Šaltų siūlių prevencija liejant aliuminį į formas: pagrindinės priežastys

TRUMPAI

Šaltosios sandūros yra paviršiaus defektai aliuminio lydinio presavimo metu, atsirandantys tada, kai dvi tiršto metalo srovės formoje netinkamai susilieja. Tai sukuria silpną siūlę ar liniją baigtame gaminėje, pažeidžiant jo struktūrinį vientisumą. Pagrindinės šaltųjų sandūrų priežastys yra per ankstyvas sustirimas dėl per žemos tiršto metalo ar formos temperatūros, nepakankamas injekcijos greitis ir slėgis, arba blogai suprojektuota liejimo sistema, trukdanti sklandžiam metalo tekėjimui.

Šaltųjų sandūrų supratimas aliuminio die lietuve

Aliuminio liejimo forma tikslumo srityje šaltas sujungimas, kartais vadinamas šaltu apvyniojimu, yra svarbi paviršiaus vientisumo problema. Ji pasireiškia tada, kai du ar daugiau kaitinamo metalo frontų, tekėdami į formą iš skirtingų krypčių, yra pernelyg šalti, kad susilietę susijungtų į vientisą masę. Vietoj suliejimo jie tiesiog spaudžiasi vienas prie kito, palikdami matomą liniją, siūlę arba į įtrūkimą panašų defektą su lygiomis, apvaliomis briaunomis liejinyje. Šis defektas aiškiai rodo, kad metalas per anksti prarado savo tekštumą injekcijos procese.

Pagrindinė šaltojo sujungimo problema yra ta, kad metalo frontai neišlaiko visiškai skystos būsenos iki išlydymo pilnai užpildymo ir suspaudimo. Kai lydytas aliuminis juda per formos sudėtingus kanalus, jis pradeda atiduoti šilumą šaltesnėms formos sienelėms. Jei temperatūra per greitai krenta, ant lydinio srovės priekinio krašto susidaro pusiau kieta odelė. Kai susitinka du tokie apsaugoti frontai, jiems trūksta reikalingos šiluminės energijos ir tekėjimo gebos, kad tinkamai susijungtų metalurgiškai. Rezultatas nėra įtrūkimas dėl apkrovos, bet tekėjimo metu susidaręs defektas, kuris dar nuo pat komponento sukūrimo momento yra jo viduje.

Šaltojo sujungimo poveikis siekia toliau nei tik estetinį vaizdą. Šis defektas veikia kaip įtempimo koncentratorius, sukurdamas reikšmingą silpną vietą liejinyje. Komponentams, kuriuos veikia slėgis, vibracija ar temperatūros kaita, šaltasis sujungimas gali tapti katastrofiško gedimo pradžios tašku. Pagal Giesserei Lexikon , šis defektas labai pablogina galutinio produkto mechanines savybes ir patikimumą, todėl bet kokiame aukštos kokybės liejime jo prevencija yra svarbiausias prioritetas.

Šaltojo sujungimo defektų pagrindinės priežastys

Šaltų sujungimų atsiradimas retai būna dėl vienos problemos, dažniausiai tai yra tarpusavyje susijusių veiksnių, susijusių su šilumos valdymu, proceso dinamika ir formos konstrukcija, kombinacija. Šių šakninių priežasčių supratimas yra pirmasis žingsnis link efektyvaus diagnozavimo ir prevencijos. Šie veiksniai gali būti suskirstyti į kelias pagrindines sritis, kurios turi įtakos metalo gebėjimui užpildyti ertmę ir tinkamai suvirinti.

Šiluminės ir medžiagų problemos

Temperatūra yra svarbiausias kintamasis, neleidžiantis šaltiems sujungimams. Jei lydymosi būsenos aliuminis arba forma pati yra per šalta, metalas anksti sukietėja. Nepakankama liejimo temperatūra reiškia, kad metalas į inžekcinį cilindrą patenka su mažesne šilumine energija, todėl sumažėja laikas, per kurį jis gali užpildyti formą prieš prarastų tekėjimą. Panašiai, žema formos temperatūra greitai atima šilumą iš lydinio, pagreitindama jo kristalizaciją, ypač liesose lietinio dalyse. Taip pat svarbi aliuminio lydinio cheminė sudėtis; kai kurie lydiniai natūraliai turi žemesnę tekėjimą, todėl yra labiau linkę į šį defektą. Be to, lydinyje esantys teršalai ar oksidai gali trukdyti tinkamam susiliejimui tarp susitinkančių metalo frontų.

