Korkeapaineinen die-valu (HPDC) on yleinen teollisuusprosessi massavalmistukseen monimutkaisten metalliosien. Prosessissa voi kuitenkin esiintyä joitain valuvirheitä, mikä vaarantaa lopputuotteen laadun. Tässä artikkelissa hahmotellaan HPDC: n tärkeimmät valmistusvirheet, niiden syyt, kuinka ne voidaan havaita ja miten niitä voidaan välttää. Tietämällä näistä virheistä ja käsittelemällä niitä, valmistajat parantavat die -valuprosessien toiminnan helppoa ja luotettavuutta.
Kiellon valu korkeapaineessa (HPDC) viittaa metallivaluusprosessin luokkaan, jossa sulaa metallia injektoidaan teräsmuotin onteloon korkean paineessa. Muotin ontelo on valmistettu kahdesta kovetetun työkalun teräksestä, jotka on muotoiltu ja toimivat kuin muotin kotelo. Sulan metalli on yleensä luonnossa olevaa rautatonta, esimerkiksi alumiinia tai sinkkiä, ja se injektoidaan korkeissa paineissa, jotka voivat vaihdella 1500 psi - 25400 psi. Tämä paine on selvästi sulan metallin höyrynpaineessa varmistaen, että suulakonantelo täyttyy nopeasti ja oikein ja sitten sen annetaan asettaa, siten valettu komponentti, joka on hyvin samanlainen kuin lopputuotteen muoto erittäin hyvällä pinnan laadulla ja tarkkuudella.
Die -valu voidaan jakaa eri vaiheisiin, jotka sisältävät seuraavat:
Muotinvalmistus : Teräsmuutosten valmistukseen sisältyy suulakkeiden puhdistaminen ja voitelu ja lämmittäminen tiettyyn lämpötilaan.
Sulatus ja injektio : Seoshaarot ladataan ja sulaa uunissa ja pidetään sitten muotinvalukoneen laukausholkissa. Paine levitetään sitten männällä nesteen metallin pakottamiseksi nopeasti suulakkeen inserttiin.
Jäähdytys ja jähmettyminen : Jäähdytä tämä nestemäinen metalli mahdollisimman pian ja kiinteitä se muottilohkoon, joka on ennalta määritetty onton ontelon muodossa muotin sisällä.
Poistuminen : Toisinaan suulakkeen puolikkaat ovat auki sen jälkeen, kun osa on jäähdytetty ja jähmettynyt, ja valettu osa poistuu ontelosta ejektoritappien avulla.
5. Leikkaus ja viimeistely . Tuotettu osa leikataan ylimääräisestä metallista (Flash), ja se altistetaan muille toissijaisille viimeistelyprosesseille, kuten koneistus, pintakäsittely tai maalaus.
Prosessin korkeapaineinen die -valu (HPDC) ei ole ilman sen valmistusvikoja, jotka voivat olla prosessin riittämättömän hallinnan seurauksena, muotin suunnittelussa tai käytetyissä materiaaleissa. Joitakin näistä HPDC: hen liittyvistä yleisistä valmistusvikoista ovat kaasun huokoisuus, kutistuminen huokoisuus, sulkeumat, kylmä sulkeutuminen, juotos, rakkuloita ja virtausmerkkejä. Tällaiset viat johtavat usein alhaisempiin mekaanisiin ominaisuuksiin, huonojen osien ennenaikaiseen epäonnistumiseen ja ennenaikaiseen vikaantumiseen. Seuraavissa osioissa näitä yleisiä HPDC -vikoja kehitetään yksityiskohtaisesti niiden syistä sekä ehkäisy- ja havaitsemistoimenpiteistä keskustellaan, jotta valmistajat voivat tuottaa laadukkaita die -valettuja komponentteja.
