Un Ghid Practic pentru Rezolvarea Defectelor la Turnarea în Forme

REZUMAT

Depanarea defectelor de turnare sub presiune necesită o abordare metodică pentru identificarea și rezolvarea imperfecțiunilor comune, cum ar fi porozitatea, crăpăturile, urmele de curgere și degajările. Aceste probleme provin în mod obișnuit din parametri incorecți legați de temperatura metalului, presiunea de injectare, starea matriței sau calitatea materialului. Cheia unei rezolvări eficiente constă în diagnosticarea sistematică a defectului specific și eliminarea cauzei sale principale, cum ar fi optimizarea curgerii metalului, asigurarea evacuării corespunzătoare a aerului din matriță sau ajustarea setărilor mașinii.

O abordare sistematică a depanării

Rezolvarea cu succes a defectelor de turnare sub presiune începe nu cu schimbări drastice, ci cu un proces logic de eliminare. Înainte de a presupune o problemă complexă legată de matriță în sine, este esențial să urmați o succesiune sistematică care abordează mai întâi variabilele cele mai simple și frecvente. Acest principiu al „lucrurilor ușoare întâi” economisește timp, reduce costurile și previne modificările inutile ale utilajelor scumpe. O abordare disciplinată asigură faptul că operatorii nu vor ignora o soluție simplă în timp ce caută una complicată.

Ierarhia recomandată de diagnosticare începe cu elementele cele mai accesibile. În primul rând, concentrați-vă asupra curățeniei. Aceasta include verificarea ca suprafețele de separație ale matriței, cavitatea și tijele de evacuare să fie libere de praf, depuneri sau adaosuri reziduale de tip rebab de la ciclurile anterioare. O mică bucată de metal sau un reziduu pot împiedica închiderea corectă a matriței, ducând la defecte precum rebabul. Această etapă inițială este cea mai rapidă și mai ușoară verificare de efectuat și adesea rezolvă imediat problema.

Următorul pas constă în evaluarea materialelor consumabile. Acest lucru presupune analizarea calității și aplicării agentului de demulzare a matriței. Este pulverizat în mod uniform? Se folosește prea mult sau prea puțin? O aplicare neregulată sau excesivă poate provoca porozitate gazoasă, urme de curgere sau lipire. După materialele consumabile, atenția se concentrează asupra parametrilor mașinii. Operatorii trebuie să verifice dacă setările precum forța de închidere, viteza de injectare, presiunea și temperaturile metal/matriță se încadrează în limitele specificate pentru piesa și aliajul utilizat. Acești parametri sunt adesea cauza principală a defectelor legate de presiune și curgere.

Doar după ce acești pași au fost epuizați ar trebui să luați în considerare factori mai complecși. Evaluați calitatea materiei prime; asigurați-vă că lingourile sunt curate, uscate și au compoziția corectă pentru a preveni probleme precum porozitatea gazoasă sau crăpăturile. În final, dacă toate celelalte variabile au fost excluse, este momentul să inspectați chiar matrița pentru uzură, deteriorare sau deficiențe de proiectare în sistemele de alimentare și ventilare. De exemplu, atunci când se remediază defectul de rebabă, un operator ar trebui mai întâi să curețe suprafața de separație, apoi să crească forța de strângere și apoi să regleze viteza de injectare. Doar dacă rebaba persistă ar trebui să ia în considerare trimiterea matriței pentru reparații, un proces detaliat în resursele oferite de experți de la Dolin Casting .

Defecte din curgerea metalului și solidificare

O categorie semnificativă de defecte la turnarea sub presiune apare din cauza problemelor survenite în timpul umplerii cavității matriței și a răcirii ulterioare precum și solidificării metalului topit. Aceste imperfecțiuni sunt legate direct de managementul termic, debitele de curgere și presiune. Înțelegerea modului în care acești factori interacționează este esențială pentru diagnosticarea și prevenirea unora dintre cele mai frecvente defecte vizuale, inclusiv urmele de curgere, închiderile reci, crăpăturile și porozitatea de contracție. Fiecare dintre aceste defecte oferă indicii despre ce anume a mers greșit în timpul ciclului de turnare.

Urmărirea fluxului și îmbinările reci sunt defecte strâns legate, cauzate de fluiditatea insuficientă a metalului sau de temperatură inadecvată. Urmările fluxului apar sub formă de dungi sau modele pe suprafața turnării, care urmăresc traseul metalului topit. Îmbinările reci sunt o formă mai gravă, prezentându-se ca linii liniare unde două fronturi de metal topit nu s-au unit complet. Această fuziune incompletă creează un punct slab care poate deveni ușor o crăpătură în condiții de efort. Ambele defecte indică faptul că metalul s-a răcit prea repede înainte ca cavitatea să fie complet umplută și presurizată.

