Aukšto slėgio štampo liejimas (HPDC) yra įprastas pramoninis procesas, susijęs su sudėtingomis metalinėmis dalims. Vis dėlto proceso metu gali atsirasti kai kurie liejimo defektai, todėl pakenkia gatavos produkto kokybei. Straipsnyje aprašomi pagrindiniai HPDC gamybos trūkumai, jų priežastys, kaip juos galima aptikti ir kaip jų galima išvengti. Žinodami apie šiuos trūkumus ir su jais susidorojimus, gamintojai pagerins veikimo ir patikimumo liejimo procesus.
Kas yra aukšto slėgio štampas (HPDC)
Štampis, esant aukštam slėgiui (HPDC), nurodo metalo liejimo proceso kategoriją, kai išlydytas metalas įpurškiamas į plieninę štampo ertmę esant aukštam slėgiui. Štvaro ertmė pagaminta iš dviejų sukietėjusio įrankio plieno pusių, kurios buvo suformuotos ir veikia kaip pelėsio gaubtas. Išlydytas metalas paprastai yra negailestingo pobūdžio, pavyzdžiui, aliuminio ar cinko, ir yra švirkščiamas esant dideliam slėgiui, kuris gali svyruoti nuo 1500 psi iki 25400 psi. Šis slėgis yra gerokai didesnis nei išlydyto metalo garų slėgis, užtikrinantis, kad štampo ertmė būtų užpildyta greitai ir tinkamai, o po to leidžiama nustatyti, taip gaunant liejamą komponentą, labai panašų į galutinio produkto formą, turinčią labai gerą paviršiaus kokybę ir tikslumą.
Dievo liejimo procesas
„Die“ liejimo procesą galima suskaidyti į įvairius etapus, apimančias šiuos dalykus:
Paruošimas štampui : Plieno štampų gamyba apima štampų valymą ir tepimą bei kaitinant juos iki nurodytos temperatūros.
Lydymas ir įpurškimas : Lydinio luitai įkraunami ir ištirpsta krosnyje, o po to laikomi šaudymo liejimo mašinos šaudymo rankovėje. Tada slėgis su stūmokliu, kad skystas metalas greitai priverstų prie štampo įdėklo.
Aušinimas ir kietėjimas : kuo greičiau vėsinkite šį skystą metalą ir sukietėkite jį štampo bloke, kuris iš anksto nustatytas tuščiavidurio ertmės formos formos formos formoje.
Ištempimas : Kartais štampo pusės atsidaro po dalies atvėsinant ir sukietėjus, o liejama dalis išmetama iš ertmės, naudojant išstūmimo kaiščius.
5. Apipjaustymas ir apdaila . Pagaminta dalis supjaustyta iš metalo pertekliaus (blykstės) ir yra atliekama bet kokių kitų antrinių apdailos procesų, tokių kaip apdirbimas, paviršiaus apdorojimas ar dažymas.
Kas yra liejimo defektai?
Proceso aukšto slėgio štampo liejimas (HPDC) nėra be gamybos defektų, kurie gali būti dėl nepakankamos proceso kontrolės, štampo projekto ar naudojamų medžiagų. Kai kurie iš šių įprastų gamybos defektų, susijusių su HPDC, apima dujų poringumą, susitraukimo poringumą, intarpus, šaltą uždarymą, litavimą, pūsles ir srauto ženklus. Tokie defektai dažnai sukelia mažesnes mechanines savybes, blogą paviršiaus apdailą ir priešlaikinį liejamų dalių gedimą. Tolesniuose skyriuose šie įprasti HPDC defektai bus išsamiai aprašyti, bus aptarti jų priežastys ir prevencijos bei aptikimo priemonės, kad gamintojai galėtų gaminti kokybiškus štampų komponentus.
