Podmazivanje uljem komore za lijevanje: Vaš ključ za smanjenje grešaka kod lijevanja

KRATKO

Učinkovito podmazivanje ovisne košuljice u postupku lijevanja pod tlakom u hladnoj komori ključan je proces za osiguravanje kvalitete i učinkovitosti proizvodnje. Pravilno podmazivanje štiti vrh kliznog klipa i košuljicu od preranog trošenja, stvara nužno brtvljenje za rastalovani metal i osnovno je za sprječavanje skupih grešaka pri lijevanju. Postupak uključuje točnu primjenu specijaliziranih podmazivača prije svakog ciklusa ubrizgavanja kako bi se smanjilo trenje, upravljalo ekstremnim toplinskim opterećenjem i konačno maksimaliziralo vrijeme rada opreme te kvalitetu gotovih dijelova.

Ključna uloga sustava ovisne košuljice u lijevanju u hladnoj komori

U postupku visokotlačnog lijevanja (HPDC), ovisna košuljica je cilindar od kaljenog čelika koji djeluje kao komora u kojoj se drži rastalovani metal, poput legure aluminija ili magnezija, neposredno prije nego što se ubrizga u kalup. Prema izvoru industrije Haichen , njegova primarna funkcija je da djeluje kao precizni vod, koji u kombinaciji s klipom (ili potisnikom) generira ogroman tlak i osigurava kontrolirano te brzo punjenje kalupa. Integritet ovog sustava od presudne je važnosti za proizvodnju kvalitetnih i ispravnih odljevaka.

Podmazivanje nije samo zadatak održavanja u ovom sustavu; to je aktivna procesna varijabla koja izravno utječe na rezultate. Glavna svrha podmazivača za klip je zaštita vrška klipa od trošenja i osiguravanje odgovarajućeg brtvljenja s cijevi za ulijevanje. Bez odgovarajućeg filma podmazivača, ekstremno trenje i termički udar od taline uzrokovali bi katastrofalno trošenje kako vrška potisnika tako i unutarnjeg zida cijevi. To dovodi do gubitka dimenzionalne tolerancije, čime se narušava brtva potrebna za ubrizgavanje metala pod visokim tlakom.

Posljedice nedovoljnog ili nepravilnog podmazivanja su ozbiljne i skupocjene. Kao što je detaljno opisano u tehničkom radu tvrtke Castool Tooling Systems , nedovoljna podmazanost izravno rezultira neslaganjem brzine ubrizgavanja, preranim oštećenjem komponenti i značajnim povećanjem stope otpada. Kada se razmak između plunjera i košuljice smanji zbog trošenja, rastalina legure može prodirati u taj razmak, pojava poznata kao "bljesak" ili "procurivanje", što ubrzava daljnje degradiranje. Nadalje, neujednačeno zagrijavanje može uzrokovati deformaciju košuljice, koja postaje ovalna i izobličena, čime je jamčeno prerano oštećenje.

Konačno, funkciju podmazivanja košuljice za ubrizgavanje moguće je sažeti u nekoliko ključnih ciljeva:

• Sprječavanje trošenja: Stvaranje zaštitnog sloja između pomičnog vrha plunjera i nepomične košuljice za ubrizgavanje kako bi se smanjilo abrazivno i adhezivno trošenje.
• Zaptivanje pod tlakom: Održavanje čvrste brtve kako bi plunjer mogao ostvariti potreban hidraulički tlak za potpuno ispunjavanje kalupa.
• Smanjenje trenja: Osiguravanje glatkog i ujednačenog pomaka plunjera za predvidljivu brzinu ubrizgavanja i ravnomjerno punjenje kalupa.
• Upravljanje toplinom: Pomaže u upravljanju prijenosom topline između taljenog metala, vršnog dijela klackalice i ovojnice.
• Smanjenje grešaka: Sprječavanje problema poput zalemljivanja metala (prianjanja) i smanjenje nastajanja otpadnih dijelova.

Vrste maziva za ovojnicu i njihova svojstva

Odabir maziva za ovojnicu ovisi o brojnim čimbenicima, uključujući leguru za lijevanje, veličinu stroja, vrijeme ciklusa i specifične ciljeve proizvodnje. Maziva se u širokim crtama dijele u dvije glavne kategorije: tekuća maziva i čvrsta maziva. Svaka vrsta ima svojstva i metode nanošenja prilagođene različitim operativnim potrebama. Razumijevanje tih razlika ključno je za optimizaciju procesa pod tlakom i osiguravanje dugog vijeka alata.

Tekuća maziva obično su visokoperformantne tekućine na bazi ulja. Prema dobavljaču industrijskih sirovina HA-International , ovi ulja su dizajnirana za univerzalnu uporabu na mnogim kombinacijama klipova i košuljica i mogu se nanositi putem visokotlačnog prskanja u obliku uljnog mlaza. Ova metoda je posebno učinkovita za velike košuljice s dugim hodom, osiguravajući potpuno premazivanje cijelog cilindra. Kemijski sastav ovih podmazivača je kritičan; istraživanje objavljeno u MDPI-jev Maziva dnevnik napominje da mnogi sadrže aditive za ekstremni tlak (EP) s sumpornim ili kloriranim spojevima koji reagiraju pri visokim temperaturama stvarajući zaštitni čvrsti sloj na metalnim površinama.

