Auksto savienojumu risināšana alumīnija die zondē: galvenie cēloņi

TL;DR

Auksti savienojumi ir virsmas defekti alumīnija liesmas formēšanā, kas rodas, kad divas kausētā metāla plūsmas veidnē nepareizi sasilst. Tas rada vāju šūnu vai līniju uz pabeigta izstrādājuma, kura apdraud tā strukturālo integritāti. Galvenie auksto savienojumu cēloņi ir agrīna kristalizācija, ko izraisa zema kausētā metāla vai veidņu temperatūra, nepietiekama ievadīšanas ātrums un spiediens vai slikti izstrādāta ielejas sistēma, kas traucē gludai metāla plūsmai.

Auksto savienojumu izpratne alumīnija liesmas formēšanā

Alumīnija injekcijas veidošanā aukstā savienojuma defekts, ko dažreiz sauc par auksto pārklājumu, ir svarīga virsmas nepilnība. Tas rodas tad, kad divi vai vairāki kausētā metāla frontes, kas plūst pa veidni no dažādām pusēm, ir pārāk auksti, lai saplūstu vienotā masā, satiekoties. Nevis saplūstot, tie vienkārši piespiežas viens otram, atstājot redzamu līniju, šuvju vai plaisas veida defektu ar gludām, apaļām malām lietveida virsmā. Šis defekts ir skaidrs indikators, ka metāls zaudējis šķidrumu pārāk agrīnā fāzē injicēšanas procesā.

Aukstās saslēgšanās pamatproblēma ir metāla frontes nespēja palikt pilnībā šķidrā stāvoklī, līdz forma ir pilnībā aizpildīta un spiediens piemērots. Kā kušušais aluminija materiāls pārvietojas caur matricas sarežģītajiem kanāliem, tas sāk zaudēt siltumu aukstākajām formas sienām. Ja temperatūra pazeminās pārāk ātri, uz kausētā metāla plūsmas priekšējās malas veidojas puscietais slānis. Kad šīs divas apsegto frontes satiekas, tām trūkst nepieciešamās termiskās enerģijas un plūsumainības, lai notiktu pienācīga metalurģiskā saistīšanās. Rezultāts nav plaisa, kas radusies no slodzes, bet gan plūsmas saistīts defekts, kas jau ražošanas brīdī ir iestrādāts komponentā.

Aukstās saslēgšanās ietekme sniedzas tālāk par kosmētisku izskatu. Šis defekts darbojas kā sprieguma koncentrators, radot būtisku vājo punktu liešanā. Komponentiem, kuri pakļauti spiedienam, vibrācijai vai termiskajām svārstībām, aukstā saslēgšanās var būt katastrofālas izgāšanās avots. Saskaņā ar Giesserei Lexikon , šis defekts ievērojami pasliktina gala produkta mehāniskās īpašības un uzticamību, tādējādi tā novēršana ir viena no galvenajām prioritātēm kvalitatīvā liešanas procesā.

Aukstās saslēguma defektu galvenie cēloņi

Aukstās saslēguma veidošanās reti ir saistīta ar vienu vienīgu problēmu, bet gan ar vairāku savstarpēji saistītu faktoru kombināciju, kas saistīta ar siltuma pārvaldību, procesa dinamiku un formas dizainu. Šo pamata cēloņu izpratne ir pirmais solis efektīvai diagnostikai un defektu novēršanai. Faktorus var plaši kategorizēt vairākās galvenās jomās, kas ietekmē metāla spēju aizpildīt dobumu un pareizi saslēgties.

Siltuma un materiāla problēmas

Temperatūra ir svarīgākais faktors, lai novērstu aukstos aizvākus. Ja kausētais alumīnijs vai paša veidne ir pārāk auksta, metāls ātri sacietēs. Nepietiekama ielejšanas temperatūra nozīmē, ka metāls shot sleeve iekļūst ar mazāku siltuma enerģiju, tādējādi samazinot laiku, kas tam nepieciešams formas aizpildīšanai, pirms tas kļūst lēns. Līdzīgi zema veidnes temperatūra ātri izvelk siltumu no kausētā sakausējuma, paātrinot sacietēšanu, īpaši biezēs sienās. Arī alumīnija sakausējuma ķīmiskais sastāvs spēlē lomu; daži sakausējumi dabiski ir mazāk plūstoši, tādējādi būdami vairāk pakļauti šim defektam. Turklāt kausējumā esošas piemaisījumus vai oksīdi var traucēt metāla virsmu pareizu sateci.

