TL;DR

Kļūdu novēršana liešanā kalnos ietver nepilnību, piemēram, porozitātes, plaisas, plūsmas zīmes un uzplūdus, identificēšanu, kuras rodas no veidņu dizaina, procesa parametriem vai materiāla kvalitātes problēmām. Šo problēmu risināšanas būtība ir sistēmiska pieeja mainīgo optimizēšanai, piemēram, ievada ātrumam, materiāla un veidņu temperatūrai, kā arī formas integritātes nodrošināšanai. Skaidra izpratne par pamatzināmajiem cēloņiem ir pirmais solis, lai ražotu augstas kvalitātes, bez defektiem detaļas.

Defektu cēloņu izpratne liešanā kalnos

Efektīva liešanas defektu novēršana sākas ar to rašanās cēloņu dziļu izpratni. Lielākā daļa nepilnības var tikt izsekotas līdz vienai no trim galvenajām kategorijām: formas vai veidņu problēmas, procesa parametru nestabilitāte vai materiāla kvalitātes problēmas. Šie faktori bieži ir savstarpēji saistīti, kad problēma vienā jomā var pastiprināt problēmu citā. Sistēmiska diagnostika ir galvenais solis, lai ieviestu pareizo risinājumu un novērstu atkārtotu rašanos.

Mehāņiskās formas un veidņu problēmas ir ievērojams defektu avots. Slikti izstrādāta veidne ar nepietiekamu gaisa izvadi var aizkavēt gāzes, kas rada porozitāti. Līdzīgi kā veidnes nodilums, piemēram, abu daļu erozija vai nesakritība, var izraisīt liektus malu izcilnējumus vai nesakrītošas detaļas. Arī formas siltuma vadība ir ļoti svarīga; pārāk auksta forma var izraisīt plūsmas zīmes vai aukstas šuvju veidošanos, savukārt lokāls pārkarsēšanās var novest pie lodēšanas, kad kausētais sakausējums saplūst ar formas virsmu. Šo problēmu novēršana sākas jau projektēšanas stadijā. Ir būtiski sadarboties ar pieredzējušu ražotāju, kurš izmanto modernas CAE simulācijas un uztur augstas instrumentu standartus, piemēram, Shaoyi (Ningbo) Metal Technology Co., Ltd. , lai radītu izturīgas veidnes, kas no paša sākuma minimizē defektu rašanās iespējamību.

Procesa parametri—precīzas iestatījumi liešanas mašīnā—jākontrolē stingri. Mainīgie lielumi, piemēram, ievada ātrums, spiediens un atdzišanas ātrums, tieši ietekmē gala izstrādājuma kvalitāti. Piemēram, pārāk augsts ievada ātrums var izraisīt turbulenci kausētā metāla plūsmā, ievilinot gaisu un izraisot gāzes porozitāti. Savukārt nepietiekams spiediens var novest pie nepilnīgas veidņu aizpildīšanas, kas pazīstama kā nepilna aizpilde. Cikla laikā, tostarp kristalizācijas un atdzišanas fāzēs, jāoptimizē laikus, lai novērstu defektus, piemēram, plaisas vai izkropļojumus, ko izraisa iekšējās saspīlējuma spēki.

Visbeidzot, izejmateriāla kvalitāte ir pamatota. Kausētajam metāla sakausējumam jābūt tīram, pareizā temperatūrā un pienācīgi attaukotam. Sakausējumā esošas piemaisījumi vai ieslēgumi, piemēram, oksīdi vai šlakas, var radīt vājas vietas liešanā, kas noved pie strukturāliem bojājumiem. Arī paša ķīmiskais sastāvs ir būtisks; piemēram, zems dzelzs saturs alumīnija sakausējumā var palielināt līmēšanās risku. Stingra kontrole pār sakausējuma tīrumu un temperatūru nodrošina prognozējamu materiāla uzvedību liešanas procesā.

Bieži sastopamu virsmas defektu novēršana

Virsma defekti bieži vien ir visredzamākās kļūdas liešanas detaļās, ietekmējot gan tās izskatu, gan dažos gadījumos arī funkcionalitāti. Bieži sastopamas problēmas ietver gāzēs izraisītu porozitāti, pūslīšus, plūsmas zīmes un plaisas. Katrai no šīm problēmām ir atšķirīgas cēlonis un nepieciešams mērķtiecīgs risinājums to novēršanai. Šo vizuālo norāžu izpratne ir pirmais solis procesa problēmas diagnostikā.

