High Pressure Die Casting (HPDC) adalah proses industri yang umum untuk memproduksi bagian logam yang rumit. Namun, beberapa cacat casting mungkin muncul dalam proses, akibatnya membahayakan kualitas produk jadi. Makalah ini menguraikan cacat manufaktur utama di HPDC, penyebabnya, bagaimana mereka dapat dideteksi dan bagaimana mereka dapat dihindari. Melalui pengetahuan tentang cacat ini dan berurusan dengan mereka, produsen akan meningkatkan kemudahan operasi dan keandalan proses casting die.
What Is High Pressure Die Casting (HPDC)
Die casting di bawah tekanan tinggi (HPDC) mengacu pada kategori proses pengecoran logam di mana logam cair disuntikkan ke dalam rongga die baja di bawah tekanan tinggi. Rongga die terbuat dari dua bagian dari baja pahat yang dikeraskan yang telah dibentuk dan bekerja seperti selungkup cetakan. Logam cair biasanya bersifat nonferrous, misalnya, aluminium atau seng, dan disuntikkan pada tekanan tinggi yang dapat berkisar dari 1500 psi hingga 25400 psi. Tekanan ini jauh di atas tekanan uap dari logam cair yang memastikan bahwa rongga die diisi dengan cepat dan benar dan kemudian dibiarkan mengatur, sehingga mendapatkan komponen cor yang sangat mirip dengan bentuk produk akhir dengan kualitas dan presisi permukaan yang sangat baik.
Proses Casting Die
Proses casting die dapat dipecah menjadi berbagai tahap yang mencakup yang berikut:
Persiapan Die : Pembuatan die baja melibatkan pembersihan dan melumasi dies dan memanaskannya hingga suhu tertentu.
Melting and Injection : Paduan ingot dibebankan dan meleleh di tungku dan kemudian dipegang di lengan tembakan mesin casting die. Tekanan kemudian diterapkan dengan plunger untuk memaksa logam cair dengan cepat ke sisipan mati.
Pendinginan dan Solidifikasi : Dinginkan logam cair ini sesegera mungkin dan memperkuatnya di blok die, yang ditentukan sebelumnya dalam bentuk rongga berongga di dalam cetakan.
Ejeksi : Kadang -kadang, die bagian terbuka setelah bagian didinginkan dan dipadatkan, dan bagian cor dikeluarkan dari rongga menggunakan pin ejector.
5. Pemangkasan dan finishing . Bagian yang diproduksi dipotong dari kelebihan logam (flash) dan mengalami proses finishing sekunder lainnya seperti pemesinan, perawatan permukaan atau lukisan.
Apa itu cacat casting?
Proses High Pressure Die Casting (HPDC) bukan tanpa cacat manufaktur, yang bisa menjadi akibat dari kontrol proses yang tidak memadai, desain die atau bahan yang digunakan. Beberapa cacat manufaktur umum ini yang terkait dengan HPDC termasuk porositas gas, porositas penyusutan, inklusi, penutup dingin, solder, lepuh, dan tanda aliran. Jenis -jenis cacat ini sering menghasilkan sifat mekanik yang lebih rendah, finishing permukaan yang buruk, dan kegagalan prematur dari bagian -bagian yang dicor. Pada bagian berikut, cacat HPDC umum ini akan dielaborasi secara rinci, penyebab dan langkah -langkah pencegahan dan deteksi mereka akan dibahas, untuk memungkinkan produsen untuk memproduksi komponen cast yang berkualitas.
Jenis cacat manufaktur di HPDC
Porositas dalam manufaktur casting die
Porositas digambarkan sebagai tingkat keberadaan bukaan kecil atau ruang yang ada di dalam komponen yang sering disebut sebagai bagian die-cast. Voids seperti itu dapat membahayakan kesehatan struktural struktur yang bersangkutan sehingga mengurangi kekuatan dan kemampuan penyegelan komponen yang ada. Terutama ada dua bentuk cacat porositas yang diamati pada teknik tekanan die-casting (PDC):
Porositas gas
Itu terjadi ketika udara atau gas terperangkap dalam logam cair saat disuntikkan, karenanya menghasilkan pembentukan rongga bulat atau bola
Ini dapat diperbaiki dengan mengoptimalkan desain ventilasi dan parameter injeksi
Juga, menjaga permukaan cetakan bersih dan kering tanpa kelembaban, minyak atau minyak membantu mengurangi kelainan bentuk porositas gas.
