A lövőcső kenése: kulcs a kevesebb öntési hibához

TL;DR

A hatékony lökőhüvely-kenés a hidegkamrás nyomásos öntésben kritikus folyamat a gyártási minőség és hatékonyság biztosításához. A megfelelő kenés védi a dugattyúhegyet és a hüvelyt a korai kopástól, létrehozza a forró fém számára elengedhetetlen tömítést, és alapvető fontosságú a költséges öntési hibák megelőzésében. A folyamat speciális kenőanyagok pontos adagolását jelenti minden befecskendezési ciklus előtt a súrlódás csökkentése, a rendkívül magas hőterhelés kezelése, valamint a termelési állásidő minimalizálása és a kész alkatrészek minőségének maximalizálása érdekében.

A lökőhüvely-rendszer kritikus szerepe a hidegkamrás öntésben

A nagy nyomású öntésben (HPDC) a lökőhüvely edzett acél henger, amely kamraként szolgál, és amelyben az öntés előtt röviddel az olvadt fém – például alumínium- vagy magnéziumötvözet – található, mielőtt az öntőformába kerülne. Az iparági forrás szerint Haichen , elsődleges funkciója pontos vezetőként szolgálni, amely egy dugattyúval (vagy pillangószeleppel) együttműködve hatalmas nyomást generál, és lehetővé teszi a forma gyors, szabályozott kitöltését. Ennek a rendszernek az épsége alapvető fontosságú a kifogástalan, magas minőségű öntvények előállításához.

A kenés ebben a rendszerben nem csupán karbantartási feladat; ez egy aktív folyamatváltozó, amely közvetlenül befolyásolja az eredményeket. A dugattyúkenőanyagok elsődleges célja a dugattyúhegy védelme a kopás ellen, valamint megfelelő tömítés biztosítása a löketcsővel. Megfelelő kenőfólia nélkül a forró fém okozta extrém súrlódás és hőterhelés katasztrofális kopást okozna a dugattyúhegyen és a cső belső falán egyaránt. Ez méretpontosság-vesztéshez vezet, és veszélyezteti a szükséges tömítettséget a nagy nyomású fémbeinjektáláshoz.

Az elégtelen vagy helytelen kenés következményei súlyosak és költségesek. Ahogy azt egy műszaki tanulmány is részletesen bemutatja a Castool Tooling Systems , a nem megfelelő kenés közvetlenül eredményezi a lövési sebesség inkonzisztenciáját, a korai alkatrész-hibákat és a selejtarány jelentős növekedését. Amikor a tolóerő és a hüvely közötti hézag kopás miatt megsérül, az olvadt ötvözet behatolhat a résbe, amit „fogás” vagy „átfúvás” jelenségnek neveznek, és ez további degradációt gyorsít fel. Továbbá az egyenetlen hőmérséklet elgörbítheti a hüvelyt, amely oválissá és domborúvá válik, és ezzel garantáltan korai meghibásodást okoz.

Végső soron a lövési hüvely kenésének funkciója több fő célra foglalható össze:

• Kopás megelőzése: Védőréteg kialakítása a mozgó tolóhegy és az álló lövési hüvely között az abrazív és tapadási kopás csökkentése érdekében.
• Nyomászárás: Szoros zárás fenntartása annak érdekében, hogy a tolók dugattyúja képes legyen a szükséges hidraulikus nyomás felépítésére, mely teljesen kitölti az öntőformát.
• Súrlódás csökkentése: A sima, konzisztens tolómozgás biztosítása az előrejelezhető lövési sebesség és az egyenletes forma kitöltés érdekében.
• Hővezérlés: Hozzájárul a hőátadás szabályozásához a olvadt fém, a lökőrész és a hüvely között.
• Hibák minimalizálása: Fémforrasztás (tapadás) megelőzése és a selejtes alkatrészek mennyiségének csökkentése.

