Visok tlak vlivanje (HPDC) je pogost industrijski postopek za masno proizvodnjo zapletenih kovinskih delov. Kljub temu se lahko v postopku pojavijo nekatere napake v vlivanju, kar posledično ogroža kakovost končnega izdelka. V tem prispevku so opisane glavne proizvodne napake v HPDC, njihove vzroke, kako jih je mogoče zaznati in kako se jim lahko izognemo. S poznavanjem teh napak in ukvarjanjem z njimi bodo proizvajalci izboljšali enostavnost obratovanja in zanesljivost postopkov litanja matrice.
Kaj je visok tlak matrice (HPDC)
Die Liting pod visokim tlakom (HPDC) se nanaša na kategorijo procesa vlivanja kovin, pri čemer se staljena kovina vbrizga v jekleno votlino pod visokim tlakom. Die votlina je narejena iz dveh polovic utrjenega orodja, ki sta oblikovana in deluje kot ohišje plesni. Staljena kovina je po naravi ponavadi neželena, na primer aluminija ali cinka in se vbrizga pri visokih tlakih, ki segajo od 1500 psi do 25400 psi. Ta tlak je precej nad parnim tlakom staljene kovine, ki zagotavlja, da se die votlina hitro in pravilno napolni in nato pusti, da se nastavi, s čimer dobimo lito komponento, ki je zelo podobna končni obliki izdelka z zelo dobro kakovostjo površine in natančnostjo.
Proces kastinga
Postopek vlivanja matrice je mogoče razčleniti na različne faze, ki vključujejo naslednje:
Priprava matrice : Proizvodnja jeklenih matric vključuje čiščenje in mazanje matric in segrevanje na določeno temperaturo.
Taljenje in vbrizgavanje : Ingoti zlitine se napolnijo in stopijo v peči, nato pa jih držijo v strelskem rokavu matričnega kastinga. Nato pritisnete s batom, da se tekoča kovina hitro prisili na vložek matrice.
Hlajenje in strjevanje : čim prej ohladite to tekočo kovino in jo strnijte v bloku matrice, ki je vnaprej določeno v obliki votle votline znotraj kalupa.
Izmet : Včasih se polovice matrice odprejo, ko se del ohladi in utrdi, lito del pa se izvleče iz votline z uporabo izmetalnih zatičev.
5. Obrezovanje in zaključek . Izdelani del je izrezan iz odvečne kovine (bliskavice) in je podvržen vsem drugim postopkom sekundarne dodelave, kot so obdelava, površinska obdelava ali barvanje.
Kaj so napake v litini?
Proces visokotlačnega vlivanja (HPDC) ni brez njegovih proizvodnih napak, kar bi lahko bilo posledica neustreznega nadzora nad postopkom, zasnove matrice ali uporabljenih materialov. Nekatere od teh pogostih proizvodnih napak, povezane s HPDC, vključujejo poroznost plina, poroznost krčenja, vključitve, hladno zapiranje, spajkanje, pretisne omoti in pretočne oznake. Te vrste napak pogosto povzročijo nižje mehanske lastnosti, slabo površinsko obdelavo in prezgodnjo odpoved vlivanih delov. V naslednjih razdelkih bodo te običajne napake HPDC podrobno razdelane, razpravljali bodo o njihovih vzrokih ter o ukrepih za preprečevanje in odkrivanje, da bodo proizvajalcem omogočili izdelavo kakovostnih komponent lita.
Vrste proizvodnih napak v HPDC
Poroznost v proizvodnji litinga
Poroznost je opisana kot stopnja prisotnosti majhnih odprtin ali presledkov, ki obstajajo znotraj komponente, ki jih pogosto imenujemo delček. Takšne praznine lahko ogrozijo strukturno trdnost zadevne strukture in tako zmanjšajo sposobnost moči in tesnjenja komponente. Obstajata predvsem dve obliki napak v poroznosti, ki jih opazimo v tehnikah s pritiskom (PDC):
Poroznost plina
Poteka, ko se zrak ali plini med injicirajo v tekočo kovino, kar ima za posledico nastanek okroglih ali sferičnih votlin
Lahko ga izboljšamo z optimizacijo zasnove zračnikov in parametrov injiciranja
Prav tako ohranjanje površine kalupa čisto in suho brez vlage, maščob ali olj pomaga zmanjšati deformacije poroznosti plina.