Huokoisuus kuvataan pienten aukkojen tai tilojen esiintymisasteena, jota on usein viitattu die-valettuna osana. Tällaiset tyhjiöt voivat vaarantaa kyseisen rakenteen rakenteellisen vakauden vähentäen siten käsillä olevan komponentin lujuutta ja tiivistämiskykyjä. Painekuoneen valuen (PDC) tekniikoissa havaitaan ensisijaisesti kahta huokoisuusvauriota:
Se tapahtuu, kun ilma tai kaasut on kiinnitetty nestemäiseen metalliin sen injektoinnin aikana, mikä johtaa pyöreiden tai pallomaisten onteloiden muodostumiseen
Sitä voidaan parantaa optimoimalla tuuletusaukkojen suunnittelu ja injektioparametrit
Myös muotin pinnan pitäminen puhtaana ja kuivana ilman kosteutta, rasvaa tai öljyjä auttaa vähentämään kaasun huokoisuuden epämuodostumia.
Jähmettymisprosessissa esiintyvän metallin kutistumisen vuoksi sienimuotoiksi kutsuttuja epäsäännöllisiä onteloita esiintyy yleensä erityisesti valan paksummista osista.
Parannat portti- ja nousujärjestelmää ja säätelemällä jäähdytysnopeutta tämä voidaan vähentää.
On välttämätöntä käsitellä pesuallasmerkkien kysymys ja välttää kutistumishuokoset, kun CAE: tä käytetään muotin valettuun osan muuttamiseen lämpötasapainon ja tasaisen seinämän paksuuden suhteen.
Sulkeut ovat vieraita materiaaleja, jotka jäävät loukkuun muotinvaluprosessissa ja muodostuvat HPDC -syklin aikana. Nämä materiaalit luokitellaan metallisiksi ja ei-metallisiksi sulkeumiksi niiden luonteesta riippuen.
Yleensä koostuvat oksideista, metallisista seoksista ja muista metalleista
Joko sulan metallin, die voiteluaineen tai konekappaleen aiheuttamat
Jos sulavalmistus, suodatus ja koneen ylläpito tehdään hyvin, on mahdollista välttää metallisia sulkeumia
Näihin voi kuulua keraaminen pöly, hiekka tai mikä tahansa ulkoinen materiaali
Yleensä esiintyy saastuneiden materiaalien käytön tai
Ei-metalliset sulkeumat voidaan välttää raaka-aineiden laadunvarmistuksella ja muotinprosessin puhtaudella
sisällyttämistyyppinen | koostumuslähteiden | ehkäisymenetelmät | sulkeumat |
---|---|---|---|
Metallinen | Oksidit, metallienväliset, metallihiukkaset | Sulaa metallia, die -pinnoite, konikomponentit | Sulanvalmistus, suodatus, koneen huolto |
Ei-metalli | Keraamiset hiukkaset, hiekka, vierasaine | Saastuneet raaka -aineet, virheellinen käsittely | Raaka -aineiden tiukka laadunvalvonta, puhdas muotinvaluympäristö |
Kylmän sulkeutumisia havaitaan lineaarisesti esiintyvinä epäjatkuvuuksilla die -valettuissa osissa, joissa kaksi metallivirtaa eivät liity täysin erilaisten metallivaluvaluprosessien aikana, joihin liittyy korkeapaineinen levitys suulakkeessa. Nämä viat aiheuttavat suuria ongelmia HPDC -valmistuksessa, vaikuttaen haitallisesti tuotteen lujuuteen ja valettujen tuotteiden pinta -alaiseen.
Die Castingissa tärkein kylmän sulkeutumisen muodostuminen voidaan johtua monista tekijöistä, jotka ovat toisiinsa liittyviä:
Sulan metallin lämpötila ei ole riittävän korkea ja jähmettyy erittäin nopeasti
Injektionopeus ei ole riittävän korkea aiheuttaen väärän metallin virtauksen
Porttijärjestelmä on puutteellinen, mikä johtaa ontelon epätasaiseen täyttämiseen
Tuuletus on huonosti sijoitettu, joten siellä on loukkuun jääneitä ilmataskuja
Muotin ontelolla ei ole tasaista lämpötilaa kaikkialla
Injektiopaineparametreja ei asetettu oikein injektiovaiheen aikana
Kylmän sulkemien läsnäolo vaikuttaa merkittävästi die -valettujen komponenttien suorituskykyyn:
Mekaanisten ominaisuuksien huomattava heikkeneminen fuusion puutteen vuoksi
Pienempi vastus ulkoisiin kuormituksiin johtuen suuremmasta taipumuksesta halkeiluun
Puruinen pinnan laatu, joka tuhoaa tuotteen ulkonäköä ja käytettävyyttä
Lisääntynyt painevuoto suulakkeen avainkomponenteissa
Koko järjestelmän vikaantumisen riski sekä komponenttien käyttöikä
Komponenttien käyttöolosuhteissa tietyt vika -alueet ovat näkyvissä kuormituskarhuissa
Salaman muodostuminen korkeapaineisessa suulakerta -valussa tapahtuu ylimääräisen metallin ylivuotoon suulakkeen kahden puolikkaan välillä injektiovaiheen aikana, mikä johtaa ei -toivottuihin ohumiin ulkonemiin, jotka muistuttavat eviä muotin valettujen osien risteyksessä. Tämä vika, joka löytyy melko usein korkeapaineisen kuoleman avulla valmistetuista suulakkeista, ei vain vaikuta ulottuvuuteen, vaan se aiheuttaa myös ylimääräisiä kustannuksia viimeistelyprosesseissa ja lyhentää kuolemankestävyyttä.
