Yüksek basınçlı kalıp dökümü (HPDC), karmaşık metal parçaları kitlesel olarak üretmek için ortak bir endüstriyel süreçtir. Bununla birlikte, süreç içinde bazı döküm kusurları ortaya çıkabilir ve sonuç olarak bitmiş ürünün kalitesinden ödün verebilir. Bu makale, HPDC'deki ana üretim kusurlarını, nedenlerini, nasıl tespit edilebileceklerini ve bunların nasıl önlenebileceğini özetlemektedir. Bu kusurların bilgisi ve onlarla uğraşarak üreticiler, kalıp döküm süreçlerinin çalışma kolaylığını ve güvenilirliğini artıracaktır.
Yüksek basınç altında kalıp döküm (HPDC), erimiş metalin yüksek basınç altında çelik bir kalıp boşluğuna enjekte edildiği bir metal döküm işlemi kategorisine atıfta bulunur. Kalıp boşluğu, şekillendirilmiş ve bir kalıp muhafazası gibi çalışan sertleştirilmiş alet çeliğinin iki yarısından yapılır. Erimiş metal genellikle doğada, örneğin alüminyum veya çinko, 1500 psi ila 25400 psi arasında değişebilecek yüksek basınçlarda enjekte edilir. Bu basınç, erimiş metalin buhar basıncının çok üzerindedir ve kalıp boşluğunun hızlı ve düzgün bir şekilde doldurulmasını ve daha sonra ayarlanmasına izin verilmesini sağlar, böylece çok iyi yüzey kalitesi ve hassasiyeti ile nihai ürün şekline çok benzer bir döküm bileşeni elde eder.
Die döküm işlemi aşağıdakileri içeren çeşitli aşamalara ayrılabilir:
Kalıp Hazırlama : Çelik kalıpların üretimi, kalıpların temizlenmesini ve yağlanmasını ve belirli bir sıcaklığa ısıtmayı içerir.
Eritme ve enjeksiyon : Alaşımlı ingotlar bir fırında şarj edilir ve eritilir ve daha sonra kalıp döküm makinesinin bir atış kolunda tutulur. Daha sonra basınç, sıvı metali hızla kalıp ekine zorlamak için bir piston ile uygulanır.
Soğutma ve katılaşma : Bu sıvı metali mümkün olan en kısa sürede soğutun ve kalıp içindeki içi boş boşluk şeklinde önceden belirlenmiş kalıp bloğunda katılaştırın.
Ejeksiyon : Zaman zaman, parça soğuduktan ve katılaştıktan sonra kalıp yarısı açılır ve döküm parça, ejektör pimleri kullanılarak boşluktan çıkarılır.
5. Kırpma ve bitirme . Üretilen kısım aşırı metalden (flaş) kesilir ve işleme, yüzey işlemi veya resim gibi diğer ikincil bitirme işlemlerine tabi tutulur.
Süreç Yüksek Basınçlı Döküm (HPDC), işlemin yetersiz kontrolü, kalıp tasarımı veya kullanılan malzemelerin bir sonucu olabilecek üretim kusurları olmadan değildir. HPDC ile ilişkili bu yaygın üretim kusurlarından bazıları gaz gözenekliliği, büzülme gözenekliliği, inklüzyonlar, soğuk kapaklar, lehim, kabarcıklar ve akış işaretleri içerir. Bu tür kusurlar genellikle daha düşük mekanik özelliklere, kötü yüzey kaplamasına ve dökülen parçaların erken başarısızlığına neden olur. Aşağıdaki bölümlerde, bu yaygın HPDC kusurları ayrıntılı olarak detaylandırılacaktır, nedenleri ve önleme ve algılama önlemleri, üreticilerin kaliteli kalıp döküm bileşenleri üretmesini sağlamak için tartışılacaktır.
