Presavimas prieš aukšto slėgio liejimą formomis: teisingo proceso pasirinkimas

TRUMPAI

Presavimo liejimas sujungia liejimo ir kalimo principus, taikydamas nuolatinį aukštą slėgį per kristizacijos procesą, kad būtų sukurtos tankios, stiprios ir beveik be porų detalės. Priešingai, aukšto slėgio formos liejimas (ASFL) naudoja greitą įpurškimą, kad greičiau gamintų sudėtingas dalis, tačiau yra labiau linkęs į vidinę porėtumą. Pagrindinis kompromisas – tai našumas prieš greitį: renkitės presavimo liejimą aukštos vientisumo, saugumui kritiškoms detalėms ir pasirinkite aukšto slėgio formos liejimą didelės apimties, sudėtingoms detalėms, kur svarbiausi yra greitis ir vienetinės detalės savikaina.

Pagrindiniai proceso skirtumai: kaip veikia kiekvienas metodas

Suprantant pagrindinius presavimo liejimo ir aukšto slėgio formos liejimo mechanizmus, tampa aišku, kodėl jie sukuria detales su esminiais skirtingais savybėmis. Nors abu procesai apima lydinio formavimą formoje, slėgio taikymas ir metalo tekėjimas yra esminiai skirtingi. Šis skirtumas yra lemiamas nustatant, kuris procesas atitinka projekto techninius reikalavimus.

Aukšto slėgio liejimas yra apibrėžiamas greičiu ir jėga. Šis procesas apima įkaitintos metalo masės įpurškimą į kietinamo plieno formos ertmę esant didžiuliam slėgiui ir dideliu greičiu. Šis greitas, dažnai turbulentinis pildymas užtikrina, kad net ir sudėtingiausios ir ploniausias sienas turinčios formos dalys būtų visiškai užpildytos, kol metalas pradeda kristizuotis. Tačiau ši turbulencija gali suformuoti oro ir dujų burbuliukus metalo viduje, dėl ko galutiniame komponente atsiranda porėtumas.

Tipiniai HPDC etapai yra:

1. Formos paruošimas: Abi plieninės formos pusės išvalomos ir tepamos.
2. Didelio greičio įpurškimas: Įkaitintas metalas į uždarytą formos ertmę įpurškiamas dideliu greičiu (dažnai virš 100 mylių per valandą) ir slėgiu.
3. Greita kristizacija: Metalas vėstantis ir greitai sukietėja vandeniu aušinamoje formoje.
4. Išstūmimas: Forma atsidaro, o sukietėjęs gaminys, arba „liejinys“, išstumiamas.

Spaudimo liejimas, taip pat žinomas kaip skystosios metalo kovavimas, yra atsargesnis hibridinis procesas, kuris prioritetą teikia medžiagos vientisumui. Jis apima lėtesnį, kontroliuojamą formos užpildymą, po kurio seka intensyvus, ilgalaikis slėgis, kol metalas kristalizuojasi. Šis metodas užtikrina laminarinį (neturbulentinį) srautą, kuris sumažina dujų užvertimo tikimybę. Pastovus slėgis efektyviai išspaudžia bet kokias galimas tuštumas ar susitraukimo poras, sukurdamas tankią, labai tobulą grūdelinę struktūrą. Šis procesas išsamiai aprašytas gamybos ekspertų vadovuose, pavyzdžiui, CEX liejimo .

Spaudimo liejimo etapai paprastai vyksta tokia tvarka:

1. Metalo pilstymas: Tiksli kiekis įkaitinto metalo pilamas į apatinę įkaitintos formos pusę.
2. Formos uždarymas ir presavimas: Apatinė formos dalis užsidaro, sandariai uždarydama ertmę ir per stūmoklį pradėdama taikyti didžiulį slėgį į įkaitusį metalą.
3. Presuojama kristalizacija: Šis aukštas slėgis išlaikomas visą kietėjimo procesą, dėl ko metalas įsiveržia į kiekvieną formos detalę ir pašalinamas poringumas.
4. Išstūmimas: Kai medžiaga sukietėja, slėgis mažinamas ir gaunama aukštos vientisumo kokybės detalė išimama.

