Практическо ръководство за отстраняване на дефекти при прецяване

Накратко

Отстраняването на дефекти при преципитационното леене изисква методичен подход за идентифициране и решаване на чести несъвършенства като порьозност, пукнатини, следи от течение и натрупване. Тези проблеми обикновено се дължат на неправилни параметри, свързани с температурата на метала, налягането при впръскване, състоянието на матрицата или качеството на материала. Ключът към ефективното разрешаване е системно диагностициране на конкретния дефект и отстраняване на основната му причина, например чрез оптимизиране на течението на метала, осигуряване на правилно вентилиране на матрицата или коригиране на настройките на машината.

Систематичен подход към отстраняването на неизправности

Успешното отстраняване на дефекти при прецово леене започва не с радикални промени, а с логически процес на елиминиране. Преди да се предположи сложен проблем с формата, е от съществено значение да се следва системна последователност, която първо решава най-простите и най-често срещаните променливи. Принципът „първо лесните неща“ спестява време, намалява разходите и предотвратява ненужни модификации на скъпостоящата инструментална оснастка. Дисциплиниран подход гарантира, че операторите няма да пропуснат прост ремонт, докато търсят сложен.

Препоръчителната йерархия за отстраняване на неизправности започва с най-достъпните елементи. Първо, насочете вниманието към чистотата. Това включва осигуряване че повърхностите на разделяне на формата, полостта и избутващите щифтове са свободни от отломки, натрупвания или остатъчен филм от предишни цикли. Малко парче метал или остатък могат да попречат на правилното затваряне на формата, което води до дефекти като филм. Тази първоначална стъпка е най-бързата и най-лесна за проверка и често незабавно решава проблема.

След това оценете разходните материали. Това включва проверка на качеството и нанасянето на средата за отделяне на формата. Дали се нанася равномерно? Използва ли се прекалено много или твърде малко? Неравномерното или излишно нанасяне може да причини газови пори, следи от течност или залепване. След разходните материали, вниманието се насочва към параметрите на машината. Операторите трябва да проверят дали настройките като сила на затваряне, скорост и налягане на инжектиране, както и температурите на метала и матрицата, са в зададените граници за дадената детайл и сплав. Тези параметри често са основната причина за дефекти, свързани с налягане и течение.

Едва след като са изчерпани тези стъпки, трябва да се имат предвид по-сложни фактори. Оценете качеството на суровината; уверете се, че слитъците са чисти, сухи и с правилна композиция, за да се предотвратят проблеми като газова порьозност или пукнатини. Накрая, ако всички останали променливи са отпаднали, е време да се провери самата матрица за износване, повреди или конструктивни дефекти в системите за вливане и отвеждане. Например, при отстраняване на флаша операторът първо трябва да почисти равнината на разделяне, след това да увеличи силата на затягане и след това да регулира скоростта на инжектиране. Едва ако флашът продължи, трябва да се обмисли изпращането на матрицата за ремонт, процес, описан подробно в ресурси от експерти в Dolin Casting .

Дефекти от течение на метала и затвърдяване

Значителна категория дефекти при прецисно леене произлиза от проблеми по време на запълване на формата и последващото охлаждане и затвърдяване на разтопения метал. Тези несъвършенства са директно свързани с термичното управление, скоростите на течността и налягането. Разбирането как взаимодействат тези фактори е от ключово значение за диагностициране и предотвратяване на някои от най-често срещаните визуални дефекти, включително следи от течение, студени заварки, пукнатини и порьозитет от свиване. Всеки от тези дефекти дава указания за това какво е станало нередно по време на цикъла на леене.

Следите от струя и студените шевове са тясно свързани дефекти, причинени от недостатъчна течност или температура на метала. Следите от струя се появяват като ивици или модели върху повърхността на отливката, които проследяват пътя на разтопения метал. Студените шевове са по-тежък вариант, проявяващ се като линейни линии, където два фронта от разтопен метал не са се слели напълно. Това непълно сливане създава слабо място, което лесно може да се превърне в пукнатина под натоварване. И двата дефекта показват, че метала е изстинавал твърде бързо, преди формата напълно да бъде запълнена и под налягане.

От друга страна, пукнатините и порите от съсядане обикновено са свързани с фазата на охлаждане и затвърдяване след запълване на формата. Пукнатините могат да бъдат причинени от термични напрежения вследствие неравномерно охлаждане, особено при части с нееднородна дебелина на стенките, или от прекомерна сила по време на изхвърлянето. Порите от съсядане се проявяват като вътрешни кухини или повърхностни вдлъбнатини (следи от уседане) и възникват, когато няма достатъчно разтопен метал, за да се компенсира намалението на обема по време на затвърдяване на отливката. Това често е проблем при по-дебелите участъци на детайла, които се охлаждат по-бавно в сравнение с околните области.

За отстраняване на тези проблеми е необходима комбинация от корекции в конструкцията, материала и процеса. Оптимизирането на геометрията на детайла за еднородна дебелина на стенките, осигуряването за равномерно предварително загряване на матрицата и коригирането на параметрите на инжектиране са всички съществени стъпки. Следващата таблица обобщава типични решения за тези дефекти, свързани с течение и затвърдяване.

