Накратко

Отстраняването на дефекти при прецизното леене включва идентифициране на несъвършенства като порестост, пукнатини, следи от течност и излишък, които произлизат от проблеми в дизайна на формата, параметрите на процеса или качеството на материала. Основата за решаване на тези проблеми се крие в систематичен подход за оптимизиране на променливи като скорост на инжектиране, температура на материала и формата, както и осигуряване цялостността на матрицата. Ясното разбиране на основните причини е първата стъпка към производството на висококачествени, бездефектни части.

Разбиране на основните причини за дефектите при прецизното леене

Ефективното отстраняване на дефектите при прецизното леене започва с добро разбиране на техните причини. Повечето несъвършенства могат да бъдат проследени до една от три основни категории: проблеми с формата и калъпа, несъответствия в параметрите на процеса или проблеми с качеството на материала. Тези фактори често са взаимосвързани, като проблем в една област може да влоши ситуацията в друга. Систематичната диагностика е ключова за прилагането на правилното решение и предотвратяването на повторение.

Проблемите с формите и матриците са значителен източник на дефекти. Лошо проектирана форма с недостатъчна вентилация може да задържи газове, което води до порьозност. По същия начин износването на формата, като ерозия или неправилно подравняване на двете половини, може да причини излишък (флаш) или несъвпадащи части. Също толкова критично е термичното управление на формата; прекалено студена форма може да причини следи от течност или студени заварки, докато локално прегряване може да доведе до запояване, при което разтопеният сплав се закача за повърхността на формата. Предотвратяването на тези проблеми започва на етапа на проектиране. Сътрудничеството с опитен производител, който използва напреднали CAE симулации и поддържа високи стандарти за инструменти, като Shaoyi (Ningbo) Metal Technology Co., Ltd. , е от съществено значение за създаването на здрави форми, които от самото начало минимизират възможността за дефекти.

Параметрите на процеса — конкретните настройки на машината за прецизно леене под налягане — трябва да се контролират точно. Променливи като скорост на впръскване, налягане и скорост на охлаждане имат пряко влияние върху качеството на крайния продукт. Например, твърде висока скорост на впръскване може да предизвикае турбулентност в потока разтопен метал, улавяйки въздух и причинявайки газова порестост. Напротив, недостатъчно налягане може да доведе до непълно запълване на формата, известно като непълно запълване. Времетраенето на цикъла, включително фазите на затвърдяване и охлаждане, трябва да бъде оптимизирано, за да се предотвратят дефекти като пукнатини или деформации, причинени от вътрешни напрежения.

Накрая, качеството на суровината е от основно значение. Сплавта от разтопен метал трябва да е чиста, при правилната температура и достатъчно дегазирана. Примесите или включванията в сплавта, като оксиди или шлака, могат да създадат слаби точки в отливката, което води до структурни повреди. Самият химичен състав е от съществено значение; например ниското съдържание на желязо в алуминиева сплав може да увеличи риска от залепване. Строгият контрол върху чистотата и температурата на сплавта гарантира предвидимото поведение на материала по време на процеса на отливане.

Отстраняване на чести повърхностни дефекти

Повърхностните дефекти често са най-забележимите недостатъци при отливаните под налягане части, които засягат както външния вид, така и в някои случаи функционалността. Чести проблеми включват газова порьозност, мехури, следи от течене и пукнатини. Всеки от тях има различни причини и изисква насочен подход за отстраняване. Разбирането на тези визуални индикатори е първата стъпка при диагностицирането на основния технологичен проблем.

Газова порьозност и мехури са тясно свързани дефекти, причинени от уловен газ в метала. Газовата порьозност се проявява като малки, често кръгли празноти на или непосредствено под повърхността. Мехурите са издадени мехури по повърхността, които се образуват, когато уловеният газ се разширява и деформира тънката външна обвивка на отливката, особено по време на термична обработка или изхвърляне от формата. Основната причина е задържане на въздух по време на турбулентното запълване на формата или газ, освободен от смазката за формата.

1. Проверете качеството на материала: Уверете се, че сплавта е чиста, суха и правилно одегазирана преди употреба.
2. Оптимизиране на параметрите за инжектиране: Намалете скоростта на впръскване, за да се постигне по-ламинарен поток и да се минимизира турбуленцията.
3. Подобрете вентилацията: Проверете дали отдушниците и преливните канали на формата са чисти и с подходящ размер, за да позволяват излизащият въздух да напуска кухината. Използването на вакуумна формовъчна система е изключително ефективно решение.
4. Контролирайте смазките: Използвайте смазка за форма с високо качество и нанасяйте я умерено, за да се избегне излишно генериране на газове.