Kun muottien pinnat ovat kuluneet tai vaurioituneet eivätkä ole oikein vastaavat jakoviivoja, tämä voi usein laukaista salaman läsnäolon etenkin alhaisella kiinnityspaineella, mikä johtaa muotin dishingiin injektiopaineessa. Tämä skenaario pahenee, kun injektiopaine on niin korkea, että suulakkeen sulkemisjärjestelmä epäonnistuu tai kun loimi vaikuttaa siihen, mikä aiheuttaa erotuslinjojen vaarantumisen. Useat valmistushaittoja, kuten huonosti kohdistettuja suulakkeita, suulake -onteloiden pintoja, jotka naarmuuntuvat käytön aikana, ja jäykistyneiden kylkiluiden puute muotin insertteihin voivat johtaa liialliseen taivutukseen, kun painetta kohdistetaan, ja siten vilkkumisen paheneminen.
Säännöllinen suulakkeen huolto ja korjaus
Varmistaa asianmukainen kiinnitysvoima
Injektioparametrien optimointi
Sisällyttämällä flash -ansojen suulakehityssuunnittelu
Virtausmerkit ovat näkyvissä tietyissä aaltoilevissa tai spiraalikuvioissa muotinvalujen pinnoilla etenkin lähellä portti -osia ja metallin virtausosien yli. Tällaiset pintojen puutteet aiheuttavat epätasaisia kuvioita, jotka seuraavat jähmettymisviivoja ja ovat erittäin näkyviä ohuilla seinäalueilla ja alueilla, jotka ovat kaukana injektiopisteistä. Alumiinipaine -paine -kuoli näiden pintojen valu luo yleensä yhdensuuntaiset viivat, jotka toimivat suurena haittana sekä pintapinnoitteelle ja mittasarjalle.
Metallin lämpötilan vaihtelut ovat yksi merkittävimmistä tekijöistä virtausmerkkien muodostumisessa. Näissä tapauksissa ylikuumenemisesta johtuvat viskositeetin muutokset, kun taas ontelo on edelleen täynnä sulaa metallia, johtavat häiriintyneeseen virtaukseen ja pinnan epäjatkuvuuksiin. Jopa vähäiset injektionopeuksien erot, etenkin ohuen seinäisissä osissa, pahentavat virtausmerkkien ilmiöitä mahdollistamalla metallin virtaus virheellisesti. Tämä liittyy myös moniin näkökohtiin, kuten:
Metallin lämpötila alhaisempi kuin ontelon tehokas täyttämiseen tarvittava alue
Portin nopeus, joka aiheuttaa liiallista leikkausta ja siitä johtuvasta virtausturbulenssista
Riittämättömät tuuletusaukot, mikä johtaa vastustuskykyyn materiaalin virtaukselle ja prosessin yleiset häiriöt
Epäyhtenäiset suulakeskuksen jäähdytys, joka johtaa ei-toivottuihin virtauskuvioihin ja jähmennykseen
Seinien paksuuden muutokset edellyttävät sulan metallin nopeuden äkillistä kasvua tai laskua
Porttien tehoton sijoittaminen, mikä johtaa metallin epätasaiseen leviämiseen
Vapautettujen pintojen rakkuloita viat ovat geodeettisia muotoisia pintavirheitä, jotka tapahtuvat valun jälkeen. Päinvastoin kuin virtausmerkit tai huokoisuus, nämä viat voivat myös kehittyä lämpökäsittelyn tai palvelun aikana, olosuhteet, jotka aiheuttavat näkyviä pinnan vääristymiä sekä itse rakenteiden heikkouksia.
