Dažniausiems karštojo kalimo defektams prevencija: praktinis vadovas

TRUMPAI

Dažni karštojo kalimo defektai apima paviršiaus įtrūkimus, sulankstymus, oksidacinius duobutes ir nepilnai užpildytas vietas. Šios problemos paprastai kyla dėl netinkamo temperatūros valdymo, prasto formos konstravimo ar nepakankamo medžiagos paruošimo. Siekiant jų išvengti, reikalingas tikslus proceso stebėjimas, tinkamas medžiagos parinkimas ir kruopščių kokybės kontrolė visą kalimo ciklą. Galiausiai, gerai organizuotas procesas užtikrina, kad galutinis gaminys atitiktų stiprumo ir ilgaamžiškumo reikalavimus.

Karštojo kalimo defektų priežasčių supratimas

Karštas kovavimas yra aukštesnės kokybės gamybos procesas stipriems, ilgaamžiams metaliniams komponentams gaminti, tačiau jis nėra laisvas nuo iššūkių. Defektai gali atsirasti dėl sudėtingo šiluminių, medžiagos ir mechaninių veiksnių tarpusavio poveikio. Šių pagrindinių priežasčių supratimas yra pirmas žingsnis link prevencijos ir kokybės užtikrinimo. Dauguma kovinių defektų gali būti priskiriami trims pagrindinėms kategorijoms: šiluminės netikslumai, medžiagos netobulumai bei įrangos ar konstrukcijos trūkumai.

Šiluminis valdymas, be jokios abejonės, yra svarbiausias karštojo kalimo veiksnys. Jei заготовka neįkaitinama iki optimalios temperatūros arba per greitai atvėsta, defektai beveik neišvengiami. Per žemoje temperatūroje kalant padidėja medžiagos deformacijos pasipriešinimas, dėl ko gali atsirasti paviršiaus įtrūkimų. Priešingai, per didelis perkaitinimas gali pabloginti medžiagos grūdelinę struktūrą, sumažindamas galutinį stiprumą. Kaip nurodyta keliuose ekspertų šaltiniuose, greitas arba nevienodas aušinimas yra pagrindinė vidinių įtrūkimų (lūžių) ir liekaninių įtempių priežastis, kurie gali iškreipti arba susilpninti detalę ilgai po to, kai ji buvo suformuota. Visame procese palaikyti nuolatinę ir tinkamą temperatūrą yra būtina.

Žaliavos kokybė yra kitas sėkmingo kalimo pagrindas. Defektai gali būti jau esami ruošinyje dar prieš patenka į kalimo cechą. Priemaišos, dujų poringumas ar vidiniai tuštumai žaliavose tikriausiai dar labiau pablogės kalimo procese. Pagal pramonės gidas, tokius kaip Tedmetal , aukštos kokybės, švarios medžiagos be įtraukų pasirinkimas yra būtinas prevencinis veiksnys. Be to, nepakankamas žaliavos kiekis gali sukelti nevisiškai užpildytas vietas, kuriose formos ertmė nėra visiškai užpildyta, dėl ko gaunamas netinkamas gaminys.

Galiausiai svarbų vaidmenį atlieka proceso mechaniniai aspektai – būtent įrankių konstrukcija ir įrangos išdėstymas. Blogai suprojektuotas įrankis gali apriboti metalo tekėjimą, dėl ko medžiaga susiklosto pati ant savęs (defektas, žinomas kaip šaltas suvirinimas arba klojimas) arba nepilnai užpildo aštrius kampus. Aštrūs spinduliai įrankyje yra dažna šių problemų priežastis. Be to, viršutinio ir apatinio įrankių nesuderinamumas, dar vadinamas įrankio poslinkiu, sukelia neatitinkančias detalės dalis su neteisingais matmenimis. Teisinga įrankių projektavimo inžinerija ir reguliarus įrangos techninis aptarnavimas yra būtini be defektų liejiniams gaminti.

Išsami gida įprastoms karštai deformuojant kylančioms klaidoms

Konkrečių defektų nustatymas yra būtinas procesų problemų diagnozei ir jų sprendimui. Nors gali kilti daugybė netobulumų, keletas jų nuolat laikomi dažniausiais karštos deformacijos operacijų iššūkiais. Kiekvienas iš jų turi skirtingas charakteristikas, priežastis ir padarinius galutinio produkto vientisumui.