Gözeneklilik, genellikle döküm parçası olarak adlandırılan bileşen içinde bulunan küçük açıklıkların veya boşlukların varlığı derecesi olarak tanımlanır. Bu tür boşluklar, söz konusu yapının yapısal sağlamlığını tehlikeye atabilir, böylece eldeki bileşenin mukavemetini ve sızdırmazlık yeteneklerini azaltabilir. Öncelikle basınç kalıp döküm (PDC) tekniklerinde gözlenen iki gözeneklilik kusuru vardır:
Hava veya gazlar enjekte edilirken sıvı metale sıkıştığında gerçekleşir, böylece yuvarlak veya küresel boşlukların oluşumuna neden olur
Havalandırmaların tasarımını ve enjeksiyon parametrelerini optimize ederek iyileştirilebilir.
Ayrıca, kalıp yüzeyini herhangi bir nem, gres veya yağ olmadan temiz ve kuru tutmak, gaz gözeneklilik deformitelerini azaltmaya yardımcı olur.
Katılaşma sürecinde meydana gelen metalin büzülmesi nedeniyle, süngerimsi boşluklar olarak bilinen düzensiz şekilli boşluklar genellikle özellikle dökümün daha kalın bölümleri hakkında görünür.
Kapılar ve yükselticiler sistemini geliştirerek ve soğutma hızını düzenleyerek bu azaltılabilir.
Termal denge ve düzgün duvar kalınlığı için kalıp döküm parçasını değiştirmek için CAE kullanırken lavabo izleri konusunu ele almak ve büzülme gözeneklerinden kaçınmak önemlidir.
Kapanımlar, kalıp döküm işleminde sıkışıp kalmış ve HPDC döngüsü sırasında oluşan yabancı malzemelerdir. Bu malzemeler, doğalarına bağlı olarak metalik ve metalik olmayan kapanımlar olarak sınıflandırılır.
Genellikle oksitlerden, intermetalik alaşımlardan ve diğer metallerden oluşur
Erimiş metal, kalıp yağlayıcı veya makine parçaları
Eriyik hazırlama, filtreleme ve makine bakımı iyi yapılırsa, metalik kapanımlardan kaçınmak mümkündür
Bunlar seramik tozu, kum veya herhangi bir harici malzeme içerebilir
Genellikle kirli malzemelerin kullanımı veya dikkatsiz yönetim nedeniyle ortaya çıkın
Metalik olmayan inklüzyonlar, hammaddelerin kalite güvencesi ve kalıp yıkama işleminin temizliği ile önlenebilir.
İçerme Tipi | Kompozisyon | Kaynakları | Önleme Yöntemleri |
---|---|---|---|
Metalik | Oksitler, intermetalikler, metal parçacıklar | Erimiş metal, kalıp kaplama, makine bileşenleri | Eriyik hazırlama, filtrasyon, makine bakımı |
Metalik olmayan | Seramik parçacıklar, kum, yabancı madde | Kontamine hammaddeler, uygunsuz kullanım | Hammaddelerin katı kalite kontrolü, temiz kalıp döküm ortamı |
Soğuk kapatmalar, kalıpta iki metal akışının, kalıpta yüksek basınç uygulanmasını içeren çeşitli metal kalıp döküm işlemleri sırasında tam bir katılmadığı kalıp döküm parçalarında doğrusal olarak oluşan süreksizlikler olarak gözlenir. Bu başarısızlıklar, HPDC üretiminde büyük sorunlar doğurur, ürün gücünü ve dökülen ürünlerin yüzey kaplamasını olumsuz etkilemektedir.
