SHRNUTÍ

Odstraňování vad při tlakovém lití zahrnuje identifikaci nedokonalostí, jako je pórovitost, trhliny, stopy toku a přetoky, které vznikají problémy v návrhu formy, procesních parametrech nebo kvalitě materiálu. Klíčem k řešení těchto problémů je systematický přístup k optimalizaci proměnných, jako je rychlost vstřikování, teplota materiálu a formy, a zajištění neporušenosti samotné formy. Jasné pochopení hlavních příčin je prvním krokem k výrobě vysoce kvalitních dílů bez vad.

Pochopení hlavních příčin vad při tlakovém lití

Efektivní odstraňování vad při tlakovém lití začíná pevným pochopením jejich původu. Většinu nedokonalostí lze vystopovat do jedné ze tří hlavních kategorií: problémy s formou a deskou, nekonzistence procesních parametrů nebo problémy s kvalitou materiálu. Tyto faktory jsou často propojeny tak, že problém v jedné oblasti může zhoršit problém v jiné. Klíčovým krokem k implementaci správného řešení a předcházení opakování je systematická diagnostika.

Problémy s tvary a formami jsou významným zdrojem vad. Špatně navržená forma s nedostatečným odvzdušněním může zachytit plyny, což vede k pórovitosti. Podobně opotřebení formy, jako je eroze nebo nesprávné zarovnání obou polovin, může způsobit přetékání materiálu nebo neshodné díly. Také termální řízení formy je velmi důležité; pokud je forma příliš studená, mohou vzniknout stopy toku nebo tzv. cold shut (studénky), zatímco lokální přehřátí může vést ke spájení, při kterém se tavená slitina spojí s povrchem formy. Předcházení těmto problémům začíná ve fázi návrhu. Spolupráce s zkušeným výrobcem, který používá pokročilé simulační nástroje CAE a dodržuje vysoké standardy nástrojů, jako například Shaoyi (Ningbo) Metal Technology Co., Ltd. , je klíčová pro vytváření odolných forem, které minimalizují riziko vzniku vad již od počátku.

Procesní parametry – konkrétní nastavení lisu pro lití pod tlakem – je nutno přesně kontrolovat. Proměnné, jako je rychlost vstřikování, tlak a rychlost chlazení, přímo ovlivňují kvalitu výsledné součásti. Například nadměrně vysoká rychlost vstřikování může způsobit turbulenci toku taveniny, čímž se zachytí vzduch a vznikne póravost plynem. Naopak nedostatečný tlak může vést k neúplnému vyplnění formy, tzv. neplnému plnění. Časování cyklu, včetně fází tuhnutí a chlazení, je nutno optimalizovat, aby se předešlo vadám, jako jsou trhliny nebo deformace způsobené vnitřním pnutím.

Konečně je zásadní kvalita suroviny. Tavená slitina kovu musí být čistá, mít správnou teplotu a musí být řádně odplyněna. Příměsi nebo inkluze ve slitině, jako jsou oxidy nebo struska, mohou v odlitku vytvářet místa se sníženou pevností, což může vést ke strukturálním poruchám. Samotné chemické složení je rozhodující; například nízký obsah železa v hliníkové slitině může zvýšit riziko přivařování. Přesná kontrola čistoty slitiny a teploty zajišťuje, že se materiál během odlévání chová předvídatelně.

Řešení běžných povrchových vad

Povrchové vady jsou často nejzřejmějšími chybami u odlitků získaných tlakovým litím, které ovlivňují jak vzhled, tak v některých případech i funkčnost dílu. Mezi běžné problémy patří plynová pórovitost, puchýře, stopy toku a praskliny. Každá z těchto vad má odlišnou příčinu a vyžaduje cílený přístup k odstranění. Porozumění těmto vizuálním indikátorům je prvním krokem k diagnostice základního technologického problému.

Plynová pórovitost a puchýře jsou si blízce příbuzné vady způsobené uzavřeným plynem uvnitř kovu. Plynová pórovitost se projevuje malými, často kulatými dutinami na povrchu nebo těsně pod ním. Puchýře jsou vystupující bubliny na povrchu, které vznikají, když se uzavřený plyn rozpíná a deformuje tenkou vnější vrstvu odlitku, zejména během tepelného zpracování nebo vysouvání z formy. Hlavní příčinou je zachycení vzduchu během turbulentního plnění formy nebo uvolňování plynu z separačního prostředku formy.

1. Ověřte kvalitu materiálu: Ujistěte se, že slitina je čistá, suchá a před použitím řádně odplyněná.
2. Optimalizace vstřikovacích parametrů: Snížením rychlosti vstřikování dosáhnete laminárnějšího toku a minimalizujete turbulenci.
3. Zlepšení větrání: Zkontrolujte, zda jsou ventilační otvory a přelivové kanály v celém lití čisté a dostatečně dimenzované, aby umožnily uniknout vzduchu z dutiny. Použití vakuového lití je vysoce účinným řešením.
4. Kontrola maziv: Používejte kvalitní separační prostředek pro formy a nanášejte ho šetrně, abyste se vyhnuli nadměrné tvorbě plynů.