Porositas penyusutan
Karena penyusutan logam yang terjadi dalam proses pemadatan, rongga berbentuk tidak teratur yang dikenal sebagai rongga spons umumnya muncul terutama tentang bagian yang lebih tebal dari gips.
Dengan meningkatkan sistem gerbang dan riser dan mengatur laju pendinginan ini dapat dikurangi.
Sangat penting untuk mengatasi masalah tanda wastafel dan menghindari pori -pori penyusutan saat menggunakan CAE untuk memodifikasi bagian cor die untuk keseimbangan termal dan ketebalan dinding yang seragam.
Inklusi dalam manufaktur casting die
Inklusi adalah bahan asing yang terperangkap dalam proses casting die, dan dibentuk selama siklus HPDC. Bahan-bahan ini diklasifikasikan sebagai inklusi logam dan non-logam tergantung pada sifatnya.
Inklusi logam
Biasanya terdiri dari oksida, paduan intermetalik, dan logam lainnya
Disebabkan oleh logam cair, pelumas die atau potongan mesin
Jika persiapan leleh, penyaringan dan pemeliharaan mesin dilakukan dengan baik, dimungkinkan untuk menghindari inklusi logam
Inklusi Non-Metallic
Ini mungkin termasuk debu keramik, pasir atau bahan eksternal apa pun
Umumnya muncul karena penggunaan bahan yang tercemar, atau manajemen yang tidak menari
Inklusi non-logam dapat dihindari dengan jaminan kualitas bahan baku dan kebersihan proses pencucian mati
| Inklusi | Komposisi | Sumber | Metode Pencegahan |
| Metalik | Oksida, intermetalik, partikel logam | Logam cair, pelapis mati, komponen mesin | Persiapan lelehan, penyaringan, pemeliharaan mesin |
| Non-logam | Partikel keramik, pasir, materi asing | Bahan baku yang terkontaminasi, penanganan yang tidak tepat | Kontrol kualitas bahan baku yang ketat, lingkungan casting die bersih |
Dingin menutup di manufaktur casting die
Tutup dingin diamati sebagai diskontinuitas yang terjadi secara linier di bagian cor die di mana dua aliran logam tidak bergabung sepenuhnya selama berbagai proses casting die logam yang melibatkan penerapan tekanan tinggi pada die. Kegagalan ini menimbulkan masalah besar dalam manufaktur HPDC, mempengaruhi kekuatan produk yang merugikan dan permukaan akhir dari produk -produk cased.
Penyebab Tutup Dingin
Dalam casting die, formasi tutup dingin yang paling penting dapat dikaitkan dengan sejumlah faktor, yang saling terkait:
Suhu logam cair tidak cukup tinggi dan mengeras dengan sangat cepat
Kecepatan injeksi tidak cukup tinggi menyebabkan aliran logam yang salah
Sistem gating kurang menghasilkan pengisian rongga yang tidak rata
Ventilasi ditempatkan dengan buruk sehingga ada kantong udara yang terperangkap
Rongga die tidak memiliki suhu yang merata di seluruh
Parameter tekanan injeksi tidak diatur dengan benar selama tahap injeksi
Dampak pada Kualitas Produk
Kehadiran cold tertutup secara signifikan mempengaruhi kinerja komponen cast:
Melemahnya sifat mekanik karena kurangnya fusi
Resistansi lebih rendah terhadap beban eksternal karena kecenderungan yang lebih tinggi untuk retak
Kualitas permukaan yang kekurangan menodai penampilan dan kegunaan produk
Peningkatan tekanan tekanan di komponen utama dadu
Peningkatan risiko kegagalan sistem lengkap serta umur komponen
Dalam kondisi layanan komponen, area kegagalan tertentu terlihat di bawah beruang beban
Flash in Die Casting Manufacturing
Formasi flash dalam casting die tekanan tinggi terjadi dalam bentuk overflow logam ekstra antara dua bagian die selama fase injeksi yang mengarah ke tonjolan tipis yang tidak diinginkan yang menyerupai sirip di sepanjang persimpangan bagian cor die. Cacat ini yang cukup sering ditemukan pada coran mati yang dibuat dengan menggunakan casting mati tekanan tinggi tidak hanya mempengaruhi dimensi tetapi juga menimbulkan biaya tambahan pada proses finishing dan memperpendek resistensi die.