Öntőműhüvely-kentek típusai és tulajdonságaik

Az öntőműhüvely-kent kiválasztása számos tényezőtől függ, beleértve az öntési ötvözetet, a gép méretét, a ciklusidőt és az adott termelési célokat. A kenteket általánosságban két fő csoportba sorolják: folyékony kentek és szilárd kentek. Minden típusnak megvannak a sajátos tulajdonságai és alkalmazási módjai, amelyek különböző üzemeltetési igényekhez igazodnak. Ezek különbségeinek megértése elengedhetetlen az öntési folyamat optimalizálásához és az eszközök élettartamának biztosításához.

A folyékony kentek általában nagy teljesítményű, olajalapú folyadékok. Az ipari beszállító szerint HA-International , ezek az olajok univerzális használatra készültek számos dugattyú- és perselypár esetében, és nagy nyomású permetként, olajköd formájában is felvihetők. Ez a módszer különösen hatékony nagy, hosszú löketű perselyeknél, biztosítva, hogy az egész furat be legyen vonva. A kenőanyagok kémiai összetétele kritikus jelentőségű; a közzétett kutatásokban szereplő adatok szerint sok közülük extrém nyomás (EP) adalékokat tartalmaz, amelyek ként vagy klórtartalmú vegyületeket tartalmaznak, és magas hőmérsékleten reagálva védő réteget képeznek a fémfelületeken. MDPI Kenőanyagok napló megjegyzi, hogy sokan extrém nyomás (EP) adalékokat tartalmaznak, amelyek ként vagy klórtartalmú vegyületeket tartalmaznak, és magas hőmérsékleten reagálva védő szilárd réteget képeznek a fémfelületeken.

A szilárd kenőanyagok, gyakran viak alapú pelettek vagy porok, alternatív megoldást kínálnak. Ezeket közvetlenül a lökődugattyú előtt adják a fecskendőtérbe. A cső magas hőmérséklete (legalább 180 °C / 356 °F) megolvasztja a peletteket, és az így keletkezett folyadékot kapilláris hatás húzza be az alkatrészek közötti résbe. Ennek a módszernek egyik fő előnye a tisztább működési környezet, mivel elkerüli a folyékony kenőanyagoknál jellemző túlfújást. A modern szilárd kenőanyagok közül sokat grafitmentes összetételűre fejlesztettek ki, hogy elkerüljék a grafittal járó zsíros, sötét maradékot, amely a berendezéseken maradhat.

Az ezek közötti választás egyértelmű kompromisszumokkal jár. Az ilyen kockázatmentes gyártási környezetben szükséges pontosság hatalmas, mivel még a csekély eltérések is alkatrész-hibákhoz vezethetnek. Ez az elv más fejlett fémalakító szektorokra is kiterjed. Például a nagy teljesítményű alkatrészeket gyártó vállalatok, mint például a Shaoyi (Ningbo) Metal Technology autóipari kovácsolt alkatrészei, rendkívül pontosan szabályozott folyamatokra támaszkodnak az állványtervezéstől a tömeggyártásig annak érdekében, hogy minden alkatrész megfeleljen a szigorú IATF16949 szabványoknak. Éppúgy, mint az öntésnél, a súrlódás és a hőmérséklet szabályozása alapvető fontosságú a kiváló mechanikai tulajdonságok eléréséhez.

Gyakori kenéssel kapcsolatos hibák és rendszerhibák

A helytelen hüvelykenés a öntési hibák és a korai berendezéskimaradások egyik fő oka. Amikor a kenési stratégia megbukik, mechanikai és kémiai problémák láncreakcióját indítja el, amely rontja a alkatrészminőséget. A legjelentősebb probléma a kenőanyag saját égése. Amikor a túlmelegedett olvadt alumínium érintkezik a kenőanyaggal, az elpárologhat és megég, gázt és nem fémes bevágódásokat hozva létre, amelyek az öntvényben rekednek. Ez közvetlenül vezet a pórusossághoz, az egyik legkárosabb hibához az öntött alkatrészekben, amely súlyosan csökkenti a mechanikai szilárdságot.