Следи от течност и пукнатини са свързани с термичния контрол и напрежението. Следите от течност (или студени заварки) са ивици, линии или шарки по повърхността, които проследяват пътя на затварящия се метал. Те възникват, когато разтопеният метал се охлади твърде бързо при контакт с повърхността на матрицата, което попречва на отделните потоци напълно да се слеят. Пукнатините са напуквания, които могат да бъдат причинени от термично напрежение поради бързо или неравномерно охлаждане или от механично напрежение по време на изхвърляне.

1. Регулирайте температурите: Повишете температурата на матрицата и разтопения метал, за да се подобри течността и да се предотврати прекомерно стопяване.
2. Оптимизиране на отвеждането: Преустройте положението и размера на шлюза, за да се осигури бързо и равномерно запълване на формата, като се минимизира разстоянието, което металът трябва да измине.
3. Подобряване на топлинното управление: Осигурете правилното функциониране на охлаждащата система на матрицата, за да се избегнат нееднородни топлинни градиенти, които създават напрежение.
4. Преглед на геометрията на детайла: Минимизирайте рязките промени в дебелината на стените и добавете достатъчни заобления, за да се намалят точките на концентрация на напрежение, от които често се появяват пукнатини.

Решаване на вътрешни и структурни дефекти

Докато повърхностните дефекти са визуално проблемни, вътрешните дефекти могат да наруши структурната цялост на компонента, което води до катастрофален отказ на терен. Основните вътрешни дефекти включват порьозност от свиване и включвания, докато друг ключов дефект – оловяване, засяга повърхността. Тези дефекти често са скрити и изискват внимателен контрол на процеса и управление на материала, за да бъдат предотвратени.

Усадъчна порьозност се появява като неправилни, ъгловати празноти или кухини в отливката, обикновено в по-дебелите участъци. Възниква, когато разтопеният метал се свива по време на затвърдяване и няма достатъчно течен метал да запълни оставащата празнина. Това често е резултат от лош дизайн на детайла, например нееднородна дебелина на стените, или недостатъчно хранене от системата за наливане. За предотвратяване на порестост от свиване, е важно детайлите да се проектират с възможно най-еднородни сечения. За повече информация относно предотвратяването на дефекти, Dynacast предлага подробно ръководство по темата. Ефективното топлинно управление, както и правилно размерирани врати и компенсатори, също са от съществено значение за осигуряване на подходящо хранене по време на затвърдяване.

Запояване е дефект, при който разтопеният сплав се сварява химически към повърхността на матрицата. Това поврежда както детайла при изваждането, така и самата матрица, което води до скъпоструващи прекъсвания и ремонти. Напояването често се проявява като груба петна или линия върху отливката. Обикновено се причинява от локални високи температури, ерозия на повърхността на матрицата или неправилна композиция на сплавта, по-специално ниско съдържание на желязо в алуминиевите сплави. Предпазните мерки включват:

• Осигуряване на правилно охлаждане на матрицата, за да се избегнат горещи точки.
• Контролиране на химичния състав на сплавта, особено поддържане на съдържанието на желязо между 0,8% и 1,1% за определени сплави.
• Използване на висококачествен агент за отделяне на матрицата, за да се създаде защитен барие.
• Полиране на полостта на матрицата, за да се премахне всяка грапавост, която би могла да служи като точка на закотвяне за напояване.

Включвания са чужди частици, уловени в металната матрица. Те могат да бъдат метални (например шлака) или неметални (например пясък от формата, оксиди или парченца огнеупорен материал). Включванията създават точки на концентрация на напрежението, които значително отслабват детайла и могат да предизвикат пукнатини под натоварване. Основните източници са нечисти сплави, недостатъчно почистване на разтопения метал или отломки в кухината на матрицата. Според подробен списък от Dolin Casting , стриктната чистота е от първостепенно значение. Това включва използването на чисти пръти, тщателно отстраняване на шлаката от разтопения метал, почистване на кофи и инструменти, както и осигуряване, че кухината на матрицата е свободна от отломки преди всеки процес на леене.