Čvrsti podmazivači, često peleti ili prah na bazi voska, nude alternativni pristup. Oni se doziraju izravno u komoru za ulijevanje ispred vrha potisnika. Visoka temperatura komore (minimalno 180°C / 356°F) otopi pelete, a nastala tekućina upije se u zazor između dijelova kapilarnom akcijom. Glavna prednost ove metode je čistije radno okruženje, jer se izbjegava raspršivanje povezano s tekućim podmazivačima. Mnogi moderni čvrsti podmazivači formulirani su bez grafita kako bi se spriječilo masno, tamno ostajanje koje grafite može ostaviti na opremi.

Odabir između ovih vrsta uključuje jasne kompromise. Točnost potrebna u ovim proizvodnim okruženjima s visokim zahtjevima ogromna je, budući da čak i manje varijacije mogu dovesti do otkazivanja komponente. Ovo načelo vrijedi i za druge napredne sektore oblikovanja metala. Na primjer, proizvođači visokoefikasnih komponenti, kao što su automobilske kovane dijelove tvrtke Shaoyi (Ningbo) Metal Technology, oslanjaju se na pažljivo kontrolirane procese od dizajniranja kalupa do serijske proizvodnje kako bi osigurali da svaki dio zadovoljava stroge standarde IATF16949. Kao i u postupku pod pritiskom, kontrola trenja i temperature temeljna je za postizanje izvrsnih mehaničkih svojstava.

Uobičajeni nedostaci i kvarovi sustava vezani uz podmazivanje

Nepravilno podmazivanje košuljice za ulijevanje glavni je uzrok nedostataka u odljevcima i preranog kvara opreme. Kada strategija podmazivanja ne uspije, pokreće se lančana reakcija mehaničkih i kemijskih problema koji pogoršavaju kvalitetu dijelova. Najozbiljniji problem je sagorijevanje samog podmazivača. Kada pregrijani rastaljeni aluminij dođe u dodir s podmazivačem, može ispariti i zapaliti se, stvarajući plin i nemetalne uključke koji se zarobe u konačnom odljevku. To izravno dovodi do poroznosti, jednog od najštetnijih nedostataka u odljevcima pod tlakom, koji znatno ugrožava mehaničku čvrstoću.

Iznad sagorijevanja, nedovoljna podmazanost dovodi do izravnih fizičkih oštećenja. Ogromni tlak i pokret kliznog štapa bez odgovarajućeg zaštitnog filma uzrokuju zalihezanje i grebanje na unutarnjoj površini košuljice. Ovo trošenje povećava zazor između kliznog štapa i košuljice, smanjujući učinkovitost ubrizgavanja te omogućavajući rastopljenom metalu da prodira ispod vrha kliznog štapa. Ovo proklizavanje ne samo što oštećuje alat, već također uvodi varijabilnost u proces, čineći ga teškim za održavanje dosljedne kvalitete.

Nasuprot tome, prekomjerna uporaba maziva također je problematična. Pretjerana primjena, osobito tekućih maziva, povećava vjerojatnost gorenja, što uzrokuje dim i plin. Taj zarobljeni plin glavni je izvor poroznosti. Radi se o delikatnoj ravnoteži: premalo maziva uzrokuje trošenje, dok previše uzrokuje greške zbog plina. Iako su maziva neophodna za smanjenje trošenja, ona imaju ograničenja. Istraživanja iskrivljenja uloška za usis pokazuju da čak i uz odgovarajuće podmazivanje toplinski naponi mogu uzrokovati deformaciju uloška, a maziva nemaju značajan učinak na sprječavanje ovog osnovnog problema.

Operatori i inženjeri trebali bi paziti na ključne pokazatelje problema s podmazivanjem. Dijagnostički popis za provjeru može pomoći u prepoznavanju problema prije nego što dovedu do velikih gubitaka u proizvodnji:

• Vidljive ogrebotine ili trake: Provjerite unutarnji zid uloška za usis i površinu vrha potiskivača na znakove fizičkog trošenja.
• Nekonstantna brzina usisa: Ako se brzina potisnika razlikuje između pojedinih ciklusa usprkos dosljednim postavkama stroja, to često ukazuje na probleme s trenjem.
• Povećana stopa otpisa zbog poroznosti: Nagli skok u broju odbačenih dijelova zbog plinskih ili steznih poroznosti često je povezan s nanosenjem podmazivača.
• Vidljiv dim ili čađ: Prekomjeran dim tijekom lijevanja ili faze ubrizgavanja jasan je znak da gorivo sagorijeva.
• Prijanjanje metala (kaljenje): Nalazak zbijenih ostataka legure od uljeva pričvršćenih na vrh potisnika ili stijenku rukava ukazuje na oštećenje podmazujuće folije.