HPDC gamybos defektų tipai
Poringumas štampo liejimo gamyboje
Poringumas apibūdinamas kaip mažų angų ar tarpų, egzistuojančių komponente, buvimo laipsnį, dažnai vadinamą štampuotu dalimi. Tokios tuštumos gali pakenkti nagrinėjamos struktūros struktūriniam garsui, taip sumažinant esamo komponento stiprumą ir sandarinimo sugebėjimus. Pirmiausia yra dvi poringumo defektų formos, stebimos slėgio štampavimo (PDC) metoduose:
Dujų poringumas
Tai vyksta, kai oras ar dujos įkišami į skystą metalą, kol jis švirkščiamas, todėl susidaro apvalios ar sferinės ertmės
Tai galima pagerinti optimizuojant angų projektą ir injekcijos parametrus
Be to, laikant pelėsio paviršių švarų ir sausą be drėgmės, riebalai ar aliejai padeda sumažinti dujų poringumo deformacijas.
Susitraukimo poringumas
Dėl metalo susitraukimo, kuris atsiranda kietėjimo procese, netaisyklingos formos ertmės, žinomos kaip kempinės tuštumos, paprastai būna ypač apie storesnes liejinių dalis.
Tobulinant vartų ir pakėlimo sistemą ir reguliuojant aušinimo greitį, tai gali būti sumažinta.
Naudojant CAE, būtina išspręsti kriauklių žymių problemą ir išvengti susitraukimo porų, kad būtų galima modifikuoti štampo liejimo dalį, kad būtų galima šiluminei pusiausvyrai ir vienodam sienų storiui.
Intarpai „Die Casting“ gamyboje
Inkliuzai yra pašalinės medžiagos, įstrigusios štampo liejimo procese ir susidaro HPDC ciklo metu. Šios medžiagos klasifikuojamos kaip metalinės ir nemetalinės intarpai, atsižvelgiant į jų pobūdį.
Metaliniai intarpai
Paprastai sudaro oksidai, tarpmetaliniai lydiniai ir kiti metalai
Sukėlė arba išlydytas metalas, štampas arba mašinos gabalai
Jei lydymosi paruošimas, filtravimas ir mašinos priežiūra atliekama gerai, galima išvengti metalinių intarpų
Nemetalinių intarpų
Tai gali būti keraminės dulkės, smėlis ar bet kokia išorinė medžiaga
Paprastai atsiranda dėl užterštų medžiagų naudojimo ar nevaldomo valdymo
Nemetalinių intarpų galima išvengti užtikrinant žaliavų kokybę ir švaros švarumą, kuris yra švarus, kai reikia išplovimo proceso.
| įtraukimo tipo | kompozicijos | šaltinių | prevencijos metodai |
| Metalinis | Oksidai, tarpmetaliniai, metalo dalelės | Išlydytas metalas, štampo danga, mašinos komponentai | Lydymosi paruošimas, filtravimas, mašinos priežiūra |
| Nemetalinis | Keraminės dalelės, smėlis, užsienio medžiaga | Užterštos žaliavos, netinkamas tvarkymas | Griežta žaliavų kokybės kontrolė, švari štampo liejimo aplinka |
Šaltas uždaromas štampo liejimo gamyba
Šaltas uždarymas pastebimas kaip linijiškai atsirandantys netolygumai štampų dalyse, kur du metalo srautai visiškai neprisijungia per įvairius metalinių štampų liejimo procesus, susijusius su aukšto slėgio taikymu štampe. Šie gedimai kelia dideles HPDC gamybos problemas, neigiamai veikia produktų stiprumą ir išmestų produktų paviršiaus apdailą.
Šaltojo nutraukimo priežastys
Laidoje „Die“ svarbiausias šalto uždarymo formavimas gali būti priskiriamas daugeliui veiksnių, kurie yra tarpusavyje susiję:
Išlydyto metalo temperatūra nėra pakankamai aukšta ir labai greitai sukietėja
Injekcijos greitis nėra pakankamai didelis, todėl netinkamas metalo srautas
Varžų sistema yra nepakankama, todėl nelygus ertmės užpildymas
Ventiliavimas yra blogai, todėl yra įstrigusios oro kišenės
Štuo
Injekcijos slėgio parametrai nebuvo tinkamai nustatyti injekcijos etape
Poveikis produkto kokybei
Šaltojo uždarymo buvimas daro didelę įtaką štampo komponentų našumui:
Didelis mechaninių savybių susilpnėjimas dėl suliejimo trūkumo
Mažesnis atsparumas išorinėms apkrovoms dėl didesnio polinkio įtrūkimą
Nepaprastas paviršiaus kokybė, sugadinanti produkto išvaizdą ir tinkamumą
Padidėjęs slėgio nutekėjimas pagrindiniuose štampo komponentuose
Padidėja visos sistemos nesėkmės rizika ir komponentų tarnavimo laikas
Komponentų aptarnavimo sąlygomis tam tikros gedimo sritys yra matomos po apkrovos lokiais
„Flash in Die“ liejimo gamyba
Blykstės susidarymas aukšto slėgio štampo liejime yra papildomo metalo perpildymo pavidalu tarp dviejų štampo pusių įpurškimo fazėje, sukeliančioje nepageidaujamus plonus išsikišimus, kurie primena pelekus išilgai štampo dalių. Šis defektas, kuris gana dažnai randamas štampo liejiniuose, padarytomis aukšto slėgio štampo liejimu, ne tik daro įtaką dimensijai, bet ir patiria papildomas išlaidas už apdailos procesus ir sutrumpina atsparumą štampui.
