Құюдағы қуыстылықты болдырмаудың негізгі стратегиялары

ҚЫСҚАША

Газдың қамалуы немесе металдың сығылуы салдарынан пайда болатын құюдағы бос кеңістікті болдырмау үшін жүйелі тәсіл қажет. Тиімді алдын алу қалып пен құю жүйесінің дизайнын оптимизациялауға, қалып вентиляциясына және құю процесі кезінде қысым мен температураны дәл реттеуге негізделеді. Алдын ала зақымданған бөлшектер үшін вакуумдық импрегнация сенімді пост-құю әдісі ішкі қуыстарды тұрақты түрде жабу және компоненттерді қалпына келтіру үшін.

Бос кеңістіктің түбірлік себептерін түсіну

Құйманың соңғы нұсқасында кішкентай бос кеңістіктер немесе тесіктердің болуы — құю формаларындағы ең тұрақты қиыншылықтардың бірі. Бұл компоненттің құрылымдық бүтіндігін, қысымның тығыздығын және бетінің сапасын нашарлатады. Бұл ақауды тиімді түрде болдырмау оның екі негізгі түрі — газдық құрғақшылық пен сығылу құрғақшылығы туралы түсініктен басталады. Әрбір түрдің өзіндік себептері мен сипаттамалары бар және қайсысының болатынын дұрыс анықтау — дұрыс шешімді енгізудің алғашқы қадамы.

Газдық ыдыстау балқытылған металда газ қатайған кезде оның ішінде ұсталып қалғанда пайда болады. Бұл газ бірнеше көздерден түруі мүмкін. Ол жоғары жылдамдықты инъекциялау процесі кезінде шайбалы немесе матрица қуысында ұсталып қалған ауа, артық немесе ылғалмен ластанған матрицалық сұйықтықтан түзілген буды немесе әсіресе алюминий құймаларында балқытылған қорытпаның өзінен бөлінетін сутекті қоспа ретінде болуы мүмкін. Пайда болған бос кеңістіктер әдетте дөңгелек, жұмыр шетті және ішкі беті жарқырауы мүмкін, кішкентай көпіршіктерге ұқсайды. Олардың орналасуы кездейсоқ болуы мүмкін, алайда көбінесе құйманың жоғарғы бетіне жақын орналасады, себебі олар жеңіл болып келеді.

Керісінше, кішіреюіш қуыстылық — бұл сұйықтан қатты күйге өткен кезде металдың табиғи көлемінің азаюының нәтижесі. Егерде құюдың кейбір бөліктері — әдетте қалыңдау аймақтар — оларды қоршаған аймақтарға қарағанда баяулау суынып және қатайса, олар толығымен қатаймай тұрып, балқыған металл ағымынан оқшаулана алады. Бұл оқшауланған сұйық одан әрі суынып және кішірейген кезде ішінен жарылып, бұтақты-дәнекерлі құрылымды қатайған металда бұрышты, сызықты немесе трещинага ұқсас ішкі қуыстар пайда болады. Газ қуыстылығының жұмсақ көпіршіктерінен өзгеше, кішірею ақаулары бұрышты болып келеді және жиі қатайған металдың дендритті дән құрылымын қайталайды.

Тиімді түрде ақауларды жою үшін қуыстың түрін анықтау маңызды. Көбінесе үлкейту қажет ететін мұқият тексеру қуыстардың пішіні мен сипатын ашып көрсетеді. Ақаудың негізгі себебі қаттылау кезінде газдың қалып қалуы немесе қоректендірудің жеткіліксіздігі болып табылатынын түсіну шешімнің вентиляция мен енгізу параметрлерін жақсартуда немесе бөлшектің геометриясы мен жылу режимін қайта жобалауда жататынын анықтайды. Төмендегі кестеде осы екі негізгі ақау түрлерінің салыстыруы келтірілген.

Жобалау және жұмыс істеу кезінде негізгі алдын алу стратегиялары

Қуыстылықпен күресудің ең тиімді тәсілі - оның пайда болуын басынан бастап болдырмау. Бұл бөлшектердің және қалыптардың ақыл-ойлы жобалауын операциялық параметрлерді қатаң бақылаумен ықпалдасу көздейді. Жобалау және құю кезеңдерінде шаралардың алдын ала қабылдануы аяқталған бөлшектердегі ақауларды жоюға қарағанда әлдеқайда ұтымды болып табылады.