Preporučene prakse za nanošenje podmazivača i održavanje sustava

Postizanje optimalnog podmazivanja rukava za ubrizgavanje zahtijeva sustavan pristup koji uključuje ispravne tehnike nanošenja i redoviti raspored održavanja. Cilj je nanijeti minimalnu količinu podmazivača potrebnu za stvaranje dosljedne, zaštitne folije prije svakog ciklusa. To minimizira otpad, smanjuje rizik od grešaka vezanih uz sagorijevanje i produljuje vijek trajanja ključnih alata.

Sam proces nanošenja ključna je točka za optimizaciju. Za tekuće mazive sredstva, magla pod visokim tlakom često je najučinkovitija metoda, koja osigurava potpuno pokrivanje cijele duljine osovnice. Za čvrsta maziva, automatski dozatori peleta omogućuju precizno i ponovljivo doziranje. Ključni zaključak iz obimnog modeliranja procesa jest uloga profila brzine plunjera. Istraživanja su pokazala da je brzina polaganog hoda u rasponu od 0,2–0,4 m/s najučinkovitija u smanjenju zadržavanja zraka te stvaranja oksidnih uključaka. Ovo kontrolirano početno kretanje sprječava da se rastopljeni metal presavije i zarobi zrak te spaljene nusprodukte maziva.

Strukturirani ciklus mazanja i održavanja nužan je za postizanje dosljednih rezultata. Sljedeći koraci pružaju praktični okvir za radne postupke:

1. Nanošenje prije lijevanja: Mazivo se mora nanijeti prije svakog pojedinog lijevanja, bez iznimke. Preporučuju se automatizirani sustavi kako bi se osigurala ovakva dosljednost.
2. Profil reguliranog klipnog potiska: Primijenite dvofazni profil potiska. Započnite s fazom sporog potiska (0,4–0,6 m/s) kako biste nježno gurnuli rastaljeni metal kroz uljev, istiskujući zrak naprijed. Zatim pređite na fazu brzog potiska kako biste brzo napunili kalup.
3. Načelo minimalne količine: Kalibrirajte sustav za nanošenje (raspršivač ili dozator) tako da koristi najmanju količinu sredstva za podmazivanje koja i dalje osigurava potpunu zaštitu. To se može provjeriti pregledom vrha klipa na znakove habanja nakon serije proizvodnje.
4. Redovito čišćenje: Povremeno čistite ojačanicu za uljev i vrh klipa kako biste uklonili nakupine ostatka podmazivača, okside ili zalihe metal.
5. Sljedeći članak: Redovito provjeravajte ojačanicu za uljev na znakove habanja, izobličenja ili pucanja. Neke tvrtke koriste napredne usluge obnove kako bi glodanjem i doradom produžile vijek trajanja ojačanica.

Primanje ovih najboljih praksi pretvara podmazivanje iz rutinske radnje u strateško sredstvo za kontrolu kvalitete. Kontrolom metode nanošenja, brzine klipnog štapa i rasporeda održavanja, proizvođači ljevaka mogu znatno smanjiti greške vezane uz podmazivanje, poboljšati vrijeme rada strojeva te proizvoditi dijelove višeg kvaliteta s većom dosljednošću.

Često postavljana pitanja

1. Što je ulivna košuljica?

Ulivna košuljica je ključni sastojak u stroju za die casting s hladnom komorom. Radi se o cilindru od kaljenog čelika koji služi kao privremeno spremište za rastalovani metal nakon što se prelije iz peći. Klip se kreće unutar košuljice kako bi ubacio metal pod visokim tlakom u kalup.

2. Koji materijal se koristi u procesu hladne komore?

Postupak hladne komore koristi se za metale s visokim talištem. Uobičajeni materijali uključuju legure aluminija, legure magnezija, bakar i mesing. Ovi metali su previše korozivni ili imaju previsoko talište za uporabu u strojevima s vrućom komorom, gdje je mehanizam za ulijevanje uronjen u rastaljeni metal.

3. Zašto biste odabrali die casting u hladnoj komori umjesto die castinga u vrućoj komori?

Die casting u hladnoj komori odabire se zbog sposobnosti obrade legura s visokim talištem i korozivnih legura poput aluminija. Iako su vremena ciklusa obično sporija u odnosu na postupak s vrućom komorom, ovaj postupak je više univerzalan i može proizvoditi velike, strukturno složene dijelove, poput blokova motora i kućišta mjenjača za automobilsku industriju.

4. Što je HPDC naspram LPDC naspram GDC?

To su akronimi za različite postupke lijevanja. HPDC stoji za lijevanje pod visokim tlakom, kod kojeg se koristi visoki tlak za ubrizgavanje taline radi brze i precizne proizvodnje. LPDC je lijevanje pod niskim tlakom, idealno za velike dijelove s tankim stijenkama koji zahtijevaju visoku strukturnu čvrstoću. GDC odnosi se na gravitacijsko lijevanje, koje se oslanja na gravitaciju za punjenje kalupa i koristi se za izradu čvrstih dijelova s minimalnom poroznošću.