1. Paviršiaus įtrūkimai ir lupimosi žymės

Įtrūkimai yra vieni rimčiausių liejimo defektų. Paviršiaus įtrūkimai dažnai atsiranda, kai ruošinys apdirbamas per žemoje temperatūroje arba taikomas per didelis apkrovimas. Vidiniai įtrūkimai, dažnai vadinami luobomis, paprastai kyla dėl netinkamo aušinimo. Kai liejinys per greitai aušinamas, metale ištirpęs vandenilis gali išsiskirti ir sukurti milžinišką vidinį slėgį, dėl ko atsiranda mikroįtrūkimai, kurie smarkiai sumažina detalės stiprumą. Abiejų tipų įtrūkimai padaro detalę nepanaudojamą aukštos apkrovos aplikacijose.

2. Vokai, suleidimai ir šalti suvirinimo siūliai

Šie defektai atsiranda tada, kai liejimo metu metalas susikloja pats ant savęs, tačiau paviršiai nesulenda, sukuriant silpną vietą, kuri dažnai atrodo kaip įtrūkimas. Dažniausiai tai sukelia netinkamas formos projektavimas, ypač formos su aštriomis kraštinėmis ar nepakankamais apvalinimo spinduliais, kurie trukdo sklandžiam metalo tekėjimui. Šaltas suvirinimo siūlis konkrečiai reiškia mažus įtrūkimus, atsirandančius kampuose. Pagal GS Forgings , didinant įrankio apvalinimo spindulį, tiesiogiai ir efektyviai galima išvengti šios problemos. Raukšlės gali būti sunkiai pastebimos kalnijimo metu, todėl jų prevencijai reikalingi kvalifikuoti operatoriai, suprantantys medžiagos tekėjimą.

3. Neužpildyti skyriai ir nepilnai užpildymai

Neužpildytas skyrius arba nepilnas užpildymas – tai defektas, kai metalas visiškai neužpildo įrankio ertmės. Dėl to gaunamas nepilnavertis komponentas, turintis netikslius matmenis. Dažniausi priežastys – nepakankamas pradinės žaliavos kiekis, netinkamas pašildymas, dėl kurio metalas tampa mažiau plastiškas, arba netinkama kalnijimo technika, kuri nesukuria pakankamo slėgio, kad metalas užpildytų visas įrankio dalis. Svarbiausi prevencijos veiksniai – tinkamas įrankio projektavimas ir pakankamas medžiagos tūris.

4. Oksidinių apnašų duobutės

Kai įkaitęs metalas yra veikiamas atmosferos, jo paviršiuje susidaro oksidų sluoksnis, vadinamas prižanga. Jei ši prižanga nešalinama prieš arba per liejimą, ji gali būti įspausta į detalės paviršių, sukuriant duobutes, vadinamas prižangos duobutėmis. Šis defektas daugiausia yra estetinė problema, tačiau taip pat gali būti įtempimo koncentracijos vieta, dėl kurios galbūt atsiras nuovargio sukelta medžiagos pažeidimas. Pagrindinis prevencijos metodas – kruopštus заготовės paviršiaus valymas prieš liejimą.

5. Formos poslinkis arba neatitikimas

Formos poslinkio defektas yra gryniausiai mechaninis, jis atsiranda dėl viršutinės ir apatinės formų nesuderinamumo. Dėl to gaunamas liejinys, kurio detalės pusės nesutampa tinkamai, sukeliant horizontalų poslinkį. Sprendimas paprastas: užtikrinti tinkamą formų suderinimą prieš pradedant liejimo operaciją. Šiuolaikiniai liejimo presai dažnai turi funkcijų, kurios užtikrina tikslų suderinimą ir neleidžia šiam dažnai pasitaikančiam matmenų defektui atsirasti.