Alasan untuk pembentukan flash
Ketika permukaan dies dikenakan atau rusak dan tidak cocok dengan benar di sepanjang garis perpisahan, ini sering dapat memicu keberadaan flash terutama dengan tekanan penjepit rendah yang mengakibatkan dishing dadu di bawah tekanan injeksi. Skenario ini memburuk ketika tekanan injeksi sangat tinggi sehingga sistem penutupan mati gagal atau ketika dipengaruhi oleh warpage yang menyebabkan garis perpisahan dikompromikan. Beberapa kelemahan manufaktur seperti bagian die yang tidak selaras, permukaan rongga die yang tergores saat digunakan, dan kurangnya iga kaku untuk sisipan die semuanya dapat menyebabkan lentur berlebihan ketika tekanan diterapkan dan dengan demikian menyebabkan berkedip memburuk.
Metode untuk meminimalkan flash
Pemeliharaan dan Perbaikan Die Rutin
Memastikan kekuatan penjepit yang tepat
Mengoptimalkan parameter injeksi
Menggabungkan perangkap flash dalam desain die
Tanda aliran di manufaktur casting die
Apa tanda aliran
Tanda aliran terlihat dalam pola bergelombang atau spiral tertentu pada permukaan coran die terutama di dekat bagian gerbang dan di atas bagian aliran logam. Ketidaksempurnaan dalam permukaan seperti itu menyebabkan pola yang tidak merata yang mengikuti garis pemadatan dan sangat menonjol di daerah dinding tipis dan area yang jauh dari titik injeksi. Dalam tekanan aluminium die casting permukaan ini umumnya menciptakan garis paralel, yang bertindak sebagai kelemahan utama untuk permukaan akhir serta presisi dimensi.
Faktor -faktor yang berkontribusi terhadap tanda aliran
Variasi suhu logam adalah salah satu faktor paling signifikan dalam pembentukan tanda aliran. Dalam kasus ini, perubahan viskositas karena overheating, sedangkan rongga masih diisi dengan logam cair, menghasilkan aliran yang terganggu dan diskontinuitas permukaan. Bahkan perbedaan kecil dalam kecepatan injeksi, terutama pada bagian berdinding tipis, memperburuk fenomena tanda aliran dengan memungkinkan logam mengalir secara tidak menentu. Ini juga terkait dengan banyak aspek seperti:
Suhu logam lebih rendah dari kisaran yang diperlukan untuk pengisian rongga yang efektif
Kecepatan gerbang yang menyebabkan geser berlebihan dan turbulensi aliran yang dihasilkan
Ventilasi yang tidak memadai yang mengakibatkan resistensi terhadap aliran material dan gangguan umum dari proses
Pendinginan die yang tidak seragam yang mengarah ke pola aliran yang tidak diinginkan dan pemadatan
Perubahan ketebalan dinding yang mengharuskan peningkatan tiba -tiba atau penurunan kecepatan logam cair
Penentuan posisi gerbang yang tidak efektif yang menghasilkan penyebaran logam yang tidak rata
Lepuh die Casting Manufacturing
Cacat blister yang ditemukan pada permukaan cor die adalah cacat permukaan berbentuk geodesik yang terjadi setelah casting. Berbeda dengan tanda aliran atau porositas, cacat ini juga dapat berkembang selama perlakuan panas, atau layanan, kondisi yang menimbulkan distorsi permukaan yang terlihat serta kelemahan dalam struktur itu sendiri.