Дефекти от газ, налягане и замърсяване

Друга критична група дефекти при прецисно леене се дължи на фактори, които са по-трудни за директно визуализиране: задържан газ, неправилно приложено налягане и чужди материали в разтопения сплав. Дефекти като газова порестост, мехури, пасове и включвания могат сериозно да наруши структурната цялостност и качеството на повърхността на отливката. Тези проблеми често имат началото си при подготовката на метала, състоянието на формата или физиката на запълването на полостта под екстремно налягане.

Газовата порестост е един от най-разпространените дефекти, характеризиращ се с малки празноти или мехурчета, уловени в метала. Тези празноти отслабват детайла и могат да бъдат сериозен проблем при компоненти, които трябва да са плътни под налягане. Газовете могат да произлизат от няколко източника. Те могат да са водород, освободен от самия разтопен алуминиев сплав, въздух, който се задържа и се смесва с метала поради турбулентно запълване, или газове, образувани от изгарянето на разделителния агент за формата при контакт с горещия метал. Белезите са проява на това явление на повърхностно ниво, при която уловеният газ непосредствено под повърхността се разширява и създава издатина върху отливката.

Флашът е дефект, свързан с налягането и цялостността на матрицата. Появява се като тънък, нежелан метален лист по ръба на отливката, там където двете половини на матрицата се срещат. Флашът възниква, когато разтопеният метал избягва от кухината под високо налягане. Това може да се случи по няколко причини: затегащата сила на машината е твърде ниска, за да задържи матрицата затворена, налягането при инжектиране е твърде високо, повърхностите на матрицата са износени или повредени, или има замърсявания, които попречват на матрицата напълно да се затвори.

Накрая, включванията представляват чужди материали, които попадат и остават уловени в отливката. Те могат да бъдат метални или неметални частици, като например оксиди от разтопения метал, отломки от пещта или примеси от рециклиран материал. Включванията създават точки на напрежение в отливката, които могат да доведат до преждевременно разрушаване. Предотвратяването им изисква изключително внимание към чистотата и прецизни процедури при работа през целия процес на стопяване и отливане.

Отстраняване на неизправности при газова порестост и мехури

• Честни причини: Разтворен водород в разтопения сплав; влага върху слитъци или инструменти; турбулентност по време на инжектиране; прекалено количество или неподходящ агент за отделяне на формата.
• Ефективни решения:
  1. Приложете методи за дегазиране на метала, за да премахнете разтворения водород преди отливането.
  2. Осигурете всички метални слитъци и инструменти да бъдат напълно чисти и сухи преди употреба.
  3. Оптимизирайте системата за вливане и канали, за да осигурите гладко, безтурбулентно течение на метала в матрицата.
  4. Осигурете каналите за вентилация на матрицата да са чисти и с правилен размер, за да позволяват излизащият задържан въздух да избяга.
  5. Използвайте смазка за матрица високо качество и я нанасяйте умерено и равномерно.

Отстраняване на флаша

• Честни причини: Недостатъчна затягаща сила на машината; прекалено високо налягане при инжектиране; износени или повредени линии на разделяне на матрицата; замърсявания върху повърхностите на матрицата.
• Ефективни решения:
  1. Проверете и увеличете затягащата сила в тона на машината, за да се гарантира, че е достатъчна за повърхнината на детайла.
  2. Почиствайте повърхностите за разделяне на матрицата преди всеки цикъл.
  3. Намалете налягането при впръскване до най-ниското ефективно ниво.
  4. Провеждайте редовно поддържане на матриците, за да поправяте износване или повреди по линиите на разделяне.

Дефекти от взаимодействие между матрица и машината

Физическото и топлинно взаимодействие между разтопения сплав, стоманената матрица и самата машината за отливане често е причина за дефекти. Проблеми като запояване, драскотини, термични пукнатини и несъвпадащи части се дължат не само на метала, а на състоянието и подреждането на производственото оборудване. Тези дефекти често сочат към необходимостта от по-добро поддържане, корекции в инструментите или промени в начина, по който матрицата и машината са настроени и се използват.

Появата на леене възниква, когато разтопеният сплав химически се свърже или спои с повърхността на формата. Това води до неравни участъци по отливката и може да причини повреда на формата при изваждането. Основните причини включват ерозия на материала на формата поради високи температури или директно впръскване на струя метал, неправилно съдържание на желязо в алуминиевия сплав или неравна повърхност на формата, която служи като анкер за залепване на метала.

Драскотините и захапките са драскотини или дълбоки линии по повърхността на отливката, винаги успоредни на посоката на изхвърляне. Този дефект е ясен индикатор за проблем с изваждането на детайла от формата. Обикновено се причинява от недостатъчен ъгъл на конусност в конструкцията на детайла, грапава или повредена повърхност на формата, която задържа детайла, или нецентрирани избутващи щифтове, които избутват детайла неравномерно.

