Augstspiediena liešana (HPDC) ir izplatīts rūpniecības process, lai sarežģītu metāla daļas. Tomēr procesā var rasties daži liešanas defekti, tādējādi apdraudot gatavā produkta kvalitāti. Šajā rakstā ir aprakstīti galvenie ražošanas defekti HPDC, to cēloņi, kā tos var noteikt un kā no tiem var izvairīties. Izmantojot zināšanas par šiem defektiem un darījumiem ar tiem, ražotāji uzlabos operācijas vieglumu un liešanas procesu uzticamību.
Kas ir augstspiediena die liešana (HPDC)
Die liešana zem augsta spiediena (HPDC) attiecas uz metāla liešanas procesa kategoriju, kurā izkausēto metālu ievada tērauda die dobumā zem augsta spiediena. Die dobums ir izgatavots no divām rūdīta instrumentu tērauda pusēm, kas ir veidotas un darbojas kā pelējuma iežogojums. Izkausētajam metālam parasti ir nederīgs raksturs, piemēram, alumīnijs vai cinks, un tas tiek ievadīts ar lielu spiedienu, kas var būt no 1500 psi līdz 25400 psi. Šis spiediens ir krietni virs izkausētā metāla tvaika spiediena, nodrošinot, ka die dobums ir ātri un pareizi piepildīts un pēc tam ļauj iestatīt, tādējādi iegūstot liešanas komponentu, kas ir ļoti līdzīgs galaprodukta formai ar ļoti labu virsmas kvalitāti un precizitāti.
Die liešanas process
Die liešanas procesu var sadalīt dažādos posmos, kas ietver šādus posmus:
Preparāts : Tērauda miršanas ražošana ietver prātu tīrīšanu un eļļošanu un sildīšanu līdz noteiktai temperatūrai.
Kušana un injekcija : sakausējuma lietņi tiek uzlādēti un izkausēti krāsnī un pēc tam tiek turēti die liešanas mašīnas šāviena piedurknē. Pēc tam spiedienu pieliek ar virzuli, lai ātri piespiestu šķidro metālu piespiestu uz die ieliktni.
Dzesēšana un sacietēšana : pēc iespējas ātrāk atdzesējiet šo šķidro metālu un sacietējiet to blokā, kas ir iepriekš noteikts doba dobuma formā veidnes iekšpusē.
Izgrūšana : Reizēm die pusi atveras pēc tam, kad daļa ir atdzisusi un sacietējusi, un liešanas daļa tiek izmesta no dobuma, izmantojot ejektora tapas.
5. Apgriešana un apdare . Izgatavotā daļa tiek sagriezta no liekā metāla (Flash) un tiek pakļauta visiem citiem sekundāriem apdares procesiem, piemēram, apstrādi, virsmas apstrādi vai krāsošanu.
Kas ir liešanas defekti?
Procesa augsta spiediena liešana (HPDC) nav bez tā ražošanas defektiem, kas varētu būt nepietiekamas procesa kontroles rezultātā, izmantoto die vai izmantoto materiālu dizainu. Daži no šiem parastajiem ražošanas defektiem, kas saistīti ar HPDC, ietver gāzes porainību, saraušanās porainību, ieslēgumus, aukstus izslēgumus, lodēšanu, pūslīšus un plūsmas zīmes. Šāda veida defekti bieži izraisa zemākas mehāniskās īpašības, slikta virsmas apdare un priekšlaicīga liešanas detaļu kļūme. Turpmākajās sadaļās šie parastie HPDC defekti tiks sīki izstrādāti, tiks apspriesti to cēloņi un profilakses un noteikšanas pasākumi, lai ražotājiem varētu ražot kvalitatīvas die komponentus.
Ražošanas defektu veidi HPDC
Porainība die liešanas ražošanā
Porainitāte tiek raksturota kā nelielu atveres vai telpu klātbūtnes pakāpe, kas pastāv komponentā, ko bieži dēvē par izturīgu daļu. Šādi tukšumi var apdraudēt attiecīgās struktūras strukturālo pamatotību, tādējādi samazinot konkrētās komponenta stiprības un blīvēšanas spējas. Galvenokārt ir divas porainības defektu formas, kas novērotas spiediena liešanas (PDC) metodēs:
Gāzes porainība
Tas notiek, kad gaiss vai gāzes tiek ieslodzītas šķidrā metālā, kamēr tas tiek ievadīts, tādējādi veidojot apaļus vai sfēriskus dobumus
To var uzlabot, optimizējot ventilācijas atveru un injekcijas parametrus
Arī pelējuma virsmas tīra un sausa turēšana bez mitruma, taukiem vai eļļām palīdz samazināt gāzes porainības kroplības.
