REZUMAT

În turnarea sub presiune, proiectarea canalelor de curgere și a porților este o disciplină inginerescă esențială care determină calitatea piesei finale. Canalele de curgere sunt traseele care distribuie metalul topit dinspre trompă, în timp ce porțile sunt deschiderile dimensionate cu precizie care controlează modul în care metalul intră în cavitatea matriței. Un sistem de alimentare proiectat cu precizie este esențial pentru gestionarea vitezei de curgere, minimizarea turbulenței, reducerea pierderii de căldură și prevenirea defectelor precum porozitatea și închiderile reci, asigurând obținerea unui component dens și de înaltă integritate.

Noțiuni fundamentale ale sistemului de alimentare: Definirea canalelor de curgere, porților și trompelor

Succesul oricărei operațiuni de turnare sub presiune începe cu o înțelegere fundamentală a sistemului său de alimentare. Această rețea de canale, cunoscută ca sistem de alimentare, are rolul de a transporta metalul topit din mașina de turnat în cavitatea matriței, sub presiune enormă și la viteză mare. Componentele principale ale sistemului — șpruitul, colectorul și poarta — au fiecare un rol distinct și esențial în asigurarea unui produs final fără defecte. O neînțelegere a funcțiilor lor duce direct la eșecuri în producție.

Călătoria metalului topit începe la este canalul inițial prin care metalul topit intră în tipar din sistemul de injectare. De acolo, acesta este canalul inițial, de obicei în formă de con, prin care metalul este injectat în matriță din ajutajul mașinii. Conform observațiilor furnizate de Deco Products bucșa șpruitului creează o etanșare crucială care minimizează pierderea de presiune și inițiază un flux echilibrat. Din șpruit, metalul trece în canal de curgere un sistem de canale orizontale conceput pentru a distribui aliajul topit către cavitatea piesei. Așa cum este detaliat de CEX Casting , funcția principală a colectorului este de a distribui uniform fluxul, mai ales în matrițele cu mai multe camere, asigurând o umplere uniformă a fiecărei părți.

În final, metalul topit trece prin usă , deschiderea precisă care conectează colectorul la camera piesei în sine. Poarta este punctul final de control și proiectarea sa are cel mai direct impact asupra calității turnării. Aceasta accelerează metalul topit la viteza necesară de umplere, în timp ce direcționează modelul de curgere în interiorul camerei. Întregul sistem funcționează în mod coordonat: canalul de turnare introduce materialul, colectoarele îl transportă, iar porțile controlează livrarea finală. O defecțiune în oricare dintre aceste componente compromite integritatea întregii piese turnate.

Principii de bază pentru o proiectare optimă a colectorilor și porților

Proiectarea unui sistem eficient de canale de turnare și orificii de turnare reprezintă un echilibru complex între dinamica fluidelor, termodinamică și știința materialelor. Scopul principal este umplerea completă și uniformă a cavității matriței înainte ca metalul topit să se solidifice, minimizând în același timp defectele. Aceasta necesită respectarea mai multor principii ingineresti de bază care guvernează curgerea metalului prin matriță.

Un principiu fundamental este asigurarea unei curgeri continue, fără turbulențe. Turbulențele introduc aer și oxizi în metalul topit, ducând la porozitate și slăbiciuni structurale. Așa cum a subliniat Sefunm , canalele de turnare trebuie optimizate cu atenție pentru a reduce turbulențele. Acest lucru se realizează prin suprafețe netezite, colțuri rotunjite și o secțiune transversală care scade treptat în apropierea orificiului, pentru a menține presiunea și viteza. Sistemul de canale trebuie, de asemenea, proiectat pentru a capta eventualele impurități sau metal răcit la capetele acestuia, împiedicându-le să intre în cavitatea piesei.

Proiectarea porții implică compromisuri critice. Dimensiunea porții trebuie să fie suficient de mare pentru a permite o umplere rapidă fără solidificare prematură, dar suficient de mică pentru a fi ușor de îndepărtat după turnare, fără a deteriora piesa. Forma porții dictează și modelul de curgere din interiorul cavității. Diferite tipuri de porți sunt utilizate pentru aplicații diferite în scopul obținerii unor caracteristici specifice de umplere.

