Punca Utama Kebengkakan dalam Tuangan Die Diterangkan

RINGKASAN

Blistering dalam pengecoran mati adalah kecacatan permukaan yang dicirikan oleh gelembung yang ditingkatkan yang disebabkan oleh pengembangan gas yang terperangkap di bawah kulit logam. Penyebab utama adalah gas atau udara yang terperangkap akibat aliran logam yang bergolak dan ventilasi acuan yang tidak mencukupi. Faktor kritikal lain termasuk suhu logam cair atau mati yang berlebihan, penggunaan pelincir mati yang tidak betul, dan bahan pencemar atau ketidaksempurnaan fizikal dalam aloi aluminium itu sendiri.

Peranan Gas dan Udara dalam Pembentukan Blister

Punca paling asas bagi kudis dalam pengecoran acuan adalah terperangkapnya gas di dalam rongga acuan semasa suntikan logam. Kudis pada asasnya merupakan sejenis keropos gas tertentu, dengan gas yang terperangkap terletak tepat di bawah permukaan pengecoran. Apabila logam cair membeku, gas yang terperangkap berada di bawah tekanan yang sangat tinggi. Apabila komponen dikeluarkan dari acuan, sokongan luaran dikeluarkan, dan lapisan logam yang masih lembut boleh ditolak ke luar oleh pengembangan gas, membentuk kudis yang jelas.

Gas ini boleh datang daripada beberapa sumber. Yang paling biasa ialah udara yang sudah wujud di dalam rongga acuan dan sistem saluran sebelum suntikan. Jika logam cair disuntik terlalu cepat atau jika laluan aliran tidak dioptimumkan, ia akan mencipta aliran bergoncang. Aliran bergoncang dan tidak teratur ini melipat atas dirinya sendiri, mengurung ketulan udara yang tidak dapat keluar sebelum logam membeku. Seperti yang diterangkan dalam analisis teknikal oleh CEX Casting , rekabentuk gerbang dan saluran yang kurang baik sering menjadi punca utama, gagal memberikan aliran logam yang licin dan laminar ke dalam acuan.

Ventilasi yang tidak mencukupi adalah faktor penting lainnya. Vent adalah saluran kecil yang direka untuk membenarkan udara dalam rongga keluar semasa logam cair mengisinya. Jika vent ini tersumbat, terlalu kecil, atau diletakkan pada kedudukan yang kurang sesuai, udara tiada tempat untuk keluar dan akan terperangkap di dalam tuangan. Akibatnya ialah kelicinan (porosity) dan, jika berdekatan permukaan, gelembung. Mengoptimumkan sistem ventilasi adalah langkah penting untuk mencegah jenis kecacatan ini.

Untuk mengurangkan kemasukan gas dan udara, beberapa amalan terbaik perlu dilaksanakan:

• Optimumkan Rekabentuk Gerbang dan Saluran: Gunakan perisian simulasi aliran acuan untuk mereka bentuk sistem yang menggalakkan pengisian rongga acuan secara licin dan tidak bergegas.
• Pastikan Ventilasi Mencukupi: Reka dan kekalkan vent serta gerbang limpahan yang bersih dan berkesan bagi membolehkan pengosongan udara sepenuhnya.
• Kawal Kelajuan Injeksi: Laras profil tembakan, khususnya fasa tembakan perlahan awal, untuk menolak udara keluar dari rongga dengan lembut sebelum pengisian berkelajuan tinggi bermula.
• Gunakan Bantuan Vakum: Untuk komponen kritikal, pelaksanaan proses pengecoran die vakum boleh secara aktif mengeluarkan udara daripada rongga sebelum suntikan, hampir menghapuskan risiko kecacatan akibat gas terperangkap.

Parameter Proses: Bagaimana Suhu dan Pelincir Menyebabkan Gelembung

Selain daripada perangkapan udara secara fizikal, parameter proses operasi memainkan peranan penting dalam mencipta keadaan yang menyebabkan gelembung terbentuk. Kawalan suhu dan aplikasi pelincir adalah dua bidang paling kritikal yang perlu dikendalikan. Suhu yang terlalu tinggi, sama ada dalam logam cair atau acuan itu sendiri, boleh memburukkan lagi isu berkaitan gas. Menurut gambaran keseluruhan daripada Sunrise Metal , suhu tinggi boleh meningkatkan tekanan wap di dalam aloi cecair dan menyebabkan pelincir acuan terurai, melepaskan gas yang kemudiannya terperangkap.

Pelincir acuan, atau ejen pelepas, diperlukan untuk mengelakkan tuangan melekat pada acuan, tetapi penggunaannya yang salah merupakan punca utama keropos gas dan bintil. Apabila terlalu banyak pelincir digunakan, atau digunakan secara tidak sekata, cecair berlebihan ini boleh berkumpul di dalam acuan. Apabila bersentuhan dengan logam lebur yang panas, pelincir berlebihan ini akan segera mengewap, menghasilkan isi padu gas yang besar yang tidak sempat keluar melalui saluran udara. Seperti yang dinyatakan dalam laporan oleh The Hill & Griffith Company , pelincir plunger sering kali merupakan penyumbang tunggal paling besar, terutamanya apabila pelincir tambahan digunakan untuk mengimbangi hujung plunger yang haus.

Kelembapan adalah faktor penyumbang utama lain. Sebarang kelembapan baki dalam acuan, daripada saluran air yang bocor, perembes yang menitik, atau bahkan agen pelepas itu sendiri, akan bertukar menjadi stim semasa suntikan. Stim ini berkelakuan sama seperti gas terperangkap lain, mencipta tekanan di bawah permukaan tuangan yang boleh menyebabkan bintil. Oleh itu, pengekalan persekitaran acuan yang kering adalah perkara paling penting.