Pagrindinis skirtumas slypi tame, kada ir kaip naudojamas slėgis. Aukšto slėgio liejimas (HPDC) naudoja slėgį įpurškimui, o spaudimo liejimas – kietėjimui. Dėl to HPDC yra procesas, optimizuotas greičiui ir sudėtingumui, tuo tarpu spaudimo liejimas sukurtas užtikrinti geresnę metalo struktūrą ir aukštesnes mechanines savybes.

Palyginimas: pagrindiniai techniniai ir našumo rodikliai

Pasirinkimas tarp spaustukinės liejimo ir aukšto slėgio formos liejimo galiausiai priklauso nuo kompromiso tarp gamybos greičio ir galutinio gaminio kokybės bei našumo. Kiekvienas procesas puikiai tinka skirtingose srityse, todėl inžinieriams ir dizaineriams būtina suprasti šiuos skirtumus. Sustojęs slėgis spaustukinės liejimo metu sukuria detales, kurios yra terminio apdorojimo ir suvirinimo tinkamos – tai svarbus pranašumas palyginti su daugeliu aukšto slėgio formos liejimo detalių, kurių užstrigę dujos gali sukelti burbuliavimą terminio apdorojimo metu. Tai pagrindinis aspektas, pabrėžiamas pramonės išteklių, tokių kaip Sunrise Metal .

Porėtumas, be jokios abejonės, yra svarbiausias skiriamasis bruožas. Aukšto slėgio kameraičio liejimo (HPDC) aukštos spartos ir turbulentinis įpurškimo procesas dažnai sučeria orą ir dujas, dėl ko atsiranda vidinė porėtumas. Nors tai priimtina daugelyje taikymų, tokie defektai gali tapti kritiniu gedimo tašku komponentuose, veikiamuose didelės apkrovos ar slėgio. Squeeze liejimas, priešingai, sukurtas būtent norint pašalinti porėtumą. Lėtas, sluoksniškas užpildymas ir išlaikomas slėgis kristizuojantis pašalina dujas ir neleidžia susidaryti susitraukimo tuštumoms, todėl susidaro tanki, slėgiui atspari medžiagos struktūra, puikiai tinkanti hidraulinėms ir pneumatinėms sistemoms.

Šie technologiniai skirtumai tiesiogiai veikia mechanines savybes. Dėl smulkiai grūdeliuotos, beporiškės mikrostruktūros, išspaudimo liejimo detalės pasižymi geresniu stiprumu, plastiškumu ir atsparumu nuovargiui. Tai daro jas tinkamas naudoti saugos kritinėse aplikacijose, kuriose gedimas nepriimtinas. Aukšto slėgio kameraičio liejimo detalės siūlo gerą mechaninių savybių santykį su svoriu, tačiau dažniausiai negali prilygti išspaudimo liejimu ar kuodu gaminamų detalių našumui be papildomų, o dažnai ir brangių, apdorojimų.

Toliau pateikta lentelė aiškiai ir iškart palygina pagrindinius rodiklius:

Galutinis sprendimas priklauso nuo taikymo reikalavimų. Jei tikslas yra masinė sudėtingos detalės, tokios kaip nešiojamojo kompiuterio korpusas, gamyba, kur vidaus porėtumas nėra struktūrinė problema, HPDC yra aiškus lyderis. Tačiau saugumui kritiškam automobilio pakabos komponentui, kuris turi atlaikyti didžiules jėgas nepažeidžiamai, būtinos geresnės, defektų neturinčios presavimo liejimo savybės.

Kainos, įrankių ir sudėtingumo aspektai

Už gebėjimų rodiklių ribų, kiekvieno proceso finansinės ir dizaino pasekmės atlieka svarbų vaidmenį priimant sprendimus. Apkabinti liejimo ir aukšto slėgio formos liejimo kainų struktūra yra subtili, apimanti pradines investicijas, eksploatacijos išlaidas ir įrankių ilgaamžiškumą. Nors abiem metodams reikia didelių pradinių kapitalo įdėjimų mašinoms ir formoms, jų naudingumas labai skiriasi priklausomai nuo gamybos apimties ir detalių reikalavimų.

