KRATKO

Otklanjanje nedostataka kod lijevanja pod tlakom uključuje prepoznavanje nepravilnosti poput poroznosti, pukotina, tragova toka i uljeva, koji proizlaze iz problema u dizajnu kalupa, parametara procesa ili kvalitete materijala. Ključ rješavanja ovih problema leži u sustavnom pristupu optimizaciji varijabli poput brzine ulijevanja, temperature materijala i kalupa te osiguravanju cjelovitosti samog kalupa. Jasno razumijevanje temeljnih uzroka prvi je korak prema proizvodnji visokokvalitetnih, bezgrešnih dijelova.

Razumijevanje temeljnih uzroka nedostataka kod lijevanja pod tlakom

Učinkovito otklanjanje pogrešaka u procesu pod pritiskom započinje čvrstim razumijevanjem njihovih uzroka. Većina nedostataka može se pratiti do jedne od tri glavne kategorije: problema s kalupima i modelima, nesukladnosti parametara procesa ili problema s kvalitetom materijala. Ovi faktori često su međusobno povezani, gdje problem u jednom području može pogoršati situaciju u drugom. Metodična dijagnoza ključna je za provedbu ispravnog rješenja i sprječavanje ponavljanja.

Problemi s kalupima su značajan izvor nedostataka. Loše dizajnirani kalup s nedovoljnim ventilacijama može zarobiti plinove, što dovodi do poroznosti. Slično tome, habanje kalupa, poput erozije ili neusklađenosti dviju polovica, može uzrokovati bridove ili neusklađene dijelove. Također je ključno termičko upravljanje kalupom; previše hladan kalup može uzrokovati oznake toka ili hladne spojeve, dok lokalno pregrijavanje može dovesti do zalemljivanja, kada se talina legure spoji s površinom kalupa. Sprječavanje ovih problema započinje u fazi dizajna. Suradnja s iskusnim proizvođačem koji koristi napredne CAE simulacije i održava visoke standarde alata, kao što je Shaoyi (Ningbo) Metal Technology Co., Ltd. , ključna je za izradu izdržljivih kalupa koji od samog početka svode na minimum mogućnost pojave nedostataka.

Parametri procesa—specifična postavljanja stroja za pod pritiskom lijevanje—moraju biti precizno kontrolirani. Varijable poput brzine ulijevanja, tlaka i brzine hlađenja izravno utječu na kvalitetu gotovog dijela. Na primjer, prevelika brzina ulijevanja može uzrokovati turbulentno strujanje rastopljenog metala, što dovodi do zarobljavanja zraka i pojave poroznosti uslijed plina. S druge strane, nedovoljan tlak može dovesti do nepotpunog popunjavanja kalupa, što je poznato kao nepotpuno punjenje. Vremensko vođenje ciklusa, uključujući faze stvrdnjavanja i hlađenja, mora biti optimizirano kako bi se spriječile pogreške poput pukotina ili izobličenja uzrokovanih unutarnjim napetostima.

Konačno, kvalitet sirovine je temeljan. Rastopljena metalna legura mora biti čista, na pravoj temperaturi i ispravno odgasavana. Nečistoće ili uključenosti u legure, kao što su oksidi ili sljepoća, mogu stvoriti slabe točke unutar odlijevanja, što dovodi do strukturalnih kvarova. Sam kemijski sastav je od vitalnog značaja; na primjer, nizak sadržaj željeza u aluminijumskoj leguri može povećati rizik od lemljenja. Održavanje stroge kontrole čistoće legure i temperature osigurava predvidljivo ponašanje materijala tijekom procesa lijanja.

Otklanjanje uobičajenih površinskih nedostataka

Površinski nedostaci često su najizraženiji mane kod odlivaka izrađenih pod tlakom, koji utječu na njihov izgled, a u nekim slučajevima i na funkcionalnost. Uobičajeni problemi uključuju stvaranje šupljina zbog plina, mjehuriće, brazde tokova i pukotine. Svaki od njih ima posebne uzroke i zahtijeva ciljani pristup otklanjanju grešaka kako bi se problem riješio. Razumijevanje ovih vidljivih znakova prvi je korak u dijagnosticiranju osnovnog problema u procesu.