Poroznost krčenja
Zaradi krčenja kovine, ki se pojavi v procesu strjevanja, se vdolbine v obliki nepravilne oblike, znane kot gobaste praznine, na splošno pojavljajo predvsem o debelejših odsekih v zasedbi.
Z izboljšanjem sistema vrat in dvižnih sistemov ter uravnavanjem hitrosti hlajenja je to mogoče zmanjšati.
Ključnega pomena je, da se lotite vprašanja znakov umivalnikov in se izognete krčenja pore, če uporabljate CAE za spreminjanje litega dela matrice za toplotno ravnovesje in enakomerno debelino stene.
Vključitve v proizvodnjo kastinga
Vključitve so zunanji materiali, ki se ujamejo v postopek vlivanja matrice in se tvorijo med ciklom HPDC. Ti materiali so razvrščeni kot kovinski in nemetalni vključki, odvisno od njihove narave.
Kovinske vključke
Običajno sestavljeni iz oksidov, medmetalnih zlitin in drugih kovin
Ki jih povzroča bodisi staljena kovina, mazivo ali stroji
Če se priprava taline, filtracija in vzdrževanje stroja dobro opravi, se je mogoče izogniti kovinskim vključkom
Nevidine vključitve
Ti lahko vključujejo keramični prah, pesek ali kateri koli zunanji material
Na splošno se pojavijo zaradi uporabe onesnaženih materialov ali neresnega upravljanja
Nedevalnemu vključevanju se lahko izognemo z zagotavljanjem kakovosti surovin in čistočo postopka izpiranja matrice
| Vključitve Vrsta | Vrsta | virov virov | Preprečevanje metod |
| Kovinsko | Oksidi, intermetalni, kovinski delci | Staljena kovina, matrica, premaza, komponente strojev | Priprava taline, filtracija, vzdrževanje stroja |
| Nemetalni | Keramični delci, pesek, tuja snov | Kontaminirane surovine, nepravilno ravnanje | Strog nadzor kakovosti surovin, okolje za čiščenje matrice |
Hladni zapihi v proizvodnji kastinga
Hladni zapiri opazimo kot linearno prekinitve diskontinuitet v litih delih, kjer se dva kovinska toka med različnimi kovinskimi postopki vlivanja, ki vključujejo uporabo visokega tlaka v matrici, se ne združujeta v celoti. Te okvare predstavljajo velike težave pri proizvodnji HPDC, ki negativno vplivajo na moč izdelka in na površinski zaključek vlivanih izdelkov.
Vzroki za hladne zapiranje
Pri vlivanju die lahko najpomembnejše tvorbo hladnega zapiranja pripišemo številnim dejavnikom, ki so medsebojno povezani:
Temperatura staljene kovine ni dovolj visoka in se zelo hitro utrdi
Hitrost injiciranja ni dovolj visoka, kar povzroča napačen pretok kovin
Sistem za ganting je primanjkovan, kar ima za posledico neenakomerno polnjenje votline
Odzračevanje je slabo nameščeno, zato obstajajo ujeti zračni žepi
Die votlina nima enakomerne temperature
Parametri tlaka vbrizgavanja niso bili pravilno postavljeni med fazo vbrizgavanja
Vpliv na kakovost izdelka
Prisotnost hladnih zaprtja pomembno vpliva na uspešnost komponent litine:
Precejšnje oslabitev mehanskih lastnosti zaradi pomanjkanja fuzije
Nižja odpornost na zunanje obremenitve zaradi večje nagnjenosti
Pomanjkljiva kakovost površine, ki tarnata videz in uporabnost izdelka
Povečano uhajanje tlaka v ključnih sestavnih delih matrice
Povečanje tveganja za neuspeh celotnega sistema in življenjsko dobo komponent
V servisnih pogojih komponent so določena območja okvare vidna pod medvedi obremenitve
Flash in Die Casting Manufacturing
Nastajanje bliskavice v visokotlačnem vlivanju matrice se pojavi v obliki dodatnega kovinskega preliva med obema polovicama matrice med fazo injekcije, kar vodi do neželenih tankih izrastkov, ki spominjajo na plavuti vzdolž stičišča malicnih delov. Ta okvara, ki jo pogosto najdemo v litih, narejenih z visokim tlačnim litijem, ne vpliva samo na dimenzijo, ampak tudi povzroči dodatne stroške pri končnih procesih in skrajša odpornost proti matrici.
