De vigtigste årsager til bobledannelse i dosering forklaret

TL;DR

Blasning i trykstøbning er en overfladefejl, der er karakteriseret ved hævede bobler forårsaget af udvidelsen af gas, der er fanget lige under metalens hud. Den primære årsag er gas- eller luftfangst som følge af turbulent metalstrøm og utilstrækkelig afluftning af skimmel. Andre kritiske faktorer er overdreven temperatur i smeltet metal eller i formningen, forkert anvendelse af formningssmøremidler og forurenende stoffer eller fysiske fejl i selve aluminiumlegeringen.

Gas- og luftfangstens rolle i blærebygning

Den mest grundlæggende årsag til blærer i trykstøbning er gasens indespærring i formen under metalindsprøjtning. Blistere er i det væsentlige en specifik form for gasporøsitet, hvor den fanget gas er placeret lige under støbningens overflade. Når det smelte metal stivner, er den gas der sidder fanget under et enormt tryk. Når den udstøttes fra stykket, fjernes den ydre støtte, og den stadig bløde metalskind kan skubbes udad af den ekspanderende gas og danner en tydelig blære.

Denne gas kan komme fra flere kilder. Den mest almindelige er luft, der allerede er til stede i skimmelskabskollet og i løbersystemet før skuddet. Hvis det smelte metal indsprøjtes for hurtigt eller hvis strømningsbanen ikke optimeres, skaber det turbulens. Denne turbulente, kaotiske strøm foldes over på sig selv og fanger luftlommer der ikke kan slippe ud før metallet er blevet fast. Som beskrevet i en teknisk analyse af CEX Casting , dårlig port- og løberdesign er en hyppig årsag, da det ikke sikrer en jævn, laminar strøm af metal ind i formen.

Utilstrækkelig ventilation er en anden kritisk faktor. Ventiler er små kanaler, der er designet til at lade luften slippe ud af hulrummet, mens det smeltede metal fylder det. Hvis disse ventiler er blokerede, for små eller dårligt placerede, har luften ingen sted at gå og bliver fanget inde i støbningen. Resultatet er porøsitet og, hvis det er tæt på overfladen, bobler. At optimere ventileringssystemet er et afgørende skridt for at forhindre denne type fejl.

For at mindske gass- og luftindeslutning bør flere bedste praksis implementeres:

• Optimer port- og løberdesign: Brug simuleringssoftware til formstrømning til at designe et system, der fremmer en jævn, turbulentfri udfyldning af formhulrummet.
• Sørg for tilstrækkelig ventilation: Design og vedligehold rene og effektive ventiler og overløbsporte for at sikre fuldstændig evakuering af luft.
• Kontroller injektionshastighed: Juster sprøjteprofilen, især den indledende langsomme sprøjtefase, for at blidt skubbe luft ud af hulrummet, inden den hastige fyldning begynder.
• Anvend vakuumhjælp: For kritiske komponenter kan implementering af en vakuum-sprøjtestøbeproces aktivt fjerne luft fra hulrummet før indsprøjtning og derved næsten helt eliminere risikoen for gasspoler.

Procesparametre: Hvordan temperatur og smøremidler forårsager spolere

Ud over den fysiske indeslutning af luft spiller driftsparametre en væsentlig rolle for at skabe betingelserne for dannelse af spolere. Styring af temperatur og anvendelse af smøremidler er to af de mest kritiske områder. For høje temperaturer, enten i det smeltede metal eller selve værktøjet, kan forværre problemer relateret til gas. Ifølge et overblik fra Sunrise Metal , kan høje temperaturer øge damptrykket i den smeltede legering og få værktøjssmøremidler til at nedbryde sig, hvilket frigiver gas, der bliver indespærret.

Støbningssmidemidler, eller frigørelsesmidler, er nødvendige for at forhindre støbningen i at sidde fast i formen, men deres forkerte anvendelse er en af de største årsager til gasporøsitet og blærer. Når for meget smidemiddel anvendes, eller det påføres ujævnt, kan det overskydende væske samle sig i formen. Når det kommer i kontakt med det varme smeltede metal, fordampes smidemidlet øjeblikkeligt og danner en stor mængde gas, som ikke har tid til at undslippe gennem ventilationsåbningerne. Som nævnt i en rapport fra The Hill & Griffith Company , er plunger-smidemiddel ofte den enkeltstørste årsag, især når der bruges ekstra smidemiddel for at kompensere for et slidt plungerhoved.