Aukšto slėgio formos liejimas pasižymi labai aukštomis pradinėmis įrankių kainomis. Tačiau dėl greitų ciklų trukmės didelėse gamybos serijose (dešimtys tūkstančių iki milijonų detalių) kaina vienai daliai tampa itin žema. Tai daro ją labai ekonomišku pasirinkimu rinkai masinei gamybai. Tačiau įrankiai patiria stiprų šiluminį smūgį ir aukšto greičio metalinį srautą, dėl ko gali greičiau nusidėvėti ir tarnauti trumpiau nei apkabinti liejimo įrankiai.

Skelbties liejimo įrankių išlaidos gali būti panašios arba šiek tiek mažesnės nei HPDC, tačiau procesas turi ilgesnį ciklo laiką, todėl didėja eksploatacinės išlaidos už dalį. Dėl to ji yra ekonomiškesnė labai didelio kiekio gamybai. Kai kurie gamintojai pažymėjo, kad pagrindinis privalumas yra tas, kad įrankių, kuriuos galima išpildyti, šilumos ir erozijos įtampos yra mažesnės, todėl gali būti ilgesnis jų tarnavimo laikas ir sumažinamos ilgalaikės įrankių pakaitinių sąnaudos. Beveik neto formos rezultatai taip pat sumažina brangią apvalios apvalios apvalios apvalios apvalią apvalią apvalią apvalią apvalią apvalią apvalią apvalią apvalią apvalią apvalią apvalią apvalią apvalią apvalią apvalią apvalią apvalią

Dalyvių geometrija ir sudėtingumas taip pat yra lemiami veiksniai. HPDC yra neprilygstamas gebėjimas gaminti labai sudėtingus, plonas sienų komponentus su sudėtingomis savybėmis. Didžiojo greičio įpurškimas įvartoja metalą į kiekvieną detalę. Squeeze liejimo, nors gali gaminti sudėtingas formas, yra mažiau tinka itin plonas sienos ir sudėtingas šerdes, kad HPDC gali pasiekti. Jis geriau tinka gaminti paprastesnes, bet tvirtesnes dalis su storesniais gabalėliais, kur jo gebėjimas pašalinti porumą yra pagrindinis privalumas. Tai daro jį galingą alternatyvą, kai kalėjimas yra per daug ribojanti geometrija, kaip paaiškinta išteklių, pavyzdžiui, Yichou .

Idealiai pritaikyti: kur kiekvienas procesas yra išskirtinis

Techniniai ir išlaidų skirtumai tarp didelio slėgio liejimo įmušimo ir suspaudimo liejimo yra skirtingi ir gerai apibrėžti įvairių pramonės šakų taikomosios funkcijos. Kad būtų užtikrintas tiek našumas, tiek komercinis gyvybingumas, būtina suderinti procesą su detalės funkcija. Pasirinkimas dažnai atsispindi į paprastą klausimą: ar ši dalis yra didelio tūrio, sudėtingos formos komponentas, ar tai yra aukštos kokybės, saugumo atžvilgiu svarbus komponentas?

Aukšto slėgio liejimo įtaisai

Dėl greito ir tikslaus sudėtingų geometrijų formavimo HPDC yra dominuojanti masinės gamybos jėga. Jo naudojimo sritis plačiai paplitusi, ypač kai reikia didelių kiekių lengvų, detalių dalių.

• Kontroliuojamos elektronikos įrenginiai: Įmanomas ir plonas sienelių korpusai nešiojamiesiems kompiuteriams, išmanieji telefonai, planšetiniai kompiuteriai ir fotoaparatai dažnai gaminami naudojant HPDC.
• Automobilių pramonė: Nestruktūriniai komponentai, tokie kaip variklio blokai, pavarų dėžės, aliejaus talpyklos ir dekoratyvūs elementai, yra idealiai tinka HPDC.
• Šviesininkai: LED lemputės ir šilumos šalinimo įrenginiai, turintys sudėtingus plunksno dizainus, yra efektyviai gaminami liejimo būdu.
• Buitiniai prietaisai: Virtuvės maišytuvų, dulkių siurblių ir elektrinių įrankių komponentai naudojasi HPDC tikslumu ir paviršiaus apdaila.

