Praktisks ceļvedis diešanas defektu novēršanai

TL;DR

Kļūdu novēršana liešanā prasa sistemātisku pieeju, lai identificētu un novērstu tipiskas nepilnības, piemēram, porozitāti, plaisas, plūsmas zīmes un uzlievas. Šīs problēmas parasti rodas no nepareiziem parametriem, kas saistīti ar metāla temperatūru, ievietošanas spiedienu, formas stāvokli vai materiāla kvalitāti. Galvenais efektīvai risināšanai ir konkrētas kļūdas sistēmiska diagnostika un tās pamatcēloņa novēršana, piemēram, optimizējot metāla plūsmu, nodrošinot pietiekamu formas ventilāciju vai pielāgojot mašīnas iestatījumus.

Sistemātiska pieeja kļūmu novēršanai

Veiksmīga liešanas defektu novēršana sākas nevis ar radikālām izmaiņām, bet ar loģisku izslēgšanas procesu. Pirms pieņem, ka ir sarežģīta problēma ar pašu formu, ir svarīgi sekot sistēmiskai secībai, kas vispirms risina vienkāršākos un visbiežāk sastopamos mainīgos lielumus. Šis „vienkāršās lietas vispirms” princips taupa laiku, samazina izmaksas un novērš nevajadzīgas dārgas iekārtas modificēšanu. Disciplinēts pieeja nodrošina, ka operators nepamana vienkāršu risinājumu, meklējot sarežģītu.

Ieteicamā problēmu novēršanas hierarhija sākas ar vieglāk pieejamiem elementiem. Vispirms jāpievērš uzmanība tīrībai. Tas ietver formas savienojuma virsmu, dobuma un izmešanas stieņu attīrīšanu no netīrumiem, nogulsnēm vai atlikušām liesām no iepriekšējiem cikliem. Neliels metāla gabaliņš vai atlikums var traucēt formai pareizi aizvērties, izraisot defektus, piemēram, liesas. Šis pirmā solis ir ātrākais un vieglākais pārbaudes veids, kas bieži nekavējoties atrisina problēmu.

Nākamais solis — novērtēt patēriņa materiālus. Tas ietver formas atdalītāja kvalitātes un lietojuma pārbaudi. Vai tas tiek uzsmidzināts vienmērīgi? Vai tiek izmantots pārāk daudz vai pārāk maz? Nekonsistents vai pārmērīgs lietojums var izraisīt gāzes porozitāti, plūsmas svītras vai saķepšanu. Pēc patēriņa materiāliem uzmanība tiek pārvirzīta mašīnas parametriem. Operators ir jāpārbauda, vai iestatījumi, piemēram, žņaugu spēks, ievietošanas ātrums, spiediens un metāla/formas temperatūras, atbilst norādītajam diapazonam konkrētajam izstrādājumam un sakausējumam. Šie parametri bieži ir spiediena un plūsmas saistīto defektu pamatcēlonis.

Tikai pēc šo soļu izsmelšanas vajadzētu apsvērt sarežģītākus faktorus. Novērtējiet izejvielas kvalitāti; nodrošiniet, ka ingoti ir tīri, sausi un pareizas kompozīcijas, lai novērstu problēmas, piemēram, gāzes porozitāti vai plaisas. Visbeidzot, ja visi pārējie mainīgie ir izslēgti, pienācis laiks pašam formam pārbaudīt nolietojumu, bojājumus vai konstruktīvas kļūdas kanālu un ventilācijas sistēmās. Piemēram, risinot uzlīmes problēmu, operators vispirms būtu jānotīra dala plakne, tad jāpalielina aizspiešanas spēks un tad jāpielāgo ievietošanas ātrums. Tikai tad, ja uzlīme saglabājas, būtu jāapsver forma sūtīt remontam, procesu, ko detalizēti apraksta ekspertu resursi no Dolin Casting .

Defekti metāla plūsmas un kristalizācijas dēļ

Ievērojama daudzlīmēšanas defektu kategorija rodas sakarā ar problēmām veidņu dobuma aizpildīšanas laikā, kā arī šķidrā metāla atdzišanas un sacietēšanas procesā. Šie trūkumi tieši saistīti ar siltuma pārvaldību, plūsmas ātrumu un spiedienu. Lai diagnosticētu un novērstu dažus no biežāk sastopamajiem redzamajiem trūkumiem, piemēram, plūsmas zīmes, aukstos savienojumus, plaisas un saraušanās porozitāti, ir būtiski saprast, kā šie faktori ietekmē viens otru. Katrs no šiem defektiem sniedz norādes par to, kas gāja greizi liešanas cikla laikā.