Takos dinamika ir inžekcijos parametrai

Svarbus yra lydalio įsiurbimo į formą greitis ir slėgis. Nepakankamas įsiurbimo greitis gali sukelti per lėtą metalo tekėjimą, dėl ko jis turės daugiau laiko atšalti prieš užpildant ertmę. Kaip nurodyta rekomendacijose dėl šaltojo sujungimo prevencijos , mažas įsiurbimo slėgis gali sutrukdyti dviem metalo frontams suspausti vieną kitą su pakankamu jėgumu, kad būtų pralaužtos paviršiaus oksido sluoksnių ir pasiektas tinkamas metalurginis ryšys. Perėjimo taškas nuo lėto stūmoklio (pripildant siuntimo cilindrą) prie greito stūmoklio (pripildant formą) yra dar vienas svarbus parametras. Netinkamai suplanuotas perėjimas gali sutrikdyti tekėjimo frontą, sukeliant turbulentiškumą ir skatinti ankstyvą atšalimą.

Formos ir liejimo kanalų sistemos projektavimas

Formos ir jos liejimo sistema nulemia kelią, kurį turi įveikti lydymetis. Blogai suprojektuota sistema dažnai sukelia šaltus suvirinimus. Ilgi ar sudėtingi tekėjimo keliai verčia metalą judėti toliau, dėl ko padidėja šilumos nuostoliai. Per maži ar netinkamai išdėstyti kanalai gali sukelti srovės tryškimą ar atomizaciją, kas taip pat lemia greitą aušimą. Galbūt svarbiausia, kad nepakankamas išmetimas neleidžia pašalinti suvožto oro ir dujų iš formos ertmės. Šios užstrigusios dujos sukuria atgalinį slėgį, kuris sulėtina metalo tekėjimą ir gali fiziškai trukdyti dviem srovių frontams susitikti bei suvirinti pakankamu slėgiu. Efektyvi formos konstrukcija apima perteklius ir išmetimo angas, kad būtų galima valdyti šį atgalinį slėgį.

Šalti suvirinimai ir nepilnai užpildytos formos: svarbus skirtumas

Diagnozuojant liejimo defektus, šaltų suvirimų klaidos dažnai supainiojamos su nepilnu užpildymu, nes jų pagrindinės priežastys yra panašios. Tačiau tai yra skirtingų tipų defektai, ir svarbu tinkamai juos atskirti, kad būtų galima įgyvendinti tinkamus sprendimus. Nors abu defektai susiję su lydymo metalo per ankstyvu sustingimu, galutiniame liejinyje jų pasekmės skiriasi.

Nepilnas užpildymas – tai nepilnas liejinys, kai lydymo metalas nepavyksta užpildyti visos formos ertmės, dėl ko dalis detalės yra prarasta. Tai įprastai nutinka tada, kai metalas visiškai sustingsta dar nepasiekęs formos kraštinių dalių. Šaltas suvirimas, priešingai, atsiranda liejinyje, kuris yra geometriškai baigtas. Forma yra užpildyta, tačiau metalo srautai, susitikę ertmėje, tinkamai nesuvirė, todėl susidaro vidinė siūlė. Kaip Aiškina Haworth Castings , šaltas suvirimas – tai suvirimo nepavykimas, o nepilnas užpildymas – tai ertmės užpildymo nepavykimas.

Tie patys pagrindiniai problemų aspektai – tokie kaip žema metalo temperatūra, nepakankamas įpylimo greitis ar prasta vėdinimo sistema – gali sukelti bet kurį defektą. Problemos sunkumas ir vieta dažnai lemia, kuris trūkumas pasireiškia. Pavyzdžiui, šiek tiek žemesnė temperatūra gali sukelti šaltojo sujungimo atsiradimą ten, kur du metalo srautai susitinka vėliai užpildant formą, tuo tarpu žymiai žemesnė temperatūra gali sukelti nepilnai užpildytą atlievą, sustingdama metalą gerokai anksčiau, nei ertmė visiškai užpildyta. Žemiau pateikta lentelė aiškiai atskleidžia pagrindinius skirtumus:

Sisteminiai šaltojo sujungimo prevencijos ir šalinimo būdai

Šaltų siūlių atsiradimo prevencija reikalauja sisteminio požiūrio, kuris apimtų visą liejimo proceso ciklą – nuo medžiagos paruošimo iki formos konstrukcijos ir parametrų optimizavimo. Sprendimai tiesiogiai koreliuoja su priežastimis, siekiant užtikrinti metalo tekėjimą ir sklandų, greitą užpildymą pakankamu slėgiu. Koreguojamieji veiksmai dažnai reikalauja eliminavimo būdu nustatyti problemą, pradedant nuo paprasčiausių ir mažiausiai brangių korekcijų.

