TL;DR

Plūsmas zīmes uz liešanas virsmām ir redzamas līnijas, svītras vai raksti, kas norāda uz nevienmērīgu kausētā metāla plūsmu veidņu pildīšanas procesā. Tās galvenokārt izraisa agrīna sacietēšana, ko izraisa tādi faktori kā zema veidņa temperatūra, nepareiza pildīšanas ātrums vai nepilnīga veidņa konstrukcija. Šo defektu novēršanai nepieciešams sistēmiski pielāgot procesa parametrus, optimizēt veidņa temperatūru un uzlabot ielejas sistēmu, lai nodrošinātu gludu un vienmērīgu veidņu dobuma aizpildīšanu.

Plūsmas zīmju izpratne: definīcija un vizuāla identifikācija

Ielejot veidņos, bezvainaga virsmas apstrādes sasniegšana ir primārs mērķis. Tomēr var rasties dažādi trūkumi, un plūsmas zīmes ir viens no visbiežāk sastopamajiem. Plūsmas zīmes, ko dažreiz sauc par plūsmas līnijām, ir virsmas nepilnības, kas parādās kā nelīdzvirziena līnijas, svītras vai vēnas. Šie raksti, kas var atgādināt ģeogrāfisko karti, norāda ceļu, kuru šķidrais metāls veica, aizpildot formas dobumu. Lai gan parasti tie ir virsmas līmeņa trūkumi, tos bieži var redzēt un sajust ar roku, norādot uz lieveņa virsmas neregulāritāti.

Plūsmas zīmju veidošanās ir siltuma dinamikas un šķidrumu mehānikas jautājums. Tās rodas, kad dažādas kausētā metāla straumes formas iekšienē nesaplūst ideāli. Tas notiek tādēļ, ka daļa šķidrā metāla pārāk agrīni sacietē, kamēr pārējā daļa vēl joprojām plūst. Kad kausētais metāls turpina plūst pāri šīm daļēji sacietējušajām vietām, veidojas nepilnīgas savienojumvieta un redzamas līnijas virsmā. Šie nav plaisas, bet gan pazīmes par satrauktu vai pārtrauktu pildīšanas procesu, kurā metāla frontes nesaplūda bez šuvēm.

Plūsmas zīmju vizuāla identificēšana ir pirmā solis problēmas diagnosticēšanā. Kvalitātes kontroles tehniciņi meklē specifiskas īpašības, lai tās atšķirtu no citiem defektiem. Galvenie vizuālie rādītāji ietver:

• Strēles vai līnijas: Visbiežāk sastopamais izskats ir gludas, nedaudz viļņveida līnijas, kas atšķiras no pamatmetāla tekstūras.
• Nenoteiktas virziena raksti: Atšķirībā no rievas, kurai ir skaidra virziena, plūsmas zīmes bieži parādās kā riņķveida vai meandru veida raksti.
• Krāsas izmaiņas: Zīmēm var būt nedaudz atšķirīgs toņa vai spīduma līmenis salīdzinājumā ar apkārtējo virsmu.
• Atrašanās vieta: Tās bieži parādās ap vārtiem vai tajās vietās, kur saplūst vairāki kausēta metāla strauti.

Ir svarīgi atšķirt plūsmas zīmes no citiem defektiem, piemēram, termiskās plaisāšanas. Termiskās plaisāšanas pēdas ir smalkas virsmas plaisas liešanā, ko izraisa veidņu materiāla termiskā noguruma stāvoklis, nevis problēmas ar metāla plūsmu viena cikla laikā. Šo atšķirību izpratne ir būtiska, lai piemērotu pareizos novēršanas pasākumus.

Plūsmas zīmju rašanās pamata cēloņi metāla liešanā

Plūsmas zīmes rodas nevis no vienas problēmas, bet gan no vairāku faktoru kombinācijas, kas saistīta ar procesa parametriem, veidņu dizainu un materiālu apstrādi. Rūpīgai diagnostikai ir nepieciešams izpētīt visu liešanas procesu. Galvenie vaininieki ir apstākļi, kas veicina sakausējuma pārāk agrīnu vai nevienmērīgu atdzisušanu, kad tas aizpilda veidņu dobumu.

Viens no nozīmīgākajiem faktoriem ir temperatūra — gan veidņu, gan kausētā metāla. Zema veidnes temperatūra bieži ir problēmas cēlonis; piemēram, temperatūra zem 180°C alumīnija sakausējumiem vai zem 90°C cinka sakausējumiem var izraisīt metāla pārāk ātru atdzisušanu saskarē ar veidnes sienām. Līdzīgi, ja kausētais metāls pats par sevi nav optimālā temperatūrā, tā viskozitāte palielinās, kas traucē gludai plūsmai un neatļauj atsevišķiem plūsmas frontēm pareizi saplūst. Tas rada raksturīgas svītras un līnijas gatavajā detaļā.

