchto prvků a jejich správné řešení však umožňuje výrobcům lití zemřít efektivně eliminovat vady a zlepšit obecnou kvalitu jejich odlitků. Některé z důležitých faktorů spojených s výrobními vadami v HPDC jsou diskutovány níže.
Nesprávný design
Výroba lití je velmi důležitá, pokud jde o kvalitu konečného obsazení. Nesprávně navržená matrice má za následek řadu vad odlévání, jako například:
Gaspozita: kde je plyn zachycen kvůli špatnému odvětrávání nebo návrhu porozity plynu.
Coldshots: Specifická příčina těchto defektů se obvykle týká špatného systému hradlování, kde je kov pomalý nebo turbulentní v průtoku a způsobuje vady chladu.
Misrunners: špatně navržené stoupačky a brány.
Aby se zabránilo poruchám s ohledem na konfigurace zemřít, se doporučuje, aby výrobci provedli následující:
Použijte správný design systému hradlování nebo běžeckého systému, aby kov mohl efektivně proudit a vzduch efektivně.
Při provádění vstřikování by mělo být také poskytnuto ustanovení, aby se umožnilo únik jakýchkoli plynů.
Před zahájením produkce použijte simulaci konstrukce pro konstrukci na konstrukce a zachycení oblastí znepokojení.
Nesprávné procesní parametry
Úspěch procesu HPDC silně spoléhá na udržování správných parametrů procesu. Odchylky od optimálních nastavení mohou vést k různým výrobním vadám. Mezi klíčové procesní parametry patří:
Teplota taveniny: Pokud je příliš nízká, může způsobit chladné zavřené a nesprávné zachycení; Pokud je příliš vysoká, může to vést k pórovitosti plynu a pájení.
Vstřikovací tlak a rychlost: Nedostatečný tlak nebo rychlost může vést k neúplnému plnění a nesprávnosti, zatímco nadměrný tlak může způsobit záblesk a opotřebení zemřít.
Rychlost chlazení: Nerovnoměrné nebo nedostatečné chlazení může vést ke smrštění pórovitosti a deformace.
Pro minimalizaci vad způsobených nesprávnými parametry procesu by výrobci měli:
Nastavte a udržujte optimální nastavení procesu na základě slitiny, geometrie části a konstrukce zemřít.
Pravidelně monitorujte a řídí parametry procesu pomocí senzorů a automatizovaných systémů.
Provádějte periodické audity a podle potřeby upravte parametry pro zajištění konzistence.
Kovové složení a kvalita
Kombinace a kvalita kovové slitiny s odcizením má hodně společného s příčinami průmyslových vad. Tyto problémy s obavami o obsazení smrti jsou problémy související se složením a kvalitou kovu, mezi něž patří:
Nečistoty: Zahraniční materiály přítomné v odlivovém kovu mohou tvořit jádra, inkluze nebo špatnou strukturu kovu.
Variace složení: Extrémní změny ve složení slitiny mohou mít za následek nepředvídatelné charakteristiky smrštění a modifikovat také vnitřní tok materiálu.
Obsah vodíku: Pórovitost plynu může být způsobena zvýšením koncentrace vodíku v roztaveném kovu.
Za účelem zmírnění složení kovů a problémů s kvalitou se pro výrobce doporučuje následující kroky:
Získejte suroviny z rozpoznaných a spolehlivých zdrojů.
Nainstalujte pevný systém zajištění kvality prostřednictvím kontroly přijatých materiálů a jejich složení.
Naneste ošetření taveniny na kov, jako je odplňujte tok, abyste čistili kovy a změnili obsah vodíku.
Nedostatečná údržba zařízení pro lití
Včasná péče o stroje na lití je velmi důležitá při konzistentní produkci kvalitních odlitků. Pokud se o to postará, mohou se vyskytnout některé vady budovy, například:
Flash: Povrchy zemře, které jsou opotřebované, způsobují blesk, protože nějaký kov jde mezi dvě poloviny smrti.