Plūsmas dinamika un ievadīšanas parametri

Ātrums un spiediens, kādā tiek injicēts kausētais metāls veidnē, ir svarīgi. Nepietiekams injekcijas ātrums var izraisīt pārāk lēnu metāla plūsmu, tādējādi palielinot atdzišanas laiku, pirms dobums ir aizpildīts. Kā norādīts ieteikumos par auksto savienojumu novēršanu , zems injekcijas spiediens var traucēt divām metāla frontēm saspiežoties pietiekamā spēkā, lai izlauztos cauri virsmas oksīda slāņiem un panāktu pienācīgu metalurģisko saiti. Pārejas punkts no lēnā šāviņa (aizpildot šāviņa piedziņu) uz ātro šāviņu (aizpildot veidni) ir vēl viens kritiskais parametrs. Nepareizi laikots pārejas moments var traucēt plūsmas fronti, radot turbulenci un veicinot priekšlaicīgu atdzišanu.

Veidnes un ielejas sistēmas dizains

Formas un tās ielej sistēmas dizains nosaka ceļu, kuru šķidrais metāls ir spiests veikt. Slikti izstrādāta sistēma bieži ir auksto savienojumu cēlonis. Garš vai sarežģīts plūsmas ceļš piespiež metālu pārvietoties tālāk, palielinot siltuma zudumus. Pārāk mazas vai nepareizi novietotas ielejas var izraisīt strūklas vai atomizāciju, kas arī noved pie straujas atdzišanas. Varbūt visbūtiskākais ir nepietiekams ventilēšanas trūkums, kas neļauj ieslēgtajam gaisam un gāzēm izkļūt no formas dobuma. Šī ieslēgtā gāze rada pretspiedienu, kas palēnina metāla plūsmu un fiziski var novērst divu plūsmas frontes saplūšanu pietiekamā spiedienā. Efektīva formas konstrukcija ietver pārpildes un ventilācijas atveres, lai pārvaldītu šo pretspiedienu.

Aukstie savienojumi vs. nepilnas aizpildes: galvenā atšķirība

Diagnozējot lietvešu defektus, aukstās saslēgšanās bieži tiek sajauktas ar nepilniem aizpildījumiem, jo tām ir līdzīgas pamata cēloņi. Tomēr tās ir atšķirīgas defektu formas, un pareizas problēmas identificēšana ir būtiska, lai ieviestu pareizu risinājumu. Kaut arī abas kļūdas saistītas ar kausētā metāla pāraglu solidifikāciju, gala lietveša rezultāts ir atšķirīgs.

Nepilns aizpildījums ir nepilnīgs lietvērums, kur kausētais metāls neaizpilda visu veidni, atstājot daļas fragmentu trūkstam. Tas parasti notiek tad, kad metāls pilnībā solidifikācijas pirms sasniedz veidnes tālākos apgabalus. Savukārt aukstā saslēgšanās rodas tad, kad lietvērums ir ģeometriski pabeigts. Veidne ir aizpildīta, taču metāla plūsmas, kas sastapās dobumā, nav pareizi saslēgušās, radot iekšēju šūnu. Kā Haworth Castings paskaidro , aukstā saslēgšanās ir saslēgšanās neizdošanās, savukārt nepilns aizpildījums ir aizpildījuma neizdošanās.

Tas ir saistīts ar to, ka ir daudz dažādu veidu, kā arī dažādu veidu, kā to var izmantot. Dažkārt, atkarībā no tā, cik nopietna ir problēma un kur tā ir, tiek noteikts, kura no tām ir kļūda. Piemēram, nedaudz zemā temperatūra var izraisīt aukstumu, kad divi strāvi sastopas vēlāk pildīšanas procesā, bet ievērojami zemā temperatūra var izraisīt kļūdu, iesaldējot metālu ilgi pirms caurums ir pilns. Nākamā tabulā ir paskaidrotas galvenās atšķirības:

Sistēmiski novēršot un novēršot aukstās apkures traucējumus

Lai novērstu aukstās izplūdes, ir nepieciešama sistemātiska pieeja, kas attiecas uz visu izlietnes procesu, sākot ar materiālu sagatavošanu līdz pelējuma izstrādei un parametru optimizācijai. Atšķaidījumi tieši atbilst cēloņiem, koncentrējoties uz metāla šķidruma saglabāšanu un nodrošinot lēnu, strauju pildīšanu atbilstoši spiedienam. Lai veiktu korekcijas, bieži vien ir jāizvairās no slimības, sākot ar vienkāršākajām un nebrīvākajām izmaiņām.

Vispirms pievērsīsim uzmanību termiskajam pārvaldījumam. Tas nozīmē, ka tiek palielināta šķeltā alumīnija izšķīdināšanas temperatūra, lai nodrošinātu, ka tā saglabā pietiekamu siltumu visā ieplūdes ciklā. Tāpat svarīgi ir paaugstināt pelējuma temperatūru, bieži ar iepriekšēju karsēšanu, lai samazinātu termiskās traumas un paātrinātu cietības ātrumu. Kā uzsvēra eksperti Neway Precision , saglabājot konsekventu un atbilstošu temperatūru gan metāla, gan formā ir pirmā aizsardzības līnija.