Plūsmas zīmes un aukstās saslēgves ir cieši saistīti defekti, ko izraisa nepietiekama metāla plūsumspēja vai temperatūra. Plūsmas zīmes parādās kā svītras vai raksti lietās virsmā, kas atkārto kausētā metāla plūsmas ceļu. Aukstās saslēgves ir nopietnāka šī defekta forma, izpausdamās kā lineāras līnijas, kur divas kausētā metāla frontes nav pilnībā saplūdušas kopā. Šāda nepilnīga saslēgšanās rada vāju vietu, kas slodzes iedarbībā var viegli pārvērsties plaisā. Abi defekti norāda, ka metāls ir pārāk ātri atdzisis, pirms dobums tika pilnībā aizpildīts un noformēts.

Trokšņi un saraušanās porozitāte, savukārt, parasti saistīta ar atdzišanas un kristalizācijas fāzi pēc dobuma aizpildīšanas. Tās var izraisīt termiskās slodzes, kas rodas nevienmērīgas atdzišanas dēļ, īpaši detaļās ar nenovienmēru sienu biezumu, vai pārmērīgs spēks izmešanas laikā. Saraušanās porozitāte parādās kā iekšējas dobumi vai virsmas iedobes (ietekšanās zīmes) un rodas tad, ja nav pietiekami daudz šķidrā metāla, lai kompensētu tilpuma samazināšanos, kad liešanas izstrādājums stingst. Tas bieži ir problēma resnākās detaļu daļās, kas atdziest lēnāk nekā apkārtējās teritorijas.

Lai novērstu šīs problēmas, nepieciešama kombinācija no konstrukcijas, materiāla un procesa pielāgojumiem. Svarīgi ir optimizēt detaļas ģeometriju vienmērīgam sienu biezumam, nodrošināt vienmērīgu formas priekšsildīšanu un koriģēt ievada parametrus. Turpmākā tabula apkopo biežākās risinājumu iespējas šiem plūsmas un kristalizācijas trūkumiem.

Defekti no gāzēm, spiediena un piesārņojuma

Vēl viena kritiska liešanas defektu grupa rodas no faktoriem, kurus ir grūtāk tieši redzēt: gāzes ieķeršanās, nepareiza spiediena pielietošana un sveši materiāli kausētajā sakausējumā. Defekti, piemēram, gāzējas porozitāte, pūslīši, uzlīme un ieslēgumi, var ievērojami pasliktināt atlieva strukturālo izturību un virsmas apdarē. Šīs problēmas bieži rodas metāla sagatavošanas, matricas stāvokļa vai dobuma aizpildīšanas fizikas dēļ ļoti augstā spiedienā.

Gāzes porozitāte ir viens no izplatītākajiem defektiem, ko raksturo mazi dobumi vai burbuļi, kas ieslēgti metālā. Šie dobumi vājina detaļu un var būt nopietna problēma komponentos, kam jābūt spiediensblīvām. Gāze var rasties no vairākiem avotiem. Tā var būt ūdeņradis, kas izdalās no paša kausētā alumīnija sakausējuma, gaisa iestrēgšana un sajaukšanās ar metālu turbulentas aizpildīšanas procesa dēļ vai gāzes, ko rada formas atdalīšanas līdzeklis, sadegot saskarē ar karsto metālu. Pūslīši ir šīs parādības virsmas izpausme, kad zem virsmas ieslēgtā gāze izplešas, veidojot izcilni liešanā.

Flash ir defekts, kas saistīts ar spiedienu un formas integritāti. Tas parādās kā plāna, nevēlama metāla karte liešanas malā, kur satiekas formas divas puses. Flash rodas tad, kad karsēts metāls izplūst no dobuma augsta spiediena ietekmē. Tas var notikt vairāku iemeslu dēļ: mašīnas saspiešanas spēks ir pārāk zems, lai noturētu formu ciet, ievada spiediens ir pārāk augsts, formas virsmas ir nolietotas vai bojātas, vai arī netīrumi traucē formai cieši aizvērties.

Visbeidzot, ieslēgumi ir jebkāda veida sveši materiāli, kas ieslēgti liešanā. Tie var būt metāliski vai nemetāliski daļiņas, piemēram, oksīdi no kausētā metāla, krāsns atkritumi vai nepastāvības no secinātā materiāla. Ieslēgumi rada stresa punktus liešanā, kas var izraisīt agrīnu sabrukumu. To novēršana prasa rūpīgu tīrību un apstrādes procedūras visā kušanas un liešanas procesā.