Die dökümünde, en önemli soğuk kapatma oluşumu, birbiriyle ilişkili olan bir dizi faktöre bağlanabilir:
Erimiş metalin sıcaklığı yeterince yüksek değil ve çok hızlı katılıyor
Enjeksiyon hızı yeterince yüksek değil, yanlış metal akışına neden olur
Gating sistemi yetersizdir, bu da boşluğun eşit olmayan doldurulmasına neden olur
Havalandırma kötü yerleştirilmiştir, bu yüzden sıkışmış hava cepleri vardır
Kalıp boşluğunun eşit bir sıcaklığı yoktur
Enjeksiyon aşamasında enjeksiyon basıncı parametreleri düzgün bir şekilde ayarlanmadı
Soğuk kapanmaların varlığı, kalıp döküm bileşen performansını önemli ölçüde etkiler:
Füzyon eksikliği nedeniyle mekanik özelliklerin önemli ölçüde zayıflaması
Daha yüksek çatlama eğilimi nedeniyle dış yüklere karşı daha düşük direnç
Ürünün görünümünü ve kullanılabilirliğini belirleyen yetersiz yüzey kalitesi
Die'nin temel bileşenlerinde artan basınç sızıntısı
Bileşenlerin ömrünün yanı sıra tam sistemin başarısızlık riskinde artış
Bileşenlerin servis koşullarında, yük ayıları altında belirli arıza alanları görülebilir
Yüksek basınçlı kalıp dökümünde flaş oluşumu, enjeksiyon fazı sırasında kalıp döküm parçalarının birleşimi boyunca yüzgeçlere benzeyen istenmeyen ince çıkıntılara yol açan bir kalıbın iki yarısı arasında ekstra metal taşması şeklinde meydana gelir. Yüksek basınçlı kalıp dökümü ile yapılan kalıp dökümlerinde sıklıkla bulunan bu kusur, sadece boyutu etkilemekle kalmaz, aynı zamanda bitirme işlemlerinde ekstra maliyetler ortaya çıkar ve kalıp direncini kısaltır.
Ölümlerin yüzeyleri giyildiğinde veya hasar gördüğünde ve ayrılma çizgileri boyunca doğru bir şekilde eşleşmediğinde, bu genellikle flaşın varlığını, özellikle düşük bir sıkıştırma basıncı ile tetikleyebilir ve bu da enjeksiyon basıncı altında kalıp kalıbının verilmesine neden olabilir. Bu senaryo, enjeksiyon basıncı o kadar yüksek olduğunda, kalıp kapatma sistemi arızalandığında veya ayrılık hatlarının tehlikeye atılmasına neden olur. Kötü hizalanmış kalıp parçaları, kullanım sırasında çizilen kalıp boşluklarının yüzeyleri ve kalıp ekler için sertleştirme kaburgalarının eksikliği, basınç uygulandığında aşırı bükülmeye yol açabilir ve böylece yanıp sönmeye neden olabilir.
Düzenli kalıp bakımı ve onarımı
Uygun sıkıştırma kuvvetini sağlamak
Enjeksiyon parametrelerini optimize etme
Flaş tuzaklarını kalıp tasarımına dahil etmek
Akış izleri, özellikle kapı bölümlerinin yakınında ve metal akış bölümlerinin üzerinde kalıp dökümlerinin yüzeylerinde bazı dalgalı veya spiral desenlerde görülebilir. Yüzeylerdeki bu tür kusurlar, katılaşma çizgilerini takip eden ve ince duvar bölgelerinde ve enjeksiyon noktalarından uzaktaki alanlarda çok belirgin olan düzensiz desenlere neden olur. Alüminyum basınçta kalıp döküm bu yüzeyler genellikle yüzey kaplaması ve boyutsal hassasiyet için büyük bir dezavantaj görevi gören paralel çizgiler oluşturur.
Metal sıcaklığındaki varyasyonlar, akış işaretlerinin oluşumunda en önemli faktörlerden biridir. Bu durumlarda, aşırı ısınma nedeniyle viskozite değişirken, boşluk hala erimiş metal ile doldurulurken, bozulmuş akış ve yüzey süreksizliklerine neden olur. Enjeksiyon hızlarındaki küçük farklılıklar bile, özellikle ince duvarlı kesitlerde, metalin düzenli bir şekilde akmasını sağlayarak akış izlerinin fenomenlerini şiddetlendirir. Bu aynı zamanda aşağıdakiler gibi birçok yönü ile de ilgilidir:
Boşluğun etkili doldurulması için gereken aralıktan daha düşük metal sıcaklığı
Aşırı kesme ve sonuçta ortaya çıkan akış türbülansına neden olan kapı hızı
Malzeme akışına direnç ve sürecin genel bozulmasına neden olan yetersiz havalandırma
İstenmeyen akış paternlerine ve katılaşmaya yol açan düzgün olmayan kalıp soğutma
Erimiş metalin hızında ani artış veya azalma gerektiren duvarların kalınlığındaki değişiklikler
Metalin düzensiz dağılmasıyla sonuçlanan kapıların etkisiz konumlandırılması
Kalıp dökme yüzeylerinde bulunan blister kusurları, dökümden sonra meydana gelen jeodezik şekilli yüzey kusurlarıdır. Akış işaretlerinin veya gözenekliliğin aksine, bu kusurlar ısı işlemi veya hizmet sırasında da gelişebilir, görünür yüzey bozulmalarının yanı sıra yapıların kendileri içindeki zayıflıklara yol açar.