Saraušanās porainība
Sakarā ar metāla saraušanos, kas rodas sacietēšanas procesā, neregulāras formas dobumi, kas pazīstami kā sūkļaini tukšumi, parasti ir īpaši par biezākām izlases sekcijām.
Uzlabojot vārtus un stāvvadus un regulējot dzesēšanas ātrumu, to var samazināt.
Ir svarīgi risināt izlietnes zīmju problēmu un izvairīties no saraušanās porām, kad CAE lieto, lai modificētu termisko līdzsvaru un vienmērīgu sienas biezumu.
Ieslēgumi liešanas ražošanā
Ierobežojumi ir sveši materiāli, kas ieslodzīti die liešanas procesā un veidojas HPDC cikla laikā. Šie materiāli tiek klasificēti kā metāliski un nemetāliski ieslēgumi atkarībā no to dabas.
Metāliski ieslēgumi
Parasti veido oksīdi, starpmetāla sakausējumi un citi metāli
Ko izraisa izkausēta metāla, die smērviela vai mašīnas gabali
Ja kausējuma sagatavošana, filtrēšana un mašīnas uzturēšana ir veikta labi, ir iespējams izvairīties no metāliskiem ieslēgumiem
Nemetāliski ieslēgumi
Tie var ietvert keramikas putekļus, smiltis vai jebkuru ārēju materiālu
Parasti nāk klajā ar piesārņotu materiālu izmantošanas vai nepiespiestu pārvaldību dēļ
Nemetāliskos ieslēgumus var izvairīties, nodrošinot izejvielu kvalitāti un tīrību, kas paredzēta izzušanas procesa izejvielām un tīrībai
| Iekļaušanas tipa | sastāva | avotu | profilakses metodes |
| Metālisks | Oksīdi, intermetālieši, metāla daļiņas | Izkausēts metāls, die pārklājums, mašīnas komponenti | Kausēšanas sagatavošana, filtrēšana, mašīnas uzturēšana |
| Nemetālisks | Keramikas daļiņas, smiltis, svešķermeņi | Piesārņotas izejvielas, nepareiza apstrāde | Stingra izejvielu kvalitātes kontrole, tīra die liešanas vide |
Auksti izslēdzas liešanas ražošanā
Auksti izslēgti tiek novēroti kā lineāri sastopami pārtraukumi die liešanas daļās, kur divās metāla plūsmas nav pilnībā nepievienojušās dažādu metāla liešanas procesu laikā, kas ietver augsta spiediena pielietojumu die. Šīs kļūmes rada lielas problēmas HPDC ražošanā, nelabvēlīgi ietekmējot produktu izturību un liešanas produktu virsmas apdari.
Aukstu izslēgšanas cēloņi
Die liešanā vissvarīgāko aukstuma slēgšanas veidošanos var attiecināt uz vairākiem faktoriem, kas ir savstarpēji saistīti:
Izkausēta metāla temperatūra nav pietiekami augsta un sacietē ļoti ātri
Injekcijas ātrums nav pietiekami augsts, izraisot nepareizu metāla plūsmu
Vērtēšanas sistēmai ir nepilnīga, kā rezultātā dobums tiek nevienmērīgs
Ventilācija ir slikti novietota, tāpēc ir ieslodzītas gaisa kabatas
Die dobumam visā pasaulē nav vienmērīgas temperatūras
Injekcijas spiediena parametri injekcijas posmā netika pareizi noteikti
Ietekme uz produkta kvalitāti
Aukstā klātbūtne ievērojami ietekmē die komponentu veiktspēju:
Ievērojama mehānisko īpašību vājināšanās, jo trūkst saplūšanas
Zemāka pretestība ārējām slodzēm, kas saistītas ar lielāku tendenci uz plaisāšanu
Nepietiekama virsmas kvalitāte, kas sabojā produkta izskatu un lietojamību
Paaugstināta spiediena noplūde galvenajos die komponentos
Pilnīgas sistēmas neveiksmes riska palielināšanās, kā arī komponentu kalpošanas laiks
Komponentu apkalpošanas apstākļos noteiktas kļūmes zonas ir redzamas zem slodzes lāčiem
Zibspuldze die liešanas ražošanā
Zibspuldzes veidošanās augsta spiediena liešanas laikā notiek papildu metāla pārplūdes veidā starp divām die pusēm injekcijas fāzē, kas izraisa nevēlamu plānu izvirzījumu, kas līdzinās spuras gar liešanas daļu krustojumam. Šis defekts, kas diezgan bieži sastopams lējumos, kas veikti ar augsta spiediena liešanu, ietekmē ne tikai dimensiju, bet arī rada papildu izmaksas par apdares procesiem un saīsina die pretestību.
