Основните стъпки на процеса на леене под налягане в автомобилната промишленост

Накратко

Процесът на леене под налягане в автомобилната промишленост е високоскоростна производствена техника, при която разтопен метал се впрегва под високо налягане в многократно използваема стоманена форма, известна като матрица. Този процес включва шест основни стъпки: подготовката на формата, стопяването на метала, инжектиране под високо налягане, охлаждане и затвърдяване, изваждане на детайла и накрая рязане и довършване. Това е предпочитаният метод за производство на големи количества сложни, високоточни и леки метални компоненти, които са от съществено значение за автомобилната промишленост.

Разбиране на процеса на леене под налягане в автомобилната промишленост: Преглед

Пресоването под налягане е основен стълб на съвременното автомобилно производство, ценно поради способността си да произвежда метални части със сложна геометрия с висока точност и последователност. При този процес сплав от разтопен неметален метал се впръсква под високо налягане и скорост в специално проектирана стоманена матрица. Този метод е от решаващо значение за създаването на компоненти, които са едновременно здрави и леки – ключово изискване за подобряване на горивната икономичност и представянето на превозните средства. Детайли като блокове на двигатели, кутии на предавки и конструкционни елементи често се произвеждат с тази техника.

Предимствата на прецизното леене са значителни. То позволява бързи производствени цикли, което го прави изключително икономически ефективно за серийно производство в големи обеми. Процесът осигурява детайли с отлична повърхностна отделка и строги размерни допуски, често минимизирайки нуждата от вторични механични операции. Освен това може да произвежда детайли с тънки стени и сложни елементи, които биха били трудни или невъзможни за изработване с други производствени методи. За компании, търсещи оптимизация на своето производство, партньорството с опитни специалисти по индивидуални форми е от решаващо значение за постигане на качеството, изисквано от автомобилни OEM-производители и доставчици от първо ниво.

Въпреки това процесът не е лишен от предизвикателства. Основният недостатък е високата първоначална цена на инструментите и машинното оборудване, което го прави по-малко подходящ за производство в малки серии. Освен това, ако не се контролира правилно, процесът може да доведе до дефекти като порьозност – микроскопични мехурчета газ, уловени в метала, – които могат да наруши структурната цялост на детайла. Необходим е прецизен контрол върху налягането при впръскване, температурата и конструкцията на матрицата, за да се намалят тези рискове и да се гарантира, че крайният продукт отговаря на строгите изисквания за качество.

Детайлен процес на леене под налягане стъпка по стъпка

Процесът на леене под налягане в автомобилната промишленост е високотехнологична последователна операция, проектирана за прецизност и скорост. Всяка стъпка е от решаващо значение за осигуряване компонентът да отговаря точно на изискванията за якост, повърхностна обработка и размерна точност. Целият цикъл може да бъде разделен на шест отделни етапа.

1. Подготовка на формата: Преди да бъде впрегнат метала, двете половини на стоманената матрица трябва да бъдат внимателно подготвени. Това включва почистване на формовата кухина, за да се премахнат остатъците от предишните цикли, след което се напръсква със смазка. Както посочват източници като Monroe Engineering , тази смазка има две функции: помага за регулиране на температурата на матрицата и осигурява лесно изваждане на готовата детайл след затвърдяването. След подготвянето, двете половини на матрицата се здраво затегват заедно под огромна сила, за да издържат на налягането по време на фазата на впрегване.
2. Инжекция: Със затворена матрица разтопеният метал — стопен до прецизна температура в отделна пещ — се инжектира в кухината на матрицата. Това се извършва под изключително високо налягане, обикновено в диапазона от 1500 до над 25 000 паунда на квадратен инч (PSI). Това интензивно налягане е необходимо, за да се принуди метала да запълни всяка сложна детайлност на формата, преди да започне да се затвърдява, което е от решаващо значение за производството на части с гладка повърхност и висока точност спрямо проекта.
3. Охлаждане и затвърдяване: След като кухината на матрицата се запълни, разтопеният метал започва да се охлажда и затвърдява, приемайки точно формата на матрицата. Времето за охлаждане се изчислява внимателно и зависи от вида на металния сплав, дебелината на стените на детайла и общата сложност на отливката. Правилното охлаждане е от съществено значение за постигане на желаните металургични свойства и за предотвратяване на вътрешни напрежения или дефекти.
4. Изхвърляне: След като отливката се затвори напълно, двете половини на формата се отварят. Извадни щифтове, вградени в подвижната половина на формата, избутват затвърдилата отливка от кухината. При високоавтоматизирани системи роботизирани ръце могат да помагат при изваждането на детайла, за да се осигури плавен и бърз преход към следващия етап.
5. Отрязване и довършване: Новият изхвърлен детайл, често наричан „изстрел“, все още не е завършен. Той включва излишни материали като разливи, врати и флаш (тънък прелив на метал по линията на разделяне на формата). Според производствени ръководства като тези от Intercast , този излишен материал се премахва при процес на отрязване, който може да включва обрезна форма, пила или шлайфане. В зависимост от приложението могат да се извършват допълнителни довършителни операции като пясъкоструйване, машинна обработка или напудряване, за да се отговаря на крайните спецификации.