Metāla ievadīšanas dinamika veidnē ir vienlīdz svarīga. Nepareiza pildīšanas ātruma dēļ process var tikt traucēts. Ja ātrums ir pārāk lēns, metālam ir pārāk daudz laika atdzist pirms dobums ir pilns, kas noved pie aukstajiem savienojumiem un plūsmas zīmēm. Savukārt, ja ātrums ir pārāk augsts, tas var izraisīt turbulenci, ieslodzot gaisu un traucējot lamināru plūsmu, kas arī izraisa virsmas defektus. Mērķis ir aizpildīt dobumu pēc iespējas ātrāk, neizraisot turbulenci, kas prasa precīzu kontroli.

Pār procesa parametriem fiziskais veidņu un to sastāvdaļu dizains ir pamatojošs faktors. Slikti izstrādāts ielejas un sprūžu sistēmas dizains bieži ir plūsmas problēmu cēlonis. Pārāk mazi vai nepareizi novietoti ielejvārsti var ierobežot plūsmu vai izveidot strūklas, savukārt asas stūres sprūžu sistēmā var izraisīt turbulenci. Turklāt nepietiekama ventilācija neļauj aizturētajam gaisam un gāzēm izkļūt no kamerām, kamēr metāls tiek ievadīts. Šis aizturētais gaiss darbojas kā barjera, traucējot metāla plūsmas ceļu un izraisojot virsmas defektus. Visbeidzot, veidņu atdalītāju līdzekļu vai pārklājumu lietošana jāregulē rūpīgi. Pārmērīgs vai neregulāri uzklāts pārklājums var traucēt metāla plūsmai un ietekmēt formas virsmas temperatūru, veicinot plūsmas zīmju veidošanos.

Pierādīti risinājumi un profilakses stratēģijas

Efektīva plūsmas pēdu novēršana prasa sistēmisku pieeju, kas risina diagnostikas fāzē identificētās pamatcēlonis. Risinājumi ietver procesa parametru korekciju, iespējamus veidņu pielāgojumus un preventīvu dizaina stratēģiju ieviešanu. Visbiežāk tūlītēji un efektīvi ir mainīt mašīnas iestatījumus.

Pirmā aizsardzības līnija ir temperatūru optimizēšana. Veidnes temperatūras paaugstināšana nodrošina, ka kausētais metāls ilgāk paliek šķidrs, ļaujot dažādiem plūsmas frontēm bez šuvēm saplūst pirms sacietēšanas. Kā ieteicis avoti, piemēram, Minghe Casting , uzturēt temperatūras virs 180°C alumīnijam un diapazonā no 90 līdz 150°C cinkam ir labs sākumpunkts. Kausētā metāla temperatūras regulēšana var uzlabot tā plūdīgumu. Līdz ar temperatūru ir būtiski optimizēt piepildīšanas ātrumu. Tas nozīmē, ka jāatrod piemērots ievietošanas ātrums, lai kamera pilnībā aizpildītos pirms metāla sastingšanas, neizraisot pārmērīgu turbulenci. Šo parametru precīza regulēšana bieži prasa iteratīvu procesu, lai atrastu optimālu līdzsvaru konkrētam izstrādājumam un veidnē.

Ja procesa parametru regulēšana ir nepietiekama, uzmanība jāpārslēdz uz pašu veidni. Ievadkanāla sistēmas dizains ir vispirmākais. Tas var ietvert gāzu šķērsgriezuma laukuma vai atrašanās vietas korekciju, lai uzlabotu metāla plūsmas stāvokli, kad tas nonāk dobumā. Arī pārpildes rievas paplašināšana un iztvaikošanas uzlabošana var nodrošināt ceļu ieslēgtajam gaisam un aukstākam metālam izplūst, nodrošinot vienmērīgāku aizpildījumu. Turklāt veidņu atdalītāju līdzekļu lietošana jākontrolē rūpīgi, lai tie būtu plāni un vienmērīgi, novēršot jebkādu traucējumu metāla plūsmai. Turpmākajā tabulā apkopots problēmu un risinājumu pieejas piemērs:

Ilgtermiņa novēršanai, īpaši jaunu detaļu attīstības laikā, mūsdienu tehnoloģija piedāvā efektīvus rīkus. Izmantojot veidņu plūsmas simulācijas programmatūru projektēšanas fāzē, ir ļoti efektīvs profilakses pasākums. Kā norāda eksperti no Brūši , šīs programmas var paredzēt, kā metāls plūdīs caur veidni, identificējot potenciālas problēmu zonas, kur var rasties plūsmas svītras, pirms tiek apstrādāts jebkāds tērauds. Tas ļauj inženieriem virtuāli optimizēt ielejas, kanālu un dzesēšanas sistēmas, ietaupot ievērojamu laiku un naudu, novēršot defektus jau sākotnēji.

