RINGKASAN

Dalam pengecoran die, rekabentuk saluran penghantar dan gerbang adalah disiplin kejuruteraan yang kritikal yang menentukan kualiti komponen akhir. Saluran penghantar adalah laluan yang mengagihkan logam cair dari corong utama, manakala gerbang adalah bukaan yang disaizkan dengan teliti untuk mengawal aliran logam ke dalam rongga acuan. Sistem penggerbang yang direkabentuk dengan tepat adalah penting untuk menguruskan halaju aliran, meminimumkan kekacauan, mengurangkan kehilangan haba, serta mencegah kecacatan seperti keropos dan penyegerakan sejuk, memastikan pengeluaran komponen yang padat dan berkualiti tinggi.

Asas Sistem Penggerbang: Takrif Saluran Penghantar, Gerbang, dan Corong Utama

Kejayaan sebarang operasi pengecoran die bermula dengan kefahaman asas terhadap sistem suapannya. Rangkaian saluran ini, dikenali sebagai sistem pengaliran, bertanggungjawab mengangkut logam cair dari mesin pengecoran ke rongga acuan di bawah tekanan tinggi dan pada kelajuan tinggi. Komponen utama sistem ini—salur penyuntik (sprue), alur penghantar (runner), dan get—masing-masing memainkan peranan tersendiri yang amat penting bagi memastikan produk akhir bebas daripada kecacatan. Salah faham tentang fungsi mereka merupakan jalan langsung kepada kegagalan dalam pengeluaran.

Perjalanan logam cair bermula pada salur utama salur Penyuntik (Sprue). Ini merupakan saluran awal yang biasanya berbentuk kon, tempat logam disuntik masuk ke dalam acuan dari nozel mesin. Menurut pandangan daripada Deco Products , bahagian pembush salur penyuntik mencipta kedap yang penting bagi mengurangkan kehilangan tekanan dan memulakan aliran yang seimbang. Dari salur penyuntik, logam bergerak ke pemacu alur penghantar (runner), satu sistem saluran mendatar yang direka untuk mengagihkan aloi cair ke arah rongga komponen. Seperti yang dinyatakan secara terperinci oleh CEX Casting , fungsi utama saluran larik adalah untuk mengagihkan aliran secara sekata, terutamanya dalam acuan berongga pelbagai, memastikan setiap bahagian diisi secara seragam.

Akhirnya, logam lebur melalui pintu , bukaan tepat yang menyambungkan saluran larik kepada rongga bahagian itu sendiri. Gerbang adalah titik kawalan terakhir, dan rekabentuknya memberi kesan paling langsung terhadap kualiti pengecoran. Ia memecut logam lebur kepada kelajuan pengisian yang diperlukan sambil mengarahkan corak alirannya di dalam rongga. Seluruh sistem berfungsi secara serentak: saluran induk memperkenalkan bahan, saluran larik membawanya, dan gerbang mengawal penyampaian akhirnya. Kecacatan pada mana-mana komponen ini akan merosakkan integriti keseluruhan pengecoran.

Prinsip Asas untuk Rekabentuk Saluran Larik dan Gerbang yang Optimum

Mereka bentuk sistem pengalir dan pintu yang berkesan merupakan keseimbangan kompleks antara dinamik bendalir, termodinamik, dan sains bahan. Matlamat utama adalah untuk mengisi rongga acuan sepenuhnya dan seragam sebelum logam cair membeku, sambil meminimumkan kecacatan. Ini memerlukan pematuhan terhadap beberapa prinsip kejuruteraan asas yang mengawal aliran logam melalui acuan.

Prinsip asas ialah memastikan aliran yang licin dan tidak bergegas. Aliran bergegas memperkenalkan udara dan oksida ke dalam logam cair, menyebabkan keropos dan kelemahan struktur. Seperti yang ditekankan oleh Sefunm , pengalir harus dioptimumkan dengan teliti untuk mengurangkan aliran bergegas. Ini dicapai melalui permukaan yang dipoles, sudut yang membulat, dan luas keratan rentas yang beransur-ansur berkurang apabila menghampiri pintu bagi mengekalkan tekanan dan halaju. Sistem pengalir juga harus direka bentuk untuk menapis sebarang bendasing atau logam sejuk di hujungnya, mencegahnya daripada memasuki rongga komponen.

Reka bentuk gerbang melibatkan kompromi penting. Saiz gerbang mesti cukup besar untuk membolehkan masa pengisian yang cepat tanpa pembekuan awal, tetapi cukup kecil untuk dibuang dengan mudah selepas pengecoran tanpa merosakkan bahagian tersebut. Bentuk gerbang juga menentukan corak aliran di dalam rongga. Jenis-jenis gerbang yang berbeza digunakan untuk aplikasi yang berbeza bagi mencapai ciri pengisian tertentu.