Zibspuldzes veidošanās iemesli
Ja nāvējošo virsmas tiek nēsātas vai bojātas un tās pareizi nesaskaņo pa atdalīšanas līnijām, tas bieži var izraisīt zibspuldzes klātbūtni, it īpaši ar zemu iespīlēšanas spiedienu, kā rezultātā die riešanu zem injekcijas spiediena. Šis scenārijs pasliktinās, ja injekcijas spiediens ir tik augsts, ka die slēgšanas sistēma neizdodas vai kad to ietekmē ķeksis, kas izraisa atdalīšanas līniju apdraudēšanu. Vairāki ražošanas trūkumi, piemēram, slikti izlīdzinātas die detaļas, die dobumu virsmas, kas lietošanas laikā tiek saskrāpētas, un stīvojošu ribu trūkums die ieliktņiem var izraisīt pārmērīgu lieces, ja tiek izdarīts spiediens, un tādējādi izraisīt mirgošanas pasliktināšanos.
Metodes, kā samazināt zibspuldzi
Regulāra die apkope un remonts
Pareiza iespīlēšanas spēka nodrošināšana
Injekcijas parametru optimizēšana
Flash slazdu iekļaušana die dizainā
Plūsmas zīmes die liešanas ražošanā
Kas ir plūsmas zīmes
Plūsmas zīmes ir redzamas noteiktos viļņos vai spirālveida modeļos uz die lējumu virsmām, īpaši netālu no vārtu porcijām un virs metāla plūsmas sekcijām. Šādas nepilnības virsmās izraisa nevienmērīgus modeļus, kas seko sacietēšanas līnijām un ir ļoti pamanāmi plānos sienas reģionos un apgabalos, kas atrodas tālu no injekcijas punktiem. Alumīnija spiediena liešanas laikā šīs virsmas parasti rada paralēlas līnijas, kas darbojas kā galvenais virsmas apdares trūkums, kā arī izmēru precizitāte.
Faktori, kas veicina plūsmas zīmes
Metāla temperatūras izmaiņas ir viens no nozīmīgākajiem faktoriem plūsmas zīmju veidošanā. Šajos gadījumos viskozitāte mainās pārkaršanas dēļ, kamēr dobums joprojām ir piepildīts ar izkausētu metālu, izraisa traucētu plūsmu un virsmas pārtraukumus. Pat nelielas atšķirības injekcijas ātrumā, īpaši plānās sienas sekcijās, saasina plūsmas zīmju parādības, ļaujot metālam plūst kļūdaini. Tas ir saistīts arī ar daudziem aspektiem, piemēram:
Metāla temperatūra zemāka par diapazonu, kas nepieciešams efektīvai dobuma piepildīšanai
Vārtu ātrums, kas izraisa pārmērīgu bīdes un no tā izrietošo plūsmas turbulenci
Nepietiekami ventilācijas atveres, kā rezultātā rodas pretestība materiāla plūsmai un vispārējiem procesa traucējumiem
NEVAINĪGA DIEBĀS DZIESĪBA, KURAM NEVAJADZĪGU
Izmaiņas sienu biezumā, kas prasa pēkšņu izkausētā metāla ātruma palielināšanos vai samazināšanos
Neefektīva vārtu izvietošana, kas rada nevienmērīgu metāla izkliedi
Pūslīši die liešanas ražošana
Uzliešanas virsmās atrastie blistera defekti ir ģeodēziskās formas virsmas defekti, kas rodas pēc liešanas. Pretstatā plūsmas zīmēm vai porainībai, šie defekti var attīstīties arī termiskās apstrādes vai apkalpošanas laikā, apstākļi, kas rada redzamus virsmas kropļojumus, kā arī vājās puses pašās struktūrās.