Veidnes dizaina un materiāla izvēles ietekme uz plūsmas svītrām

Kaut arī operatori var mainīt procesa parametrus ražotnes grīdā, visefektīvākās risinājumu plūsmas zīmju novēršanai bieži tiek iestrādātas veidņu sākotnējā projektēšanā un liešanas sakausējuma izvēlē. Šie pamata elementi nosaka pamatnosacījumus, kādos karsētais metāls plūst un kristalizējas, tādējādi nodrošinot augstas kvalitātes virsmas apstrādi pastāvīgi.

Rūpīgi izstrādāta veidne ir defektu brīva liešanas pamats. Ielej sistēmai — kas ietver stiebrola kanālu, aiztures kanālus un vārtus — jābūt izstrādātai tā, lai karsēto metālu piegādātu dobumā kontrolētā, nemainīgā veidā. Veidņu projektēšanas labākās prakses, kā to uzsver resursi piemēram, Prototool , uzsvērt gludas pārejas, atbilstoša izmēra kanālus un vārstu atrašanās vietas, kas veicina vienmērīgu piepildīšanas modeli. Vienlīdz svarīgs ir ventilācijas un pārpildes sistēma. Ventilācijas atveres ir mazi kanāli, kas ļauj gaisam, kas ieslēgts dobumā, izkļūt, kamēr iekļūst metāls. Bez pietiekamas ventilācijas šis ieslēgtais gaiss var izraisīt pretspiedienu, traucējot plūsmu un izraisot defektus, piemēram, plūsmas svītras un porozitāti.

Materiālu izvēle arī veic nemanāmu, bet svarīgu lomu. Dažādiem liešanas sakausējumiem, piemēram, cinkam (Zamak) salīdzinājumā ar alumīniju (piemēram, A380), ir atšķirīgas termiskās un plūsmas īpašības. Cinka sakausējumiem parasti ir zemāka kušanas temperatūra un augstāka plūdīgums, kas tos var padarīt vieglāk lietojamus noteiktos apstākļos. Tomēr katrai sakausējuma veidai ir savs ideālais diapazons liešanas temperatūrai, spiedienam un ātrumam. Šo īpašību izpratne ir būtiska gan formas dizaina, gan procesa parametru pielāgošanai, lai novērstu plūsmas saistītus defektus. Sakausējuma ķīmiskais sastāvs, tostarp tā silīcija vai magnija saturs, var ietekmēt arī tā kristalizācijas uzvedību un patvarību pret noteiktiem defektiem.

Galvenais virsmas defektu novēršanas princips ir precīza inženierijas pieeja no sākuma līdz beigām. Šis princips attiecas ne tikai uz die štancēšanu, bet arī citām augstas veiktspējas ražošanas metodēm. Piemēram, automašīnu komponentu pasaulē arī procesi, piemēram, karstā kalšana, prasa rūpīgu kontroli pār materiāla plūsmu, lai nodrošinātu strukturālu integritāti un bezvainīgas virsmas. Uzņēmumi, kas specializējas precīzā ražošanā, piemēram, Shaoyi (Ningbo) Metal Technology , veido savu reputāciju, pārvaldot šos sarežģītos procesus kritiskām lietojumprogrammām, piemēram, automašīnu kalšanas daļām, kur kvalitāte ir nenovēršama. Avancētas simulācijas, iekšējās formas dizaina un stingras kvalitātes kontroles izmantošana ir raksturīga apņēmībai ražot defektu brīvas sastāvdaļas, neatkarīgi no tā, vai tās ir liešanas vai kalšanas rezultātā iegūtas.

Bieži uzdotie jautājumi

1. Kas ir siltuma pārbaudes zīmes die štancēšanā?

Karstuma pārbaudes zīmes ir nelielas, tīklam līdzīgas plaisas, kas parādās liešanas formas daļas virsmā. Atšķirībā no plūsmas zīmēm, kuras rodas sakarā ar šķidrā metāla plūsmas problēmām vienā ieliešanas ciklā, karstuma pārbaude ir pašas formas tērauda termiskās noguruma sekas. Pēc vairākkārtējas sasilšanas un atdzišanas, veidņu virsma attīsta plaisas, kas pēc tam tiek pārnests uz katras izliešanas detaļas virsmu. Tā ir formas nodiluma pazīme, nevis procesa parametru problēma.

2. Kā novērst plūsmas zīmes injekcijas liešanā?

Lai gan šis raksts koncentrējas uz diešanas liešanu, plūsmas zīmes rodas arī plastmasas injekcijas liešanā līdzīgu iemeslu dēļ. Risinājumi ir konceptuāli līdzīgi: palieliniet formas un šķidrās plastmasas temperatūru, lai uzlabotu plūsmu, optimizējiet ievadīšanas ātrumu un spiedienu, lai forma vienmērīgi piepildītos, kā arī modificējiet formas dizainu, paplašinot vārtus vai kanālus. Var palīdzēt arī atpakaļspiediena palielināšana, lai nodrošinātu vienmērīgu materiāla iepakošanu un novērstu plūsmas saistītas kļūdas.