Crăpăturile și porozitatea de contracție, pe de altă parte, sunt în mod tipic legate de faza de răcire și solidificare după umplerea cavității. Crăpăturile pot fi cauzate de tensiuni termice datorate unei răciri neuniforme, în special la piese cu grosimi de pereți neuniforme, sau de forța excesivă aplicată în timpul ejectării. Porozitatea de contracție apare sub forma unor goluri interne sau a unor adâncituri la suprafață (urme de scufundare) și se produce atunci când nu există suficient metal topit pentru a compensa reducerea de volum în timp ce turnarea se solidifică. Aceasta este adesea o problemă în secțiunile mai groase ale unei piese, care se răcesc mai lent decât zonele înconjurătoare.

Pentru a remedia aceste probleme, este necesară o combinație de ajustări ale proiectării, materialului și procesului. Optimizarea geometriei piesei pentru o grosime uniformă a pereților, asigurarea încălzirii uniforme a matriței și ajustarea parametrilor de injectare sunt toți pași esențiali. Tabelul următor sintetizează soluțiile comune pentru aceste defecte de curgere și solidificare.

Defecte datorate gazelor, presiunii și contaminării

Un alt grup critic de defecte la turnarea sub presiune este cauzat de factori mai greu de observat direct: gaz închis, aplicarea incorectă a presiunii și materiale străine din aliajul topit. Defecte precum porozitatea gazoasă, umflăturile, degajările și incluziunile pot compromite grav integritatea structurală și finisajul suprafeței unui turnat. Aceste probleme provin adesea din prepararea metalului, starea matriței sau din fizica modului în care cavitatea este umplută sub presiune extremă.

Porozitatea gazoasă este una dintre cele mai răspândite defecțiuni, caracterizată prin mici goluri sau bule capturate în interiorul metalului. Aceste goluri slăbesc piesa și pot reprezenta o problemă majoră în componentele care trebuie să fie etanșe la presiune. Gazul poate proveni din diverse surse: poate fi hidrogen eliberat din aliajul de aluminiu topit însuși, aer capturat și amestecat în metal datorită unui proces de umplere turbulent, sau gaze produse de agentul de decofrare care arde la contactul cu metalul cald. Bulele sunt o manifestare la nivelul suprafeței acestui fenomen, caz în care gazul capturat imediat sub suprafață se extinde, formând o umflătură pe turnare.

Flash-ul este un defect legat de presiune și integritatea matriței. Apare sub forma unei foi subțiri de metal nedorite, la marginea unei turnări, acolo unde se întâlnesc cele două jumătăți ale matriței. Flash-ul apare atunci când metalul topit scapă din cavitate sub presiune ridicată. Acest lucru poate avea loc din mai multe motive: forța de strângere a mașinii este prea mică pentru a menține matrița închisă, presiunea de injectare este prea mare, suprafețele matriței sunt uzate sau deteriorate, sau există debris care împiedică închiderea perfectă a matriței.

În final, incluziunile reprezintă orice materiale străine care ajung capturate în interiorul turnării. Acestea pot fi particule metalice sau nemetalice, cum ar fi oxizii proveniți din metalul topit, debris din cuptor sau impurități din materiale reciclate. Incluziunile creează puncte de tensiune în interiorul turnării, care pot duce la cedarea prematură a acesteia. Prevenirea lor necesită proceduri riguroase de curățenie și manipulare pe întreaga durată a procesului de topire și turnare.

Depanarea porozității cu gaze și a bășicilor

• Cauze comune: Hidrogen dizolvat în aliajul topit; umiditate pe lingouri sau scule; turbulență în timpul injectării; agent de demolare excesiv sau necorespunzător al formei
• Soluții eficiente:
  1. Aplicați tehnici de degazare a metalului pentru a elimina hidrogenul dizolvat înainte de turnare
  2. Asigurați-vă că toate lingourile și sculele sunt complet curate și uscate înainte de utilizare
  3. Optimizați sistemul de alimentare și canalele de turnare pentru a promova un flux liniștit, fără turbulențe, al metalului în interiorul matriței
  4. Asigurați-vă că evacuările din matriță sunt curate și au dimensiuni corespunzătoare pentru a permite aerului închis să iasă
  5. Utilizați un lubrifiant de înaltă calitate pentru matrițe și aplicați-l subțire și uniform