„Flash“ formavimo priežastys
Kai štampų paviršiai yra susidėvėję ar pažeisti ir netinkamai sutampa su atsiskyrimo linijomis, tai dažnai gali sukelti blykstės buvimą, ypač esant žemam prispaudimo slėgiui, dėl kurio štampas nutrūksta esant įpurškimo slėgiui. Šis scenarijus pablogėja, kai įpurškimo slėgis yra toks didelis, kad štampo uždarymo sistema sugenda arba kai ją paveikia metmenys, todėl atsiskyrimo linijos yra pažeistos. Keletas gamybos trūkumų, tokių kaip blogai išlygintos štampo dalys, štampų ertmių paviršiai, kurie subraižomi naudojimo metu, ir trūksta sustingusių šonkaulių štampų įdėklų, gali sukelti pernelyg didelį lenkimą, kai slėgis taikomas, ir dėl to mirksėti.
Metodai, kaip sumažinti blykstę
Reguliarus mirties priežiūra ir remontas
Užtikrinant tinkamą užspaudimo jėgą
Injekcijos parametrų optimizavimas
Įtraukiant blykstės spąstus į štampo dizainą
Srauto žymės štampo liejimo gamyboje
Kas yra srauto žymės
Srauto žymės matomos tam tikrais banguotais ar spiraliniais modeliais ant štampo liejinių paviršių, ypač šalia vartų dalių ir per metalines srauto dalis. Tokie paviršių trūkumai sukelia nelygius modelius, kurie seka sukietėjimo linijomis ir yra labai ryškūs plonose sienų regionuose ir vietose, esančiose toli nuo injekcijos taškų. Aliuminio slėgio štampe liejant šie paviršiai paprastai sukuria lygiagrečias linijas, kurios veikia kaip pagrindinis paviršiaus apdailos ir matmenų tikslumo trūkumas.
Veiksniai, prisidedantys prie srauto žymių
Metalo temperatūros pokyčiai yra vienas reikšmingiausių veiksnių, formuojant srauto žymes. Tokiais atvejais klampumas keičiasi dėl perkaitimo, o ertmė vis dar užpildyta išlydytu metalu, sukelia sutrikdytą srautą ir paviršiaus netolygumus. Net nedideli injekcijos greičio skirtumai, ypač plonose sienelėse, sustiprina srauto žymių reiškinius, leisdami metalui tekėti klaidingai. Tai taip pat susiję su daugeliu aspektų, tokių kaip:
Metalo temperatūra mažesnė už diapazoną, reikalingą efektyviam ertmės užpildymui
Vartų greitis, sukeliantis per didelę šlyties ir atsirandančią srauto turbulenciją
Nepakankamos angos, sukeliančios atsparumą medžiagos srautui ir bendrai sutrikdytam procesui
Nevienodas štampo aušinimas, dėl kurio atsiranda nepageidaujami srauto modeliai ir kietėjimas
Sienų storio pokyčiai reikalauja staigiai padidinti arba sumažinti išlydyto metalo greitį
Neveiksmingas vartų padėtis, dėl kurios nelygus metalo sklaidos
Pūslės miršta liejimo gamyba
Lizdinių lizdų defektai, rasti ant liejamų paviršių, yra geodezinės formos paviršiaus defektai, atsirandantys po liejimo. Priešingai nei srauto ženklai ar poringumas, šie defektai taip pat gali išsivystyti terminio apdorojimo ar tarnavimo metu, sąlygos, dėl kurių atsiranda matomi paviršiaus iškraipymai, taip pat pačių konstrukcijų silpnybės.