Gāzes porozitātes un pūslīšu novēršana

• Parastie cēloņi: Šķīdinātais ūdeņradis kausējumā; mitrums uz ingotiem vai rīkiem; turbulences ielejot; pārmērīgs vai nepiemērots formas atdalīšanas līdzeklis.
• Efektīvi risinājumi:
  1. Ieviest metāla dezgazācijas tehnoloģijas, lai no kausējuma izvadītu šķīdušo ūdeņradi pirms liešanas.
  2. Pārliecinieties, ka visi metāla ingoti un rīki ir pilnībā tīri un sausi pirms lietošanas.
  3. Optimizējiet ieplūdes un aizplūdes sistēmu, lai veicinātu gludu, ne-turbulentu metāla plūsmu veidnē.
  4. Pārliecinieties, ka veidnes ventilācijas atveres ir tīras un pareiza izmēra, lai ieslodzītajam gaisam būtu iespēja izkļūt.
  5. Izmantojiet augstas kvalitātes veidnes smērvielu un uzklājiet to mērīti un vienmērīgi.

Apmācība par mirgošanas novēršanu

• Parastie cēloņi: Nepietiekams mašīnas saspiešanas spēks; pārmērīgi augsts ielejšanas spiediens; nodilušas vai bojātas veidnes dalaugšļu līnijas; netīrumi uz veidnes virsmām.
• Efektīvi risinājumi:
  1. Pārbaudiet un palieliniet mašīnas saspiešanas tonnāžu, lai pārliecinātos, ka tā ir pietiekama detaļas virsmas laukumam.
  2. Notīriet formas atdalīšanas virsmas pirms katra cikla.
  3. Samaziniet ielejšanas spiedienu līdz zemākajam efektīvajam līmenim.
  4. Veiciet regulāru formas apkopi, lai novērstu nodilumu vai bojājumus atdalīšanas līnijās.

Defekti, kas rodas no formas un mašīnas mijiedarbības

Fiziskā un termiskā mijiedarbība starp kausēto sakausējumu, tērauda formu un pašu liešanas mašīnu bieži ir defektu avots. Problemas, piemēram, saķepšana, vilkmes, termiskās plaisas un nesakritīgi daļēni, nerodas tikai no metāla, bet gan no ražošanas aprīkojuma stāvokļa un izvietojuma. Šie defekti bieži norāda uz nepieciešamību pēc labākas apkopes, instrumentu regulēšanas vai izmaiņām veidā, kā forma un mašīna ir iestatītas un ekspluatētas.

Lodēšana notiek tad, kad kausētais sakausējums ķīmiski saistās vai saplūst ar veidņu dobuma virsmu. Tas rada raupjas vietas atlievā un var izraisīt veidņu bojājumus izmešanas laikā. Galvenie cēloņi ietver veidņu materiāla izskalošanos augstas temperatūras dēļ vai metāla strūklas tiešu iedarbību, nepareizu dzelzs saturu alumīnija sakausējumā vai raupju veidņu dobuma virsmu, kas kalpo par enkuru metālam pieķerties.

Vilcieni un skrāpējumi ir svītras vai dziļas līnijas atlievas virsmā, kas vienmēr ir paralēlas izmešanas virzienam. Šis defekts ir skaidrs norādījums uz problēmu ar daļas izņemšanu no veidnes. Parasti to izraisa nepietiekams slīpuma leņķis daļas dizainā, raupa vai bojāta dobuma virsma, kas tur daļu, vai nesakārtoti izmešanas tapas, kas daļu izspiež neregulāri.

Siltuma pārbaude, ko pazīst arī kā termisko nogurumu, parādās kā smalku plaisu tīkls pašā formas virsmā, kas pēc tam pārnes atbilstošu uz izgāztu rakstu uz liešanas izstrādājumiem. Tas ir ilgtermiņa nolietojums, ko izraisa pastāvīgas, straujas sasilšanas un atdzišanas cikli, ko iztur forma. Nesakritīgi daļēji ir vēl viens mehāniskais defekts, kad formas divas puses nav perfekti savstarpēji izlīdzinātas, rezultējot redzamā solī vai nobīdē gar izstrādājuma daliņu līniju. Parasti tas ir saistīts ar nodilušiem vai nepareiziem centrēšanas tapām formā vai mašīnā.

Šo defektu novēršana prasa uzmanību instrumentu kvalitātei un rūpīgai uzturēšanai. Kritiskām lietojumprogrammām sadarbība ar piegādātājiem, kuri specializējas augstas integritātes metāla komponentos, uzsvērt precizitāti no pamatiem. Risinājumi bieži ietver gan preventīvas pasākumus, gan korektīvas darbības.