A hengerek közötti elégtelen kenés közvetlen fizikai károkat okoz. Az óriási nyomás és a dugattyú mozgása megfelelő védőfólia nélkül megemelkedést és horonyképződést okoz a lövőcső belső felületén. Ez a kopás növeli a hézagot a dugattyú és a hüvely között, csökkentve a befecskendezési löket hatékonyságát, és lehetővé teszi az olvadt fémnek, hogy a dugattyú hegye mellett kiszivárogjon. Ez a szivárgás nemcsak az eszközt károsítja, hanem változékonyságot is bevisz a folyamatba, nehezítve a folyamatos minőség fenntartását.

Ugyanakkor a kenőanyag túlzott használata is problémás. A túlzott felvitel, különösen folyékony kenőanyagok esetében, megnöveli az égés valószínűségét, amely füstöt és gázt termel. Ez a bekerült gáz a pórusosság fő forrása. Finom egyensúlyról van szó: túl kevés kenőanyag kopást okoz, míg túl sok gázbefogódáshoz vezet. Bár a kenőanyagok elengedhetetlenek a kopás csökkentéséhez, határaik vannak. A lövetsleeve torzulásáról végzett kutatások azt mutatják, hogy megfelelő kenés mellett is előfordulhatnak hőfeszültségek, amelyek deformálódáshoz vezethetnek, és a kenőanyagok nem gyakorolnak jelentős hatást ennek alapproblémának a megelőzésében.

A működtetőknek és mérnököknek figyelniük kell a kenéssel kapcsolatos problémák főbb jeleire. Egy diagnosztikai ellenőrzőlista segíthet azonosítani a hibákat, mielőtt komoly termelési veszteségek lépnének fel:

• Látható karcolások vagy csíkok: Ellenőrizze a lövetsleeve belső falát és a dugattyúfej felületét a fizikai kopás jeleiért.
• Inkonzisztens lövési sebesség: Ha a dugattyú sebessége lövésenként változik a gép beállításainak ellenére, az gyakran a súrlódási problémákra utal.
• Növekedett selejtarány porozitás miatt: A gázzal vagy zsugorodási porozitással elutasított alkatrészek számának hirtelen növekedése gyakran a kenőanyag-felvitelezéshez kapcsolódik.
• Látható füst vagy korom: A töltési vagy befecskendezési fázis során keletkező túlzott füst egyértelmű jele annak, hogy a kenőanyag ég.
• Fémragadás (forrasztás): Ha a nyomóöntvény ötvözet szilárd darabjai a dugattyú végén vagy a hüvely falán tapadva találhatók, az a kenőfólia megszakadására utal.

Ajánlott eljárások a kenőanyag-felvitelezéshez és a rendszer karbantartásához

Az optimális lövőcső-kenés elérése rendszerszerű megközelítést igényel, amely a megfelelő felvitelezési technikákat szigorú karbantartási ütemtervvel kombinálja. A cél az, hogy a minimális szükséges mennyiségű kenőanyagot vigyük fel minden lövés előtt, hogy egyenletes, védőfóliát hozzunk létre. Ez csökkenti az anyagpazarlást, csökkenti az égéshez kapcsolódó hibák kockázatát, és meghosszabbítja a kritikus szerszámelemek élettartamát.

Az alkalmazási folyamat maga is kulcsfontosságú terület az optimalizálás szempontjából. Folyékony kenőanyagok esetében gyakran a nagy nyomású olajköd bizonyul a leghatékonyabb módszernek, amely biztosítja a hüvely teljes hosszának teljes lefedettségét. Szilárd kenőanyagoknál az automatizált peletadagolók pontos, ismételhető adagolást tesznek lehetővé. Kiterjedt folyamatszimulációk egyik fontos eredménye a dugattyú sebességprofiljának szerepe. Kutatások kimutatták, hogy a lassú lövési sebesség 0,2–0,4 m/s tartománya a leghatékonyabb a bekerült levegő és az oxidbevágódások kialakulásának csökkentésében. Ez a szabályozott kezdeti mozgás megakadályozza, hogy az olvadt fém összehajoljon és levegőt, illetve elégett kenőanyag-termékeket zárjon be.