Pūslių priežastys
Lizdinių pūslės formavimasis štampais daugiausia kyla iš įstrigusių dujų kietėjimo metu. Dujų kišenės susidaro iš metalo, įšvirkšto į ertmę, oksidacijos, kuri vėliau virsta šiluma; Šiame etape taip pat tampa dujomis, kurios yra palengvintos, kad būtų lengviau sukietėti. Nepakankamas štampo ir cheminio skilimo produktų pašalinimas, drėgmė ertmės štampo kišenėje, per didelis purškalų naudojimas ir metalų oksidacija, užpildant ertmę, yra visi pirminiai veiksniai, sukeliantys šį trūkumą. Šių problemų atsiradimas paprastai būna blogesnis, kai padidėja štampo paviršiaus temperatūra, nes ji sukelia daugiau dujų susidarymo ir tolesnio poringumo padidėjimą šiluminio poveikio metu.
Prevencijos metodai
Lizdinės plokštelės rizikos valdymas šiuo atžvilgiu reikštų tinkamą štampo temperatūros ir tepimo sistemų valdymą. Naudojant automatizuotas štampo purškimo sistemas su kontroliuojamu padengimu, užtikrinama, kad tepalas būtų vienodai tepamas, be dujų generavimo, kuris valdo štampo temperatūrą. Sprendžiant štampo ertmės ventiliacijos priežiūrą, sustiprinta paviršiaus valymo priemonėmis ir gaubto geometrijos projektavimu, žymiai sumažinamas užpildymo sektoriaus turbulencija ir dujų įkalinimo efektas.
Misruns miršta liejimo gamyba
Nepilnas pelėsio ertmės užpildymas
Klaidingas ar klaidingas defektas yra apibrėžiamas kaip defektas dėl neišsamaus štampo ertmės užpildymo išlydytu metalu. Tokie defektai atsiranda tose dalyse, kurioms būdingos savybės, kurių trūksta arba nėra visiškai suformuotos. Šie liejimo defektai paprastai apsiriboja plonais pjūviais ir štampų regionais, esančiais toliausiai nuo vartų, kur metalas jau yra sukietėjęs prieš užpildant visą ertmę. Klaidingas poveikis ne tik yra tik matmenų dalių netikslumai; Jie dažnai taip pat sugadina mechanines savybes ir štampo liejinių paviršiaus kokybę.
Mistronų gynimo priemonės
Spręsimas su klaidingais defektais yra problema, dėl kurios reikia sutelkto metalo srauto ir temperatūros kontrolės susirūpinimą. Štampo ir metalo temperatūros turi būti laikomos optimalios proceso diapazonui, o vartų padėtys turi būti tinkamai išdėstytos, kad padidintų srauto modelius. Padidėjęs ventiliacija varginančiuose regionuose, taip pat modifikuotos injekcijos greičio greičio ir pasikeitusios sienos storio kitimai užtikrina, kad ertmės užpildymas bus pasiekiamas patenkinamai. Taip pat atliekamas perpardavimo padėties reguliavimas ir valdymas proceso metu, siekiant geresnio liejimo proceso atlikimo ir sumažinant klaidingus aukšto slėgio štampo liejimo defektus.
Veiksniai, prisidedantys prie liejimo proceso gamybos defektų
Gamybos defektų susidarymas aukšto slėgio štampo liejimo proceso metu gali būti priskiriamas įvairiems elementams. Įvertinus šiuos elementus ir tinkamai juos kreipiantis, tačiau „Die“ liejimo gamintojai leidžia veiksmingai pašalinti defektus ir sustiprinti bendrą jų liejinių kokybę. Kai kurie svarbūs veiksniai, susiję su HPDC gamybos trūkumais, aptariami toliau.
