Šliužo tepimas: jūsų raktas mažiau liejinių defektams

TRUMPAI

Efektyvus šovimo bokšto tepimas šaltojo kameros liejimo procese yra svarbus veiksnys, užtikrinantis gamybos kokybę ir efektyvumą. Tinkamas tepimas apsaugo stūmoklio galą ir bokštą nuo ankstyvo susidėvėjimo, sukuria būtiną sandarą lydžiai medžiagai ir yra esminis brangios liejinių defektų prevencijai. Procesas apima specialių tepalų tikslų padavimą prieš kiekvieną įpurškimo ciklą, siekiant sumažinti trintį, valdyti ekstremalias termines apkrovas ir galiausiai maksimaliai padidinti gamybos veikimo laiką bei galutinių detalių kokybę.

Šovimo bokšto sistemos svarbus vaidmuo šaltojo kameros liejime

Aukšto slėgio liejimo (HPDC) procese šovimo bokštas yra kietinamo plieno cilindras, kuris veikia kaip kamera, kurioje laikoma lydžio metalo, tokio kaip aliuminio ar magnio lydinys, talpa prieš ją įpurškiant į formos ertmę. Pagal pramonės šaltinį Haichen , jo pagrindinė funkcija – tiksliai veikti kaip laidą, kartu su stūmokliu (arba pisto) sukuriant didžiulį slėgį ir užtikrinant valdomą bei greitą formos užpildymą. Šios sistemos vientisumas yra labai svarbus aukštos kokybės liejinių gamybai.

Teršimas šioje sistemoje nėra tik techninė priežiūros užduotis; tai aktyvus procesinis kintamasis, kuris tiesiogiai veikia rezultatus. Pagrindinė stūmoklio tepimo tikslas – apsaugoti stūmoklio galą nuo dilimo ir užtikrinti tinkamą sandarą su įpylimo vamzdeliu. Be tinkamo tepimo sluoksnio, didelis trinties ir šiluminis smūgis nuo lydalio sukeltų katastrofišką dilimą tiek stūmoklio galui, tiek vamzdelio vidinei sienai. Tai lemia matmenų tikslumo praradimą, pažeidžiant reikalingą sandarą, siekiant įpurškimo aukštu slėgiu.

Nepakankamo ar netinkamo tepimo pasekmės yra rimtos ir brangios. Kaip aprašyta techniniame straipsnyje iš Castool Tooling Systems , nepakankama tepimas tiesiogiai sukelia nestabilią šūvio greitį, pernaujo komponentų gedimą ir žymiai padidėja broko norma. Kai tarpelis tarp stūmoklio ir įvardo susiaurėja dėl nusidėvėjimo, į tą tarpą gali prasiveržti lydinys, reiškinys, vadinamas „žybsniu“ arba „pratekėjimu“, kuris dar labiau pagreitina susidėvėjimą. Be to, netolygus šildymas gali deformuoti įvardo formą, jis tampa ovalus ir išlinkęs, kas garantuoja pernaują jo sugedimą.

Galutinai, šūvio įvardo tepimo funkciją galima apibendrinti keliais pagrindiniais tikslais:

• Dilimo prevencija: Sukurti apsauginį barjerą tarp judančio stūmoklio galo ir nejudančio šūvio įvardo, kad būtų sumažintas abrazyvinis ir adhezinis dilimas.
• Slėgio hermetizavimas: Palaikyti sandarų sandarą, leidžiantį stūmokliui sukurti reikiamą hidraulinį slėgį, visiškai užpildant formos ertmę.
• Trijos mažinimas: Užtikrinti sklandų, stabilų stūmoklio judėjimą, kad būtų pasiekta prognozuojama šūvio greitį ir tolygus formos užpildymas.
• Šilumos valdymas: Padeda valdyti šilumos perdavimą tarp lydinio, plungerio galvutės ir įvorės.
• Defektų mažinimas: Neleidžiama klijuotis metalui (adhezijai) ir sumažinamas brokuotų detalių kiekis.