Šupljine zbog plina i mjehurići tesno su povezani nedostaci nastali zarobljenim plinom unutar metala. Šupljine zbog plina pojavljuju se kao male, često okrugle rupe na površini ili neposredno ispod nje. Mjehurići su izdignute mjehure na površini koje nastaju kada se zarobljeni plin proširi i deformira tanku vanjsku kožu odlivka, osobito tijekom toplinske obrade ili izbacivanja iz kalupa. Glavni uzrok je zarobljavanje zraka tijekom turbulentnog punjenja kalupa ili plin koji se oslobađa iz sredstva za otpuštanje kalupa.

1. Provjera kvalitete materijala: Obavezno provjerite da je legura čista, suha i pravilno odzračena prije uporabe.
2. Optimizacija parametara ustrizivanja: Smanjite brzinu ulijevanja kako biste postigli laminarno strujanje i smanjili turbulenciju.
3. Unaprijedite odzračivanje: Provjerite jesu li ventilacijski kanali i preljevi na kalupu čisti i dovoljno veliki kako bi omogućili ispuštanje zraka iz šupljine. Korištenje vakuumske sustava za ljevanje je vrlo učinkovito rješenje.
4. Kontrola podmazivanja: Koristite visokokvalitetni sredstvo za otpuštanje kalupa i nanosite ga umjereno kako biste izbjegli prekomjerno stvaranje plinova.

Tragovi toka i pukotine povezani su s termičkim upravljanjem i napetostima. Tragovi toka (ili hladni zahvati) su mrlje, crte ili uzorci na površini koji pokazuju put kretanja otvrdnjavanog metala. Pojavljuju se kada rastaljeni metal previše brzo ohladi dodirujući površinu kalupa, što sprječava potpuno spajanje razdvojenih tokova. Pukotine su pukotine koje mogu biti uzrokovane termičkim naprezanjem zbog brzog ili nejednolikog hlađenja ili mehaničkim naprezanjem tijekom izbacivanja.

1. Podesite temperature: Povećajte temperaturu kalupa i taline metala kako biste poboljšali fluidnost i spriječili prerano zatvrdnjavanje.
2. Optimizirajte uljevni sustav: Promijenite položaj i veličinu uljeva kako biste osigurali brzo i jednoliko punjenje kalupa, smanjujući udaljenost koju metal mora prijeći.
3. Unaprijedite upravljanje toplinom: Osigurajte ispravno funkcioniranje hlađenja kalupa kako biste izbjegli neravnomjerne termičke gradijente koji uzrokuju napetost.
4. Pregledajte geometriju dijela: Smanjite nagle promjene debljine stijenki i dodajte dovoljne zaobljenja kako biste smanjili točke koncentracije napetosti u kojima se često pojavljuju pukotine.

Rješavanje unutarnjih i strukturnih grešaka

Iako su površinske greške vizualno problematične, unutarnje greške mogu ugroziti strukturnu čvrstoću komponente, što može dovesti do katastrofalnog otkazivanja u praksi. Ključne unutarnje greške uključuju skupljanje i uključke, dok greška poznata kao zalepljivanje utječe na površinu. Ovi nedostaci su često skriveni i zahtijevaju pažljivu kontrolu procesa i upravljanje materijalom kako bi se spriječili.