Netinkamas štampo dizainas
„Casting Die“ gamyba yra labai svarbi, atsižvelgiant į galutinių aktorių kokybę. Dėl netinkamai suprojektuoto štampo atsiranda daugybė liejimo defektų, tokių kaip:
Duruzingumas: kur dujos yra įstrigusios dėl blogo ventiliacijos ar dujų poringumo projekto.
„Coldshuts“: konkreti šių defektų priežastis paprastai yra susijusi su prasta vartų sistema, kai metalas yra lėtas arba turbulentiškas sraute ir sukelia šalčio uždarymo defektus.
Mistrunneriai: blogai suprojektuoti pakilai ir vartai.
Norint išvengti gedimų, susijusių su štampo konfigūracijomis, gamintojams rekomenduojama atlikti šiuos dalykus:
Naudokite tinkamą „Gating“ ar „Runner“ sistemos dizainą, kad metalas galėtų efektyviai tekėti ir paleisti orą.
Taip pat reikėtų numatyti ventiliaciją, kai atliekamas liejimas, kad būtų galima išvengti bet kokių dujų.
Prieš pradedant gaminti štampą, pritaikykite štampo dizaino modeliavimą ir užfiksuokite susirūpinimą keliančias sritis.
Neteisingi proceso parametrai
HPDC proceso sėkmė labai priklauso nuo teisingų proceso parametrų palaikymo. Nukrypimai nuo optimalių parametrų gali sukelti įvairius gamybos trūkumus. Pagrindiniai proceso parametrai apima:
Lydymosi temperatūra: jei per žema, tai gali sukelti šaltį ir klaidingai; Jei per aukšta, tai gali sukelti dujų poringumą ir lituoti.
Injekcinis slėgis ir greitis: Nepakankamas slėgis ar greitis gali sukelti neišsamų užpildymą ir klaidingumą, o per didelis slėgis gali sukelti blykstę ir nusidėvėjimą.
Aušinimo greitis: Netolygus ar netinkamas aušinimas gali sukelti poringumą ir deformaciją.
Norėdami sumažinti defektus, kuriuos sukelia neteisingi proceso parametrai, gamintojai turėtų:
Nustatykite ir palaikykite optimalius proceso parametrus, pagrįstus lydiniu, dalių geometrija ir štampo dizainu.
Reguliariai stebėkite ir valdykite proceso parametrus, naudodamiesi jutikliais ir automatinėmis sistemomis.
Atlikite periodinius auditus ir prireikus sureguliuokite parametrus, kad būtų užtikrintas nuoseklumas.
Metalo kompozicija ir kokybė
Štampio metalo lydinio derinys ir kokybė turi daug bendro su pramoninių defektų priežastis. Šios nerimą kelia liejimo problemos yra susijusios su metalo sudėtimi ir kokybe, įskaitant:
Priemaišos: Lėšto metalo užsienio medžiagos gali sudaryti metalo šerdį, intarpus ar prastą struktūrą.
Kompozicijos kitimai: Ekstremalūs lydinio sudėties pokyčiai gali sukelti nenuspėjamas susitraukimo charakteristikas ir modifikuoti ir vidinį medžiagos srautą.
Vandenilio kiekis: dujų poringumą gali sukelti padidėjusi vandenilio koncentracija išlydytame metale.
Norint sušvelninti metalo sudėtį ir kokybės problemas, gamintojams rekomenduojami šie veiksmai:
Gaukite žaliavų iš atpažintų ir patikimų šaltinių.
Įdiekite griežtą kokybės užtikrinimo sistemą tikrindami gautas medžiagas ir jų sudėtį.
Metale tepkite lydymosi procedūras, tokias kaip degazavimas, kad būtų galima išvalyti metalus ir pakeisti vandenilio kiekį.
Netinkama štampo liejimo įrangos priežiūra
Laiku laikomasi liejimo mašinų priežiūra yra labai svarbi gaminant kokybiškus liejinius. Jei nebus pasirūpinta, gali atsirasti kai kurie pastato defektai, tokie kaip:
Blykstė: nusidėvėję štampų paviršiai sukelia blykstę, nes kai kurie metalai eina tarp dviejų štampo pusių.
Litavimas: štampas taip pat gali likti ten, kur skystas metalas prilimpa ant štampo paviršiaus dėl nepakankamo tepimo ar štampo aušinimo.