Қорғаныстың негізгі бағыты - қалып пен құю жүйесінің оптимизациялануы. Құйғыш пен қақпа асты арқылы балқытылған металдың тежеліссіз, турбулентті емес ағысын қамтамасыз ететіндей етіп жобалануы керек. Бір нұсқаулыққа сәйкес FLOW-3D нашар құйғыш жобасы ауаны ұстап қалуы мүмкін, содан кейін бұл ауа бөлшекке енгізіледі. Құйылған бөлшектің қабырғасының қалыңдығын тұрақты ұстау құйылған қуыстылыққа әкелетін жергілікті ыстық нүктелерді болдырмау үшін де маңызды. Сүйір бұрыштардан аулақ болу керек, себебі олар металдың ағынын бұзып, кернеудің шоғырлану нүктелері болып табылады.

Газ тесіктерін болдырмау үшін дұрыс желдеткіштердің маңызы зор. Желдеткіштер — бұл қалыпқа тегістелген кішкентай каналдар, олар балқытылған метал келе жатқанда қуыстағы ауаның шығуына мүмкіндік береді. Егер желдеткіштер жеткіліксіз болса, ауа шығатын жері жоқ болып, құймада ұсталып қалады. Lethiguel USA сарапшыларының айтуынша, ауаны тиімді шығару үшін желдеткіш блоктары сияқты дұрыс өлшемдегі эвакуация аймақтарын пайдалану маңызды. Желдеткіштердің орналасуы олардың өлшеміне қарағанда да маңызды; олар толтырылатын соңғы нүктелерде және ауа бұрылып қалуы мүмкін терең қалташықтарда орналасуы керек.

Екі түрлі сұңқарлықты азайту үшін температураны және қысымды бақылау негізгі маңыздылыққа ие. Матрица температурасы қату үлгісіне әсер етеді; оны басқару қақпашалардың уақытынан бұрын қатуын болдырмауға және қалыңдау бөліктерге дұрыс қоректендіруді қамтамасыз етуге көмектеседі. Инъекция кезіндегі және одан кейінгі қысым шұңқырлыққа қарсы қуатты құрал болып табылады. Hill & Griffith түсіндіргендей, қату кезінде берілетін жоғары интенсификация қысымы дамушы шұңқырлық кеңістіктеріне қосымша балқытылған металлды енгізуге көмектеседі, бұйымның тығыздығын арттырады. Автокөлік саласындағыдай жоғары сапалы матрицалық құю компоненттеріне маманданған компаниялар ақауларды болдырмау үшін үнемі дәлме-дәл конструкция мен сапаға кепілдік беруге сүйенетін бұл деңгейдегі процесті басқару өте маңызды.

Тұрақтылықты қамтамасыз ету үшін операторлар мен инженерлер өндіріс жұмыстарын бастамас бұрын жүйелі түрде тексеру тізімін орындай алады:

1. Қалып дизайнін тексеру: Гейт және раннер жүйелері ламинарлы ағысқа арналып жасалғанына және қабырға қалыңдықтары мүмкіндігінше біркелкі болуына көз жеткізіңіз.
2. Вентиляцияны тексеру: Барлық желдеткіштердің таза, дұрыс өлшемделген және толтырудың соңғы нүктелерінде орналасқанын растаңыз.
3. Материал сапасын тексеру: Сутегі мен ылғалдың енуін азайту үшін таза, құрғақ құйма қолданыңыз.
4. Жабдық параметрлерін калибрлеу: Процестің техникалық талаптарына сәйкес дұрыс соққы жылдамдығын, инъекциялық қысымды және шоғырландыру қысымын орнатып, бақылаңыз.
5. Температураны басқару: Өндірісті бастамас бұрын балқытылған металл мен қалыптың екеуі де оптималды жұмыс температурасында болуы керек.
6. Қалыпты майлауын бақылау: Бөлшекті шығаруға ыңғайлы болу үшін қажетті ең аз майлау затын қолданыңыз, буға айналып газ тесіктерін тудыратын артық майлаудан аулақ болыңыз.

Күрделі техникалар мен құюдан кейінгі шешімдер

Ең жақсы алдын алу шараларын қолданса да, әсіресе күрделі бөлшектерде, құю процесіне микроскопиялық саңылаулар тән болуы мүмкін. Толықтай қысымға төзімділік міндетті түрде қажет болатын жағдайларда немесе саңылаулары бар құнды бөлшектерді қалпына келтіру үшін дамытылған әдістер мен құюдан кейінгі өңдеу тәсілдері қолданылады. Олардың ішіндегі ең кең таралғаны мен тиімдісі — вакуумдық импрегнация.