Kalitelerde blister oluşumu döküm esas olarak katılaşma sırasında tuzağa düşmüş gazlardan gelir. Gaz cepleri, daha sonra ısıya dönen boşluğa enjekte edilen metalin oksidasyonundan oluşturulur; Dökme katılaşma kolaylığına yardımcı olmak için tasarlanan yağlayıcılar da bu aşamada gaz haline gelir. Kalıp-kimyasal ayrışma ürünlerinin yetersiz çıkarılması, boşluğun kalıp cebinde nem, kalıp spreylerinin aşırı kullanımı ve boşluk doldurulurken metallerin oksidasyonu, bu kusura neden olan birincil faktörler arasındadır. Bu problemlerin ortaya çıkması genellikle kalıp yüzey sıcaklıklarının yükseldiği yerlerde daha kötüdür, çünkü termal maruz kalma sırasında daha fazla gaz üretimine ve daha fazla gözeneklilik artışına yol açar.
Bu konuda blister risk yönetimi uygun kalıp sıcaklığı ve yağlama sistemleri yönetimini gerektirecektir. Kontrollü kapsama alan otomatik kalıp sprey sistemleri kullanılması, yağlayıcının kalıp sıcaklığını yöneten aşırı gaz üretimi olmadan eşit olarak uygulanmasını sağlar. Yüzey temizleme ölçümleri ve muhafaza geometrisi tasarımı ile geliştirilen kalıp boşluk havalandırma bakımının ele alınması, dolum sektör türbülansını ve gaz tuzak etkisini en aza indirir.
Bir yanlış veya yanlış koşu kusuru, erimiş metal tarafından kalıp boşluğunun eksik doldurulmasından bir kusur olarak tanımlanır. Bu tür kusurlar, eksik veya tam olarak oluşmayan özelliklerle karakterize edilen kısımlarda görülür. Bu döküm kusurları genellikle ince kesit dökümleri ve kalıpların en uzak bölgeleriyle sınırlıdır ve metalin tüm boşluğun doldurulmasından önce zaten katılaştığı kapılardan uzaktır. Yanlış etkiler sadece parçaların boyutsal yanlışlıklarıyla sınırlı değildir; Ayrıca sık sık kalıp dökümlerinin mekanik özelliklerini ve yüzey kalitesini mahvederler.
Yanlış yönlendirmelerle uğraşmak, metal akışı ve sıcaklık kontrolü için odaklanmış bir endişe gerektiren bir sorundur. Die ve metal sıcaklıkları, uygulama için optimal işlem aralığında tutulmalıdır, geçit konumlarının akış modellerini geliştirmek için uygun şekilde yerleştirilmesi gerekir. Zahmetli bölgelerde artan havalandırma, değiştirilmiş enjeksiyon hızı hızları ve değişen duvar kalınlığı varyasyonları, boşluğun doldurulmasının tatmin edici bir şekilde elde edilmesini sağlar. Döküm işleminin daha iyi performansı ve yüksek basınçlı kalıp döküm kalıbındaki yanlış açılan kusurları en aza indirmek için işlem sırasında pozisyon ayarlaması ve kontrolü de gerçekleştirilir.
Yüksek basınçlı kalıp döküm işlemi sırasında üretim kusurlarının oluşumu çeşitli elementlere atfedilebilir. Bu unsurları takdir etmek ve bunları düzgün bir şekilde ele almak, kalıp döküm üreticilerinin kusurları etkili bir şekilde ortadan kaldırmasını ve dökümlerinin genel kalitesini artırmasını sağlar. HPDC'deki üretim kusurlarıyla ilişkili önemli faktörlerden bazıları aşağıda tartışılmaktadır.