A szabályos kenési és karbantartási ciklus elengedhetetlen a folyamatosan jó eredményekhez. Az alábbi lépések gyakorlati keretet nyújtanak a műveletekhez:

1. Lövés Előtti Kenés: A kenőanyagot kivétel nélkül minden egyes lövés előtt fel kell vinni. Az automatizált rendszerek használata erősen ajánlott a konzisztencia biztosítása érdekében.
2. Szabályozott dugattyúprofil: Alkalmazzon kétfázisú öntési profilt. Kezdjen lassú öntési fázzsal (0,4–0,6 m/s), hogy óvatosan tolja a forró fémolvadékot a töltőnyílás túloldalára, eközben kiszorítva az ott lévő levegőt. Ezután váltson gyors öntési fázisra a forma gyors feltöltéséhez.
3. Minimális mennyiség elve: Állítsa be az adagoló rendszert (sprayezőt vagy adagolót) úgy, hogy a lehető legkevesebb kenőanyagot használja, miközben teljes védelmet biztosít. A beállítás helyessége ellenőrizhető a dugattyúvég kopásának vizsgálatával egy gyártási ciklus után.
4. Rendszeres tisztítás: Rendszeresen tisztítsa meg az öntőcsövet és a dugattyúvég részét a kenőanyag-maradékok, oxidok vagy megkeményedett fém felhalmozódásától.
5. Részegység-ellenőrzés: Rendszeresen ellenőrizze az öntőcsövet kopás, torzulás vagy repedés szempontjából. Egyes üzemek fejlett felújítási szolgáltatásokat használnak az öntőcsövek finomhengerezésére és újrafeldolgozására, ezzel meghosszabbítva az élettartamukat.

Ezen ajánlott eljárások betartása átalakítja a kenést egy rutinfeladatból stratégiailag fontos eszközzé a minőségirányításban. Az alkalmazási módszer, a dugattyú sebessége és a karbantartási ütemterv szabályozásával a nyomásöntők jelentősen csökkenthetik a kenéssel kapcsolatos hibákat, javíthatják a gép üzemidejét, és magasabb minőségű alkatrészeket gyárthatnak nagyobb konzisztenciával.

Gyakran Ismételt Kérdések

1. Mi az öntőpersely?

Az öntőpersely egy kritikus alkatrész a hidegkamrás nyomásöntő gépben. Ez egy edzett acélhenger, amely ideiglenes tartályként szolgál a fémolvadék számára miután azt a kemencéből kiöntötték. Egy dugattyú mozog a persely belsejében, hogy nagy nyomással befecskendezze az olvadékot az öntőformába.

2. Milyen anyagot használnak a hidegkamrás eljárásban?

A hidegkamrás eljárást magas olvadáspontú fémekhez használják. Gyakori anyagok az alumíniumötvözetek, magnéziumötvözetek, réz és sárgaréz. Ezek a fémek túl korrozívak, vagy túl magas az olvadáspontjuk ahhoz, hogy melegkamrás gépekben használják őket, ahol az injektáló mechanizmus a forró fémbe van merítve.

3. Miért választana hidegkamrás, a melegkamrás nyomásos öntést?

A hidegkamrás nyomásos öntést azért választják, mert képes magas olvadáspontú és korrozív ötvözetekkel, például alumíniummal dolgozni. Bár a ciklusidő általában lassabb, mint a melegkamrás eljárásnál, sokoldalúbb, és nagy, szerkezetileg összetett alkatrészek előállítására képes, mint például motorblokkok és váltódoboz-házak az autóiparban.

4. Mi a különbség az HPDC, az LPDC és a GDC között?

Ezek különböző öntési eljárások rövidítései. Az HPDC a High-Pressure Die Casting (nagy nyomású öntés) rövidítése, amely nagy nyomással fecskendez be olvadt fémeket, így gyors és pontos gyártást tesz lehetővé. Az LPDC a Low-Pressure Die Casting (alacsony nyomású öntés), amely ideális nagy, vékonyfalú alkatrészekhez, melyek magas szerkezeti épséget igényelnek. A GDC a Gravity Die Casting (gravitációs öntés) rövidítése, amely az öntőforma kitöltéséhez a gravitációt használja, és erős, minimális pórusosságú alkatrészek előállítására szolgál.