Коригиране на размерни и геометрични дефекти

Размерните и геометрични дефекти са свързани с крайната форма и точност на отливката, като директно влияят на способността ѝ да пасва и функционира в сглобяването. Чести проблеми в тази категория включват флаш, деформация и несъвпадение. Тези дефекти често сочат към проблеми с машината за прецизно леене под налягане, формата или топлинни напрежения по време на охлаждане. Отстраняването им е от съществено значение за поддържане на производствената ефективност и намаляване на разходите след обработка.

ФЛЭШ е тънък, нежелан метален лист, който се образува по линията на разделяне на отливката или около избутващите пинове. Възниква, когато разтопеният метал избяга от формовата кухина под високо налягане. Най-честите причини са недостатъчна сила за затягане от машината, износени или повредени повърхности по линията на разделяне на формата или прекомерно налягане при инжектиране. Подробно обяснение от Rapid Axis набляга, че износването на формата е основен фактор. Отстраняването на този проблем изисква систематична проверка:

• Проверете силата на затягане: Уверете се, че тонажът на машината е достатъчен, за да задържи плочите на формата плътно затворени срещу налягането при инжектиране.
• Проверка на формата: Проверете разделянето на линията за отломки, износване или повреди. Редовното поддържане на формата е от решаващо значение.
• Оптимизиране на параметрите на процеса: Намалете скоростта или налягането при инжектиране до ниво, което запълва детайла, без да избутва метал извън кухината.

Изкривяване или деформация възниква, когато отливката се деформира от предвидената си форма по време на втвърдяване или след него. Това обикновено се дължи на неравномерно охлаждане, което създава вътрешни напрежения, извиващи и усукващи детайла. Тънкостенните участъци се охлаждат и свиват по-бързо от дебелостенните, което води до тези напрежения. Други причини включват неправилно изхвърляне, което механично огъва все още горещия детайл. За отстраняване на деформациите се стремете към равномерно охлаждане чрез настройване на каналите за охлаждане на формата и осигуряване конструкция на детайла, която минимизира големи вариации в дебелината на стените. Настройването на местоположението на изхвърлящите пиности за балансирана сила също може да предотврати деформация.

Несъответствие е дефект, при който двете половини на отливката не са правилно подравнени, което води до стъпка или изместване по линията на разделяне. Това почти винаги е механичен проблем, свързан с матрицата или машината. Износени или счупени центриращи пинове в матрицата, разхлабени компоненти в машината за прецизно леене под налягане или неправилна настройка на матрицата могат всички да доведат до несъответствие. Решението включва задълбочена инспекция и поддръжка както на матрицата, така и на машината, за да се осигури прецизна и повтаряема подравненост между двете половини на матрицата при всеки цикъл.

Често задавани въпроси относно дефекти при прецизното леене под налягане

1. Какви са най-честите дефекти при прецизното леене под налягане?

Най-честите дефекти при прецизното леене под налягане могат да бъдат групирани в три категории. Повърхностни дефекти включват порьозност, мехурчета, следи от течност и пукнатини. Вътрешни или структурни дефекти включват порьозност от свиване и включвания. Дефекти по размери включват излишък (флаш), деформации и несъответствие. Всеки тип има различни причини, свързани с процеса, материала или конструкцията на матрицата.

2. Как се идентифицират типичните дефекти при отливане?

Много дефекти, като флаш, следи от поток, пукнатини и огъване, могат да бъдат установени чрез внимателна визуална проверка. За вътрешни дефекти като порьозност или включвания са необходими методи за недеструктивно тестване. Те могат да включват рентгенов преглед, за да се види вътрешността на детайла, или ултразвуково тестване за откриване на скрити дефекти.

3. Какъв е ключът към предотвратяване на дефектите при отливане?

Ключът към предотвратяването е холистичен подход, насочен към три области. Първата е издръжлив дизайн на инструмента, осигуряващ правилно разположение на входящите канали, вентилация и термично управление. Втората е стриктен контрол на процеса, включващ оптимизация на скоростта на впръскване, налягането и температурите. Третата е управление на материали високо качество, използване на чисти, правилно обработени сплави и поддържане на чиста производствена среда.

4. Какви са основните категории неуспехи, свързани с отливките?

Повредите, свързани с отливките, обикновено се дължат на дефекти, които компрометират цялостността на детайла. Те могат да бъдат категоризирани като повърхностни несъвършенства, които засягат покритията или естетиката, структурни дефекти като порестост и пукнатини, които намаляват механичната якост и могат да доведат до скъсване, и размерни неточности като деформация или несъответствие, които попречват на правилната сглобка и функциониране.