Pirmiausia dėmesys turėtų būti skirtas šilumos valdymui. Tai apima lydalio temperatūros didinimą, kad jis išlaikytų pakankamai šilumos per visą įpurškimo ciklą. Vienodai svarbu padidinti formos temperatūrą, dažnai tai pasiekiant formą iš anksto pašildant, kad būtų sumažintas terminis smūgis ir sulėtėtų kristalizacijos sparta. Kaip pabrėžia ekspertai Neway Precision , nuosekli ir tinkama tiek lydalio, tiek matricos temperatūra yra pirmoji apsaugos linija.

Toliau sureguliuokite mašinos proceso parametrus. Padidinkite injekcijos greitį, kad formos ertmė būtų užpildyta greičiau, sumažinant metalo aušimo laiką. Padidinus injekcijos slėgį, ypač galutinio stiprinimo fazės metu, pavyksta priversti metalo frontus susijungti, sulaužant oksido plėveles ir skatinant stiprią metalurginę sąsają. Optimaliai sureguliavus lėto į greito šovimo perėjimo tašką, užtikrinamas tolygus, nenutrūkstantis srauto frontas. Kai kurios šaltiniai taip pat nurodo į pernelyg didelį išformavimo priemonių naudojimą, kuris gali generuoti perteklinį dujų kiekį ir padidinti atbulinį slėgį, todėl jų tinkamas taikymas yra gyvybiškai svarbus.

Jei šiluminiai ir parametrų reguliavimai nepavyksta, problema, greičiausiai, susijusi su formos ir liejimo kanalų konstrukcija. Tai sudėtingiausia ir brangiausia sritis spręsti, tačiau dažnai tai yra galutinis sprendimas. Galbūt reikės iš naujo suprojektuoti liejimo sistemą, kad būtų sutrumpinti liejimo keliai, optimizuotos įliejimo vietos ar padidinti įliejimo angų dydžiai, siekiant pagerinti tekėjimą. Ypač svarbu, kad dažnai būtina pridėti ar padidinti išmetimo angas ir perteklius, kad užtikrintumėte, jog sučiupti dujos galėtų ištrūkti, sumažinant atbulinį slėgį ir leidžiant metalo frontams efektyviai sujungtis. Aukšto rizikos pramonės šakose būtina užtikrinti gaminio vientisumą. Svarbiems taikymams, tokiems kaip automobilių komponentai, būtina bendradarbiauti su tiekėjais, kurie žinomi patikima kokybės kontrolė ir procesų inžinerija. Įmonės, specializuojantis aukštos kokybės metalinių detalių gamyboje, puikiai atspindi kokybės ir tikslumo poreikį, reikalingą pašalinti tokius defektus reikalaujančiose aplinkose.

Dažniausiai užduodami klausimai

1. Koks yra pagrindinis šaltojo sujungimo defekto priežastis liejant?

Pagrindinė šaltojo sujungimo priežastis yra lydymosi metalo pernelyg ankstyvas sukietėjimas formoje. Tai atsitinka, kai dvi metalo srovės per daug atvėsta, dar nesusitikusios, dėl ko jos tinkamai nebesijungia. Pagrindiniai prisidedantys veiksniai yra nepakankama liejimo temperatūra, žema formos temperatūra ir nepakankamas formos užpildymo greitis.

2. Kaip išvengti šaltojo sujungimo?

Kad išvengtumėte šaltųjų sujungimų, turite užtikrinti, kad lydytas metalas ilgą laiką išliktų skystas, kad galėtų visiškai užpildyti ertmę ir sujungtis. Svarbiausi prevencijos būdai yra tinkamos pilimo temperatūros palaikymas, įliejimo sistemos optimizavimas sklandžiam ir greitam srautui, įpurškimo greičio ir slėgio didinimas bei tinkamas formos vėdinimas, kad užtikrintumėte, jog sugauti dujiniai galėtų išeiti.

3. Kuo skiriasi netinkamas užpildymas ir šaltasis sujungimas?

Netinkamas liejimas – tai nepilnas liejimas, kai metalas sustingsta dar nepilnai užpildžius formos ertmės, dėl ko trūksta tam tikrų dalių. Šaltoji siūlė atsiranda visiškai suformuotame liejinyje, tačiau pasižymi silpna siūle, kur susitiko du metalo frontai, tačiau nesijungė. Trumpai tariant, netinkamas liejimas – tai užpildymo, o šaltoji siūlė – susiliejimo sutrikimas.

4. Kaip galima pašalinti šaltosios siūlės defektą?

Šaltų siūlių šalinimui reikia keisti technologinius parametrus ir konstrukciją. Sprendimai apima liejimo ir formos temperatūros didinimą, lydinio tekštumos gerinimą, įpylimo greičio ir slėgio didinimą bei liejimo kanalų sistemos konstrukcijos tobulinimą. Dažnai tai reikalauja papildomų ar didesnių liejimo angų ir išmetimo angų, kad būtų pagerintos užpildymo sąlygos ir sumažintas atgalinis slėgis.