Топлинната проверка, известна още като термична умора, се проявява като мрежа от фини пукнатини върху повърхността на матрицата, която след това прехвърля съответстващ релефен модел върху отливките. Това е дългосрочен проблем, свързан с износване, причинен от постоянните бързи цикли на нагряване и охлаждане, които матрицата изпитва. Несъвпадащи части са друг механичен проблем, при който двете половини на матрицата не са напълно подравнени, което води до видим стъпка или изместване по линията на разделяне на детайла. Това често се дължи на износени или неправилни шпоночни палци в матрицата или машината.

Предотвратяването на тези дефекти изисква внимание към качеството на инструментите и старателно поддържане. За критични приложения, сътрудничеството с доставчици, специализирани в метални компоненти с висока цялостност, подчертава значението на прецизността от самото начало. Решенията често включват както превантивни мерки, така и коригиращи действия.

• Леене: За да се предотврати запояването, е важно да се подобри охлаждането на матрицата в проблемните зони, полират се полостите на матрицата до гладка повърхност и да се провери съдържанието на желязо в сплавта да е в препоръчителния диапазон (обикновено 0,8% до 1,1%). Използването на висококачествен агент за отделяне на отливката, правилно нанесен, също осигурява съществена бариера.
• Задържания: Решението за задържанията е анализ на детайла и конструкцията на матрицата. Това може да включва увеличаване на ъглите на изтегляне, полиране на стените на полостта и осигуряване правилното балансиране и функциониране на системата за изхвърляне.
• Топлинни пукнатини: Въпреки че топлинните пукнатини са неизбежни при дълга серийна производство, тяхното появяване може да се забави чрез правилно предварително загряване на матрицата преди стартиране, избягване на прекомерни температурни колебания и използване на висококачествена инструментална стомана.
• Несъвпадащи части: Това изисква механична проверка на матрицата и машината. Решението обикновено включва диагностика на машината за прецизно леене под налягане и замяна на износените или неправилни фиксиращи и центриращи палци, за да се възстанови правилното подравняване.

Превантивни стратегии за бездефектно леене

Ефективното отстраняване на дефектите при прецизно леене зависи по-скоро от изграждането на превантивна стратегия за контрол на качеството, отколкото от реагиране върху отделни проблеми. Основните причини за повечето дефекти — свързани с температура, налягане, замърсяване или механично износване — са взаимосвързани. Промяна, направена за отстраняване на един проблем, като например увеличаване на скоростта на впръскване за поправяне на студено затваряне, може неволно да причини друг проблем, като флаш. Поради това е необходимо холистично и систематично отношение за постигане на постоянен успех.

Основата на тази стратегия е прецизният контрол на процеса и редовното поддържане. Това включва внимателно почистване на матриците, грижливо обращение с суровините, за да се предотврати замърсяването, както и редовна проверка на машината и инструментите за признаци на износване. Като следват логическа последователност при отстраняване на неизправности, започвайки от най-простите променливи, операторите могат по-ефективно да решават проблемите и да избягват скъпи и ненужни намеси. В крайна сметка производството на висококачествени, бездефектни отливки чрез преципитационно леене е резултат от комбинирането на надежден дизайн на детайлите, висококачествени инструменти и дълбоко разбиране на параметрите на процеса.

Често задавани въпроси

1. Какви са дефектите при преципитационното леене?

Често срещаните дефекти при преципитационното леене могат да бъдат групирани в категории. Те включват проблеми с течение и затвърдяване (следи от течение, студени затваряния, пукнатини, свиване), проблеми с газ и налягане (пори от газ, мехури, флаш), проблеми с замърсяване (включвания) и дефекти, свързани с взаимодействието между матрицата и машината (залепване, драскотини, термични пукнатини, несъвпадение на части).

2. Как да проверите дефекти при отливане?

Основният метод за проверка на дефекти при отливане е задълбочен визуален преглед, който може да идентифицира повърхностни проблеми като пукнатини, флаш, следи от течене и вдлъбнатини. За вътрешни дефекти като газови или съсирени пори могат да са необходими по-напреднали методи, като рентгенов преглед или разрушаващи тестове, за да се оцени вътрешната цялост на детайла.

3. Какво е флаш дефект при отливане под налягане?

Флашът е чест дефект, при който тънък излишен метален лист се образува по ръба на отливката, обикновено по линията на разделяне, където двете половини на формата се срещат. Това се случва, когато разтопеният метал избягва от кухината под високо налягане, най-често поради недостатъчна сила на затягане, износена форма или замърсявания по повърхността на формата.

4. Кои са седемте дефекта при отливане?

Въпреки че съществуват много видове дефекти при леенето, седемте най-чести са газова порьозност, усукване поради налягане, пукнатини, натрупване, студени затваряния, следи от течение и запояване. Тези дефекти обхващат широк диапазон от основни причини – от проблеми с температурата на метала и съдържанието на газ до въпроси с налягането при впръскване и състоянието на матрицата.