Pájení: A Die může mít také pájení, kde se tekutý kovový honí na povrchu matrice v důsledku nedostatečného mazání nebo chlazení matrice.
Rozměrové nepřesnosti: Rozměry součástí nemusí být stejné kvůli opotřebení komponent nebo nesprávně vyrovnání.
Za účelem odstranění nebo minimalizace dopadu vad spojených s údržbou zařízení se doporučuje, aby společnosti:
Proveďte systematický plán preventivní údržby pro veškeré strojní stroje.
Usilovně zkontrolujte opotřebení nebo poškození jádra, vložky a další nosí díly a v případě potřeby provádějte restaurátorské práce.
Ovládejte vnitřní a vnější chlazení a mazání povrchů smrti za účelem ochrany před pájením a nadměrným poškozením.
Závěr
Závěrem lze říci, že porozumění a řešení běžných výrobních defektů při odlévání s vysokým tlakem, jako jsou pórovitost, inkluze, chladné zavřené, záblesky, průtokové značky, puchýře a misruny, je zásadní pro produkci vysoce kvalitních dílů. Identifikací příčin těchto defektů, které zahrnují nesprávný návrh matrice, nesprávné procesní parametry, složení kovů a problémy s kvalitou a nedostatečnou údržbu zařízení pro odlévání smrti, mohou výrobci implementovat cílená opatření pro prevenci a kontrolu. Minimalizace defektů nejen zvyšuje kvalitu a výkon produktu, ale také zvyšuje spokojenost a loajalitu zákazníků.
Jste připraveni zvednout kvalitu obsazení? Odborná řešení týmu MFG a osvědčené výsledky v Precision Die Casting vám mohou pomoci dosáhnout excelence výroby. Spojte se dnes s námi a zahájte cestu k bezchybné produkci.
Časté časté o vadách lití
Jaké jsou nejčastější vady při odlévání vysokotlakého tlaku?
Porozita, zamítnutí nachlazení, neúplné a povrchové defekty, jako jsou puchýře a značky průtoku, jsou nejčastějšími ohromujícími vadami při odlévání vysokotlakého tlaku. K těmto defektům mohou dojít kvůli některým faktorům mimo proces odlévání, jako je kontrola teploty nebo zdraví a bez dostatečného vyčerpání.
Jak řídíte defekty porozity v procesu lití?
Defekty porozity při odlévání matrice mohou být odvráceny správným odvzdušněním matrice, udržováním konzistentních teplot taveniny a kontrolou rychlosti vstřikování. Dále by měla být použita správná slitina a turbulence chrlí kov do formy, aby se zabránilo omezení proliferace okraje.
Jaký je důvod, proč se za chladu uzavře při odlévání s vysokým tlakem?
Studené uzavření jsou pozorovány při odlitku s vysokým tlakem, když se roztavené kovové proudy, které se používají k vyplnění profilu, zcela připojí. K tomu může dojít v důsledku nízké teploty taveniny, špatné rychlosti vstřikování nebo nadměrnému chlazení matrice.
Jak ovlivňují povrchové vady, jako jsou puchýře a průtokové značky?
Povrchové defekty, jako jsou puchýře a průtokové značky, neovlivňují pouze estetiku částí odlitků, ale také jejich přesnost tvaru a fyzikální vlastnosti. Tyto vady mohou způsobit další náklady při dalším dokončení - například leštění nebo broušení - za účelem dosažení požadované kvality.
Jaké jsou hlavní monitorování parametrů, které by pomohlo minimalizovat vady odlévání v HPDC?
Defekty odlévání při odlitku s vysokým tlakem mohou být minimalizovány, pokud jsou dobře kontrolovány parametry procesních parametrů, teplota taveniny, rychlost vstřikování a odvzdušňování. Při snižování defektů také pomůže udržet stroj na lití v dobrém provozním stavu a využití slitin kvality.