Pūslīšu cēloņi
Blistera veidošanās liešanas laikā galvenokārt notiek no ieslodzītajām gāzēm sacietēšanas laikā. Gāzes kabatas tiek izveidotas no metāla oksidācijas, kas ievadīts dobumā, kas vēlāk pagriežas uz siltumu; Šajā posmā arī smērvielas, kas ir paredzētas, lai palīdzētu ērti sacietēt, kļūst arī par gāzi. Nepietiekama dieķīmisko sadalīšanās produktu noņemšana, mitrums dobuma die kabatā, pārmērīga aerosolu un metālu oksidēšana, aizpildot dobumu, ir visi galvenie faktori, kas izraisa šo defektu. Šo problēmu rašanās parasti ir sliktāka, ja tiek paaugstināta riešanas virsmas temperatūra, jo tā izraisa lielāku gāzes veidošanos un turpmāku porainību palielinās termiskās iedarbības laikā.
Profilakses paņēmieni
Blistera riska pārvaldība šajā sakarā būtu saistīta ar pareizu temperatūras un eļļošanas sistēmu pārvaldību. Automatizētas smidzināšanas sistēmu izmantošana ar kontrolētu pārklājumu nodrošina, ka smērviela tiek uzklāta vienmērīgi, bez gāzes ģenerēšanas, kas pārvalda die temperatūru. Raugoties uz die dobuma ventilācijas uzturēšanu, kas uzlabota ar virsmas tīrīšanas pasākumiem un korpusa ģeometrijas dizainu, ievērojami samazina pildījuma turbulenci un gāzes iespiešanās efektu.
Nepareizi die liešanas ražošana
Nepilnīga pelējuma dobuma pildīšana
Nepareizi vai nepareizi pārvaldīts defekts tiek definēts kā defekts no nepilnīgas die dobuma piepildīšanas ar izkausēto metālu. Šādi defekti rodas daļās, kurām raksturīgas funkcijas, kurām trūkst vai nav pilnībā izveidojies. Šie liešanas defekti parasti ir ierobežoti ar plānām sekcijām un presu reģioniem vistālāk no vārtiem, kur metāls jau ir sacietējis pirms visa dobuma piepildīšanas. Nepareizi efekti ir ierobežoti ne tikai ar detaļu izmēru neprecizitātēm; Viņi bieži sabojā arī lējumu mehāniskās īpašības un virsmas kvalitāti.
Tiesiskās aizsardzības līdzekļi
Darbs ar nepareiziem defektiem ir problēma, kurai nepieciešama koncentrēta metāla plūsmas un temperatūras kontroles rūpība. Die un metāla temperatūra ir jāuzglabā procesa diapazonā optimālam lietojumam, kamēr vārtu pozīcijām jābūt atbilstoši, lai uzlabotu plūsmas modeļus. Palielināta ventilācija traucējošos reģionos, kā arī modificēts iesmidzināšanas ātrums un mainītās sienas biezuma variācijas nodrošina dobuma piepildīšanu, tiek panākta apmierinoši. Pārmērīgas pozīcijas pielāgošana un kontrole procesa laikā tiek veikta arī, lai labāk veiktu liešanas procesu un samazinātu nepareizu defektu samazināšanu augsta spiediena die liešanas die.
Faktori, kas veicina ražošanas defektus liešanas procesā
Ražošanas defektu veidošanos augstspiediena liešanas procesā var attiecināt uz dažādiem elementiem. Novērtējot šos elementus un pienācīgi risinot tos, tomēr tas ļauj liešanas ražotājiem efektīvi novērst defektus un uzlabot viņu lējumu vispārējo kvalitāti. Daži no svarīgiem faktoriem, kas saistīti ar ražošanas defektiem HPDC, ir apskatīti turpmāk.
Nepareiza die dizains
Casting Die ražošana ir ļoti svarīga, ciktāl tas attiecas uz gala dalībnieku kvalitāti. Nepareizi noformēta mirkļa rezultāts rada vairākus liešanas defektus, piemēram:
Gasporitāte: kur gāze ir ieslodzīta sliktas ventilācijas vai gāzes porainības projektēšanas dēļ.
