Pagrindinės liejimo formose susidarančių burbulių priežastys paaiškintos

TRUMPAI

Burbuliavimas liejant formose yra paviršiaus defektas, pasireiškiantis pakilusiais burbulais, kurie atsiranda dėl po metalo paviršiumi užstrigusių dujų plėtimosi. Pagrindinė priežastis – dujų arba oro užstrigimas, atsirandantis dėl netolyvaus lydinio tekėjimo ir nepakankamo formos vėdinimo. Kitos svarbios priežastys apima per didelę lydinio ar formos temperatūrą, netinkamą formos tepalų naudojimą bei teršalus ar fizinius defektus pačiame aliuminio lyinyje.

Dujų ir oro užstrigimo vaidmuo burbulų susidaryme

Pagrindinė priežastis, dėl kurios liejant išsilydžiusį metalą atsiranda burbuliavimas, yra dujų užtrappingas formos ertmėje metams įleidžiant metalą. Burbuliukai iš esmės yra tam tikra dujų poringumo forma, kai užstrigusios dujos yra tiesiai po atliejamo gaminio paviršiumi. Kai skystas metalas sustingsta, šios užstrigusios dujos yra dideliame slėgyje. Kai detalė išstumiama iš formos, pašalinė atrama pašalinama, o dar minkšta metalo odelė gali būti išstumta laukan besiplečiančių dujų, susidarydama aiškų burbuliuką.

Šios dujos gali kilti iš keleto šaltinių. Dažniausiai tai oras, kuris jau buvo formos ertmėje ir kanaluose prieš įleidžiant lydalą. Jei skystas metalas įleidžiamas per greitai arba jei tekėjimo kelias nėra optimizuotas, atsiranda turbulencija. Šis chaotiškas, turbulentus srautas sulenkia patį save, suformuodamas oro kišenes, kurios negali ištrūkti iki metalo sustingimo. Kaip detaliai aprašyta techninėje analizėje, pateiktoje CEX liejimo , blogas kanalų ir tekėjimo konstrukcija yra dažna priežastis, nes nepavyksta užtikrinti sklandaus, laminarinio metalo tekėjimo į formą.

Kita svarbi problema – nepakankamas vėdinimas. Vėdinimo kanalai yra maži kanalėliai, skirti leisti orui ištrūkti iš ertmės, kai ją užpildo lydymasis metalas. Jei šie kanalai užblokuoti, per maži arba netinkamai išdėstyti, orui nėra kur išeiti, todėl jis užfiksuojamas liejinyje. Rezultatas – porėtumas ir, jei arti paviršiaus, burbuliavimas. Ventiliacijos sistemos optimizavimas yra būtinas žingsnis, siekiant išvengti šio tipo defektų.

Norint sumažinti dujų ir oro užtrappingą, turėtų būti taikomos keletos geriausių praktikų:

• Optimizuoti įpylimo kanalų ir tekėjimo konstrukciją: Naudoti formos tekėjimo modeliavimo programinę įrangą, kad sukurtumėte sistemą, skatinančią sklandų, neturbulentinį ertmės užpildymą.
• Užtikrinti pakankamą vėdinimą: Suprojektuoti ir prižiūrėti švarius, veiksmingus vėdinimo kanalus bei pertekliaus vartus, leidžiančius visiškai pašalinti orą.
• Valdyti injekcijos greitį: Pritaikykite įpylimo profilį, ypač pradinį lėto įpylimo etapą, kad švelniai išstumtumėte orą iš ertmės prieš prasidedant greitam užpildymui.
• Naudokite vakuumo pagalbą: Svarbiems komponentams die litavimo procese naudojant vakuumą galima aktyviai pašalinti orą iš ertmės prieš įpurškiant, beveik visiškai pašalinant pavojų, susijusį su dujų užtrappingu.

Proceso parametrai: kaip temperatūra ir tepalai sukelia burbuliavimą

Be fizinio oro užfiksavimo, operaciniai proceso parametrai svarbiai prisideda prie sąlygų, kurios lemia burbuliavimo atsiradimą. Temperatūros valdymas ir tepalų taikymas yra du svarbiausi valdymo aspektai. Per aukšta temperatūra, nepriklausomai nuo to, ar tai yra lydytoje lydinio masėje, ar pačiame formos įrenginyje, gali sustiprinti dujų susijusias problemas. Pagal apžvalgą iš Sunrise Metal , aukšta temperatūra gali padidinti garų slėgį lydytame lydinyje ir sukelti formos tepalų skilimą, dėl ko išsiskiria dujos, kurios užfiksuojamos.

Įforminimo tepalai arba išleidimo agentai būtini, kad liejiniui nesiliptų prie formos, tačiau jų netinkamas naudojimas yra viena pagrindinių dujų porų ir burbulių priežasčių. Kai pritaikoma per daug tepalo arba jis padengiamas nelygiai, perteklinė skystoji medžiaga gali susikaupti įforminime. Susilietus su karštu lydymo metalu, šis perteklius akimirksniu garuoją, sukurdamas didelį dujų kiekį, kuris neturi laiko išsisklaidyti per ventiliacijos angas. Kaip nurodyta pranešime, parengtame The Hill & Griffith Company , stūmoklio tepalas dažnai yra didžiausia atskira prisidėjusi priežastis, ypač kai papildomas tepalas naudojamas kompensuoti nusidėvėjusią stūmoklio galvutę.

Drėgmė yra dar viena svarbi priežastis. Bet kokia likutinė drėgmė formoje – dėl nutekėjusių vandens kanalų, lašinčių purkštuvų ar net paties išleidimo agento – injekcijos metu virsta garais. Šie garai elgiasi taip pat kaip ir kitos užstrigusios dujos, sukuria slėgį po liejinio paviršiumi, dėl ko gali atsirasti burbulių. Todėl itin svarbu palaikyti sausą įforminio aplinką.