Stopy toku a trhliny souvisejí s tepelným managementem a napětím. Stopy toku (nebo studené spáry) jsou pruhy, čáry nebo vzory na povrchu, které znázorňují dráhu tuhnoucího kovu. Vznikají tehdy, když roztavený kov příliš rychle chladne po kontaktu s povrchem formy, což brání úplnému spojení jednotlivých proudů. Trhliny jsou praskliny, které mohou být způsobeny tepelným napětím v důsledku rychlého nebo nerovnoměrného chlazení, nebo mechanickým napětím během vysouvání.

1. Úprava teplot: Zvyšte teplotu formy a taveniny kovu, aby se zlepšila tekutost a zabránilo se předčasnému tuhnutí.
2. Optimalizujte přívod kovu: Přepracujte polohu a velikost přívodu, aby se forma rychle a rovnoměrně naplnila, a minimalizovala se vzdálenost, kterou kov musí urazit.
3. Zlepšete tepelné řízení: Zajistěte správnou funkci chladicího systému formy, aby nedocházelo k nerovnoměrným teplotním gradientům, které způsobují napětí.
4. Přehodnoťte geometrii dílu: Minimalizujte náhlé změny tloušťky stěn a přidejte široké zaoblení, čímž snížíte místa koncentrace napětí, kde často vznikají trhliny.

Řešení vnitřních a strukturních vad

Zatímco povrchové vady jsou vizuálně problematické, vnitřní vady mohou ohrozit strukturní integritu součásti, což může vést ke katastrofálnímu selhání v provozu. Mezi klíčové vnitřní vady patří smrštění, pórovitost a vměstky, zatímco další významná vada – přivařování – ovlivňuje povrch. Tyto vady jsou často skryté a jejich prevence vyžaduje pečlivou kontrolu procesu a správu materiálu.

Úsmrtní pórovitost se projevuje jako nerovné, úhlovité dutiny uvnitř odlitku, obvykle v tlustších částech. Vzniká, když roztavený kov smrští během tuhnutí a není dostatek kapalného kovu na vyplnění vzniklé dutiny. K tomu často dochází kvůli špatnému návrhu dílu, například nepravidelné tloušťce stěn, nebo nedostatečnému přisádění z litinové soustavy. Pro prevenci smrštění je nezbytné navrhovat díly s co nejvíce stejnoměrnou tloušťkou stěn. Další informace o prevenci vad lze nalézt v Podrobném průvodci společnosti Dynacast k tématu. Dále je také klíčová efektivní tepelná správa a vhodně dimenzované vtoky a hladiny, které zajistí správné přisádění během tuhnutí.

Sváření je vada, při které se roztavená slitina chemicky svaří na povrch formy. Tím dojde k poškození jak výrobku při vysouvání, tak samotné formy, což vede k nákladnému výpadku a opravám. Přivařování se často projevuje jako drsná plocha nebo čára na odlitku. Obvykle je způsobeno lokálně vysokými teplotami, erozí povrchu formy nebo nesprávným složením slitiny, zejména nízkým obsahem železa v hliníkových slitinách. Preventivní opatření zahrnují:

• Zajištění správného chlazení formy, aby se předešlo horkým místům.
• Kontrolu chemického složení slitiny, zejména udržování obsahu železa mezi 0,8 % a 1,1 % u určitých slitin.
• Použití vysoce kvalitního separačního prostředku pro tvary, který vytvoří ochrannou bariéru.
• Leštění dutiny formy, aby se odstranila jakákoli drsnost, která by mohla sloužit jako kotvicí bod pro přivařování.

Vkládání jsou cizí částice uvězněné uvnitř kovové matrice. Mohou být kovové (např. struska) nebo nekovové (např. písek z formy, oxidy nebo úlomky tavicích materiálů). Vnitřní vměstky vytvářejí místa koncentrace napětí, která výrazně oslabují součást a mohou vést k vzniku trhlin za zatížení. Hlavními zdroji jsou nečisté slitiny, nedostatečné čištění taveniny nebo nečistoty v dutině formy. Podle vyčerpávajícího seznamu od Dolin Casting , je rozhodující dodržovat přísnou čistotu. To zahrnuje použití čistých ingotů, důkladné odstraňování strusky z taveniny, čištění kelímků a nástrojů a zajištění, že dutina formy je před každým litím volná od nečistot.