Razlogi za oblikovanje bliskavice
Ko se površine matric nosijo ali poškodujejo in se ne ujemajo pravilno vzdolž razseljenih črt, lahko to pogosto sproži prisotnost bliskavice, zlasti z nizkim vpenjalnim tlakom, kar povzroči raztapljanje matrice pod tlakom vbrizgavanja. Ta scenarij se poslabša, ko je tlak vbrizgavanja tako visok, da sistem zapiranja matrice ne uspe ali ko nanj vpliva na Warpageu, zaradi česar so ogrožene črte. Več pomanjkljivosti proizvodnje, kot so slabo poravnani deli matrice, površine vdolbinic, ki se med uporabo opraskajo, in pomanjkanje zaostrenih reber za vložke matrice lahko privede do pretiranega upogiba, ko se pritisk pritiska in tako povzroči utripanje, da se poslabša.
Metode za zmanjšanje bliskavice
Redno vzdrževanje in popravilo
Zagotavljanje ustrezne sile vpenjanja
Optimizacija parametrov injiciranja
Vključitev bliskovnih pasti v oblikovanje matrice
Pretočne oznake v proizvodnji litinga
Kaj so pretočne oznake
Pretočne oznake so vidne v določenih valovitih ali spiralnih vzorcih na površinah uličnih ulitkov, zlasti v bližini vrat in čez kovinske pretočne odseke. Takšne nepopolnosti na površinah povzročajo neenakomerne vzorce, ki sledijo linijam strjevanja in so zelo izrazite v tankih stenskih območjih in območjih, ki so daleč od točk vbrizgavanja. V Aluminijevem tlaku te površine na splošno ustvarjajo vzporedne črte, ki delujejo kot glavna pomanjkljivost za površinsko obdelavo in tudi dimenzijsko natančnost.
Dejavniki, ki prispevajo k pretokom
Razlike v temperaturi kovine so eden najpomembnejših dejavnikov pri tvorbi pretočnih znamk. V teh primerih se viskoznost spremeni zaradi pregrevanja, medtem ko je votlina še vedno napolnjena s staljeno kovino, povzroči moten pretok in površinske prekinitve. Celo manjše razlike v hitrosti vbrizgavanja, zlasti na tankostenskih odsekih, poslabšajo pojave pretočnih znamk, tako da kovine omogočajo, da zmotno pretaka. To je povezano tudi s številnimi vidiki, kot so:
Temperatura kovine nižja od območja, potrebnega za učinkovito polnjenje votline
Hitrost vrat, ki povzroča prekomerno striženje in posledično turbulenco
Nezadostne odprtine, kar ima za posledico odpornost na pretok materiala in splošno motnjo postopka
Neenakomerno hlajenje, kar vodi do nezaželenih vzorcev pretoka in strjevanja
Spremembe debeline sten, ki zahtevajo nenadno povečanje ali zmanjšanje hitrosti staljene kovine
Neučinkovito pozicioniranje vrat, kar ima za posledico neenakomerno razpršitev kovine
Pretisni omoti umrejo za kasting proizvodnjo
Napake pretiha, ki jih najdemo na površinah v litih, so geodetske okvare površinske površine, ki se pojavijo po vlivanju. V nasprotju s pretočnimi oznakami ali poroznostjo se lahko te napake razvijejo tudi med toplotno obdelavo ali storitvami, pogoji, ki povzročajo vidne površinske popačenja, pa tudi slabosti znotraj samih struktur.
