Накратко

Следите от леене под налягане са видими линии, ивици или модели, които показват неравномерно течение на разтопения метал по време на процеса на пълнене на формата. Основната причина за тях е преждевременно затвърдяване, дължащо се на фактори като ниска температура на формата, неправилна скорост на пълнене или несъвършена конструкция на формата. Отстраняването на тези дефекти изисква системно коригиране на параметрите на процеса, оптимизиране на температурата на формата и подобряване на системата за наливане, за да се осигури гладко и равномерно запълване на формовата кухина.

Разбиране на следите от леене: дефиниция и визуална идентификация

При процеса на прецизно леене, постигането на безупречно повърхностно покритие е основна цел. Въпреки това могат да възникнат различни дефекти, като най-често срещаният е следите от течение. Следите от течение, понякога наричани линии на течение, са повърхностни несъвършенства, които изглеждат като ненасочени линии, ивици или жили. Тези модели, които могат да наподобяват географска карта, проследяват пътя, по който разтопеният метал е изпълвал формата. Макар обикновено да са дефекти само на повърхността, често са видими и могат да се усетят с ръка, което сочи неравномерност в повърхностния слой на отливката.

Формирането на следи от течението е въпрос на термична динамика и хидромеханика. Те възникват, когато различни потоци разтопен метал в формата не се слеят напълно. Това се случва, защото част от течния метал се затвърдява преждевременно, докато останалата част все още тече. Когато все още разтопеният метал преминава върху тези частично затвърдени участъци, се образуват непълни съединения и видими линии по повърхността. Това не са пукнатини, а по-скоро свидетелство за турбулентен или прекъснат процес на пълнене, при който фронтовете на метала не са се стопили безшевно.

Визуалното откриване на следите от течението е първата стъпка при диагностицирането на проблема. Техниците по контрол на качеството търсят определени характеристики, за да ги различат от други дефекти. Основните визуални индикатори включват:

• Ивици или линии: Най-честият вид са гладки, леко вълнисти линии, които се отличават от текстурата на основния метал.
• Непосочни модели: За разлика от драскотината, която има ясна посока, следите от поток често изглеждат като вихрени или извиващи се модели.
• Цветова вариация: Следите може да имат леко различен оттенък или ниво на лъскавост в сравнение с околната повърхност.
• Местоположение: Често се появяват около входа или там, където се съединяват няколко потока разтопен метал.

Важно е да се прави разлика между следите от поток и други дефекти като термично напукване. Следите от термично напукване са фини повърхностни пукнатини по отливката, причинени от термична умора в матрицата, а не от проблеми с течението на метала по време на един цикъл. Разбирането на тези различия е от решаващо значение за прилагането на правилните коригиращи действия.

Основните причини за следите от поток при отливане под налягане

Следите от потока не се причиняват от единичен проблем, а по-скоро от комбинация от фактори, свързани с параметрите на процеса, дизайна на формата и обработката на материала. Подробната диагностика изисква анализ на целия процес за прецизно леене под налягане. Основните виновници идват от условия, които предизвикват преждевременно или неравномерно охлаждане на разтопения сплав, докато запълва полостта на формата.

Един от най-важните фактори е температурата — както на формата, така и на разтопения метал. Ниска температура на формата е честа причина; например, температура под 180°С за алуминиеви сплави или 90°С за цинкови сплави може да накара метала бързо да се охлади при контакт със стените на формата. По същия начин, ако самият разтопен метал не е при оптимална температура, вискозитетът му нараства, което затруднява гладкото течение и попречва на отделните фронтове да се слеят правилно. Това води до характерните ивици и линии върху крайния продукт.

Динамиката на инжектирането на метала в формата е също толкова важна. Неправилната скорост на пълнене може да наруши процеса. Ако скоростта е твърде бавна, металът има твърде много време да се охлади, преди кухината да се напълни, което води до замразяване и следи от течение. Ако скоростта е твърде висока, тя може да причини турбуленция, да задържи въздуха и да предотврати ламинарния поток, което също води до повърхностни дефекти. Целта е да се запълни дупката възможно най-бързо, без да се създава турбуленция, деликатен баланс, който изисква прецизно управление.

Освен параметрите на процеса, физическият дизайн на формата и нейните компоненти играят основна роля. Лошо проектирана система за затваряне на порти и запускане на вода е често срещан източник на проблеми с потока. Вратите, които са твърде малки или неправилно разположени, могат да ограничат потока или да създадат струи, а остри ъгли в системата за бягане могат да причинят турбуленция. Освен това, недостатъчната вентилация пречи на уловения въздух и газовете да излязат от кухината, когато металът влезе. Този уловения въздух действа като бариера, нарушаващ пътя на метала и води до несъвършенства на повърхността. Накрая, прилагането на средства за освобождаване на плесен или покрития трябва да се управлява внимателно. Прекомерното или неравномерното нанасяне на покритие може да попречи на потока на метала и да повлияе на температурата на повърхността на матрицата, което допринася за образуването на следи от течение.

Опроверени решения и стратегии за превенция

Ефективното премахване на следи от течението изисква системен подход, който отстранява основните причини, установени в диагностичния етап. Решенията включват коригиране на параметрите на процеса, възможни модификации на формата и прилагане на превантивни стратегии за проектиране. Най-непосредствените и често най-ефективни промени се правят в настройките на машината.