Fugt er en anden vigtig faktor. Almindelig fugt i formen, fra utætte vandlede, dryppende spraydyser eller endda selve frigørelsesmidlet, vil omdannes til damp ved indsprøjtningen. Denne damp opfører sig ligesom enhver anden fanget gas og skaber tryk under overfladen af støbningen, hvilket kan føre til blærer. Derfor er det afgørende at opretholde et tørt formmiljø.

For at forhindre blærer forårsaget af procesparametre, bør operatører overholde følgende korrigerende foranstaltninger:

1. Sikr streng temperaturkontrol: Sørg for, at både smeltet legering og form holdes inden for deres specificerede temperaturområder for at undgå overophedning og overdreven dannelse af gas.
2. Anvend smøremiddel sparsomt og jævnt: Brug automatiske sprøjtesystemer til at påføre et minimalt, ensartet lag af et højkvalitets frigørelsesmiddel med lav restmængde.
3. Sørg for fordampningstid: Sørg for, at der er en tilstrækkelig pause efter sprayning, så eventuelt vand eller opløsningsmidler i smøremidlet kan fordampes fuldstændigt, før formen lukkes.
4. Udfør regelmæssig vedligeholdelse: Undersøg rutinemæssigt for utætte vand- eller hydraulikledninger, og sørg for, at sprøjtedysser ikke drypper.

Materielle og fysiske defekter som rodårsager

Den sidste kategori af årsager vedrører integriteten af støbematerialet og forekomsten af fysiske diskontinuiteter i metalstrømmen. Blærer kan opstå fra forureninger i legeringen selv. For eksempel kan grundstoffer med lav kogepunkt, såsom bly eller cadmium, fordampes under støbeprocessen eller efterfølgende varmebehandling, hvilket skaber indre gastryk. På samme måde kan aluminiumslegeringer optage brint under smeltningen, som vil forsøge at undslippe under stivnинг, hvilket fører til porøsitet og blærer.

Fysiske fejl, der opstår under fyldningsprocessen, er ligeledes yderst skadelige. Forskning offentliggjort i Engineering Failure Analysis påpeger, at kolde flager—halvfaste stykker metal, der skilles fra væggene i indsprøjtningskanalen—er en primær årsag til store blærer, især i områder nær indstødningsystemet. Disse flager skaber diskontinuiteter i støbningsmaterialets mikrostruktur. Gas, der er til stede i disse hulrum, udvider sig under varmebehandling og danner betydelige overfladeblærer. Andre lignende fejl inkluderer kolde dråber, kolde stød og oxidfilm, som alle forstyrrer metallens homogenitet og fungerer som udspring for blæreuddannelse.

For at forhindre disse materialebetingede defekter kræves streng kontrol med hele processen, fra råvarehåndtering til endelig produktion. Det er afgørende at samarbejde med en leverandør, der demonstrerer et stærkt engagement i kvalitetskontrol. For eksempel benytter producenter af højtydende automobildel ofte certificerede processer som IATF16949 og intern kvalitetskontrol for at sikre materialeintegritet fra start til slut, hvilket er en kritisk praksis for at forhindre sådanne defekter.

For bedre at forstå disse forskellige årsager sammenligner følgende tabel blærer forårsaget af gasspor versus dem, der stammer fra fysiske eller kemiske defekter:

Løsninger inkluderer forvarmning og grundig tørring af råmaterialer, anvendelse af legeringer med høj renhed samt effektiv degassering med kvælstof eller argon for at fjerne opløst brint før støbningen.

Ofte stillede spørgsmål om blærer ved die-cast-støbning

1. Hvad er den primære årsag til blærer ved die-cast-støbning?

Den vigtigste årsag til blærer er fanget gas, typisk luft fra formhulen, som bliver indespærret på grund af turbulent strømning af smeltet metal og utilstrækkelig ventilation. Denne gas, placeret lige under overfladen af støbningen, udvider sig og presser det bløde metalopdækket udad, hvilket danner en blære.

2. Kan varmebehandling forårsage bobler på et die-cast-delen?

Ja, varmebehandling er en almindelig udløser for bobledannelse. En del kan se perfekt ud i sin som-støbt tilstand, men hvis der er fanget gas eller en fysisk diskontinuitet under overfladen, vil de høje temperaturer ved varmebehandling få gassen til at ekspandere betydeligt og derved afsløre defekten som en overfladeboble.

3. Hvordan skelner man mellem en bolde og almindelig porøsitet?

Bobler er en overfladisk eller nær-overfladisk defekt, der viser sig som løftede bulger på støbningens overflade. Almindelig porøsitet henviser derimod til hulrum, der kan befinde sig hvor som helst i støbningen, også dybt inde i dele. Selvom begge skyldes fanget gas, er bobler specifikt de porer, der er tæt nok på overfladen til at deformere den.