Vzroki pretiha
Vlivanje pretiha v matrih prihaja predvsem iz ujetih plinov med strjevanjem. Plinski žepi so ustvarjeni iz oksidacije kovine, vbrizgane v votlino, ki se kasneje obrne na toploto; Na tej stopnji postanejo tudi maziva, ki naj bi pomagala olajšati utrjevanje litij. Neustrezno odstranjevanje izdelkov za razgradnjo, ki se ukvarja z die-kemijskim razgradnji, vlago v žepu votline, prekomerna uporaba razpršilcev in oksidacija kovin med polnjenjem votline so med glavnimi dejavniki, ki povzročajo to okvaro. Pojav teh težav je običajno slabši, kadar so temperature na površini povišane, ker vodijo do večjega nastajanja plina in nadaljnjega povečanja poroznosti med toplotno izpostavljenostjo.
Tehnike preprečevanja
Upravljanje omotov tveganja v zvezi s tem bi pomenilo pravilno upravljanje temperature in mazalnih sistemov. Uporaba avtomatiziranih sistemov za brizganje z matrico z nadzorovanim pokritjem zagotavlja, da se mazivo uporablja enakomerno brez prekomerne proizvodnje plina, ki upravljajo s temperaturo matrice. Obravnavanje vzdrževanja prezračevanja v votlini, okrepljeno z ukrepi čiščenja površin in zasnovo geometrije ohišja, znatno zmanjšuje turbulenco sektorja zapolnjevanja in učinek vpenjanja plina.
Misruns die kasting proizvodnja
Nepopolno polnjenje plesni
Napačna ali napačna napaka je opredeljena kot napaka zaradi nepopolnega polnjenja die votline s strani staljene kovine. Takšne napake se pojavljajo v delih, za katere so značilne funkcije, ki manjkajo ali niso v celoti oblikovane. Te napake v liti so običajno omejene na tanke odseke in območja matric, ki so najbolj oddaljeni od vrat, kjer je kovina že utrjena pred polnjenjem celotne votline. Napadni učinki niso omejeni le na dimenzijske netočnosti delov; Pogosto pokvarijo tudi mehanske lastnosti in površinsko kakovost litin.
Pravna sredstva za napake
Ukvarjanje z napačnimi napakami je težava, ki zahteva osredotočeno zaskrbljenost zaradi pretoka kovin in nadzora temperature. Temperature matrice in kovin je treba ohraniti v območju procesa optimalno za aplikacijo, medtem ko je treba položaje vrat ustrezno namestiti za izboljšanje vzorcev pretoka. Povečano odzračevanje v težavnih regijah, skupaj s spremenjenimi hitrostmi vbrizgavanja in spremenjenimi spremembami debeline stene, zagotavlja, da se zapolnitev votline doseže zadovoljivo. Nastavitev in nadzor položaja Overfoes med postopkom se izvaja tudi za boljše delovanje postopka vlivanja in zmanjšanje napačnih napak pri visokem tlačnem matričnem maluju.
Dejavniki, ki prispevajo k proizvodnim napakam v procesu igranja
Oblikovanje proizvodnih napak med postopkom vlivanja z visokim tlakom lahko pripišemo različnim elementom. Če cenite te elemente in jih pravilno obravnavate, vendar omogoča proizvajalcem v kastingu, da učinkovito odpravijo napake in izboljšajo splošno kakovost njihovih ulitkov. Nekateri pomembni dejavniki, povezani s proizvodnimi napakami v HPDC, so obravnavani spodaj.
Nepravilno oblikovanje
Kating die proizvodnja je zelo pomembna, kar zadeva kakovost končne zasedbe. Zlaba zasnovana die povzroči številne okvare vlivanja, kot so:
BASPORIOST: Kjer je plin ujet zaradi slabega odzračevanja ali zasnove poroznosti plina.