• Lodēšana: Lai novērstu metināšanu, ir būtiski uzlabot veidņu dzesēšanu problēmas zonās, nospodrināt veidņu dobumu līdz gludam pabeigumam un pārbaudīt, vai sakausējuma dzelzs saturs atbilst ieteiktajam diapazonam (parasti no 0,8% līdz 1,1%). Arī kvalitatīva, pareizi uzklāta veidņu atdalīšanas viela nodrošina būtisku barjeru.
• Velkmes: Velkmju risinājums ir analizēt detaļu un veidni. Tas var ietvert slīpuma leņķu palielināšanu, dobuma sieniņu nospodrināšanu un izsviešanas sistēmas līdzsvara nodrošināšanu, lai tā pareizi funkcionētu.
• Termiskās plaisas: Lai gan termiskās plaisas ilgstošā ražošanas procesā ir neizbēgamas, to parādīšanos var aizkavēt, ja pirms darba uzsildīsiet veidni, izvairīsieties no pārmērīgas temperatūras svārstības un izmantosiet augstas kvalitātes instrumentu tēraudu.
• Nesakritīgas daļas: Šim gadījumam nepieciešama mehāniska veidnes un mašīnas pārbaude. Risinājums parasti ir novērst kļūdas spiedformē un nomainīt nodilušus vai nepareizus fiksācijas un centrēšanas tapas, lai atjaunotu pareizu savietojumu.

Proaktīvas stratēģijas kļūdu brīvai liešanai

Efektīva matricu liešanas defektu novēršana ir mazāk saistīta ar reaģēšanu uz atsevišķām problēmām un vairāk ar proaktīvas kvalitātes kontroles stratēģijas izveidi. Lielākās daļas defektu pamatcēloņi — vai nu tie saistīti ar temperatūru, spiedienu, piesārņojumu vai mehānisko nodilumu — ir savstarpēji saistīti. Maiņa, kas veikta, lai atrisinātu vienu problēmu, piemēram, palielinot ievada ātrumu, lai novērstu auksto šūnu, nejauši var izraisīt citu problēmu, piemēram, izplūdumu. Tāpēc pastāvīgam panākumam ir būtiska visaptveroša un sistēmiska pieeja.

Šīs stratēģijas pamatā ir rūpīga procesa kontrole un regulāra apkope. Tas ietver veidņu rūpīgu tīrīšanu, piesardzīgu izmantojamo izejvielu apiešanos, lai novērstu piesārņojumu, kā arī regulāras mašīnas un instrumentu pārbaudes, meklējot nodiluma pazīmes. Sekojot loģiskai problēmu novēršanas secībai, kas sākas ar vienkāršākajiem mainīgajiem lielumiem, operators var efektīvāk atrisināt problēmas un izvairīties no dārgām, nevajadzīgām iejaukšanās darbībām. Galu galā, augstas kvalitātes, defektiem brīvu liešanas izstrādājumu ražošana ir rezultāts, savienojot izturīgu daļu dizainu, augstas kvalitātes veidnes un dziļu izpratni par procesa parametriem.

Bieži uzdotie jautājumi

1. Kādi ir liešanas defekti?

Parastos liešanas defektus var iedalīt kategorijās. Tie ietver plūsmas un kristalizācijas problēmas (plūsmas svītras, aukstas šūnas, plaisas, saraušanos), gāzes un spiediena problēmas (gāzes porozitāte, pūslīši, uzplūdi), piesārņojuma problēmas (iekļaujumi) un veidņu/mašīnu mijiedarbības defektus (piestiprināšanās, vilkšana, termiskās mikroplaisas, nesakritīgi daļu izmēri).

2. Kā pārbaudīt lietvejas defektus?

Galvenais veids, kā pārbaudīt lietvejas defektus, ir rūpīga vizuāla pārbaude, kas ļauj identificēt virsmas līmeņa problēmas, piemēram, plaisas, uzlievas, plūsmas zīmes un iegrimšanas zīmes. Iekšējiem defektiem, piemēram, gāzes vai saraušanās porozitātei, daļas iekšējās integritātes novērtēšanai var būt nepieciešamas sarežģītākas metodes, piemēram, rentgena pārbaude vai iznīcinošā testēšana.

3. Kas ir uzlievas defekts matricas lietvejā?

Uzlieva ir izplatīts defekts, kad ap liešanas malu veidojas plāns metāla klājums, parasti pa dališanas līniju, kur sastopas matricas puses. Tas rodas tad, ja karsēts metāls izplūst no dobuma augsta spiediena apstākļos, bieži dēļ nepietiekamas stiprināšanas spēka, nodilušas matricas vai netīrumiem matricas virsmā.

4. Kādi ir septiņi lietvejas defekti?

Lai gan ir daudz veidu liešanas defektu, septiņi biežāk sastopamie ir gāzu porozitāte, saraušanās porozitāte, plaisas, uzplūdi, aukstie savienojumi, plūsmas svītras un piesalšana. Šie defekti aptver plašu avotu cēloņu loku — sākot no metāla temperatūras un gāzu satura problēmām līdz ievietošanas spiediena un formas stāvokļa problēmām.