Skupljena poroznost pojavljuju se kao nepravilni, kutasti praznini ili šupljine unutar odljevka, obično u debljim dijelovima. Nastaju kada rastaljeni metal skuplja tijekom kristalizacije, a nema dovoljno tekućeg metala da ispuni nastalu šupljinu. To je često posljedica lošeg dizajna dijela, poput neravnomjernih debljina stijenki, ili nedovoljnog dotjecanja iz sustava za ulijevanje. Kako bi se spriječila skupljanjem uzrokovana poroznost, važno je dizajnirati dijelove s što jednolikijim presjecima. Za dodatne informacije o sprječavanju grešaka, Dynacast nudi detalni vodič o ovoj temi. Učinkovito upravljanje toplinom te odgovarajuće dimenzionirani kanali i lijevni sustavi također su ključni kako bi se osiguralo ispravno dotjecanje tijekom kristalizacije.

Leđanje je kvar kod kojeg se rastoplina legura kemijski zavaruje na površinu kalupa. Ovo oštećuje i komad pri izbacivanju i sam kalup, što uzrokuje skupostajne prekide i popravke. Zavarivanje se često pojavljuje kao grubo područje ili crta na odljevku. Najčešće je uzrokovano lokalnim visokim temperaturama, erozijom površine kalupa ili nepravilnim sastavom legure, posebno niskim udjelom željeza u aluminijevim legurama. Preventivne mjere uključuju:

• Osiguravanje odgovarajućeg hlađenja kalupa kako bi se izbjegli vrući točkovi.
• Kontrolu kemijskog sastava legure, osobito održavanje udjela željeza između 0,8% i 1,1% za određene legure.
• Korištenje visokokvalitetnog sredstva za odvajanje kalupa kako bi se stvorio zaštitni sloj.
• Glačanje šupljine kalupa kako bi se uklonila svaka hrapavost koja bi mogla poslužiti kao sidro za zavarivanje.

Uključci su strana tijela zarobljena unutar metalne matrice. Ona mogu biti metalna (npr. troska) ili nemetalna (npr. pijesak iz kalupa, oksidi ili komadići otpornih materijala). Uključci stvaraju točke koncentracije naprezanja koja znatno oslabljuju dio i mogu pokrenuti pukotine pod opterećenjem. Glavni izvori su nečisti slitine, nedovoljno čišćenje rastopljenog metala ili stranih čestica u šupljini kalupa. Prema sveobuhvatnom popisu od Dolin Casting , ključna je stroga čistoća. To uključuje korištenje čistih ingota, temeljito uklanjanje troske s rastaline, čišćenje posuda i alata te osiguravanje da je šupljina kalupa slobodna od stranih tijela prije svakog ulijevanja.

Ispравak dimenzionalnih i geometrijskih grešaka

Dimenzionalni i geometrijski nedostaci odnose se na konačni oblik i točnost odljevka, izravno utječući na sposobnost sklopa da se uklapa i funkcioniše. Uobičajeni problemi u ovoj kategoriji uključuju natekline, izobličenja i neusklađenost. Ovi nedostaci često ukazuju na probleme s uređajem za pod pritiskom livenje, kalibrom samim ili toplinskim napetostima tijekom hlađenja. Ispravljanje ovih nedostataka ključno je za održavanje učinkovitosti proizvodnje i smanjenje troškova naknadne obrade.

FLASH je tanki, neželjeni list metala koji se formira na liniji razdvajanja kalibra ili oko potisnih iglica. Pojavljuje se kada rastopljeni metal prođe izvan kalibrirane šupljine pod visokim tlakom. Najčešći uzroci su nedovoljna sila stezanja uređaja, istrošene ili oštećene površine linije razdvajanja na kalibru ili prekomjerni tlak ulijevanja. Detaljno objašnjenje koje daje Rapid Axis ističe da habanje kalibra je glavni doprinositelj. Otklanjanje ovog problema zahtijeva sustavan pregled:

• Provjerite silu stezanja: Pobrinite se da je tonaza stroja dovoljna za čvrsto držanje polovica kalupa nasuprot tlaku ulijevanja.
• Provjera kalupa: Provjera ravnine otvaranja na prisutnost stranih tijela, habanja ili oštećenja. Redovito održavanje kalupa je od presudne važnosti.
• Optimizacija parametara procesa: Smanjite brzinu ili tlak ulijevanja na razinu koja omogućuje popunjavanje komada bez istiskivanja metala iz šupljine.