ColdShuts: šo defektu īpašais iemesls parasti attiecas uz sliktu vārtu sistēmu, kurā metāls ir lēns vai turbulents plūsmā, izraisot aukstas aizvēršanas defektus.
Nepareizi: slikti izstrādāti stāvvadi un vārti.
Lai izvairītos no darbības traucējumiem attiecībā uz konfigurāciju, ieteicams ražotājiem rīkoties šādi:
Izmantojiet pareizu vārtu vai skrējēja sistēmas dizainu, lai metāls spētu efektīvi plūst un gaisa aizbēgt.
Jānosaka arī noteikums ventilācijai, kad tiek veikta iesmidzināšanas liešana, lai ļautu izkļūt no jebkādām gāzēm.
Pirms die ražošanas sākšanas uzklājiet Die dizaina simulāciju Die dizainos un uztveriet bažas.
Nepareizi procesa parametri
HPDC procesa panākumi lielā mērā ir atkarīgi no pareizo procesa parametru saglabāšanas. Atkāpes no optimāliem iestatījumiem var izraisīt dažādus ražošanas defektus. Galvenie procesa parametri ir:
Izkausējuma temperatūra: ja tas ir pārāk zems, tas var izraisīt aukstumu un nepareizi; Ja tas ir pārāk augsts, tas var izraisīt gāzes porainību un mirt lodēšanu.
Injekcijas spiediens un ātrums: Nepietiekams spiediens vai ātrums var izraisīt nepilnīgu pildījumu un nepareizi, savukārt pārmērīgs spiediens var izraisīt zibspuldzi un nāvi.
Dzesēšanas ātrums: nevienmērīga vai nepietiekama dzesēšana var izraisīt saraušanās porainību un deformāciju.
Lai samazinātu defektus, ko izraisa nepareizi procesa parametri, ražotājiem vajadzētu:
Izveidojiet un uzturiet optimālus procesa iestatījumus, pamatojoties uz sakausējumu, daļu ģeometriju un Die dizainu.
Regulāri uzraudziet un vadības procesa parametrus, izmantojot sensorus un automatizētas sistēmas.
Veiciet periodiskas revīzijas un pēc vajadzības pielāgojiet parametrus, lai nodrošinātu konsekvenci.
Metāla sastāvs un kvalitāte
Metāla sakausējuma kombinācijai un kvalitātei ir daudz sakara ar rūpniecisko defektu cēloņiem. Šīs problēmas, kas satraucas par die liešanu, ir tās, kas saistītas ar metāla sastāvu un kvalitāti, kas ietver:
Piemaisījumi: svešie materiāli, kas atrodas liešanas metālā, var veidot serdeņus, ieslēgumus vai sliktu metāla struktūru.
Kompozīcijas variācijas: Ekstrēmas izmaiņas sakausējuma sastāvā var izraisīt neparedzamus saraušanās raksturlielumus un mainīt arī materiāla iekšējo plūsmu.
Ūdeņraža saturs: Gāzes porainību var izraisīt ūdeņraža koncentrācijas palielināšanās izkausētā metāla ietvaros.
Lai mazinātu metāla sastāvu un kvalitātes problēmas, ražotājiem ieteicams šādas darbības:
Iegūstiet izejvielas no atzītiem un uzticamiem avotiem.
Uzstādiet stingras kvalitātes nodrošināšanas sistēmu, pārbaudot saņemtos materiālus un to sastāvu.
Uzklājiet metālam kausējuma procedūras, piemēram, degvielu, plūstot, lai attīrītu metālus un mainītu ūdeņraža saturu.
Nepietiekama die liešanas aprīkojuma uzturēšana
Kvalitatīvu lējumu konsekventa ražošanā ir ļoti svarīgi savlaicīgi rūpēties par die liešanas mašīnām. Ja tas nav parūpējies, var rasties daži ēkas defekti, piemēram:
Zibspuldze: Nodalīto mirstību virsmas izraisa zibspuldzi, jo starp divām die pusēm iet daži metāls.
Lodēšana: Die var būt arī lodēšana, kur šķidrā metāla pielipšana uz die virsmas nepietiekamas eļļošanas vai dzesēšanas dēļ.