Döküm kalıbı üretimi, son oyuncu kalitesi söz konusu olduğunda çok önemlidir. Kötü tasarlanmış bir kalıp, aşağıdakiler gibi bir dizi döküm kusuruyla sonuçlanır:
Gasporite: Kötü havalandırma veya gaz gözeneklilik tasarımı nedeniyle gazın tuzağa düşürüldüğü yerlerde.
COLDSHUTS: Bu kusurların spesifik nedeni genellikle metalin yavaş veya çalkantılı olduğu ve soğuk kapatma kusurlarına neden olduğu zayıf bir geçit sistemi ile ilgilidir.
Misrunners: Kötü tasarlanmış yükselticiler ve kapılar.
Die konfigürasyonlarına ilişkin arızalardan kaçınmak için, üreticilerin aşağıdakileri yapması önerilir:
Metalin verimli bir şekilde akabileceği ve hava kaçabilmesi için geçit veya koşucu sisteminin uygun tasarımını kullanın.
Herhangi bir gazın kaçmasına izin vermek için enjeksiyon kalıplama yapıldığında havalandırma için de hüküm yapılmalıdır.
Die tasarımlarına kalıp tasarım simülasyonunu uygulayın ve kalıp üretimi başlamadan önce endişe duyulan alanları yakalayın.
HPDC sürecinin başarısı büyük ölçüde doğru işlem parametrelerini korumaya dayanır. Optimal ayarlardan sapmalar çeşitli üretim kusurlarına neden olabilir. Anahtar işlem parametreleri şunları içerir:
Eriyik sıcaklığı: Çok düşükse, soğuk kapanmalara ve yanlışlara neden olabilir; Çok yüksekse, gaz gözenekliliğine ve kalıp lehimlemeye yol açabilir.
Enjeksiyon basıncı ve hız: Yetersiz basınç veya hız, eksik dolgu ve yanlış açmalara neden olabilirken, aşırı basınç flaşa ve kalıp aşınmasına neden olabilir.
Soğutma oranı: Düzensiz veya yetersiz soğutma, büzülme gözenekliliğine ve bükülmeye yol açabilir.
Yanlış işlem parametrelerinin neden olduğu kusurları en aza indirmek için, üreticiler şunları yapmalıdır:
Alaşım, parça geometrisi ve kalıp tasarımına göre optimal işlem ayarlarını oluşturun ve sürdürün.
Sensörler ve otomatik sistemler kullanarak işlem parametrelerini düzenli olarak izleyin ve kontrol edin.
Periyodik denetimler yapın ve tutarlılığı sağlamak için parametreleri gerektiği gibi ayarlayın.
Kalıp dökülen metal alaşımının kombinasyonu ve kalitesi, endüstriyel kusurların nedenleriyle çok ilgisi vardır. Die döküm için bu endişe duyulan sorunlar, metalin bileşimi ve kalitesi ile ilgili sorunlardır: bunlar şunlardır:
Kırışlar: Döküm metalinde bulunan yabancı maddeler, metalin çekirdekleri, kapanımlarını veya zayıf yapısını oluşturabilir.
Kompozisyon Varyasyonları: Alaşım bileşimindeki aşırı değişiklikler öngörülemeyen büzülme özelliklerine neden olabilir ve malzemenin iç akışını da değiştirebilir.
Hidrojen içeriği: Gaz gözenekliliği, erimiş metal içindeki hidrojen konsantrasyonundaki bir artıştan kaynaklanabilir.
Metal bileşimini ve kalite sorunlarını azaltmak için üreticilere aşağıdaki adımlar önerilir:
Tanınmış ve güvenilir kaynaklardan hammadde elde edin.
Alınan malzemelerin incelenmesi ve bileşimleri yoluyla katı bir kalite güvence sistemi kurun.
Metalleri arıtmak ve hidrojen içeriğini değiştirmek için akı ile erimesi gibi metale eriyik tedavileri uygulayın.
Die döküm makinelerinin zamanında bakımı, kaliteli dökümlerin tutarlı üretiminde çok önemlidir. Dikkat edilmezse, aşağıdakiler gibi bazı bina kusurları ortaya çıkabilir:
Flaş: Yıpranmış kalıpların yüzeyleri flaşa neden olur, çünkü bazı metal kalıpta iki yarısı arasında gider.