Įvorės tepalų tipai ir jų savybės

Įvorės tepalo pasirinkimas priklauso nuo daugelio veiksnių, įskaitant liejimo lydinį, mašinos dydį, ciklo trukmę ir specifinius gamybos tikslus. Tepalai pagal tipą skirstomi į du pagrindinius tipus: skystuosius tepalus ir kietuosius tepalus. Kiekvienas tipas turi savitas savybes ir taikymo metodus, pritaikytus skirtingoms operacijų sąlygoms. Šių skirtumų supratimas yra būtinas die liejimo proceso optimizavimui ir įrankių ilgaamžiškumui užtikrinti.

Skystieji tepalai paprastai yra aukštos našumo aliejumi pagrįsti skysčiai. Pagal pramonės tiekėją HA-International , šie aliejai skirti visuotiniam naudojimui su daugybe stūmoklių ir cilindrų porų ir gali būti taikomi aukšto slėgio purškimo būdu kaip alaus migla. Šis metodas ypač veiksmingas dideliems, ilgiems cilindrams, užtikrinant, kad visas cilindro paviršius būtų padengtas. Lubrikantų cheminė sudėtis yra labai svarbi; tyrimai, paskelbti „ MDPI Tepalai žurnalas “, pažymi, kad daugelyje jų yra ekstremalaus slėgio (EP) priedų su sieros ar chloro junginiais, kurie aukštoje temperatūroje reaguoja ir ant metalinių paviršių sukuria apsauginį kietą sluoksnį.

Kietieji tepalai, dažnai vašku pagrįsti granulės ar milteliai, siūlo alternatyvų metodą. Jie dozuojami tiesiai į stūmoklio cilindrą prieš stūmoklio galvutę. Dėl aukštos cilindro temperatūros (ne mažiau kaip 180 °C / 356 °F) granulės ištirpsta, o susidariusi skysta medžiaga kapiliarinės jėgos veikiamu patenka tarp detalių. Šio metodo didelis privalumas – švaresnė darbo aplinka, nes išvengiama skysčio tepalų purškimo. Daugelis šiuolaikinių kietųjų tepalų yra kuriami be grafito, kad būtų išvengta alizgų ir tamsių likučių, kuriuos ant įrangos gali palikti grafitas.

Pasirinkimas tarp šių tipų apima aiškius kompromisus. Šiuose aukštos rizikos gamybos aplinkose reikalinga didžiulė tikslumo laipsnis, nes net nedidelės variacijos gali sukelti komponentų gedimą. Šis principas taikomas ir kitoms pažangios formavimo iš metalo sritims. Pavyzdžiui, aukščiausios kokybės detalių gamintojai, tokie kaip automobilių kalimo dalys iš Shaoyi (Ningbo) Metal Technology, priklauso nuo kruopščiai kontroliuojamų procesų – nuo įrankių konstrukcijos iki masinės gamybos – kad užtikrintų, jog kiekviena detalė atitiktų griežtas IATF16949 normas. Kaip ir lydymo liejime, trinties ir temperatūros valdymas yra esminis siekiant pasiekti aukštesnes mechanines savybes.

Dažniausios su tepimu susijusios defektai ir sistemos gedimai

Netinkamas šovinio tepimas yra pagrindinė priežastis tiek liejinių defektams, tiek ankstyvam įrangos gedimui. Kai tepimo strategija nepavyksta, prasideda mechaninių ir cheminių problemų grandininė reakcija, dėl kurios blogėja gaminio kokybė. Svarbiausia problema – pačio tepimo medžiagos degimas. Kai perkaista lydytas aliuminis susiduria su tepimo medžiaga, ji gali išgaruoti ir sudegti, sukuriant dujas ir ne metalines įtraukas, kurios patenka į galutinį liejinį. Tai tiesiogiai sukelia poringumą – vieną iš žalingiausių defektų liejiniuose, kuris smarkiai sumažina mechaninį stiprumą.

Už degimo ribų, nepakankamas tepimas sukelia tiesioginį fizinį pažeidimą. Didelis stūmoklio slėgis ir judėjimas be pakankamo apsauginio plėvelės sluoksnio sukelia brūkšnijimus ir įbrėžimus šako kanalo vidinėje paviršiuje. Šis dėvėjimasis padidina tarpą tarp stūmoklio ir kanalo, sumažindamas įpylimo smūgio efektyvumą ir leisdamas lydžiam metalui prasiveržti pro stūmoklio galą. Šis pratekėjimas ne tik pažeidžia įrankį, bet taip pat įveda kintamumą į procesą, dėl ko sunku išlaikyti pastovią kokybę.