Compararea tipurilor comune de porți

În cele din urmă, obținerea unui component final robust depinde de o înțelegere aprofundată a proprietăților materialelor și a parametrilor procesului. Expertiza în formarea metalelor de înaltă performanță, cum ar fi cea demonstrată de Shaoyi (Ningbo) Metal Technology în forjarea lor precisă pentru autovehicule, subliniază importanța controlului riguros al procesului. Deși turnarea în forme și forjarea sunt procese diferite, obiectivul comun este crearea de piese cu integritate ridicată prin proiectare atentă și gestionarea calității. O listă de verificare pentru proiectarea turnării în forme trebuie să includă întotdeauna:

• Alegerea aliajului: Luați în considerare fluiditatea, domeniul de solidificare și proprietățile termice ale metalului.
• Geometria piesei: Analizați grosimea pereților, complexitatea și cerințele estetice.
• Simulare de curgere: Utilizați software pentru a prezice curgerea metalului, a identifica zonele problematice potențiale și a optimiza proiectarea înainte de prelucrarea oțelului.
• Capacități de mașinărie: Asigurați-vă că viteza de injectare, presiunea și forța de închidere sunt adecvate pentru piesă și proiectarea sistemului de alimentare.
• Gestionarea termică: Proiectați canalele de răcire ale matriței pentru a controla viteza de solidificare și a preveni defectele.

Rolul Critic al Poziției Porții în Calitatea Turnării

Pe lângă dimensiunea și forma sa, amplasarea strategică a porții este una dintre cele mai importante decizii în proiectarea turnării în forme. Locul în care metalul topit intră în cavitate determină întregul model de umplere, influențează gradientul termic pe toată piesa și, în ultimă instanță, stabilește dacă apar sau nu defecte critice. O poartă bine amplasată asigură o umplere progresivă și uniformă, în timp ce una plasată necorespunzător poate compromite piesa de la început.

Regula principală, așa cum se menționează în mai multe resurse de inginerie, este să plasați poarta în secțiunile cele mai groase ale piesei. Acest principiu asigură că aceste zone, care necesită cel mai mult timp pentru solidificare, sunt alimentate continuu cu metal topit sub presiune, prevenind porozitatea prin contracție. Plasarea unei porți într-o secțiune subțire poate face ca metalul să se solidifice prematur, blocând curgerea și ducând la un defect numit închidere rece, unde două fluxuri de metal nu se fuzionează corespunzător.

În plus, locația porții trebuie aleasă astfel încât să dirijeze curgerea metalului într-un mod care să împingă aerul și gazele în fața sa și să le elimine prin evacuări și degajări. După cum explică experții de la Diecasting-mould , poarta trebuie plasată pentru a evita impactul direct asupra miezurilor sau asupra secțiunilor delicate ale matriței, ceea ce poate provoca eroziunea sculei și poate introduce turbulențe. Curgerea trebuie dirijată de-a lungul pereților cavității pentru a promova umplerea lină, laminară.

Scenarii de amplasare a porții: Bun versus Rău

• Amplasare greșită: Injectarea într-o secțiune cu pereți subțiri, departe de centrul de masă al piesei.
  Defect rezultat: Risc ridicat de solidificare prematură, care duce la umplere incompletă (umplere insuficientă) sau îmbinări reci. Traseul de curgere este lung și ineficient.
• Locație bună: Injectarea în secțiunea cu cei mai groși pereți ai piesei.
  Avantaje: Asigură faptul că zona cu volumul cel mai mare de material este alimentată ultima și sub presiune, contracarând eficient porozitatea prin contracție și asigurând o turnare densă și solidă.
• Amplasare greșită: Poziționarea injectării astfel încât două fronturi de curgere să se ciocnească frontal într-o zonă estetică critică.
  Defect rezultat: Creează o linie vizibilă de sudură, care reprezintă un punct slab din punct de vedere structural și o imperfecțiune la suprafață.
• Locație bună: Plasarea injectării pentru a încuraja un traseu unic și continuu de curgere care se termină într-un deversor.
  Avantaje: Împinge aerul și contaminanții în fața frontului de curgere și afară din cavitate, rezultând o piesă curată și densă, cu un conținut minim de gaz captus.

În unele cazuri, o singură poartă este insuficientă pentru părți mari sau complexe. Pentru a asigura umplerea completă, poate fi necesar un sistem cu mai multe porți. Cu toate acestea, acest lucru adaugă complexitate, deoarece porțile trebuie să fie echilibrate pentru a-și umple secțiunile respective simultan pentru a evita crearea de linii de sudură interne unde se întâlnesc fronturile de flux.