Perbandingan Jenis Gerbang Biasa

Pada akhirnya, mencapai komponen akhir yang kukuh bergantung kepada pemahaman mendalam tentang sifat bahan dan parameter proses. Pakar dalam pembentukan logam prestasi tinggi, seperti yang ditunjukkan oleh Shaoyi (Ningbo) Metal Technology dalam tempaan automotif presisi mereka, menekankan kepentingan kawalan proses yang ketat. Walaupun pengecoran acuan dan penempaan adalah proses yang berbeza, matlamat bersama adalah mencipta komponen berkualiti tinggi melalui rekabentuk dan pengurusan kualiti yang teliti. Senarai semak untuk rekabentuk pengecoran acuan sentiasa harus merangkumi:

• Pemilihan aloi: Pertimbangkan ketebalan, julat peleburan, dan sifat terma logam.
• Geometri Bahagian: Analisis ketebalan dinding, kerumitan, dan keperluan kosmetik.
• Simulasi Aliran: Gunakan perisian untuk meramal aliran logam, mengenal pasti kawasan masalah yang berpotensi, dan mengoptimumkan reka bentuk sebelum memotong keluli.
• Keupayaan Mesin: Pastikan kelajuan tembakan, tekanan, dan tonnage pengapit mencukupi untuk komponen dan reka bentuk saluran masuk.
• Pengurusan haba: Rancang saluran penyejukan acuan untuk mengawal kadar pembekuan dan mencegah kecacatan.

Peranan Penting Lokasi Saluran Masuk dalam Kualiti Pengecoran

Selain saiz dan bentuknya, penempatan strategik saluran masuk adalah salah satu keputusan paling kritikal dalam reka bentuk pengecoran acuan. Lokasi di mana logam cair memasuki rongga menentukan keseluruhan corak pengisian, mempengaruhi kecerunan haba merentasi komponen, dan pada akhirnya menentukan kewujudan atau ketiadaan kecacatan kritikal. Saluran masuk yang diletakkan dengan baik memastikan pengisian yang progresif dan seragam, manakala yang diletakkan secara tidak tepat boleh menyebabkan kegagalan komponen sejak awal.

Peraturan utama, seperti yang dinyatakan dalam pelbagai sumber kejuruteraan, adalah meletakkan gerbang pada bahagian yang paling tebal. Prinsip ini memastikan kawasan-kawasan ini, yang mengambil masa paling lama untuk membeku, terus diisi dengan logam cecair di bawah tekanan, mencegah kehadiran liang susut. Meletakkan gerbang pada bahagian nipis boleh menyebabkan logam membeku lebih awal, menyekat aliran dan mengakibatkan kecacatan yang dikenali sebagai penutupan sejuk, di mana dua aliran logam gagal bersatu dengan betul.

Selain itu, lokasi gerbang mesti dipilih supaya mengarahkan aliran logam dengan cara yang menolak udara dan gas ke hadapan dan keluar melalui saluran udara dan luahan. Seperti yang diterangkan oleh pakar di Diecasting-mould , gerbang harus diletakkan untuk mengelakkan impak langsung pada teras atau bahagian acuan yang halus, yang boleh menyebabkan hakisan peralatan dan mencetuskan keresahan. Aliran harus diarahkan sepanjang dinding rongga untuk menggalakkan pengisian yang lancar dan berlapis.

Senario Lokasi Gerbang: Baik vs. Buruk

• Lokasi Buruk: Pengekalan ke bahagian dinding nipis yang jauh dari pusat jisim komponen.
  Cacat yang terhasil: Berisiko tinggi pembekuan awal, menyebabkan pengisian tidak lengkap (misrun) atau sambungan sejuk (cold shuts). Laluan aliran panjang dan tidak efisien.
• Lokasi yang Baik: Pengekalan ke bahagian dinding paling tebal pada komponen.
  Kelebihan: Memastikan kawasan dengan isi padu bahan paling tinggi diisi pada akhirnya dan di bawah tekanan, secara berkesan mengatasi porositi susut dan memastikan tuangan yang padat dan pejal.
• Lokasi Buruk: Penempatan pengekalan di mana ia menyebabkan dua depan aliran berlanggar secara head-on di kawasan kosmetik penting.
  Cacat yang terhasil: Menghasilkan garis kimpalan yang kelihatan, iaitu titik lemah struktur dan kecacatan permukaan.
• Lokasi yang Baik: Menempatkan pengekalan untuk menggalakkan laluan aliran tunggal yang berterusan dan berakhir di bahagian limpah.
  Kelebihan: Menolak udara dan kontaminan ke hadapan depan aliran dan keluar dari rongga, menghasilkan komponen yang bersih dan padat dengan gas terperangkap yang minimum.

Dalam sesetengah kes, satu pintu sahaja tidak mencukupi untuk bahagian yang besar atau kompleks. Sistem berbilang pintu mungkin diperlukan untuk memastikan pengisian yang lengkap. Walau bagaimanapun, ini menambahkan kerumitan, kerana pintu-pintu tersebut mesti diseimbangkan supaya mengisi bahagian masing-masing secara serentak bagi mengelakkan pembentukan garis kimpalan dalaman apabila aliran bertemu.