Norint išvengti pūslių, atsirandančių dėl technologinių parametrų, operatoriai turėtų laikytis šių taisomųjų veiksmų:

1. Palaikyti griežtą temperatūros kontrolę: Užtikrinti, kad tiek lydinys, tiek formos būtų palaikomi nustatytose temperatūrų ribose, kad būtų išvengta perkaitimo ir pernelyg didelio dujų susidarymo.
2. Taikyti tepalą taupiai ir tolygiai: Naudoti automatizuotas purškimo sistemas, kad būtų užtikrintas minimalus, vientisas aukštos kokybės, mažai likučių paliekančio išleidimo agento sluoksnis.
3. Užtikrinti išgaravimo laiką: Po purškimo užtikrinti pakankamą delstą, kad vanduo ar tirpikliai, esantys tepale, visiškai išgaruotų prieš uždarant formą.
4. Atlikti reguliarų techninį aptarnavimą: Reguliariai tikrinti ir remontuoti bet kokias nutekėjusias vandens ar hidraulines linijas, užtikrinant, kad purškimo sraigės necerkentų.

Medžiagos ir fiziniai defektai kaip pagrindinės priežastys

Galutinė priežasčių kategorija susijusi su liejimo medžiagos vientisumu ir fizinėmis trūkumais metalo tekėjime. Pūslės gali atsirasti dėl teršalų lydinyje. Pavyzdžiui, elementai su žemu virimo tašku, tokie kaip švinas ar kadmis, gali išgaruoti liejimo metu ar vėliau vykstant karščiui atspariai apdorojimui, sukuriant vidinį dujų slėgį. Panašiai aliuminio lydiniai lydymo metu gali sugerti vandenilį, kuris kristalizuojantis bandys ištrūkti, dėl to atsiranda porėtumas ir pūslės.

Fiziniai defektai, atsiradę pildymo procese, taip pat yra labai žalingi. Tyrimai, paskelbti Inžinerinės gedimų analizės pabrėžiama, kad šaltos lupelės – pusiau sustingę metalo gabalėliai, atskilę nuo liejimo formos sienelių – yra pagrindinė didelių pūslių atsiradimo prieš vartą esančiose vietose priežastis. Šios lupelės sukuria netolygumus liejinių mikrostruktūroje. Tuštumose esantis dujų tūris šiluminės apdorojimo metu išsiplėtęs sukelia reikšmingas paviršiaus pūsles. Prie jų priskiriami ir kiti panašūs defektai, tokie kaip šalti lašai, šalti šūviai bei oksidiniai plėvelės, kurie visi pažeidžia metalo vientisumą ir veikia kaip pūslių susidarymo pradžios vietos.

Šių medžiagų trūkumų prevencija reikalauja griežto viso proceso kontrolės, nuo žaliavų tvarkymo iki galutinės gamybos. Būtina bendradarbiauti su tiekėju, kuris demonstruoja stiprų įsipareigojimą kokybės kontrolei. Pavyzdžiui, aukštos kokybės automobilių dalių gamintojai dažnai remiasi sertifikuotais procesais, tokiomis kaip IATF16949, ir vidine kokybės kontrole, kad užtikrintų medžiagos vientisumą nuo pradžios iki pabaigos, kas yra esminis tokių defektų prevencijos veiksnys.

Kad geriau suprasti šias skirtingas priežastis, toliau pateikta lentelė palygina burbuliukus, atsirandančius dėl dujų poringumo, su burbuliukais, atsirandančiais dėl fizinės ar cheminės kilmės defektų:

Sprendimai apima žaliavų kruopščią paruošimą ir džiovinimą, aukštos grynumo lygio lydinių naudojimą bei efektyvius degazavimo procesus su azotu ar argonu, kad pašalintų tirpią vandenilį prieš liejimą.

Dažniausiai užduodami klausimai apie pūsles liejant matricomis

1. Koks yra pagrindinis pūslių atsiradimo priežastis liejant matricomis?

Pagrindinė pūslių priežastis – tai užstrigusios dujos, dažniausiai oras iš formos ertmės, kuris užfiksuojamas dėl turbulentiško lydalio tekėjimo ir nepakankamo vėdinimo. Šios dujos, esančios tiesiai po atlievumo paviršiumi, išsiplėtę stumia minkštą metalinį sluoksnį į išorę, suformuodamos burbulą.

2. Ar šiluminis apdorojimas gali sukelti burbuliukų atsiradimą liejinyje?

Taip, šiluminis apdorojimas yra dažna priežastis, sukelianti burbuliukų susidarymą. Detalė gali atrodyti tobula iš karto po liejimo, tačiau jei po paviršiumi yra užstrigęs dujos arba fizinis trūkumas, šiluminio apdorojimo metu aukšta temperatūra privertė dujas stipriai išsiplėsti, dėl ko trūkumas pasireiškia kaip paviršinis burbuliukas.

3. Kaip atskirti burbuliuką nuo bendros porėtumo rūšies?

Burbuliukai yra paviršiniai arba arti paviršiaus esantys defektai, pasireiškiantys kaip iškilę pūslės ant liejinio paviršiaus. Bendras porėtumas, kita vertus, reiškia tuštumą, kuri gali būti bet kur viduje, įskaitant ir giliai detaliai. Nors abu atvejus sukelia užstrigusios dujos, burbuliukai yra specifiniai tuo, kad tai yra poros, pakankamai arti paviršiaus, jog jį deformuotų.