Soluționarea defectelor: defecte comune cauzate de o concepție proastă a sistemului de porțiune

Un procent semnificativ din toate defectele de turnare prin matriță pot fi atribuite unui sistem de porțiune suboptim. Când inginerii se confruntă cu probleme precum porositatea, defectele de suprafață sau piesele incomplete, designul cursorului și al porții ar trebui să fie una dintre primele domenii investigate. Înțelegerea legăturii directe dintre un defect specific de proiectare și defectul rezultat este crucială pentru depistarea eficientă a erorilor și optimizarea proceselor.

De exemplu, porositate , prezența unor mici goluri în interiorul turnării este adesea cauzată de turbulențe excesive. Când metalul topit se agită violent în interiorul coridorului sau când intră în poartă, acesta capturează aerul şi alte gaze, care apoi se blochează în piesă pe măsură ce se solidifică. O poartă prea mică pentru debitul necesar poate acţiona ca o duză de pulverizare, atomizând metalul şi agravând această problemă. Soluția implică adesea creșterea suprafeței porții, alinierea traseului alergătorului sau reproiectarea unghiului de intrare al porții pentru a promova o umplere mai puțin haotică.

O altă problemă comună este îmbinărilor reci sau greşeli , în cazul în care cavitatea mucegaiului nu se umple complet. Acest lucru se întâmplă de obicei atunci când metalul topit se răcește prea repede și își pierde fluiditatea înainte de a ajunge la cele mai îndepărtate puncte ale cavității. Acest lucru poate fi cauzat de un sistem de alergare prea lung, care permite pierderi excesive de căldură, sau de o poartă prea subțire, care restricționează fluxul și determină înghețarea prematură a metalului. Modificarea proiectului pentru a scurta calea de flux sau pentru a crește grosimea porții poate rezolva adesea această problemă.

Ghid de rezolvare a problemelor sistemului de porțiune

O abordare sistematică a diagnosticului este esenţială. Când apare un defect, inginerii trebuie să analizeze piesa pentru a determina locația și natura defectului, apoi să utilizeze software de simulare a fluxului sau analiză empirică pentru a o corela cu proiectarea porților. Modificările mici, iterative ale alergătorului sau ale porții, urmate de o inspecție atentă a rezultatelor, sunt cea mai eficientă modalitate de a diagnostica și rezolva aceste provocări persistente de fabricație.

Întrebări frecvente

1. să se Ce este poarta si alergatorul in casting?

În turnarea de materiale, cornerii sunt un canal care transportă materialul topit de la sprue-ul principal spre cavitatea părții. Poarta este deschiderea specifică dintre capătul cursorului și propria cavitate a părții. Rolul alergătorului este distribuirea, în timp ce al porţii este de a controla intrarea finală a materialului, influenţând viteza, direcţia şi modul de flux.

2. În cazul în care Ce este un alergător în casting?

Un cursor este un canal prelucrat în oțelul de tip die care servește ca o cale pentru metalul topit. Funcția sa principală este de a distribui metalul de la un punct central (sprue) la una sau mai multe porți care alimentează cavitățile mucegaiului. Un sistem de curgere bine proiectat menţine temperatura şi presiunea metalului, reducând la minimum turbulenţele.

3. Înveţi să te gândeşti. Ce este poarta în turnarea cu matriţă?

Poarta în turnarea prin matriță este ultima și adesea cea mai mică secțiune a sistemului de canale înainte ca metalul topit să intre în forma părții (cavitatea). Designul său este critic deoarece controlează viteza și caracteristicile de debit ale metalului în timp ce umple mucegaiul. Porțile trebuie să fie suficient de mari pentru a umple rapid piesa, dar suficient de mici pentru a se îngheța în mod corespunzător și pentru a putea fi ușor scoase din piesa finită.

4. În cazul în care Ce este un alergător cu zaruri?

Un "die runner" este pur și simplu un alt termen pentru sistemul de "runner" din cadrul unui mucegai de turnare cu matriță. Se referă la întreaga rețea de canale care conduc aliajul topit de la sprue la porți. Termenul subliniază faptul că aceste canale sunt o parte integrantă a instrumentului de matriță în sine.