Penyelesaian Masalah: Kecacatan Biasa yang Disebabkan oleh Rekabentuk Sistem Pengaliran yang Kurang Baik

Peratusan yang tinggi daripada semua kecacatan pengecoran die boleh ditelusuri kepada sistem pengaliran yang kurang optimum. Apabila jurutera menghadapi isu seperti keropos, cela permukaan, atau bahagian yang tidak lengkap, rekabentuk saluran dan pintu harus menjadi salah satu daripada kawasan pertama yang disiasat. Memahami hubungan langsung antara kecacatan rekabentuk tertentu dan kecacatan yang terhasil adalah penting untuk penyelesaian masalah dan pengoptimuman proses yang berkesan.

Sebagai contoh, porositi , kehadiran ruang kecil di dalam tuangan, sering disebabkan oleh kerenyahan yang berlebihan. Apabila logam cair bergelora dengan kuat di dalam saluran atau semasa memasuki gerbang, ia akan terperangkap udara dan gas lain, yang kemudian terperangkap di dalam komponen semasa ia membeku. Gerbang yang terlalu kecil untuk kadar aliran yang diperlukan boleh bertindak seperti muncung penyembur, mengatomkan logam dan memburukkan lagi masalah ini. Penyelesaiannya biasanya melibatkan peningkatan luas gerbang, melicinkan laluan saluran, atau mereka bentuk semula sudut kemasukan gerbang untuk menggalakkan pengisian yang kurang huru-hara.

Isu umum lainnya adalah sambungan Sejuk aTAU salah tuang , di mana rongga acuan tidak mengisi sepenuhnya. Ini biasanya berlaku apabila logam cair terlalu cepat sejuk dan kehilangan kelirannya sebelum mencapai titik terjauh rongga. Ini boleh disebabkan oleh sistem pelari yang terlalu panjang, yang membolehkan kehilangan haba yang berlebihan, atau gerbang yang terlalu nipis, menyekat aliran dan menyebabkan logam membeku sebelum waktunya. Mengubahsuai reka bentuk untuk memendekkan laluan aliran atau meningkatkan ketebalan gerbang sering dapat menyelesaikan masalah ini.

Panduan Penyelesaian Masalah Sistem Gerbang

Pendekatan sistematik terhadap diagnosis adalah kunci. Apabila cacat muncul, jurutera harus menganalisis komponen untuk menentukan lokasi dan sifat cacat tersebut, kemudian menggunakan perisian simulasi aliran atau analisis empirikal untuk mengaitkannya dengan rekabentuk pengaliran. Perubahan kecil dan berperingkat pada saluran pengumpan atau pintu gerbang, diikuti dengan pemeriksaan teliti terhadap keputusan, merupakan cara paling berkesan untuk mendiagnosis dan menyelesaikan cabaran pembuatan yang kerap berulang ini.

Soalan Lazim

1. Perkhidmatan Apakah gerbang dan pelari dalam pengecoran?

Dalam pengecoran, pelari adalah saluran yang mengangkut bahan cair dari sprue utama ke rongga bahagian. Gerbang adalah bukaan khusus antara hujung pelari dan rongga bahagian itu sendiri. Tugas pelari adalah pengedaran, sementara tugas gerbang adalah mengawal kemasukan akhir bahan, mempengaruhi kelajuan, arah, dan corak aliran.

2. Perancangan Apa yang pelari dalam pengecoran?

Pelari adalah saluran yang dikerjakan ke dalam keluli mati yang berfungsi sebagai laluan untuk logam cair. Fungsi utamanya adalah untuk mengedarkan logam dari titik pusat (sprue) ke satu atau lebih pintu yang memberi makan rongga acuan. Sistem pelari yang direka dengan baik mengekalkan suhu dan tekanan logam sambil meminimumkan gejolak.

3. Pergi ke rumah. Apakah gerbang dalam die casting?

Gerbang dalam pengecoran mati adalah bahagian terakhir, dan sering terkecil, sistem saluran sebelum logam cair memasuki bentuk bahagian sebenar (ruang). Reka bentuknya sangat penting kerana ia mengawal halaju dan ciri aliran logam ketika mengisi acuan. Gerbang mesti cukup besar untuk mengisi bahagian dengan cepat tetapi cukup kecil untuk membeku dengan betul dan mudah dikeluarkan dari bahagian siap.

4. Apa itu penunggang dadu?

Seorang penembak mati adalah hanya satu lagi istilah untuk sistem penembak dalam acuan pengecoran mati. Ia merujuk kepada seluruh rangkaian saluran yang membimbing aloi cair dari sprue ke pintu. Istilah ini menekankan bahawa saluran ini adalah sebahagian daripada alat mati itu sendiri.