Squeeze liejimo naudojimo būdai

Squeeze liejimo yra eiti į procesą, kai mechaninis vientisumas, slėgio tvirtumas ir saugumas yra neginčytina. Dėl jo gebėjimo gaminti porų neturinčias, tvirtas dalis, jis yra būtinas didelių našumų sektoriams. Kaip pažymėjo liejyklų, pavyzdžiui, CastAlum , tai tinkamas pasirinkimas saugos atžvilgiu svarbiems komponentams.

• Automobilių pramonė: Tai pagrindinis spausdinimo sektorius. Saugumo atžvilgiu svarbios šasijos ir pakabos dalys, tokios kaip vairo rankos, valdymo rankos, subramai ir didelio našumo ratai, priklauso nuo jo pranašesnės stiprumo ir nuovargio atsparumo.
• Oro ir kosmoso pramonė: Šiai metodikai puikiai tinka konstrukcijos, antžeminės įrangos dalys ir kitos dalys, kurioms reikia didelio stiprumo ir svorio.
• Skystulio valdymas: Dėl tankių ir spaudimui tvirtų suspaustų dalių, jos yra idealios hidrauliniams ir pneumatiniams komponentams, pvz., siurblio korpusiams ir vožtuvų korpusiams.
• Apsauga: Karinių transporto priemonių ir ginklų sistemų, kurių eksploatavimo trukmė yra didelė, komponentai dažnai naudojami spausdinant.

Inžinieriai, ypač automobilių pramonėje, bandydami naudoti labai tvirtus įrenginius, taip pat vertina gamybos metodus. Pavyzdžiui, tiksliai suprojektuotos automobilių kalėjimo dalys yra išskirtinai tvirtos ir patikimos sudėtingiausioms reikmėms. Įmonės, pvz., Shaoyi (Ningbo) Metal Technology specializuojasi šiose aukštos kokybės ištaipotose dalyse, siūlydami kitą kelią sukurti tvirtas, saugumo atžvilgiu svarbias dalis, kai geometrinė sudėtingumas yra mažesnis apribojimas.

Dažniausiai užduodami klausimai

1. Koks kitas vardas "squeeze casting"?

Squeeze liejimo taip pat paprastai vadinama skystųjų metalų liejimo. Šis pavadinimas pabrėžia jo hibridinį pobūdį, nes jis sujungia skystųjų metalų liejimo procesą, kaip liejimo metu, su didelio slėgio taikymu kietinimo metu, kuris būdingas kalkimui.

2. Išmokyti Kokie yra pagrindiniai spausdinimo išliejimo trūkumai?

Pagrindiniai spaudimo liejimo trūkumai yra lėtesnis gamybos greitis, palyginti su didelio slėgio liejimo būdu, kuris gali sukelti didesnę dalį. Be to, jis yra mažiau tinkamas gaminti itin sudėtingus arba labai plonasis komponentus. Galiausiai pradinės investicijos į mašinas ir įrankius yra didelės, todėl jos geriausiai tinka vidutinio ir didelio kiekio aukštos kokybės dalių gamybai.

3. Išmokyti. Kada reikėtų naudoti aukštos slėgio liejimo?

Aukšto slėgio liejimo būdu reikia gaminti daugybę sudėtinių, sudėtingų geometrinių dalių ir plonų sienų. Tai idealus pasirinkimas taikomosioms reikmėms, kai gamybos greitis ir mažos kainos už dalį yra svarbūs prioritetai ir kai nedidelė vidinė poringumas nėra struktūrinis klausimas, pavyzdžiui, vartotojų elektronikos korpuse arba nestruktūrinėse automobilių komponentėse.

4. Kokie yra spausdinimo įtaisai?

Pagrindiniai spausdinimo išliejimo privalumai yra aukštos mechaninės savybės, įskaitant didelį tvirtumą ir lankstumą. Šis procesas leidžia gaminti beveik neporines dalis, todėl jos yra atsparos spaudimui ir tinka labai svarbioms saugos reikmėms. Squeeze-cast komponentai taip pat gali būti termiškai apdoroti ir turi puikų paviršiaus apdailą, todėl gali būti mažiau reikalingos antrinės apdirbimo operacijos.