Rakkulan muodostumisen valettu suoli tulee pääasiassa loukkuun jähmettymisen aikana. KAASUSTAKSUT luodaan onteloon injektoidun metallin hapettumisesta, joka myöhemmin kääntyy lämmöksi; Voiteluaineista, joiden tarkoituksena on auttaa valetun jähmennyksen helpottamiseksi, tulee myös kaasua tässä vaiheessa. Die-kemiallisten hajoamistuotteiden riittämätön poistaminen, ontelon suulakeskuksen kosteus, muotihuiskujen liiallinen käyttö ja metallien hapettuminen onkalon täyttämisessä ovat kaikki ensisijaisia tekijöitä, jotka aiheuttavat tämän vian. Näiden ongelmien esiintyminen on yleensä huonompaa, kun suulakkeen pinnan lämpötilat ovat kohonneet, koska se johtaa enemmän kaasun muodostumiseen ja lisää huokoisuuden kasvua lämpöaltistuksen aikana.
Blister Riskien hallinta tässä suhteessa merkitsisi asianmukaista suulakämpötilan ja voiteluryhmien hallintaa. Automatisoitujen suulakevälijärjestelmien käyttäminen hallittuun peitossa varmistaa, että voiteluaine levitetään tasaisesti ilman kaasunmuodostumia, jotka hallitsevat suulatin lämpötilaa. Kiellon ontelon tuuletushuolto, joka on parannettu pinnanpuhdistusmittauksilla ja kotelon geometrialla, minimoi täyttösektorin turbulenssi ja kaasun tarttumisen vaikutuksen huomattavasti.
Sulan metalli määritellään väärinkäytökseksi tai väärinkäytetyksi vikaksi suulakonantelon epätäydellisestä täyttämisestä. Tällaisia vikoja esiintyy osissa, joille on ominaista ominaisuudet, jotka puuttuvat tai joita ei ole täysin muodostettu. Nämä valuhuurukset rajoittuvat yleensä ohuisiin leikkausvaluihin ja alueille, jotka ovat kauimpana porteista, joissa metalli on jo jähmettyneet ennen koko onkalon täyttämistä. Väärin vaikutukset eivät rajoitu pelkästään osien ulottuvuuden epätarkkuuksiin; Ne pilaavat usein myös muotinvalujen mekaaniset ominaisuudet ja pinnan laadun.
Virheen virheiden käsittely on ongelma, joka vaatii keskittyneen huolen metallin virtauksesta ja lämpötilan hallinnasta. Muotin ja metallin lämpötilat on pidettävä levityksessä optimaalisella prosessialueella, kun taas portin sijainti on sijoitettava asianmukaisesti virtauskuvioiden parantamiseksi. Lisääntynyt tuuletus hankalilla alueilla, modifioidun injektion nopeudenopeuden ja muuttuneen seinämän paksuuden vaihtelut varmistavat, että ontelon täyttäminen saavutetaan tyydyttävästi. Yleensä aseman säätö ja hallinta prosessin aikana suoritetaan myös valuprosessin parempaan suorituskykyyn ja minimoimaan väärinkäytökset korkeapaineisen die -valunkuulon yhteydessä.
Valmistusvaurioiden muodostuminen korkeapaineisen die -valuprosessin aikana voidaan johtua eri elementeistä. Näiden elementtien arvostaminen ja asianmukaisen käsitteleminen antaa kuitenkin die -valustajille mahdollisuuden poistaa puutteet tehokkaasti ja parantaa valujensa yleistä laatua. Joitakin HPDC: n valmistusvaurioihin liittyviä tärkeitä tekijöitä käsitellään jäljempänä.