Вакуумдық ылғалдау — бұйымның соңғы нұсқасындағы сұйықтықтың сыртқа ағуына әкелуі мүмкін бос кеңістіктерді тұрақты түрде жабуға арналған үдеріс. Бұл үдеріс конструкциялық беріктікті арттырмайды, бірақ құймаларды қысымға төзімді етуге өте тиімді. Бұл үдерісте бірнеше негізгі кезеңдер орындалады. Алдымен, бос кеңістіктері бар құймалар камераға салынып, ішкі бос кеңістіктердегі барлық ауа шығарылу үшін вакуум жасалады. Кейін, сұйық герметик камераның ішіне енгізіледі де, қысым астында микроскопиялық саңылаулардың тереңіне дейін ығыстырылады. Содан кейін бөлшектер алынып, бетінде артық герметик жуылып тазартылады, ал саңылаулардың ішіндегі герметик кеуіп, тұрақты, бейтарап полимер түзіп жабылады (көбінесе жылу қолданылады). Бұл әдіс бұйымдардың өлшемдік дәлдігін немесе сыртқы түрін өзгертпей-ақ оларды жабу қабілеті үшін құнды болып саналады.

Құю процесінің өзінде қолданылатын тағы бір алдыңғы қатарлы әдіс — вакуумдық көмек жүйесін пайдалану. Бұл қалыпқа вакуумдық сорғышты қосып, балқытылған металды енгізуден бұрын және оны енгізу кезінде қуыстың ішіндегі ауаны белсенді түрде шығару арқылы жүзеге асырылады. Жартылай вакуум жасау арқылы қуыста қалуы мүмкін ауаның мөлшері әлдеқайда азаяды, нәтижесінде газдық қуыстылық күрт төмендейді. Бұл импрегнацияның түзету сипатына қарсы бағытталған алдын алу шарасы болып табылады. Вакуумдық көмек жүйесі мен құюдан кейінгі импрегнацияны таңдау жиі бөлшектің нақты талаптарына, өндіріс көлеміне және құндық факторларға байланысты болады.

Құюдан кейінгі шешімдерді, мысалы, вакуумдық импрегнацияны қолдану уақыты қолданудың маңыздылығына байланысты анықталады. Төмендегі жағдайларды қарастырайық:

• Қысым астындағы компоненттер: Отын жүйесінің бөлшектері, двигатель блоктары немесе гидравликалық клапандар сияқты сұйықтықтарды немесе газдарды ұстап тұруы тиіс бөлшектер үшін потенциалды саңылауларды герметизациялау міндетті болып табылады.
• Бағалы құйманы қалпына келтіру: Егерек құю күрделі және қымбат болып табылады және оны өңдегеннен кейін саңылаулар байқалса, бөлшекті қайта өңдеу үшін қымбатқа түспей-ақ импрегнациялау тиімді болуы мүмкін.
• Көмкеру немесе бетін қаптау сапасын жақсарту: Жабық беттік саңылауларды герметизациялау алдын-ала өңдеу кезінде тазарту ерітінділері мен қышқылдардың ілесіп қалуын болдырмайды, өйткені олар кейін шығып, дайын бетінде дақтар немесе көбіршіктер пайда болуы мүмкін.

Саңылаулардың қабылдану стандарттарын белгілеу және өлшеу

Құйманың әрқайсысындағы тесікшелерді ең аз деңгейде ұстау мақсат болса да, олардан мүлдем құтылу техникалық тұрғыдан мүмкін емес және экономикалық тұрғыдан тиімсіз. Сондықтан, құю кезінде сапаны басқарудың маңызды аспектісі – берілген бөлшектің белгіленген қызметі мен өнімділік талаптарына сәйкес рұқсат етілетін тесікшелердің максималды мөлшерін, өлшемін және түрін анықтайтын, айқын әрі нақты тесікшелерді қабылдау стандарттарын әзірлеу болып табылады. Бұл практикалық тәсіл детальдардың таза шығымы үшін абсолюттік кемелетке ұмтылудың аса жоғары шығындарын тудырмай-ақ, олардың мақсатқа лайық болуын қамтамасыз етеді.