Penyebab lepuh
Casting Formasi Lepuh di Dies terutama berasal dari gas yang terperangkap selama pemadatan. Kantong gas dibuat dari oksidasi logam yang disuntikkan ke dalam rongga yang kemudian berubah menjadi panas; Pelumas yang dimaksudkan untuk membantu dalam kemudahan pemadatan cor juga menjadi gas pada tahap ini. Penghapusan produk dekomposisi die-chemical yang tidak memadai, kelembaban di saku die rongga, terlalu sering menggunakan semprotan die, dan oksidasi logam sambil mengisi rongga adalah semua faktor utama yang menyebabkan cacat ini. Terjadinya masalah -masalah ini biasanya lebih buruk di mana suhu permukaan diangkat meningkat karena menyebabkan lebih banyak generasi gas dan porositas lebih lanjut meningkat selama paparan termal.
Teknik pencegahan
Manajemen risiko blister dalam hal ini akan memerlukan suhu die suhu dan manajemen sistem pelumasan yang tepat. Menggunakan sistem semprotan die otomatis dengan cakupan terkontrol memastikan pelumas diaplikasikan secara seragam tanpa lebih dari pembangkit gas sementara mengelola suhu die. Mengatasi pemeliharaan ventilasi rongga die ditingkatkan dengan langkah -langkah pembersihan permukaan dan desain geometri selungkup meminimalkan pengisian turbulensi sektor dan efek jebakan gas secara signifikan.
Misruns Die Casting Manufacturing
Isi rongga cetakan yang tidak lengkap
Cacat Misrun atau Mis-Run didefinisikan sebagai cacat dari pengisian rongga die yang tidak lengkap oleh logam cair. Cacat seperti itu terjadi pada bagian -bagian yang ditandai oleh fitur yang hilang atau tidak sepenuhnya terbentuk. Cacat casting ini biasanya terbatas pada coran bagian tipis dan daerah yang mati paling jauh dari gerbang di mana logam sudah dipadatkan sebelum pengisian seluruh rongga. Efek yang disalah adalah tidak hanya terbatas pada ketidakakuratan dimensi bagian -bagian; Mereka sering merusak juga sifat mekanik dan kualitas permukaan coran die.
Obat untuk Misruns
Berurusan dengan cacat Misrun adalah masalah yang membutuhkan perhatian terfokus terhadap aliran logam dan kontrol suhu. Suhu die dan logam harus disimpan dalam rentang proses optimal untuk aplikasi sementara posisi gerbang harus ditempatkan dengan tepat untuk meningkatkan pola aliran. Peningkatan ventilasi di daerah yang merepotkan, bersama dengan laju kecepatan injeksi yang dimodifikasi dan variasi ketebalan dinding yang berubah memastikan pengisian rongga tercapai dengan memuaskan. Penyesuaian dan kontrol posisi overfoes selama proses juga dilakukan untuk kinerja yang lebih baik dari proses casting dan meminimalkan cacat yang salah die pada casting die tekanan tinggi.
Faktor -faktor yang berkontribusi pada cacat manufaktur dalam proses casting
Pembentukan cacat manufaktur selama proses casting die tekanan tinggi dapat dikaitkan dengan berbagai elemen. Menghargai elemen -elemen ini dan mengatasinya dengan benar namun memungkinkan produsen casting untuk secara efektif menghilangkan cacat dan meningkatkan kualitas umum coran mereka. Beberapa faktor penting yang terkait dengan cacat manufaktur di HPDC dibahas di bawah ini.
Desain Die yang Tidak Benar
Casting Die Manufacture sangat penting sejauh menyangkut kualitas pemain akhir. Die yang dirancang dengan buruk menghasilkan sejumlah cacat casting seperti:
Gasporosity: Di mana gas terperangkap karena ventilasi yang buruk atau desain porositas gas.