Casting Die -valmistus on erittäin tärkeää lopullisen näyttelijän laadun suhteen. Huonosti suunnitellulle muotin johtaa useisiin valuvikoihin, kuten:
Kaasiosuhteisuus: Jos kaasu on loukussa huonon tuuletus- tai kaasun huokoisuuden vuoksi.
Coldshuts: Näiden vikojen erityinen syy liittyy yleensä huonoon portausjärjestelmään, jossa metalli on hidas tai turbulentti virtauksessa aiheuttaen kylmän sulkeutumisen vikoja.
Väärinkäynnit: huonosti suunnitellut nousut ja portit.
Väliarvojen välttämiseksi die -kokoonpanoihin on suositeltavaa, että tuottajat tekevät seuraavat:
Käytä portin tai juoksijajärjestelmän asianmukaista suunnittelua, jotta metalli pystyy virtaamaan ja ilma -paeta tehokkaasti.
Tarjous on myös tehtävä, kun injektiomuovaus suoritetaan kaasujen poistumisen mahdollistamiseksi.
Levitä Die Design -simulaatio Die -malleihin ja vangitse huolenaiheet ennen kuin die -tuotanto alkaa.
HPDC -prosessin menestys riippuu voimakkaasti oikeiden prosessiparametrien ylläpitämisestä. Poikkeamat optimaalisista asetuksista voivat johtaa erilaisiin valmistusvaurioihin. Tärkeimmät prosessiparametrit sisältävät:
Sulata lämpötila: Jos se voi aiheuttaa liian alhaisen, se voi aiheuttaa kylmää sulkeutumista ja väärinkäytöksiä; Jos se on liian korkea, se voi johtaa kaasun huokoisuuteen ja kuolla juotos.
Injektiopaine ja nopeus: riittämätön paine tai nopeus voivat johtaa puutteelliseen täyttymiseen ja väärinkäytöksiin, kun taas liiallinen paine voi aiheuttaa salaman ja muotin kulumisen.
Jäähdytysnopeus: Epätasainen tai riittämätön jäähdytys voi johtaa huokoisuuden kutistumiseen ja vääntymiseen.
Väärän prosessiparametrien aiheuttamien vikojen minimoimiseksi valmistajien tulee:
Luo ja ylläpitä optimaalisia prosessiasetuksia seoksen, osien geometrian ja die -suunnittelun perusteella.
Tarkkaile säännöllisesti antureita ja automatisoituja järjestelmiä käyttämällä.
Suorita säännölliset tarkastukset ja säädä tarvittaessa parametreja johdonmukaisuuden varmistamiseksi.
Muutteisen metalliseoksen yhdistelmällä ja laadulla on paljon tekemistä teollisuusvaurioiden syiden kanssa. Nämä die -valun huolenaiheet liittyvät metallin koostumukseen ja laatuun, jotka sisältävät:
Epäpuhtaudet: Valettuissa metallisissa olevat vieraat materiaalit voivat muodostaa ytimiä, sulkeumia tai metallin huonoa rakennetta.
Koostumuksen variaatiot: Seoskoostumuksen äärimmäiset muutokset voivat johtaa arvaamattomiin kutistumisominaisuuksiin ja muuttaa myös materiaalin sisäistä virtausta.
Vetypitoisuus: Kaasun huokoisuus voi johtua vetypitoisuuden lisääntymisestä sulan metallin sisällä.
Metallikoostumuksen ja laatuongelmien lieventämiseksi valmistajille suositellaan seuraavia vaiheita:
Hanki raaka -aineita tunnustetuista ja luotettavista lähteistä.
Asenna jäykkä laadunvarmistusjärjestelmä tarkastamalla vastaanotettuja materiaaleja ja niiden koostumusta.
Levitä metallien sulatuskäsittelyjä, kuten kaasuvuoro vuotamalla metallien puhdistamiseksi ja vetypitoisuuden muuttamiseksi.
Die Casting Machinien oikea -aikainen hoito on erittäin tärkeä laadukkaiden valujen johdonmukaisessa tuotannossa. Jos niitä ei huolehdi, jotkut rakennusvikoja voi tapahtua, kuten:
Flash: Kuluneen suonen pinnat aiheuttavat salamaa, koska jotkut metallit kulkevat suulakkeen kahden puolikkaan välillä.