Dimensiju neprecizitātes: detaļu izmēri var nebūt vienādi sastāvdaļu vai neatbilstības dēļ.
Lai novērstu vai samazinātu ar aprīkojuma uzturēšanu saistīto defektu ietekmi, uzņēmumiem ieteicams:
Veiciet sistemātisku profilaktiskās apkopes grafiku visām Die liešanas mašīnām.
Cītīgi pārbaudiet kodola nodilumu vai bojājumus tam, ieliktņos un citās valkāšanas daļās un vajadzības gadījumā veiciet atjaunošanas darbus.
Kontrolējiet stieņu virsmu iekšējo un ārējo dzesēšanu un eļļošanu, lai pasargātu no lodēšanas un pārmērīgiem bojājumiem.
Secinājums
Noslēgumā jāsecina, ka izpratne un risināšana par kopīgiem ražošanas defektiem augsta spiediena liešanā, piemēram, porainība, ieslēgumi, aukstums, zibspuldzes, plūsmas zīmes, pūslīši un nepareizi, ir izšķiroša nozīme augstas kvalitātes detaļu ražošanā. Identificējot šo defektu cēloņus, kas ietver nepareizu noformējumu, nepareizus procesa parametrus, metāla sastāvu un kvalitātes jautājumus, kā arī neatbilstošu die liešanas iekārtu uzturēšanu, ražotāji var ieviest mērķtiecīgus profilakses un kontroles pasākumus. Defektu samazināšana ne tikai uzlabo produktu kvalitāti un veiktspēju, bet arī uzlabo klientu apmierinātību un lojalitāti.
Vai esat gatavs paaugstināt savu liešanas kvalitāti? Komandas MFG ekspertu risinājumi un pierādītie sasniegumi Precision Die liešanā var palīdzēt sasniegt izcilību ražošanā. Sazinieties ar mums šodien, lai sāktu savu ceļojumu uz nevainojamu ražošanu.
FAQ par die liešanas defektiem
Kādi ir visizplatītākie augsta spiediena liešanas defekti?
Porainitāte, aukstums izslēgti, nepilnīgi un virsmas defekti, piemēram, pūslīši un plūsmas zīmes, ir visizplatītākie satriecošie augsta spiediena liešanas defekti. Šie defekti var rasties dažu faktoru dēļ ārpus liešanas procesa, piemēram, temperatūras kontroles vai veselības, un bez pietiekama izsīkuma.
Kā jūs kontrolējat porainības defektus die liešanas procesā?
Porainības defektus die liešanā var novērst, pareizi ventējot die, saglabājot nemainīgu kausējuma temperatūru un kontrolējot injekcijas ātrumu. Turklāt būtu jāizmanto pareizais sakausējums, un jāizvairās no turbulences, kas metālus veido veidnē, lai samazinātu proliferāciju.
Kāds ir iemesls aukstuma izslēgšanai augsta spiediena die liešanā?
Auksti izslēgti tiek novēroti augstspiediena liešanā, kad izkausētās metāla straumes, kuras tiek izmantotas profila aizpildīšanai, pilnībā nepievienojas. Tas var rasties zemas kausēšanas temperatūras, slikta iesmidzināšanas ātruma vai pārmērīgas diešu dzesēšanas dēļ.
Kā virsmas defekti, piemēram, pūslīši un plūsmas zīmes, ietekmē lējumus?
Virsmas defekti, piemēram, pūslīši un plūsmas zīmes, ietekmē ne tikai die daļu estētiku, bet arī to formas precizitāti un fiziskās īpašības. Šiem defektiem var rasties papildu izmaksas papildu apdarei - piemēram, pulēšanai vai slīpēšanai -, lai sasniegtu nepieciešamo kvalitāti.
Kāda ir galvenā parametru uzraudzība, kas palīdzētu samazināt liešanas defektus HPDC?
Augsta spiediena liešanas defektu liešanu var samazināt, ja procesa parametri mirst temperatūra, kausēšanas temperatūra, iesmidzināšanas ātrums un ventilācija ir labi kontrolēta. Diešanas mašīnas uzturēšana labā darba kārtībā un augstākas kvalitātes sakausējumu izmantošana arī palīdzēs samazināt defektus.