Gāzēs izraisīta porozitāte un pūslīši ir cieši saistīti defekti, ko izraisa metālā ieslēgtā gāze. Gāzēs izraisīta porozitāte parādās kā mazi, bieži apaļi dobumi uz virsmas vai tieši zem tās. Pūslīši ir uzpūtušās burbuļveida izcilnes virsmā, kas veidojas, kad ieslēgtā gāze izplešas un deformē atliešanas plāno ārējo kārtu, īpaši siltumapstrādes laikā vai izmešanas brīdī no veidnes. Galvenais cēlonis ir gaisa ieslēgšanās, veidni pildot ar metālu, vai gāzes izdalīšanās no veidnes atdalītāja.

1. Pārbaudiet materiāla kvalitāti: Pārliecinieties, ka sakausējums ir tīrs, sauss un pienācīgi attaisīts pirms izmantošanas.
2. Optimizējiet ielejšanas parametrus: Samaziniet ievada ātrumu, lai radītu lamināru plūsmu un minimizētu turbulenci.
3. Uzlabojiet ventilāciju: Pārbaudiet, vai veidņu ventilācijas atveres un pārpildes kanāli ir tīri un pietiekami lieli, lai gaisam būtu iespēja izkļūt no dobuma. Vakuumveidošanas sistēmas izmantošana ir ļoti efektīvs risinājums.
4. Kontrolējiet smērvielas: Izmantojiet augstas kvalitātes veidņu atdalītāju un uzklājiet to mēreni, lai izvairītos no lieka gāzes veidošanās.

Plūsmas svītras un plaisas saistītas ar siltuma pārvaldību un spriegumu. Plūsmas svītras (vai aukstās savienojumvietas) ir svītras, līnijas vai raksti virsmā, kas norāda dzirdējošā metāla plūsmas ceļu. Tās rodas tad, ja kausētais metāls pārāk ātri atdziest, saskaroties ar formas virsmu, novēršot atsevišķu plūsmu pilnīgu saplūšanu. Plaisas ir plaisas, kas var rasties termiskā sprieguma dēļ, ko izraisa strauja vai nevienmērīga dzesēšana, vai mehāniskā spriedze izmešanas laikā.

1. Regulējiet temperatūras: Paaugstiniet formas un kausētā metāla temperatūru, lai uzlabotu plūsumību un novērstu pāraglu sacietēšanu.
2. Optimizējiet ielejas sistēmu: Pārveidojiet ielejas atrašanās vietu un izmēru, lai nodrošinātu veidņa ātru un vienmērīgu aizpildīšanu, minimizējot attālumu, kuru metālam jāveic.
3. Uzlabojiet siltuma vadību: Pārliecinieties, ka formas dzesēšanas sistēma darbojas pareizi, lai izvairītos no nevienmērīgiem termiskajiem gradientiem, kas rada spriegumus.
4. Pārskatiet detaļas ģeometriju: Minimizējiet straujās sienu biezuma izmaiņas un pievienojiet pietiekami lielus noapaļojumus, lai samazinātu spriegumu koncentrācijas punktus, kuros bieži veidojas plaisas.

Iekšējo un strukturālo defektu novēršana

Kamēr virsmas defekti rada redzamas problēmas, iekšējie defekti var apdraudēt komponenta strukturālo integritāti, rezultātā izraisot katastrofālu sabrukšanu ekspluatācijas laikā. Galvenie iekšējie defekti ir saraušanās porozitāte un ieslēgumi, savukārt cits būtisks defekts — palodēšana — ietekmē virsmu. Šīs nepilnības bieži ir paslēptas un to novēršanai nepieciešams rūpīgs procesa kontroli un materiālu pārvaldība.