Coldshuts: Specifični vzrok teh napak se običajno nanaša na slab sistem, kjer je kovina počasna ali burna v pretoku, ki povzroča okvare hladnega zapiranja.
Napaki: slabo zasnovani dvižniki in vrata.
Da bi se izognili okvari v zvezi s konfiguracijami die, je priporočljivo, da proizvajalci naredijo naslednje:
Uporabite pravilno zasnovo sistema za ganting ali tekače, tako da lahko kovina učinkovito teče in pobegne zrak.
Pri izvedbi injiciranja je treba zagotoviti tudi odzračevanje, da se omogoči pobeg vseh plinov.
Uporabite simulacijo oblikovanja die na oblikovanje modelov in zajetje, ki jih skrbijo področja, preden se začne proizvodnja.
Nepravilni parametri procesa
Uspeh procesa HPDC se močno opira na vzdrževanje pravilnih parametrov procesa. Odstopanja od optimalnih nastavitev lahko povzročijo različne proizvodne napake. Ključni parametri procesa vključujejo:
Temperatura taline: Če je prenizka, lahko povzroči hladne zapiranje in napačne; Če previsoko, lahko privede do poroznosti plina in umre spajkanje.
Vbrizgavalni tlak in hitrost: Nezadostni tlak ali hitrost lahko povzroči nepopolno polnjenje in napake, medtem ko lahko prekomerni tlak povzroči obrabo bliskavice in utrin.
Hitrost hlajenja: Neenakomerno ali neustrezno hlajenje lahko privede do poroznosti krčenja in upogibanja.
Da bi zmanjšali napake, ki jih povzročajo napačni parametri procesa, bi morali proizvajalci:
Vzpostavite in vzdržujte optimalne nastavitve procesov, ki temeljijo na zlitini, geometriji dela in dizajnu.
Redno spremljajte in nadzorujte parametre procesa s pomočjo senzorjev in avtomatiziranih sistemov.
Izvedite periodične revizije in po potrebi prilagodite parametre, da zagotovite doslednost.
Kovinska sestava in kakovost
Kombinacija in kakovost kovinske zlitine, ki izteka dieto, ima veliko povezave z vzroki za industrijske napake. Ti problemi, ki skrbijo za litje, so tisti, povezani s kompozicijo in kakovostjo kovine, ki vključujejo:
Nečistoče: Tuji materiali, ki so prisotni v lito kovine, lahko tvorijo jedra, vključitve ali slabo strukturo kovine.
Spremembe sestave: Ekstremne spremembe sestave zlitine lahko povzročijo nepredvidljive značilnosti krčenja in spreminjajo tudi notranji pretok materiala.
Vsebnost vodika: Poroznost plina lahko povzroči povečanje koncentracije vodika znotraj staljene kovine.
Da bi ublažili kovinsko sestavo in težave s kakovostjo, se proizvajalcem priporočajo naslednji koraki:
Pridobite surovine iz priznanih in zanesljivih virov.
Namestite togi sistem zagotavljanja kakovosti s pregledom prejetih materialov in njihovo sestavo.
Za čiščenje kovin in spreminjanje vsebnosti vodika nanesite obdelavo taline na kovino, kot je razpadanje s tokom.
Neustrezno vzdrževanje opreme za vlivanje matric
Pravočasna oskrba strojev za litiranje matric je zelo pomembna pri dosledni proizvodnji kakovostnih ulitkov. Če ne poskrbijo, se lahko pojavijo nekatere napake v stavbi, na primer:
Flash: Površine matric, ki so dotrajane, povzročajo bliskavico, ker nekaj kovine gre med obema polovicama matrice.
Spajkanje: matrica ima lahko tudi spajkanje, kjer se na površini matrice zaradi nezadostnega mazanja ali hlajenja matrice drži na površini matrice.
