Накратко

При прецисното леене, проектирането на разпределителни канали и гейтове е критична инженерна дисциплина, която определя качеството на крайната детайл. Разпределителните канали (runners) са каналите, които разпределят разтопения метал от литникъка, докато гейтовете са внимателно размерирани отвори, които контролират постъпването на метала в формовата кухина. Прецизно проектирана система за гейтове е от съществено значение за управление на скоростта на потока, минимизиране на турбуленцията, намаляване на топлинните загуби и предотвратяване на дефекти като порестост и студени заварки, осигурявайки производството на плътна компонента с висока цялостност.

Основи на системата за гейтове: Определяне на разпределителни канали, гейтове и литници

Успехът на всяка операция по прецизно леене започва с фундаментално разбиране на системата си за подаване. Тази мрежа от канали, известна като система за влизане, е отговорна за транспортирането на разтопен метал от машината за леене в кухината на формата под огромно налягане и с висока скорост. Основните компоненти на системата — литника, разпределителният канал и вратата — всеки изпълняват различна и жизненоважна роля за осигуряване на крайния продукт без дефекти. Неразбирането на техните функции е пряк път към производствени повреди.

Пътят на разтопения метал започва от шприц литникът Deco Products според наблюденията на проводник разпределителния канал, система от хоризонтални канали, предназначени да разпределят разтопения сплав към кухината на детайла. Както е описано от CEX Casting , основната функция на разпределителя е равномерно разпределяне на потока, особено при форми с множество кухини, осигурявайки еднородно запълване на всеки елемент.

Накрая разтопеният метал преминава през врата , точния отвор, който свързва разпределителя с кухината на детайла. Шлюзът е последният контролен пункт и неговият дизайн има най-голямо пряко влияние върху качеството на отливката. Той ускорява разтопения метал до необходимата скорост на запълване, като едновременно насочва модела на потока в кухината. Цялата система работи съвместно: вливникът подава материала, разпределителите го пренасят, а шлюзовете контролират крайната му доставка. Недостатък в който и да е от тези компоненти компрометира цялостността на цялата отливка.

Основни принципи за оптимален дизайн на разпределители и шлюзове

Проектирането на ефективна система от канали и врати е сложно съчетание от хидродинамика, термодинамика и материалознание. Основната цел е изцяло и равномерно запълване на формовата кухина преди стопената метал да се затвори, като същевременно се минимизират дефектите. Това изисква спазване на няколко основни инженерни принципа, които управляват движението на метала през матрицата.

Фундаментален принцип е осигуряването на гладко, нетурбулентно течение. Турбуленцията внася въздух и оксиди в стопения метал, което води до порестост и структурни слабости. Както подчертава Sefunm , каналите трябва да бъдат внимателно оптимизирани, за да се намали турбуленцията. Това се постига чрез полирани повърхности, заоблени ъгли и напречно сечение, което постепенно намалява при приближаване към вратата, за да се запази налягането и скоростта. Системата от канали също така трябва да бъде проектирана така, че да задържа примесите или охладения метал в краищата ѝ, предотвратявайки проникването им в кухината на детайла.

Конструирането на шлюза включва съществени компромиси. Размерът на шлюза трябва да е достатъчно голям, за да осигури бързо запълване без преждевременно замръзване, но достатъчно малък, за да може лесно да се премахне след отливането, без да повреди детайла. Формата на шлюза също определя модела на потока в кухината. Различни типове шлюзове се използват за различни приложения, за да се постигнат специфични характеристики на пълнене.

Сравнение на често срещаните типове шлюзове

В крайна сметка, постигането на здрав завършен компонент зависи от дълбоко разбиране на свойствата на материала и параметрите на процеса. Експертизата в областта на високоефективното формоване на метали, както е демонстрирано от Shaoyi (Ningbo) Metal Technology в тяхното прецизно автомобилно коване, подчертава значението на строг контрол на процеса. Въпреки че леенето под налягане и коването са различни процеси, общата цел е създаването на висококачествени части чрез прецизно проектиране и управление на качеството. Контролният списък за проектиране на леене под налягане винаги трябва да включва:

• Избор на сплав: Помислете за текучестта, диапазона на затвърдяване и топлинните свойства на метала.
• Геометрия на детайла: Анализирайте дебелината на стените, сложността и изискванията за външен вид.
• Симулация на потока: Използвайте софтуер за прогнозиране на потока на метала, идентифициране на потенциални проблемни области и оптимизиране на дизайна преди рязането на стоманата.
• Възможности на машината: Уверете се, че скоростта на изливане, налягането и силата на затваряне са достатъчни за детайла и системата за влизане.
• Термално управление: Предвиждане на охлаждащи канали за матрицата за контролиране на скоростта на затвърдяване и предотвратяване на дефекти.

Ключовата роля на местоположението на вливната система за качеството на отливката

Освен размера и формата си, стратегическото разположение на вливната система е едно от най-важните решения при проектирането на прецизни отливки под налягане. Местоположението, където разтопеният метал навлиза в полостта, определя целия модел на запълване, влияе върху топлинния градиент по детайла и в крайна сметка определя дали ще присъстват или не критични дефекти. Добре разположената вливна система осигурява постепенно и равномерно запълване, докато лошо разположена такава може още от самото начало да обрече детайла.

Основното правило, както се посочва в множество инженерни източници, е да се постави вратата в най-дебелите участъци на детайла. Този принцип осигурява тези области, които се затварят най-дълго, да се напояват непрекъснато с разтопен метал под налягане, предотвратявайки порьозност от свиване. Поставянето на врата в тънък участък може да доведе до преждевременно замръзване на метала, блокирайки потока и причинявайки дефект, известен като студено затваряне, при което два потока метал не се слят правилно.