Untuk mencegah lepuh yang disebabkan oleh parameter proses, operator harus mematuhi tindakan pembetulan berikut:

1. Menjaga Kawalan Suhu yang Ketat: Pastikan aloi cair dan acuan dikekalkan dalam julat suhu yang ditentukan untuk mencegah pemanasan berlebihan dan pembentukan gas yang berlebihan.
2. Gunakan Pelincir Secara Sederhana dan Sekata: Gunakan sistem semburan automatik untuk mengaplikasikan lapisan ejen pelepas berkualiti tinggi dan berbaki rendah yang minima dan konsisten.
3. Berikan Masa untuk Penyejatan: Pastikan terdapat jeda yang mencukupi selepas penyemburan supaya sebarang air atau pelarut dalam pelincir dapat selesai tersejat sepenuhnya sebelum acuan ditutup.
4. Jalankan Penyelenggaraan Secara Berkala: Periksa secara rutin dan baiki mana-mana paip air atau hidraulik yang bocor, serta pastikan muncung semburan tidak menitis.

Cacat Bahan dan Fizikal sebagai Punca Asal

Kategori terakhir bagi sebab-sebab ini berkaitan dengan integriti bahan tuangan dan kehadiran diskontinuiti fizikal dalam aliran logam. Gelembung boleh berpunca daripada kontaminan dalam aloi itu sendiri. Sebagai contoh, unsur-unsur dengan takat didih rendah, seperti plumbum atau kadmium, boleh mengewap semasa proses pengecoran atau rawatan haba seterusnya, mencipta tekanan gas dalaman. Begitu juga, aloi aluminium boleh menyerap hidrogen semasa peleburan, yang akan cuba keluar semasa pembekuan, menyebabkan keropos dan gelembung.

Cacat fizikal yang diperkenalkan semasa proses pengisian juga sangat merugikan. Kajian yang diterbitkan dalam Engineering Failure Analysis menekankan bahawa serpihan sejuk—kepingan logam separuh beku yang terlepas daripada dinding lengan acuan—adalah penyebab utama gelembung besar, terutamanya di kawasan berhampiran sistem pengaliran. Serpihan ini mencipta ketidaksinambungan dalam struktur mikro tuangan. Gas yang hadir dalam ruang kosong ini mengembang semasa rawatan haba, membentuk gelembung permukaan yang ketara. Kecacatan serupa lain termasuk titisan sejuk, tembakan sejuk, dan filem oksida, yang kesemuanya mengganggu homogeni logam dan bertindak sebagai tapak permulaan bagi pembentukan gelembung.

Mencegah kecacatan berkaitan bahan ini memerlukan kawalan yang ketat ke atas keseluruhan proses, dari pengendalian bahan mentah hingga kepada pengeluaran akhir. Perluasan kerjasama dengan pembekal yang menunjukkan komitmen kuat terhadap kawalan kualiti adalah penting. Sebagai contoh, pengilang komponen automotif prestasi tinggi sering bergantung kepada proses bersijil seperti IATF16949 dan kawalan kualiti dalaman untuk memastikan integriti bahan dari awal hingga akhir, yang merupakan amalan kritikal bagi mencegah kecacatan sedemikian.

Untuk memahami punca-punca berbeza ini dengan lebih baik, jadual berikut membuat perbandingan gelembung yang berasal daripada keropos gas berbanding yang berasal daripada kecacatan fizikal atau kimia:

Penyelesaian termasuk pemanasan awal dan pengeringan bahan mentah sepenuhnya, menggunakan aloi kelulusan tinggi, dan melaksanakan rawatan pendehidrasi yang berkesan dengan nitrogen atau argon untuk mengeluarkan hidrogen terlarut sebelum pengecoran.

Soalan Lazim Mengenai Gelembung dalam Pengecoran Die

1. Apakah punca utama gelembung dalam pengecoran die?

Punca utama gelembung adalah gas terperangkap, kebanyakan udara daripada rongga acuan, yang terperangkap akibat aliran logam cecair yang bergelora dan pengudaraan yang tidak mencukupi. Gas ini, yang terletak tepat di bawah permukaan pengecoran, mengembang dan menolak lapisan logam lembut ke luar, membentuk gelembung.

2. Adakah rawatan haba boleh menyebabkan gelembung muncul pada komponen tuangan die?

Ya, rawatan haba adalah pencetus biasa bagi pembentukan gelembung. Sebuah komponen mungkin kelihatan sempurna dalam keadaan tuangannya, tetapi jika terdapat gas terperangkap atau ketidaksempurnaan fizikal di bawah permukaan, suhu tinggi semasa rawatan haba akan menyebabkan gas mengembang dengan ketara, mendedahkan kecacatan tersebut sebagai gelembung pada permukaan.

3. Bagaimanakah cara membezakan antara gelembung dan keropos umum?

Gelembung adalah kecacatan pada atau berhampiran permukaan, yang muncul sebagai bonjolan timbul pada kulit tuangan. Keropos umum pula merujuk kepada ruang kosong yang boleh terletak di mana-mana bahagian dalam tuangan, termasuk jauh di dalam komponen. Walaupun kedua-duanya disebabkan oleh gas terperangkap, gelembung khususnya merujuk kepada liang-liang yang cukup hampir dengan permukaan untuk menyebabkan perubahan bentuk permukaan.