Dimenzijske netočnosti: Del dimenzije morda niso enake zaradi nošenja komponent ali neskladja.
Da bi odpravili ali zmanjšali vpliv napak, povezanih z vzdrževanjem opreme, je priporočljivo, da podjetja:
Izvedite sistematični preventivni urnik vzdrževanja za vse stroje za vlivanje.
Pridno preverite obrabo ali poškodbe jedra, vložkov in drugih delov, ki jih nosijo, in po potrebi opravite obnovitveno delo.
Nadzirajte notranje in zunanje hlajenje in mazanje matričnih površin, da se zaščiti pred spajkanjem in prekomernimi poškodbami.
Zaključek
Za zaključek je za proizvodnjo kakovostnih delov ključnega pomena razumevanje in reševanje skupnih napak pri vlivanju z visokim pritiskom, kot so poroznost, vključitve, hladni zapihi, bliskavice, pretočne točke, pretisni omoti in napake. Z prepoznavanjem vzrokov teh napak, ki vključujejo nepravilno zasnovo matrice, napačne parametre procesa, kovinske sestave in težave s kakovostjo ter neustrezno vzdrževanje opreme za litiranje matrice, lahko proizvajalci izvedejo ciljno usmerjene ukrepe za preprečevanje in nadzor. Zmanjšanje napak ne samo poveča kakovost in uspešnost izdelka, ampak tudi izboljša zadovoljstvo strank in zvestobo.
Ste pripravljeni dvigniti kakovost kastinga? Strokovne rešitve Team MFG in dokazane izkušnje pri pretensiranju Die Casting vam lahko pomagajo doseči proizvodno odličnost. Povežite se z nami, da začnete pot do brezhibne proizvodnje.
Pogosta vprašanja o okvarah kastinga
Katere so najpogostejše okvare pri ulivanju z visokim tlakom?
Poroznost, hladni zapihi, nepopolne in površinske okvare, kot so mehurje in pretočne oznake, so najpogostejše osupljive okvare pri vlivanju z visokim tlakom. Te napake se lahko pojavijo zaradi nekaterih dejavnikov zunaj procesa vlivanja, kot sta nadzor temperature ali zdravje in brez zadostne izčrpanosti.
Kako nadzorujete okvare poroznosti v postopku vlivanja matrice?
Poročne napake pri vlivanju matrice se lahko preprečijo s pravilnim odzračevanjem matrice, ohranjanjem konstantnih temperatur taline in nadzorom hitrosti vbrizgavanja. Nadalje je treba uporabiti pravo zlitino in turbulenco, ki kovino vliva v kalup, se je treba izogniti, da bi zmanjšali širjenje roba.
Kaj je razlog za hladno zapiranje v visokotlačnem kastingu?
Pri vlivanju z visokim tlakom opazimo hladne zapiranje, ko se staljeni kovinski tokovi, ki se uporabljajo za polnjenje profila, ne povezujejo popolnoma. To se lahko pojavi zaradi nizke temperature taline, slabe hitrosti vbrizgavanja ali prekomernega hlajenja matrice.
Kako površinske okvare, kot so pretisni omoti in pretočne oznake, vplivajo na litine?
Površinske okvare, kot so mehurje in pretočne znamke, ne vplivajo le na estetiko matričnih litilnih delov, ampak tudi na njihovo natančnost oblike in fizične značilnosti. Te napake lahko povzročijo dodatne stroške pri dodatni dodelavi - na primer poliranje ali mletje -, da bi dosegli zahtevano kakovost.
Kateri so glavni spremljanje parametrov, ki bi pomagali zmanjšati okvare vlivanja v HPDC?
Napake v vlivanju v srednjem delu visokega tlaka je mogoče zmanjšati, če so parametri procesa umrejo temperaturo, temperatura taline, hitrost vbrizgavanja in odzračevanje dobro nadzorovane. Ohranjanje matrice v dobrem stanju in uporaba vrhunskih zlitin bo pomagala tudi pri zmanjšanju napak.