Saraušanās porozitāte parādās kā asas, leņķainas dobumi vai tukšumi ieliešanā, parasti biezākās sekcijās. Tas rodas tad, kad kausētais metāls saraujas sacietēšanas laikā, un nav pietiekami daudz šķidruma metāla, lai aizpildītu atstāto dobumu. Bieži vien tas ir rezultāts sliktam detaļas dizainam, piemēram, nevienmērīgai sienu biezumam, vai nepietiekamai barošanai no liešanas sistēmas. Lai novērstu saraušanās porozitāti, ir būtiski projektēt detaļas ar vienmērīgām sekcijām, cik vien iespējams. Vairāk informācijas par defektu novēršanu, Dynacast piedāvā detalizētu rokasgrāmatu par šo tēmu. Efektīva siltuma vadība un pareizi izmērīti liešanas kanāli un izkausējumi arī ir ļoti svarīgi, lai nodrošinātu pienācīgu barošanu sacietēšanas laikā.

Lodēšana ir defekts, kur šķidrais sakausējums ķīmiski savienojas ar formas virsmu. Tas bojā gan izstrādājumu izmešanas laikā, gan pašu formu, izraisot dārgas pārtraukšanas un remontus. Piedzīšana bieži izpaužas kā raupja vieta vai līnija lievā. Parasti to izraisa lokāli augstas temperatūras, formas virsmas erozija vai nepareiza sakausējuma sastāva, īpaši zems dzelzs līmenis alumīnija sakausējumos. Profilaktiskie pasākumi ietver:

• Nodrošināt pareizu formas dzesēšanu, lai izvairītos no karstajām vietām.
• Kontrolēt sakausējuma ķīmisko sastāvu, īpaši uzturēt dzelzs saturu robežās no 0,8% līdz 1,1% noteiktiem sakausējumiem.
• Izmantot augstas kvalitātes formas atdalītāju, lai izveidotu aizsargbarjeru.
• Nospodrināt formas dobumu, lai noņemtu jebkādu raupjumu, kas varētu kalpot kā enkura punkts piedzīšanai.

Iekļaujumi ir ārvalstu daļiņas, kas ieslēgtas metāla matricā. Tās var būt metāliskas (piemēram, šlakas) vai nemetāliskas (piemēram, smilts no formas, oksīdi vai ugunsizturīgo materiālu gabaliņi). Iekļaujumi rada sprieguma koncentrācijas punktus, kas ievērojami vājina detaļu un slodzes laikā var izraisīt plaisas. Galvenie avoti ir nepīri sakausējumi, nepietiekama kausējuma tīrīšana vai atkritumi matricas dobumā. Saskaņā ar detalizētu sarakstu no Dolin Casting , stingra tīrība ir vispirmās nozīmes. Tas ietver tīru sūkņu izmantošanu, rūpīgu šlakas noņemšanu no kausējuma, kausu un rīku tīrīšanu, kā arī nodrošina, ka matricas dobums ir brīvs no atkritumiem pirms katra izšaušanas brīža.

Dimensiju un ģeometrisku defektu novēršana

Dimensiju un ģeometriskie defekti saistīti ar atlieva gala formu un precizitāti, tieši ietekmējot tās piemērotību un funkcionalitāti montāžā. Bieži sastopamas problēmas šajā kategorijā ietver liekmetālu (flašu), izkropļojumus (vārpīšanos) un nesakritību. Šie defekti bieži norāda uz problēmām ar liešanas mašīnu, pašu formu vai termiskajiem spriegumiem atdzišanas laikā. To novēršana ir būtiska, lai uzturētu ražošanas efektivitāti un samazinātu pēcapstrādes izmaksas.

Brīnums ir plāna, nevēlama metāla kārta, kas veidojas atdalīšanas līnijā starp atlievām vai ap izgrūdējpiniem. Tā rodas, kad karsēts metāls izplūst no formas dobuma augsta spiediena ietekmē. Visbiežāk sastopamie iemesli ir nepietiekams mašīnas saspiešanas spēks, nodilušas vai bojātas atdalīšanas līnijas virsmas formā vai pārmērīgs ievadīšanas spiediens. Detalizēts skaidrojums no Rapid Axis uzsvērt, ka formas nodilums ir viens no galvenajiem iemesliem. Šīs problēmas novēršanai nepieciešama sistēmiska pārbaude:

• Pārbaudiet saspiešanas spēku: Pārliecinieties, ka mašīnas tonnāža ir pietiekama, lai stipri turētu veidņu pusītes cieši aizvērtas pret ievada spiedienu.
• Pārbaudiet veidni: Pārbaudiet dalaizvietojumu attiecībā pret netīrumiem, nodilumu vai bojājumiem. Regulāra veidņu apkope ir ļoti svarīga.
• Optimizējiet procesa parametrus: Samaziniet ievada ātrumu vai spiedienu līdz līmenim, kas aizpilda daļu, neizspiežot metālu ārpus dobuma.