Priešingai, pernelyg didelis tepalo kiekis taip pat sukelia problemų. Per didelis tepalo kiekis, ypač naudojant skysčio pavidalo tepalus, padidina degimo tikimybę, dėl ko atsiranda dūmų ir dujų. Šios užtrappedos dujos yra pagrindinis poringumo šaltinis. Tai yra delikatus balansas: per mažas tepalo kiekis sukelia dėvėjimąsi, o per didelis – dujų defektus. Nors tepalai būtini dėvėjimuisi mažinti, jie turi ribotą poveikį. Tyrimai, susiję su šovinio kebulo iškraipymu, rodo, kad net esant tinkamam tepimui, šiluminiai įtempiai vis tiek gali deformuoti kebulą, o tepalai neturi pastebimo poveikio šiai pagrindinei problemai prevencijuoti.

Operatoriai ir inžinieriai turėtų stebėti pagrindinius tepimo problemų požymius. Diagnostikos patikros sąrašas gali padėti nustatyti problemas dar iki jų virstant didelėmis gamybos nuostoliais:

• Matomi brūkšniai ar juostos: Patikrinkite šovinio kebulo vidinę sienelę ir stūmoklio galvutės paviršių dėl fizinio dėvėjimosi požymių.
• Nenuolatinis šovinio greitis: Jei stūmoklio greitis skiriasi tarp šūvių, nepaisant nuolotinų mašinos nustatymų, dažnai tai rodo trinties problemas.
• Padidėjęs broko rodiklis dėl poringumo: Staigus atmetamų dalių, turinčių dujų ar susitraukimo poringumą, skaičiaus padidėjimas dažnai siejamas su tepimo skysčio taikymu.
• Matomas dūmas ar suodžiai: Perpylus ar injekcijos metu atsirandantis pernelyg didelis dūmų kiekis yra aiškus požymis, kad tepimo skystis dega.
• Metalo prikibimas (lydymas): Jeigu ant stūmoklio galo arba įvorės sienelės pastebimi užkietėję liejinio lydinio gabalėliai, tai rodo, kad sutriko tepamojo plėvelės sluoksnis.

Geriausios praktikos tepimo skysčio taikymui ir sistemos priežiūrai

Pasiekti optimalų šūvio įvorės tepimą reikalauja sistemingo požiūrio, kuris apjungia teisingas taikymo technikas su griežtu techninės priežiūros grafiku. Tikslas – taikyti minimalų tepimo skysčio kiekį, būtiną prieš kiekvieną šūvį užtikrinti nuolotų, apsauginę plėvelę. Tai sumažina atliekas, mažina degimo sukeltų defektų riziką ir pailgina svarbių formavimo įrankių tarnavimo laiką.

Pačios tepimo proceso optimizavimas yra svarbiausia sritis. Skystiems tepalams dažniausiai veiksmingiausias metodas yra aukšto slėgio alyvos migla, užtikrinanti visišką padengimą visu žarnelės ilgiu. Kietiesiems tepalams automatiniai granulių padavėjai užtikrina tikslų, kartojamą dozavimą. Išsamios proceso modeliavimo analizės svarbus rezultatas – sparno greičio profilio vaidmuo. Tyrimai parodė, kad lėto šovimo greitis 0,2–0,4 m/s diapazone yra veiksmingiausias orui įsitraukti ir oksidinių įtraukų susidarymui sumažinti. Toks kontroliuojamas pradinis judesys neleidžia lydžiai medžiagai susikloti ir užfiksuoti oro bei sudegusių tepimo medžiagų liekanų.