Izkrivljanje ili deformacija deformacija nastaje kada se odljevak izobliči iz namjeravanog oblika tijekom ili nakon stvrdnjavanja. To je obično uzrokovano neravnomjernim hlađenjem, što stvara unutarnje napetosti koje povlače i uvijaju komad. Tanke stijenke se brže hlade i skupljaju od debljih dijelova, što dovodi do tih napetosti. Drugi uzroci uključuju nepravilno izbacivanje koje mehanički savija još uvijek vrući komad. Kako bi se riješilo izobličenje, potrebno je postići jednoliko hlađenje podešavanjem hladnjaka u kalupu i osiguravanjem da dizajn komada svede na minimum velike razlike u debljini stijenki. Podešavanje položaja izbacivača radi uravnotežene sile također može spriječiti deformaciju.

Neusklađenost je nedostatak kod kojeg se dvije polovice odljevka ne poravnaju ispravno, što rezultira korakom ili pomakom duž linije razdvajanja. Ovo je skoro uvijek mehanički problem povezan s kalupom ili strojem. Istrošeni ili slomljeni vodilice u kalupu, labave komponente u stroju za pod pritiskom lijevanje ili neispravna postava kalupa mogu dovesti do neusklađenosti. Rješenje uključuje temeljitu provjeru i održavanje kako kalupa tako i stroja kako bi se osiguralo točno i ponovljivo poravnanje dviju polovica kalupa u svakom ciklusu.

Najčešća pitanja o nedostacima kod pod pritiskom lijevanja

1. Koje su najčešće vrste nedostataka kod pod pritiskom lijevanja?

Najčešći nedostaci kod pod pritiskom lijevanja mogu se grupirati u tri kategorije. Površinski nedostaci uključuju poroznost, mjehure, znakove toka i pukotine. Unutarnji ili strukturni nedostaci uključuju skupljanje s poroznošću i uključke. Dimenzionalni nedostaci uključuju prodiranje, izobličenje i neusklađenost. Svaka vrsta ima svoje specifične uzroke povezane s procesom, materijalom ili konstrukcijom kalupa.

2. Kako se obično prepoznaju defekti lijevanja?

Mnogi defekti, poput lisnica, brazda toka, pukotina i izobličenja, mogu se prepoznati pažljivim vizualnim pregledom. Za unutarnje defekte poput poroznosti ili uključaka potrebne su netopive metode ispitivanja. To može uključivati rendgenski pregled za pregled unutrašnjosti dijela ili ultrazvučno ispitivanje za otkrivanje skrivenih nedostataka.

3. U čemu je ključ sprječavanja defekata lijevanja?

Ključ prevencije je sveobuhvatan pristup koji se fokusira na tri područja. Prvo je robusan dizajn alata, osiguravajući odgovarajuće kanale za ulijevanje, ventilaciju i termičko upravljanje. Drugo je stroga kontrola procesa, koja uključuje optimizaciju brzine ulijevanja, tlaka i temperatura. Treće je upravljanje visokokvalitetnim materijalima, korištenje čistih, odgovarajuće tretiranih legura i održavanje čiste proizvodne okoline.

4. Koje su glavne kategorije kvarova vezanih uz ljevane dijelove?

Kvarovi vezani uz odljevke obično su uzrokovani nedostacima koji kompromitiraju integritet dijela. Oni se mogu kategorizirati kao površinske nepravilnosti koje utječu na premaze ili estetiku, strukturne greške poput poroznosti i pukotina koje smanjuju mehaničku čvrstoću i mogu dovesti do loma, te dimenzionalne netočnosti poput izobličenja ili neusklađenosti koje onemogućuju ispravnu montažu i funkciju.