Tālāk pieregulējiet mašīnas procesa parametrus. Palieliniet ievietošanas ātrumu, lai veidni aizpildītu ātrāk, minimizējot laiku, ko metāls pavadījis atdzišanai. Paaugstinot ievietošanas spiedienu, jo īpaši beigu intensifikācijas fāzē, palīdz piespiest metāla frontes kopā, saplēst oksīda plēves un veicināt stipru metalurģisko saiti. Lēnās un straujās šautnes pārejas punkta optimizēšana nodrošina gludu, nepārtrauktu plūsmas fronti. Daži avoti norāda arī uz veidņu atdalītāju pārmērīgu izmantošanu, kas var radīt pārmērīgu gāzi un palielināt pretspiedienu, tāpēc to pareiza pielietošana ir būtiska.

Ja temperatūras un parametru pielāgošana neveicās, problēma, visticamāk, ir formā un vārtu konstrukcijā. Šī ir visskārākā un dārgākā problēma, bet bieži vien tā ir galīgā risinājums. Varbūt ir nepieciešams pārbūvēt vārtu sistēmu, lai saīsinātu plūsmas ceļu, optimizētu vārtu atrašanās vietu vai palielinātu vārtu lielumu, lai uzlabotu plūsmu. Svarīgi ir, ka bieži vien ir nepieciešams pievienot vai paplašināt ventilācijas caurulēm un pārplūdumiem, lai ieslodzītu gāzes varētu izkļūt, samazinot pretpiedienu un ļaujot metāla frontēm efektīvi apvienoties. Lielā riska nozarēs ir ļoti svarīgi nodrošināt daļas integritāti. Kritiskajās lietojumprogrammā, piemēram, automobiļu sastāvdaļās, ir būtiski sadarboties ar piegādātājiem, kas ir pazīstami ar stingru kvalitātes kontroli un procesu inženieriju. Uzņēmumi, kas specializējas augstas integritātes metāla detaļu ražošanā, ir piemērs tam, kā uzmanība tiek pievērsta kvalitātei un precizitātei, kas nepieciešama, lai novērstu šādus defektus sarežģītā vidē.

Bieži uzdotie jautājumi

1. Kāds ir galvenā iemesla dēļ, kad liešanas konstrukcijā ir kaltā slēguma defekts?

Aukstās saslēgšanas galvenā cēlonis ir kausētā metāla pāragranīšanās veidnē. Tas notiek tad, kad divi metāla plūsmas pārāk daudz atdziest, pirms tie satiekas, kas traucē tiem pareizi savienoties. Galvenie veicinātāji ietver nepietiekamu liešanas temperatūru, zemu veidnes temperatūru un nepietiekamu veidnes aizpildīšanas ātrumu.

2. Kā novērst auksto saslēgumu?

Lai novērstu aukstos saslēgumus, jānodrošina, ka kausētais metāls paliek pietiekami šķidrs, lai aizpildītu dobumu un saplūstu. Galvenie profilakses pasākumi ietver pareizu ielejamo temperatūru, liešanas sistēmas optimizēšanu gludai un straujai plūsmai, ielejšanas ātruma un spiediena palielināšanu, kā arī pietiekamu veidnes izvadīšanu, lai ieslodzītām gāzēm būtu iespēja izkļūt.

3. Kāda ir atšķirība starp nepilnu aizpildījumu un auksto saslēgumu?

Metrāžas trūkums ir nepilnīgs liešanas defekts, kad metāls sacietē pirms pilnībā aizpilda formas dobumu, atstājot dažas daļas trūkstamas. Auksts savienojums rodas pilnībā izveidotā liešanā, taču to raksturo vāja šūna, kur divas metāla frontes satikās, bet nesaplūda. Īsumā, metrāžas trūkums ir aizpildīšanas neveiksme, savukārt auksts savienojums ir saplūšanas neveiksme.

4. Kā var novērst auksta savienojuma defektu?

Aukstu savienojumu novēršanai jāpielāgo procesa parametri un dizains. Risinājumi ietver liešanas un formas temperatūras paaugstināšanu, sakausējuma plūsumības uzlabošanu, ievada ātruma un spiediena palielināšanu, kā arī ievada sistēmas dizaina uzlabošanu. Tas bieži ietver ieejas vai izplūdes atveru pievienošanu vai palielināšanu, lai uzlabotu aizpildīšanas apstākļus un samazinātu pretspiedienu.