Lehimleme: Bir kalıp, sıvının yetersiz yağlanması veya kalının soğuması nedeniyle kalıp yüzeyine yapıştığı lehimleme olabilir.
Boyutsal yanlışlıklar: Bileşen aşınması veya yanlış hizalama nedeniyle parça boyutları aynı olmayabilir.
Ekipmanın bakımı ile ilişkili kusurların etkisini ortadan kaldırmak veya en aza indirmek için şirketlerin:
Tüm kalıp döküm makineleri için sistematik bir önleyici bakım programı yapın.
Çekirdeği, çekirdeğe, eklere ve diğer aşınma parçalarına zarar vermeyi veya hasar görün ve gerekirse restorasyon çalışmasını özenle kontrol edin.
Lehim ve aşırı hasardan korunmak için kalıp yüzeylerinin iç ve dış soğutmasını ve yağlanmasını kontrol edin.
Sonuç olarak, gözeneklilik, inklüzyonlar, soğuk kapanmalar, flaş, akış izleri, kabarcıklar ve yanlış açılanlar gibi yüksek basınçlı kalıp dökümünde ortak üretim kusurlarının anlaşılması ve ele alınması, yüksek kaliteli parçalar üretmek için çok önemlidir. Üreticiler, uygunsuz kalıp tasarımı, yanlış işlem parametreleri, metal bileşimi ve kalite sorunları ve kalıp döküm ekipmanlarının yetersiz bakımını içeren bu kusurların nedenlerini belirleyerek hedeflenen önleme ve kontrol önlemlerini uygulayabilirler. Kusurları en aza indirmek sadece ürün kalitesini ve performansı arttırmakla kalmaz, aynı zamanda müşteri memnuniyetini ve sadakatini de artırır.
Kalıp döküm kalitenizi yükseltmeye hazır mısınız? MFG Team'in uzman çözümleri ve hassas kalıp dökümünde kanıtlanmış sicili üretim mükemmelliğine ulaşmanıza yardımcı olabilir. Kusursuz üretime doğru yolculuğunuza başlamak için bugün bizimle bağlantı kurun.
Gözeneklilik, soğuk kapanmalar, eksiklikler ve kabarcıklar ve akış işaretleri gibi yüzey kusurları, yüksek basınçlı kalıp dökümünde en yaygın çarpıcı kusurlardır. Bu kusurlar, döküm işleminin dışındaki bazı faktörler nedeniyle sıcaklık kontrolü veya sağlık gibi ve yeterli tükenme olmadan ortaya çıkabilir.
Kalıp dökümündeki gözeneklilik kusurları, kalının uygun şekilde havalandırılması, tutarlı eriyik sıcaklıklarını koruyarak ve enjeksiyon hızını kontrol ederek önlenebilir. Ayrıca, doğru alaşım kullanılmalı ve marj proliferasyonunu azaltmak için metali kalça içine sokan türbülans kaçınılmalıdır.
Bir profili doldurmak için kullanılan erimiş metal akışları tamamen birleşmediğinde, yüksek basınçlı kalıp dökümünde soğuk kapatmalar gözlenir. Bu, düşük eriyik sıcaklığı, zayıf enjeksiyon hızı veya kalıbın aşırı soğutulması nedeniyle ortaya çıkabilir.
Kabarcıklar ve akış işaretleri gibi yüzey kusurları sadece kalıp döküm parçalarının estetiğini değil, aynı zamanda şekil hassasiyetini ve fiziksel özelliklerini de etkilemektedir. Bu kusurlar, gerekli kaliteyi elde etmek için ek finansman - örneğin parlatma veya öğütme - için ek maliyetlere neden olabilir.
Proses parametreleri ölümü, eriyik sıcaklık, enjeksiyon hızı ve havalandırma iyi kontrol edilirse, yüksek basınçlı kalıp döküm döküm döküm döküm döküm en aza indirilebilir. Kalıp döküm makinesini iyi çalışır durumda tutmak ve üstün kaliteli alaşımlar kullanmak da kusurların azaltılmasına yardımcı olacaktır.
MFG Team, ODM ve OEM konusunda uzmanlaşmış hızlı bir üretim şirketidir ve 2015 yılında başlar.