Matmenų netikslumai: dalių matmenys gali būti ne vienodi dėl komponentų susidėvėjimo ar netinkamo poslinkio.
Norint pašalinti ar sumažinti defektų, susijusių su įrangos priežiūra, poveikį, rekomenduojama įmonėms:
Vykdykite sistemingą visų štampų liejimo mašinų prevencinės priežiūros grafiką.
Atidžiai patikrinkite, ar nusidėvėjimas ar sugadina šerdį, įdėklus ir kitas dėvėjimo dalis, ir prireikus atlikite restauravimo darbus.
Valdykite vidinį ir išorinį štampo paviršių aušinimą ir tepimą, kad apsaugotumėte nuo litavimo ir per didelio pažeidimo.
Išvada
Apibendrinant galima pasakyti, kad aukšto slėgio štampo liejimo bendrieji gamybos defektai, tokie kaip poringumas, intarpai, šaltis, blykstė, srauto ženklai, pūslelės ir klaidos, yra labai svarbūs, yra labai svarbus aukštos kokybės dalių gamybai. Nustatę šių defektų priežastis, įskaitant netinkamą štampo dizainą, neteisingus proceso parametrus, metalo sudėtį ir kokybės problemas bei netinkamą štampo liejimo įrangos priežiūrą, gamintojai gali įgyvendinti tikslines prevencijos ir kontrolės priemones. Sumažinus defektus ne tik padidėja produkto kokybė ir našumas, bet ir pagerina klientų pasitenkinimą bei lojalumą.
Pasiruošę pakelti savo liejimo kokybę? „Team MFG“ ekspertų sprendimai ir įrodyti „Precision Die Casting“ rezultatai gali padėti pasiekti gamybos kompetenciją. Susisiekite su mumis šiandien ir pradėkite savo kelionę link nepriekaištingos produkcijos.
DUK apie štampo liejimo trūkumus
Kokie yra dažniausi aukšto slėgio štampo liejimo defektai?
Povandenumas, šaltis, neužbaigtai ir paviršiaus defektai, tokie kaip pūslės ir srauto žymės, yra dažniausi stulbinantys aukšto slėgio štampo liejimo trūkumai. Šie trūkumai gali atsirasti dėl kai kurių veiksnių, nepriklausančių liejimo procesui, pavyzdžiui, temperatūros kontrolei ar sveikatai, ir be pakankamai išsekimo.
Kaip kontroliuojate poringumo defektus štampo liejimo procese?
Poringumo defektai liejant štampą gali būti išvengta tinkamai išleidžiant štampą, išlaikant nuoseklią lydymosi temperatūrą ir kontroliuojant injekcijos greitį. Be to, reikėtų naudoti dešinįjį lydinį, o turbulenciją, sukeliantį metalą į formą, reikėtų vengti, kad būtų sumažintas krašto proliferacija.
Kokia yra „Cold“ aukšto slėgio štampo liejimo priežastis?
Šaltas uždarymas pastebimas aukšto slėgio štampo liejime, kai profiliui užpildyti naudojami išlydytos metalo srautai visiškai ne visiškai sujungiami. Tai gali atsirasti dėl žemos lydymosi temperatūros, prasto įpurškimo greičio ar per didelio štampo aušinimo.
Kaip paviršiaus defektai, tokie kaip pūslės ir srauto žymės, daro įtaką štampo liejiniams?
Paviršiaus defektai, tokie kaip pūslės ir srauto žymės, daro ne tik štampų dalių estetiką, bet ir jų formos tikslumą ir fizines savybes. Šie trūkumai gali patirti papildomų išlaidų papildomai apdailai, pavyzdžiui, poliravimui ar šlifavimui -, kad būtų pasiekta reikiama kokybė.
Koks yra pagrindinis parametrų stebėjimas, kuris padėtų sumažinti liejimo defektus HPDC?
Aukšto slėgio štampo liejimo liejimo defektai gali būti sumažinami, jei proceso parametrai miršta temperatūra, lydymosi temperatūra, įpurškimo greitis ir ventiliacija yra gerai kontroliuojami. Laikydami štampo liejimo mašiną tinkamai darbe ir panaudojant aukštesnės kokybės lydinius, taip pat padės sumažinti defektus.