Coldshuts: Penyebab spesifik dari cacat ini biasanya berkaitan dengan sistem gating yang buruk di mana logam lambat atau turbulen dalam aliran menyebabkan cacat tertutup dingin.
Misrunners: Riser dan gerbang yang dirancang dengan buruk.
Untuk menghindari kegagalan fungsi sehubungan dengan konfigurasi die, disarankan agar produsen melakukan hal berikut:
Gunakan desain yang tepat dari sistem gating atau runner, sehingga logam dapat mengalir dan melarikan diri udara secara efisien.
Ketentuan juga harus dibuat untuk ventilasi ketika cetakan injeksi dilakukan untuk memungkinkan keluar dari gas apa pun.
Terapkan simulasi desain die untuk desain die dan menangkap bidang yang menjadi perhatian sebelum produksi die dimulai.
Parameter proses yang salah
Keberhasilan proses HPDC sangat bergantung pada mempertahankan parameter proses yang benar. Penyimpangan dari pengaturan optimal dapat mengakibatkan berbagai cacat manufaktur. Parameter proses utama meliputi:
Suhu Leleh: Jika terlalu rendah, itu dapat menyebabkan penutupan dingin dan misruns; Jika terlalu tinggi, itu dapat menyebabkan porositas gas dan solder mati.
Tekanan dan kecepatan injeksi: Tekanan atau kecepatan yang tidak mencukupi dapat mengakibatkan pengisian dan misrun yang tidak lengkap, sementara tekanan yang berlebihan dapat menyebabkan flash dan die wear.
Laju pendinginan: Pendinginan yang tidak rata atau tidak memadai dapat menyebabkan penyusutan porositas dan warping.
Untuk meminimalkan cacat yang disebabkan oleh parameter proses yang salah, produsen harus:
Membangun dan memelihara pengaturan proses yang optimal berdasarkan paduan, bagian geometri, dan desain die.
Parameter proses proses dan kontrol secara teratur menggunakan sensor dan sistem otomatis.
Lakukan audit berkala dan sesuaikan parameter yang diperlukan untuk memastikan konsistensi.
Komposisi dan kualitas logam
Kombinasi dan kualitas paduan logam die-casting ada hubungannya dengan penyebab cacat industri. Masalah yang menjadi perhatian untuk casting die adalah yang terkait dengan komposisi dan kualitas logam, yang meliputi:
Kotoran: Bahan asing yang ada dalam logam cor dapat membentuk inti, inklusi atau struktur logam yang buruk.
Variasi Komposisi: Perubahan ekstrem dalam komposisi paduan dapat mengakibatkan karakteristik penyusutan yang tidak dapat diprediksi dan memodifikasi aliran internal material juga.
Kandungan hidrogen: Porositas gas dapat disebabkan oleh peningkatan konsentrasi hidrogen dalam logam cair.
Untuk mengurangi komposisi logam dan masalah kualitas, langkah -langkah berikut direkomendasikan kepada produsen:
Dapatkan bahan baku dari sumber yang diakui dan dapat diandalkan.
Pasang sistem jaminan kualitas yang kaku dengan cara memeriksa bahan yang diterima dan komposisinya.
Oleskan perawatan lelehan pada logam seperti degassing dengan fluks untuk memurnikan logam dan mengubah kandungan hidrogen.
Pemeliharaan peralatan casting yang tidak memadai
Perawatan tepat waktu mesin casting sangat penting dalam produksi coran berkualitas yang konsisten. Jika tidak diurus, beberapa cacat bangunan dapat terjadi, seperti:
Flash: Permukaan Dies yang usang menyebabkan flash karena beberapa logam pergi di antara dua bagian die.
Solder: Die juga dapat memiliki solder di mana logam cair tongkat pada permukaan die karena pelumasan atau pendinginan yang tidak memadai.