Oprava rozměrových a geometrických vad

Rozměrové a geometrické vady souvisejí s konečným tvarem a přesností odlitku, přímo ovlivňují jeho schopnost zapadnout a správně fungovat ve sestavě. Mezi běžné problémy v této kategorii patří běžící hrot, deformace a nesouosost. Tyto vady často ukazují na problémy s lisem pro tlakové lití, na samotné formě nebo na tepelných napětích během chladnutí. Jejich odstranění je nezbytné pro udržení výrobní efektivity a snížení nákladů na dodatečné zpracování.

BÝŽK je tenký nežádoucí kovový plát, který vzniká na rozdělovací rovině odlitku nebo kolem vyhazovacích kolíků. Vzniká v tom okamžiku, kdy roztavený kov uniká z dutiny formy pod vysokým tlakem. Nejčastějšími příčinami jsou nedostatečná uzavírací síla stroje, opotřebované nebo poškozené povrchy rozdělovací roviny formy nebo nadměrný tlak při vstřikování. Podrobné vysvětlení od Rapid Axis zdůrazňuje, že opotřebení formy je hlavní příčinou. Pro odstranění tohoto problému je nutná systematická kontrola:

• Zkontrolujte uzavírací sílu: Ujistěte se, že uzavírací síla stroje je dostatečná k pevnému spojení obou polovin formy proti tlaku při vstřikování.
• Prohlídka formy: Zkontrolujte dělicí rovinu na nečistoty, opotřebení nebo poškození. Pravidelná údržba formy je zásadní.
• Optimalizace procesních parametrů: Snížete-li rychlost nebo tlak vstřikování na úroveň, která naplní dutinu bez vytláčení kovu z formy.

Deformace nebo deformace vzniká, když odlitek ztratí svůj zamýšlený tvar během tuhnutí nebo po něm. K tomu obvykle dochází v důsledku nerovnoměrného chlazení, které vytváří vnitřní pnutí deformující a kroutící díl. Tenkostěnné části chladnou a smrštují se rychleji než silnostěnné, čímž vzniká toto pnutí. Mezi další příčiny patří nesprávný výhaz, který mechanicky ohýbá stále horký díl. Pro řešení zkreslení se zaměřte na dosažení rovnoměrného chlazení úpravou chladicích kanálků v lisy a zajistěte, že návrh dílu minimalizuje velké rozdíly v tloušťce stěn. Úprava umístění výhazových kolíků pro vyváženou sílu může také zabránit deformaci.

Nesoulad je vada, při které se dvě poloviny odlitku nesprávně zarovnají, což vede ke vzniku stupně nebo posunu podél dělící roviny. Téměř vždy se jedná o mechanický problém související s formou nebo strojem. Opotřebované nebo poškozené zarovnávací kolíky ve formě, uvolněné součásti v lisu pro tlakové lití nebo nesprávné nastavení formy mohou vést k nesrovnalosti. Řešením je důkladná kontrola a údržba formy i stroje, aby bylo zajištěno přesné a opakovatelné zarovnání obou polovin formy při každém cyklu.

Nejčastější otázky o vadách při tlakovém lití

1. Jaké jsou nejčastější vady při tlakovém lití?

Nejčastější vady při tlakovém lití lze rozdělit do tří kategorií. Povrchové vady zahrnují pórovitost, puchýře, stopy toku a trhliny. Vnitřní nebo strukturní vady zahrnují smrštění a vměstky. Dimenzionální vady zahrnují běh, deformaci a nesrovnalost. Každý typ má odlišné příčiny související s procesem, materiálem nebo návrhem formy.

2. Jak se obvykle identifikují odlévací vady?

Mnoho vad, jako je běl, stopy toku, praskliny a deformace, lze identifikovat pečlivou vizuální kontrolou. U vnitřních vad, jako je pórovitost nebo vměstky, jsou vyžadovány nedestruktivní metody zkoušení. Mezi ně patří rentgenová kontrola pro prohlížení dovnitř dílu nebo ultrazvuková kontrola pro detekci skrytých vad.

3. Co je klíčem k prevenci odlévacích vad?

Klíčem k prevenci je komplexní přístup zaměřený na tři oblasti. První je robustní návrh nástroje, který zajišťuje správné plnění, odvzdušnění a tepelné řízení. Druhou je přísná kontrola procesu, která zahrnuje optimalizaci rychlosti vstřikování, tlaku a teplot. Třetí je kvalitní řízení materiálu, používání čistých, řádně upravených slitin a udržování čistého výrobního prostředí.

4. Jaké jsou hlavní kategorie poruch souvisejících s odlitky?

Poruchy související s odlitky jsou obvykle způsobeny vadami, které narušují integritu dílu. Tyto vady lze kategorizovat jako povrchové nedokonalosti ovlivňující nátěry nebo estetiku, strukturální chyby, jako je pórovitost a trhliny, které snižují mechanickou pevnost a mohou vést ke lomu, a rozměrové nepřesnosti, jako je zkroucení nebo neshoda, které brání správnému montážnímu spojení a funkci.