Қабырғаның қабылданатын деңгейі оның қолданылуына өте тәуелді. Таза декоративті мақсатта қолданылатын бөлшекке механикалық жүктемеге ұшырайтын конструкциялық бөлшек немесе қысымға төзімді болуы керек гидравликалық компоненттен гөрі ішкі қуыстылықтың жоғарырақ дәрежесіне шыдай алады. Сызықтардың, резьбалы тесіктердің немесе механикалық жүктеменің маңызды бөліктері сияқты маңызды аймақтар маңызды емес аймақтарға қарағанда әлдеқайда қатаң стандарттарға ие болады. Сапа инженерлері бөлшектегі осы аймақтарды белгілеу және әрқайсысы үшін нақты қабылдау критерийлерін анықтау үшін дизайнерлер мен тапсырыс берушілермен бірге жұмыс істейді.

ASTM арқылы аталған өнеркәсіп стандарттары рентген суреттерінде (рентген сәулелері) бақыланатын өлшемі мен таралуы негізінде пористікті жіктеу үшін негіз болып табылады. Мысалы, стандартта алюминий құймасының герметизациялау аймағы үшін жеке көпіршіктің диаметрі 0,5 мм-ден аспауы және тізбектеле орналасқан көпіршіктердің болмауы көрсетілуі мүмкін. Алайда, бір өнімнің маңызды емес аймағында үлкен көпіршіктерге немесе кішкентай көпіршіктердің жоғары тығыздығына рұқсат етілуі мүмкін. Бұл сапа бақылау шаралары ең маңызды жерлерге бағытталуын қамтамасыз етеді.

Шығын-тиімділік талдауы бұл талқылаудың негізін құрайды. Түріп кетуі мүмкін емес дефектілердің болмауына ұмтылу күрделі құрал-жабдықтар, баяу цикл уақыттары, жоғары сапалы материалдар және вакуумдық көмек сияқты алдыңғы қатарлы процестерді қажет етеді, бұл барлығы бөлшектің бір данасының құнын арттырады. Қабылданатын стандарттарды анықтау арқылы өндірушілер өндіру құнын соңғы өнімнің қажетті өнімділігі мен сенімділігімен тепе-теңдікте ұстай алады. Бұл бөлшектердің сызбаларында және сапаны бақылау жоспарларында осы стандарттарды әбден ресімдеуге қажетті ынтымақтастық жұмысты қамтиды, сондықтан өндіруші мен тапсырыс берушінің қабылданатын бөлшек деген не туралы ортақ түсінігі болады.

Құйманың қуыс болуы туралы жиі қойылатын сұрақтар

1. Қуыс болмастан құю үшін қалай істеу керек?

Құйманың толығымен қуыстылықтан таза болуын қамтамасыз ету өте қиын. Дегенмен, сіз бірнеше стратегияларды үйлестіру арқылы оған өте жақын жетуіңізге болады. Бұған сұйық металдың тегіс ағуы үшін бөлшектің және қалыптың дизайнын оптимизациялау, қалыптың жақсы орналасқан вентиляциясын қамтамасыз ету, қуыстағы ауаны шығару үшін вакуумдық көмек жүйесін қолдану, сондай-ақ енгізу жылдамдығы, қысымы және температураны дәл бақылау кіреді. Маңызды қолданыстар үшін құйманың қалдық микрқуыстарын жабу үшін кейде вакуум арқылы ылғалдау қолданылады.

2. Қуыстылықты қалай азайтуға болады?

Қуыстылықты жүйелі тәсіл арқылы әлдеқайда азайтуға болады. Негізгі әдістерге: балқытылған металл таза және газдан таза болуын қамтамасыз ету; турбуленттілікті азайту үшін құю және жинағыш жүйесін оптимизациялау; ұсталған ауаның шығуы үшін вентиляцияларды қосу немесе үлкейту; қайнар көздері бар аймақтарды толтыруға көмектесу үшін интенсификация қысымын арттыру; біркелкі қатуға ықпал ету үшін қалып пен металдың температурасын бақылау жатады.

3. Құюда қанша қуыстылық қабылданады?

Қолданылатын бөлшектің қол жетімді түрде қабырғалы болуы оның қолданылуына тәуелді. Маңызды емес, құрылымдық емес бөлшектер ішкі қуыстардың белгілі бір мөлшерін көтере алады. Алайда, қысымға төтеп беруге немесе үлкен механикалық жүктемелерді көтеруге тиіс бөлшектер үшін стандарттар көптеген қатаң болады. Қабылдау критерийлері, жиі өнеркәсіптік стандарттармен анықталатын, құйманың маңызды және маңызды емес аймақтарындағы рұқсат етілген қуыстардың максималды өлшемін, санын және орналасуын көрсетеді.