Основни материали за автомобилно леене под налягане

Изборът на подходящия материал е от решаващо значение при процеса на прецизно леене под налягане в автомобилната промишленост, тъй като директно влияе на производителността, теглото и разходите за компонента. Най-често използваните материали са нежелезни сплави, ценени за тяхното уникално съчетание от свойства. Сплави на алуминий, цинк и магнезий доминират в индустрията поради отличната си леемост и механични характеристики.

Алуминиевите сплави са най-разпространеният избор в автомобилните приложения, до голяма степен поради тяхното отлично съотношение на якост към тегло, устойчивост на високи температури и естествена устойчивост на корозия. Тези свойства ги правят идеални за конструктивни компоненти, части на двигателя и корпуси на трансмисията. Зинковите сплави са друг популярен вариант, известен с това, че е един от най-лесните материали за отливка. Те предлагат висока гъвкавост, устойчивост на удари и позволяват дълъг живот на изкуството, което ги прави подходящи за по-малки, по-сложни части като вътрешни компоненти и електронни корпуси. Магнезият е най-лекият от обичайните сплави за литие на изкуствено изпускане, предлагащ по-добро съотношение на якост към тегло, което го прави идеален за приложения, където намаляването на теглото е най-голям приоритет, като например в рамките на волана и прибор

Изборът между тези материали включва компромис между цената, теглото и специфичните изисквания за производителност. Таблицата по-долу, с информация, синтезирана от ресурси като Fictiv , обобщава ключовите характеристики на тези основни сплави.

Машини и технологии за прецисно леене под налягане: По-подробен преглед

Машините, използвани за прецисно леене под налягане, са толкова важни, колкото и материалите, и самият процес. Тези машини са проектирани да издържат огромни налягания и високи температури, като работят с висока скорост. Двата основни типа машини за прецисно леене под налягане са машини с гореща камера и машини със студена камера. Изборът между тях почти изцяло се определя от точката на топене на използваната сплав.

Машини за прецисно леене под налягане с гореща камера се използват за сплави с ниска температура на стопяване, като цинк, калай и олово. При този дизайн инжекционният механизъм, включително метален тигел или пещ, е интегриран директно в машината. Механизъм с бутало е потопен в разтопения метал, което позволява много бърз и директен инжекционен цикъл. Тъй като метала се подава директно в матрицата, процесът е бърз и ефективен, което го прави идеален за производство в големи обеми на по-малки части. Високотопящи се сплави като алуминий обаче биха повредили инжекционните компоненти с времето, поради което този метод не е подходящ за тях.

Машини за преципитационно леене в студено са необходими за сплави с висока температура на топене, най-вече алуминий и магнезий. При тази настройка топилният пещ е отделен от машината. Разтопеният метал се черпи, ръчно или автоматично, от пещта в „студена камера“ или цилиндър за инжектиране при всеки цикъл. Хидравличен бутален механизъм след това избутва метала в полостта на матрицата. Въпреки че този процес е малко по-бавен от горещо-камерния метод поради стъпката с черпенето, той предотвратява продължителния контакт на компонентите за инжектиране на машината с корозивни метали при висока температура. Тази конструкция е от съществено значение за производството на здрави, леки алуминиеви части, които са навсякъде в автомобилната индустрия.

Основната разлика се крие в начина, по който разтопеният метал се подава към матрицата. Както поясняват обзори от индустрията от източници като Raga Group , машините с гореща камера предлагат по-бързи цикли за нискотемпературни сплави, докато машините с студена камера осигуряват трайността, необходима за обработка на високотемпературни сплави, които са от решаващо значение за много автомобилни структурни и задвижващи приложения.

Често задавани въпроси относно пресформоването под налягане

1. да се съобрази с Какви са основните стъпки в процеса на лиене с изкуствено изпускане?

Процесът на лиене с изливане обикновено се състои от шест основни стъпки: приготвяне на формата чрез почистване и смазване, топене на металната сплав, впръскване на разтопената метала в формата под високо налягане, оставяне на метала да се ох

2. Да се съобразяваме. Как се прави отливката на автомобила?

Автомобилното леене, по-специално леене под налягане, е производствен метод, използван за създаване на високоточни метални части за превозни средства. То включва впръскване на разтопен метал, като алуминий или магнезий, в стоманена форма под високо налягане. Тази техника се използва широко в автомобилната индустрия за производство на сложни и леки компоненти, като блокове на двигатели и кутии на предавки, с отлична размерна точност и качествена повърхност.

защо се споменават различен брой стъпки (например 4 срещу 6)?

Различните източници могат да групират стъпките от процеса на леене под налягане по различен начин. Например, модел с 4 стъпки може да обединява 'Отрязване' с 'Избутване' в един общ етап на довършване или да счита 'Топене' за предварително действие, а не за основна стъпка. Въпреки това, основната последователност от подготвяне на формата, впръскване на метал, затвърдяване и изваждане на детайла остава непроменена. Моделът с 6 стъпки просто предлага по-подробно разделяне на целия работен процес от начало до край.