Nuoseklūs rezultatai pasiekiami tik esant struktūruotam tepimui ir techninės priežiūros ciklui. Šie žingsniai suteikia praktinį veiklos pagrindą:

1. Prieš šovinį taikymas: Tepalas turi būti taikomas prieš kiekvieną šovinį be išimčių. Siekiant užtikrinti nuoseklumą, labai rekomenduojami automatiniai sistemos.
2. Valdomas stūmoklio profiliavimas: Įgyvendinkite dviejų etapų užpildymo profilį. Pradėkite lėtu užpildymo etapu (0,4–0,6 m/s), kad švelniai pastumtumėte lydalį pro liejimo angą, išstumdami orą į priekį. Tada pereikite prie greito užpildymo etapo, kad greitai užpildytumėte formą.
3. Minimalios kiekio taisyklė: Nustatykite tepimo sistemos (purkštuvą ar dozatorių) taip, kad būtų naudojama mažiausia tepimo medžiagos kiekis, kuris vis dar užtikrina pilną apsaugą. Tai galima patikrinti apžiūrėjus stūmoklio galą po gamybos ciklo dėl nusidėvėjimo.
4. Reguliarus valymas: Periodiškai valykite šovimo cilindrą ir stūmoklio galą, kad pašalintumėte susikaupusią tepimo medžiagos likučius, oksidus ar sustingusį metalą.
5. Komponentų patikrinimas: Reguliariai tikrinkite šovimo cilindrą dėl nusidėvėjimo, deformacijos ar įtrūkimų požymių. Kai kurios įmonės naudoja pažangias atstatymo paslaugas, kurios šlifuoja ir perdirba cilindrus, pratęsdamos jų veikimo laiką.

Šių geriausių praktikų laikymasis paverčia tepimą ne tik rutinine užduotimi, bet ir strateginiu kokybės kontrolės įrankiu. Kontroliuojant tepimo būdą, stūmoklio greitį ir techninės priežiūros grafiką, liejimo formuotojai gali žymiai sumažinti su tepimu susijusias defektus, pagerinti įrenginio veikimo laiką bei gaminti aukštesnės kokybės detales su didesniu nuoseklumu.

Dažniausiai užduodami klausimai

1. Kas yra šovimo cilindras?

Šovimo cilindras yra svarbus komponentas šaltojo kameros liejimo mašinoje. Tai yra sukietintas plieninis cilindras, kuris tarnauja kaip laikinas lydalio rezervuaras po to, kai jis supilamas iš krosnies. Stūmoklis juda cilindre, kad po aukštu slėgiu įpuršktų metalą į formą.

2. Koks medžiaga naudojama šaltojo kameros procese?

Šaltoji kameros technologija naudojama metalams su aukšta lydymosi temperatūra. Dažniausiai naudojamos medžiagos yra aliuminio lydiniai, magnio lydiniai, varis ir plienas. Šie metalai yra pernelyg korozijai jautrūs arba turi pernelyg aukštą lydymosi temperatūrą, kad būtų naudojami karštosios kameros mašinose, kuriose įpurškimo mechanizmas panardintas į išlydytą metalą.

3. Kodėl pasirinktumėte šaltosios kameros liejimą į formas vietoj karštosios kameros liejimo į formas?

Šaltosios kameros liejimas į formas pasirenkamas dėl jo gebėjimo apdoroti aukštos lydymosi temperatūros ir korozines lydinių rūšis, tokius kaip aliuminis. Nors ciklo trukmė paprastai ilgesnė nei karštosios kameros proceso atveju, šis metodas yra universalus ir leidžia gaminti didelius, struktūriškai sudėtingus detalių tipus, pvz., variklių blokus ir pavarų dėžių korpusus automobilių pramonei.

4. Kas tai yra HPDC, LPDC ir GDC?

Tai yra įvairių liejimo procesų akronimai. HPDC reiškia aukšto slėgio formos liejimą, kuris naudoja aukštą slėgį, kad įpurkštų lydalį greitam ir tiksliai gamybai. LPDC reiškia žemo slėgio formos liejimą, kuris yra idealus stambiems, plonasieniams detaliams, reikalaujantiems aukštos konstrukcinės vientisumo. GDC reiškia sunkio jėgos formos liejimą, kuris remiasi sunkio jėga, užpildančia formą, ir naudojamas stiprioms detalėms su minimalia porėtumu gaminti.