Първият начин за защита е оптимизиране на температурите. Повишаването на температурата на формата осигурява по-дълго време на течност на разтопения метал, което позволява на различните фронтове на течението да се слеят безшевно преди затвърдяване. Както препоръчват източници като Minghe Casting , поддържането на температури над 180°С за алуминий и в диапазона 90–150°С за цинк е добра отправна точка. Регулирането на температурата на разтопения метал също може да подобри текучестта. Наред с температурата, от съществено значение е оптимизирането на скоростта на пълнене. Това включва намирането на подходящата инжекционна скорост, за да се осигури напълване на кухината изцяло, преди която и да е част от метала да започне да се затвърдява, без да се причинява прекомерна турбулентност. Довършването на настройката на тези параметри често е итеративен процес, целящ постигане на оптималния баланс за конкретна детайл и форма.

Ако настройването на параметрите на процеса не е достатъчно, фокусът трябва да се премести върху самата форма. Решаващо значение има дизайна на системата за наливане. Това може да включва коригиране на напречното сечение или позицията на вливника, за да се подобри движението на метала при навлизане в кухината. Разширяването на преливните канали и подобряването на отдушниците също могат да осигурят път за отвеждане на затворения въздух и по-студен метал, гарантирайки по-равномерно запълване. Освен това използването на смазки за форми трябва да се контролира внимателно – те трябва да са тънки и равномерни, за да не пречат на течението на метала. Следната таблица обобщава подхода тип проблем–решение:

За дългосрочно предотвратяване, особено по време на разработването на нови части, съвременните технологии предлагат мощни инструменти. Използването на софтуер за симулация на облива по време на проектантския етап е изключително ефективна превантивна мярка. Както отбелязват експерти в Бруши , тези програми могат да предвидят как ще се движи метала през формата, като идентифицират потенциални проблемни зони, където биха могли да възникнат следи от облив, преди да бъде обработена стоманата. Това позволява на инженерите виртуално да оптимизират системите за вливане, разпределение и охлаждане, спестявайки значително време и разходи, като предотвратяват дефектите от самото начало.

Влияние на дизайна на формата и избора на материала върху следите от облив

Докато операторите могат да коригират параметрите на процеса на производствената площадка, най-ефективните решения за предотвратяване на следи от течение често са заложени в първоначалния дизайн на формата и избора на сплавта за отливката. Тези основни елементи определят основните условия, при които разтопеният метал тече и се затвърдява, което ги прави от решаващо значение за постигане на висококачествени повърхности последователно.

Добре проектираната форма е основата за бездефектна отливка. Системата за наливане — която включва шприца, разпределителите и вратовете — трябва да бъде проектирана така, че да подава разтопен метал в полостта по контролиран и неподвижен начин. Най-добри практики в проектирането на форми, както се посочва в ресурси като Prototool , подчертават гладките преходи, подходящите размери на каналите и местоположението на портите, които насърчават еднакво запълване на модела. Не по-малко важна е вентилационната и преливащата система. Вентилационните отвори са малки канали, които позволяват на въздуха, затворен в кухината, да избяга, когато металът влезе. Без адекватно вентилация, този вкопан въздух може да причини обратно налягане, нарушаващ потока и водещ до дефекти като следи от течение и поривност.

Изборът на материали също играе важна, но не толкова важна роля. Различните сплави за литейни изделия, като цинк (Zamak) срещу алуминий (напр. A380), имат различни топлинни и дебилни характеристики. Цинковите сплави обикновено имат по-ниски точки на топене и по-висока течност, което може да ги направи по-прощаващи в определени ситуации. Но всяка сплав има своя идеален диапазон за температурата, налягането и скоростта на отливка. Разбирането на тези свойства е от съществено значение за адаптиране както на дизайна на формата, така и на параметрите на процеса, за да се предотвратят дефекти, свързани с потока. Химията на сплава, включително съдържанието му на силиций или магнезий, също може да повлияе на поведението му при втвърдяване и чувствителността му към определени дефекти.

В крайна сметка, предотвратяването на повърхностни дефекти е въпрос за прецизна инженерна дейност от начало до край. Този принцип важи не само за прецението, но и за други високопроизводителни методи за производство. Например, в света на автомобилните компоненти, процеси като горещо коване също изискват прецизен контрол върху течението на материала, за да се осигури структурна цялост и безупречни повърхности. Компаниите, които са специализирани в прецизното производство, като Shaoyi (Ningbo) Metal Technology , изграждат репутацията си върху овладяването на тези сложни процеси за критични приложения като ковани автомобилни части, където качеството е задължително. Използването на напреднали симулации, собствено проектиране на матрици и строг контрол на качеството са отличителни белези на ангажимента за производство на бездефектни компоненти, независимо дали те са прецени или ковани.

Често задавани въпроси

1. Какво са топлинните следи при прецението?

Топлинните пукнатини са дребни, мрежести пукнатини, които се появяват на повърхността на отливна част. За разлика от следите от струя, които възникват поради проблеми с течението на разтопения метал при единичен цикъл, топлинните пукнатини са резултат от термична умора на стоманата на формата. След много цикли на нагряване и охлаждане, повърхността на формата развива пукнатини, които след това се прехвърлят върху повърхността на всяка отлята детайл. Това е признак за износване на формата, а не за проблем с параметрите на процеса.

2. Как да се отстрани следата от струя при преформяване чрез инжектиране?

Въпреки че тази статия се фокусира върху отливането под налягане, следите от струя се срещат и при преформяване чрез инжектиране на пластмаси поради сходни причини. Решенията са концептуално аналогични: повишаване на температурата на формата и на разтопената пластмаса, за да се подобри течението; оптимизиране на скоростта и налягането на инжектиране, за да се осигури равномерно запълване на формата; и модифициране на конструкцията на формата чрез увеличаване на входните отвори или разпределителните канали. Увеличаването на обратното налягане също може да помогне за по-равномерно плътно пълнене на материала и да предотврати дефекти, свързани с течението.