Juotos: Muotin voi olla myös juotos, jossa nestemäiset metallikiipit muotin pinnalla johtuen riittämättömästä voitelusta tai muotin jäähdytyksestä.
Mitat epätarkkuudet: Osa mitat eivät välttämättä ole samoja komponenttien kulumisen tai väärinkäytön vuoksi.
Laitteiden ylläpitoon liittyvien vikojen poistamiseksi tai minimoimiseksi on suositeltavaa, että yritykset:
Suorita systemaattinen ennaltaehkäisevä huolto -aikataulu kaikille suulakkeille.
Tarkista ahkerasti ytimen kuluminen tai vaurioituminen, insertit ja muut pukeutumisosat ja suorita palauttamistyö tarvittaessa.
Hallitse muotin pintojen sisäistä ja ulkoista jäähdytystä ja voitelua, jotta voidaan suojata juottajalta ja liiallisilta vaurioilta.
Yhteenvetona voidaan todeta, että yleisten valmistusvaurioiden ymmärtäminen ja käsitteleminen korkeapaineisessa suulakevalussa, kuten huokoisuus, sulkeumat, kylmä sulkeutumiset, salama, virtausmerkit, rakkuloita ja väärinkäytöksiä, on ratkaisevan tärkeä korkealaatuisten osien tuottamiseksi. Tunnistamalla näiden vikojen syyt, jotka sisältävät väärän suulakkeen suunnittelun, virheelliset prosessiparametrit, metallikoostumuksen ja laatuongelmat sekä suulakevaluvälineiden riittämättömän ylläpidon, valmistajat voivat toteuttaa kohdennetut ehkäisy- ja hallintatoimenpiteet. Vian minimointi ei vain paranna tuotteiden laatua ja suorituskykyä, vaan myös parantaa asiakastyytyväisyyttä ja uskollisuutta.
Oletko valmis nostamaan muotinvaluasi? Tiimin MFG: n asiantuntija ratkaisut ja todistettuja kokemuksia tarkkuuskuulossa voi auttaa sinua saavuttamaan huippuosaamisen valmistuksen. Yhdistä meihin tänään aloittamaan matkasi kohti virheetöntä tuotantoa.
Huokoisuus, kylmä sulkeutuminen, epätäydelliset ja pintavirheet, kuten rakkulat ja virtausmerkit, ovat yleisimmät upeat viat korkeapaineisessa suulakevalussa. Nämä viat voivat tapahtua joidenkin valuprosessin ulkopuolella olevien tekijöiden, kuten lämpötilanhallinnan tai terveyden, ja ilman riittävää uupumusta.
Huokoisuusvirheet muotinvaluissa voidaan välttää suulakkeen asianmukaisella tuuletuksella, ylläpitämällä jatkuvia sula lämpötiloja ja säätämällä injektionopeutta. Lisäksi oikeaa seosia tulisi käyttää, ja metallia muottiin pilaantuvaa turbulenssia tulisi välttää marginaalin lisääntymisen rajoittamiseksi.
Kylmän sulkeutumisia havaitaan korkeapaineisessa suulakkeessa, kun profiilin täyttämiseen käytetyt sulat metallivirrat eivät liity kokonaan. Tämä voi tapahtua alhaisen sulan lämpötilan, huonon injektionopeuden tai suulakkeen liiallisen jäähdytyksen vuoksi.
Pintavirheet, kuten rakkuloita ja virtausmerkkejä Nämä viat voivat aiheuttaa lisäkustannuksia ylimääräisessä viimeistelyssä - esimerkiksi kiillotuksessa tai jauhamisessa - vaaditun laadun saavuttamiseksi.
Valuvirheet korkeapaineisessa suulakkeessa voidaan minimoida, jos prosessiparametrit kuolevat lämpötila, sulaa lämpötila, injektionopeus ja tuuletus ovat hyvin säädettyjä. Die Casting Machine -sovelluksen pitäminen hyvässä kunnossa ja korkealaatuisten seosten hyödyntäminen auttaa myös vikojen vähentämisessä.
Team MFG on nopea valmistusyritys, joka on erikoistunut ODM: ään ja OEM: ään alkaa vuonna 2015.