Proaktyvios strategijos defektų prevencijai

Klaidų apsisaugoti yra daug veiksmingiau ir ekonomiškiau nei jas taisyti vėliau. Proaktyvus požiūris, kuris grindžiamas kruopščia paruoša, tikslia procesų kontrolė ir rūpinimasis po kalimo, gali praktiškai pašalinti daugumą įprastų problemų. Tam reikalingas sistemingas kokybės kontrolės požiūris kiekviename gamybos etape.

Procesas prasideda nuo medžiagos paruošimo. Kaip pabrėžia kalimo ekspertai , tinkamos medžiagos, laisvos nuo priemaišų ir vidinių defektų, pasirinkimas yra pirmoji apsaugos linija. Prieš kaitinant, žaliavos paviršius turi būti kruopščiai išvalytas nuo galinčios būti įspausto į galutinį gaminį šiltojo sluoksnio, purvo ar tepimo medžiagų, kurios gali sukelti tokius trūkumus kaip skalės duobutės. Taip pat labai svarbu užtikrinti, kad kiekvienam gaminui būtų naudojamas tinkamas medžiagos tūris, kad nebūtų neužpildytų sekcijų.

Kuovimo metu yra būtina tiksliai laikytis reikalavimų. Tai reiškia, kad turi būti išlaikyta optimali temperatūra konkrečiai lydiniui, su kuriuo dirbama. Atskirai kaitinamas ruošinys ir formos turi būti tiksliai kontroliuojami, kad būtų išvengta paviršiaus įtrūkimų ar netinkamo grūdelių augimo. Preso arba kalimo smūgių jėga ir greitis turi būti sureguliuoti taip, kad forma būtų visiškai užpildyta, bet medžiaga nebūtų perkrauta iki savo lūžio ribos. Pramonės šakoms, turinčioms griežtus standartus, pvz., automobilių gamybai, dažnai būtina bendradarbiauti su specializuotu tiekėju. Pavyzdžiui, tokios kompanijos kaip Shaoyi Metal Technology siūlo individualius karštojo kuovimo paslaugas su IATF16949 sertifikatu, kas rodo įsipareigojimą griežtiems procesų valdymo reikalavimams, kurie būtini defektų neturintiems komponentams gaminti aukštos našumo programoms.

Apdirbimas po kalimo yra paskutinis kritiškai svarbus žingsnis. Kaip pažymėta keliose šaltiniuose, per greitas detalių aušinimas yra pagrindinė vidinių įtrūkimų ir liekamųjų įtempių priežastis. Kontroliuojamas, lėtas aušinimas leidžia medžiagos vidinei struktūrai stabilizuotis, neleidžiant formuotis šiems paslėptiems, bet pavojingiems trūkumams. Kompleksinės kokybės kontrolės programa, įskaitant beardžius bandymo metodus, tokius kaip ultragarsinis ar magnetinė dalelių apžiūra, užtikrina, kad bet kokie galimi defektai būtų aptikti prieš siunčiant komponentą.

Dažniausiai užduodami klausimai

1. Kokie yra 4 liejimo procesų tipai?

Keturi pagrindiniai kalimo būdai yra formos kalimas (arba uždarasis kalimas), atvirasis kalimas, šaltasis kalimas ir be siūlių ritininio žiedo kalimas. Kiekvienas metodas parenkamas priklausomai nuo detalės sudėtingumo, dydžio, medžiagos ir reikiamų mechaninių savybių.

2. Kokios yra atvirajame kalime pasitaikančios klaidos?

Atvirame liejime dažni defektai apima paviršiaus įtrūkimus dėl netinkamo temperatūros valdymo, vidinius tuštumus, jei medžiaga nebuvo tinkamai apdorota, bei matmenų nenuoseklumus. Kadangi заготовка nėra visiškai uždaryta, sunkiau pasiekti siaurus tolerancijos ribas lyginant su uždaruoju liejimu.

3. Kokie yra karštojo liejimo trūkumai?

Nors karštas liejimas gamina stiprius detalių elementus, jo trūkumai apima žemesnį matmenų tikslumą lyginant su šaltuoju liejimu dėl šiluminio plėtimosi ir susitraukimo. Aukštos temperatūros taip pat gali sukelti paviršiaus oksidaciją (aplinkines daleles), kuri gali reikalauti papildomo valymo ar apdirbimo. Galiausiai, tai energiją reikalaujantis procesas.