Izkropļojums vai deformācija notiek tad, kad liešanas izstrādājums deformējas no paredzētās formas tās kristalizācijas laikā vai pēc tās. Parasti šo parādību izraisa nevienmērīga atdzišana, kas rada iekšējās saspīlētības, kuras velk un izkropļo izstrādājumu. Plānās sienas atdziest un saraujas ātrāk nekā biezas sienas, radot šādas saspīlētības. Citi iemesli var būt nepareiza izmešana, kas mehāniski noliec vēl karstu izstrādājumu. Lai novērstu izkropļojumus, jākoncentrējas uz vienmērīgu atdzišanu, regulējot veidņu atdzesēšanas kanālus un nodrošinot, ka izstrādājuma dizains minimizē lielas sienu biezuma svārstības. Arī izmešanas tapu novietojuma pielāgošana, lai panāktu līdzsvarotu spēku, var palīdzēt novērst deformāciju.

Nesakritība ir defekts, kad abas atsietes puses nesakrīt pareizi, rezultātā radoties pakāpieni vai nobīdi gar atdalīšanas līniju. Tas gandrīz vienmēr ir mehāniskas problēmas dēļ, kas saistīta ar formas ierīci vai mašīnu. Nodilušas vai salauztas centrēšanas ass formas ierīcē, vaļīgi komponenti die cieta mašīnā vai nepareiza formas ierīces uzstādīšana var visi izraisīt nesakritību. Risinājums ietver rūpīgu pārbaudi un apkopi gan formas ierīces, gan mašīnas, lai nodrošinātu precīzu un atkārtojamu savienojumu starp abām formas pusēm katrā ciklā.

Bieži uzdotie jautājumi par die cieta defektiem

1. Kādi ir biežākie defekti die cieta procesā?

Visbiežākie die cieta defekti var tikt sadalīti trīs kategorijās. Virsmas defekti ietver porozitāti, pūslīšus, plūsmas zīmes un plaisas. Iekšējie vai strukturālie defekti ietver saraušanās porozitāti un ieslēgumus. Dimensiju defekti ietver liekni, izkropļojumus un nesakritības. Katrs veids ir saistīts ar atšķirīgām cēlonīm, kas saistītas ar procesu, materiālu vai formas dizainu.

2. Kā parasti tiek identificēti liešanas defekti?

Daudzus defektus, piemēram, uzmetumus, plūsmas zīmes, plaisas un izkropļojumus, var identificēt rūpīgi vizuāli pārbaudot. Iekšējiem defektiem, piemēram, porainībai vai iekļautajām daļiņām, nepieciešamas nedestruktīvas pārbaudes metodes. Tās var ietvert rentgena pārbaudi, lai redzētu detaļas iekšpusi, vai ultraskaņas pārbaudi, lai noteiktu paslēptas kļūdas.

3. Kas ir galvenais, lai novērstu liešanas defektus?

Galvenais novēršanai ir visaptverošs pieeja, kas koncentrējas uz trim jomām. Pirmkārt, izturīga rīka dizains, nodrošinot pareizu aizvadīšanu, ventilāciju un siltuma vadību. Otrkārt, stingra procesa kontrole, kas ietver injicēšanas ātruma, spiediena un temperatūru optimizēšanu. Treškārt, augstas kvalitātes materiālu pārvaldība, izmantojot tīrus, pienācīgi apstrādātus sakausējumus un uzturot tīru ražošanas vidi.

4. Kādas ir galvenās kategorijas, kas saistītas ar liešanas bojājumiem?

Defekti, kas saistīti ar liešanu, parasti ir saistīti ar defektiem, kas apdraud detaļas integritāti. Tos var klasificēt kā virsmas nepilnības, kas ietekmē pārklājumus vai estētiku, strukturālas nepilnības, piemēram, porozitāti un plaisas, kas samazina mehānisko izturību un var izraisīt lūzumus, kā arī dimensiju neprecizitātes, piemēram, deformācijas vai nesakritības, kas traucē pareizu montāžu un funkcionalitāti.