Ketidakakuratan dimensi: dimensi bagian mungkin tidak sama karena keausan komponen atau misalignment.
Untuk menghilangkan atau meminimalkan dampak cacat yang terkait dengan pemeliharaan peralatan, disarankan agar perusahaan:
Lakukan jadwal pemeliharaan preventif yang sistematis untuk semua mesin casting die.
Periksa dengan rajin keausan atau kerusakan pada inti, sisipan, dan bagian yang dipakai lainnya, dan lakukan pekerjaan restorasi jika perlu.
Kontrol pendinginan internal dan eksternal dan pelumasan permukaan die untuk melindungi dari solder dan kerusakan yang berlebihan.
Kesimpulan
Sebagai kesimpulan, pemahaman dan mengatasi cacat manufaktur umum dalam casting die tekanan tinggi, seperti porositas, inklusi, penutup dingin, flash, tanda aliran, lepuh, dan misrun, sangat penting untuk memproduksi suku cadang berkualitas tinggi. Dengan mengidentifikasi penyebab cacat ini, yang meliputi desain die yang tidak tepat, parameter proses yang salah, komposisi logam dan masalah kualitas, dan pemeliharaan peralatan casting die yang tidak memadai, produsen dapat menerapkan langkah pencegahan dan kontrol yang ditargetkan. Meminimalkan cacat tidak hanya meningkatkan kualitas dan kinerja produk tetapi juga meningkatkan kepuasan dan loyalitas pelanggan.
Siap meningkatkan kualitas casting Anda? Solusi ahli Team MFG dan rekam jejak yang terbukti dalam casting precision die dapat membantu Anda mencapai keunggulan manufaktur. Terhubung dengan kami hari ini untuk memulai perjalanan Anda menuju produksi tanpa cacat.
FAQ Tentang Cacat Casting Die
Cacat apa yang paling umum dalam casting mati bertekanan tinggi?
Porositas, tutup dingin, tidak lengkap dan cacat permukaan seperti lepuh dan tanda aliran adalah cacat menakjubkan yang paling umum dalam casting mati bertekanan tinggi. Cacat ini dapat terjadi karena beberapa faktor di luar proses casting seperti kontrol suhu atau kesehatan dan tanpa kelelahan yang cukup.
Bagaimana Anda mengontrol cacat porositas dalam proses casting die?
Cacat porositas pada casting die dapat dihindari dengan ventilasi yang tepat dari die, mempertahankan suhu leleh yang konsisten dan mengendalikan kecepatan injeksi. Lebih lanjut, paduan yang tepat harus digunakan, dan turbulensi memuntahkan logam ke dalam cetakan harus dihindari untuk mengurangi proliferasi margin.
Apa alasan di balik penutup dingin dalam casting mati bertekanan tinggi?
Tutup dingin diamati dalam casting mati tekanan tinggi ketika aliran logam cair yang digunakan untuk mengisi profil tidak sepenuhnya bergabung. Ini dapat terjadi karena suhu leleh yang rendah, kecepatan injeksi yang buruk, atau pendinginan yang berlebihan dari dadu.
Bagaimana cacat permukaan seperti lecet dan tanda aliran mempengaruhi coran die?
Cacat permukaan seperti lepuh dan tanda aliran tidak hanya mempengaruhi estetika bagian cor die tetapi juga presisi bentuk dan karakteristik fisiknya. Cacat ini dapat menimbulkan biaya tambahan dalam finishing tambahan - misalnya, memoles atau menggiling - untuk mencapai kualitas yang diperlukan.
Apa yang pemantauan parameter utama yang akan membantu meminimalkan cacat casting di HPDC?
Cacat cacat pada casting die tekanan tinggi dapat diminimalkan jika parameter proses suhu mati, suhu leleh, kecepatan injeksi, dan ventilasi dikontrol dengan baik. Menjaga mesin casting die dalam kondisi kerja yang baik dan memanfaatkan paduan kualitas superior juga akan membantu dalam pengurangan cacat.