Освен това местоположението на вратата трябва да се избере така, че да насочва потока от метал по начин, който избутва въздуха и газовете пред него и ги извежда през отвори за вентилация и преливи. Както обясняват експерти в Diecasting-mould , вратата трябва да бъде разположена така, че да се избегне директно въздействие върху ядрата или деликатни участъци на матрицата, което може да причини ерозия на инструмента и да предизвика турбуленция. Потокът трябва да се насочва по стените на полостта, за да се осигури гладко, ламинарно запълване.

Сценарии за местоположение на вратата: добро срещу лошо

• Лошо местоположение: Вливане в тънка стена, разположена далеч от центъра на масата на детайла.
  Резултатен дефект: Висок риск от преждевременно замръзване, което води до непълно запълване (недолив) или студени зашивки. Пътят на течението е дълъг и неефективен.
• Добра позиция: Вливане в най-дебелата стена на детайла.
  Предимство: Осигурява последно и под налягане хранене на зоната с най-голям обем материал, което ефективно компенсира порите от свиване и гарантира плътен, цялостен отлив.
• Лошо местоположение: Поставяне на вливния канал, при което два фронта на течението се сблъскват лице в лице в критична козметична зона.
  Резултатен дефект: Създава видима линия на заваряване, която представлява структурна слаба точка и повърхностен дефект.
• Добра позиция: Поставяне на вливния канал така, че да се осигури единичен, непрекъснат път на течението, който завършва в преливник.
  Предимство: Изтласква въздуха и замърсяванията пред фронта на течението и извън кухината, като резултатът е чист, плътен детайл с минимално количество уловен газ.

В някои случаи единичен влив е недостатъчен за големи или сложни части. Може да се наложи използването на система с множество вливи, за да се осигури пълно запълване. Това обаче увеличава сложността, тъй като вливите трябва да бъдат балансирани, за да попълват съответните си секции едновременно и да се избегнат вътрешни линии на сваряване, където се срещат фронтовете на потока.

Отстраняване на неизправности: Чести дефекти, причинени от слабо проектирана система за вливане

Значителна част от всички дефекти при прецизното леене могат да бъдат проследени до субоптимална система за вливане. Когато инженерите срещнат проблеми като порьозност, повърхностни дефекти или непълни части, дизайна на разпределителния канал и вливите трябва да бъде една от първите области за проверка. Разбирането на пряката връзка между определен конструктивен недостатък и резултантния дефект е от съществено значение за ефективно отстраняване на неизправности и оптимизация на процеса.

Например, порозност , наличието на малки пори в отливката, често се дължи на прекомерна турбулентност. Когато разтопеният метал се върти силно в канала или при навлизането си през шлюза, улавя въздух и други газове, които след това се запечатват в детайла при затвърдяването му. Шлюз, който е твърде малък за необходимата скорост на потока, може да действа като разпръскващо сопло, разделяйки метала на капки и влошавайки този проблем. Решението често включва увеличаване на площта на шлюза, изглаждане на пътя на канала или преразработване на ъгъла на входа на шлюза, за да се осигури по-спокойно запълване.

Друг често срещан проблем е студени шевове oR недоливи , където формата не се запълва напълно. Това обикновено се случва, когато разтопеният метал се охлади твърде бързо и загуби течността си, преди да достигне най-отдалечените точки на кухината. Това може да бъде причинено от прекалено дълга система на канали за леене, което води до излишна загуба на топлина, или от прекалено тънка вратичка, ограничаваща потока и предизвикваща замръзване на метала преждевременно. Промяна на конструкцията с цел скъсяване на пътя на течението или увеличаване на дебелината на вратичката често може да разреши този проблем.

Ръководство за отстраняване на неизправности в системата за влизане

Ключово значение има систематичен подход към диагностицирането. Когато се появи дефект, инженерите трябва да анализират детайла, за да определят местоположението и характера на дефекта, след което да използват софтуер за симулация на потока или емпиричен анализ, за да установят връзката с проекта на входа. Малки последователни промени в канала или входа, последвани от внимателна проверка на резултатите, са най-ефективният начин за диагностициране и решаване на тези постоянни производствени предизвикателства.

Често задавани въпроси

1. Какво е портата и разпределителят при отливане?

При отливането разпределителят е канал, който транспортира разтопения материал от основния литник към кухината на детайла. Портата е специфичният отвор между края на разпределителя и самата кухина на детайла. Основната функция на разпределителя е разпределяне, докато тази на портата е контролиране на крайния вход на материала, като се влияе върху скоростта, посоката и модела на потока.

2. Какво е разпределител при отливане?

Разпределителят е канал, изработен в матричния стоманен блок, който служи като път за разтопения метал. Основната му функция е да разпределя метала от централна точка (литника) към една или повече порти, които подават в кухините на формата. Добре проектирана система от разпределители запазва температурата и налягането на метала, като минимизира турбуленцията.

3. Каква е портата при прецово леене?

Каналът в прецизното леене под налягане е последният и често най-малкият участък от каналната система, преди стопената метална сплав да навлезе в действителната форма на детайла (празнината). Конструкцията му е от решаващо значение, тъй като контролира скоростта и характеристиките на потока на метала при запълване на формата. Каналът трябва да бъде достатъчно голям, за да се осигури бързо запълване на детайла, но достатъчно малък, за да се изстуди правилно и да може лесно да бъде премахнат от готовия продукт.

4. Какво е разливник?

Разливникът е просто друг термин за системата от канали в матрицата за прецизно леене под налягане. Той обхваща цялата мрежа от канали, които насочват стопената сплав от вливника до входните отвори. Терминът подчертава, че тези канали са неотменна част от самия инструмент-матрица.