Depanarea rebavurilor

• Cauze comune: Forță insuficientă de închidere a mașinii; presiune excesivă de injectare; linii de separație uzate sau deteriorate pe matriță; debris pe fețele matriței
• Soluții eficiente:
  1. Verificați și măriți forța de închidere a mașinii (în tone) pentru a vă asigura că este adecvată pentru suprafața piesei
  2. Curățați suprafețele de separație ale matriței înainte de fiecare ciclu
  3. Reduceți presiunea de injectare la cel mai scăzut nivel eficient.
  4. Efectuați întreținere regulată a matriței pentru a repara uzura sau deteriorările liniilor de separație.

Defecte provenite din interacțiunea dintre matriță și mașină

Interacțiunea fizică și termică dintre aliajul topit, matrița din oțel și mașina de turnare înseși este o sursă frecventă de defecte. Probleme precum lipirea, tragerile, fisurile termice și piesele nealinate nu sunt cauzate doar de metal, ci de starea și alinierea echipamentelor de producție. Aceste defecte indică adesea necesitatea unei întrețineri mai bune, ajustări ale sculelor sau modificări ale modului în care matrița și mașina sunt configurate și operate.

Ludajul are loc atunci când aliajul topit se leagă sau fuzionează chimic la suprafața cavității matriței. Acest lucru duce la pete aspre pe turnare și poate provoca daune matriței la ejectare. Cauzele principale includ eroziunea materialului de matriță din cauza temperaturilor ridicate sau a impactului direct al curentului de metal, un conținut incorect de fier în aliajul de aluminiu sau o suprafață grea a cavității matriței care oferă o ancoră pentru a lipi metalul.

Dragurile și zgârieturile sunt zgârieturi sau linii adânci pe suprafața de turnare, întotdeauna paralele cu direcția de ejecție. Acest defect este un indicator clar al unei probleme cu îndepărtarea unei părți din matriță. Este de obicei cauzată de un unghi de tracțiune insuficient al designului părții, o suprafață cavită dură sau deteriorată care apucă partea sau de pinuri ejectante nealinse care împing partea în mod inegal.

Verificarea termică, cunoscută și sub numele de oboseală termică, apare ca o rețea de fisuri fine pe suprafața de matriță, care apoi transferă un model ridicat corespunzător pe turnuri. Aceasta este o problemă de uzură pe termen lung cauzată de ciclurile constante, rapide de încălzire și răcire pe care le îndure matricea. Piesele neadecvate sunt o altă problemă mecanică în cazul în care cele două jumătăți ale matriței nu sunt perfect aliniate, rezultând un pas sau o deplasare vizibilă de-a lungul liniei de separare a părții. Acest lucru se datorează adesea pinurilor uzate sau incorecte de aliniere din matriță sau mașină.

Prevenirea acestor defecte necesită o atenție deosebită acordată calității uneltelor și unei întrețineri diligente. Pentru aplicaţii critice, parteneriatul cu furnizori care se specializează în componente metalice de înaltă integritate subliniază importanţa preciziei de la început. Soluţiile implică adesea atât măsuri preventive, cât şi măsuri corective.

• Lipire: Pentru a preveni lipirea, este esențial să se îmbunătățească răcirea matriței în zonele cu probleme, să se lustruiească cavitatea matriței până la un finisaj neted și să se verifice dacă conținutul de fier al aliajului se află în intervalul recomandat (de obicei 0,8% până la Utilizarea unui agent de eliberare a matriţei de înaltă calitate, aplicat în mod corespunzător, oferă, de asemenea, o barieră crucială.
• Draguri: Soluţia pentru tragere este de a analiza designul piesei şi a matriţei. Acest lucru poate implica creșterea unghiurilor de tracțiune, lustrularea pereților cavității și asigurarea echilibrării și funcționării corecte a sistemului de ejector.
• Verificarea căldurii: Deși verificarea căldurii este inevitabilă pe parcursul unei producții lungi, debutul acesteia poate fi întârziat prin preîncălzirea corespunzătoare a matriței înainte de pornire, evitarea fluctuațiilor excesive de temperatură și utilizarea de oțel de unelte de înaltă calit
• Piese neadecvate: Acest lucru necesită o inspecție mecanică a matriței și a mașinii. Soluția este de obicei rezolvarea problemei mașinii de turnare prin matriță și înlocuirea oricăror pinuri de aliniere și pinuri de aliniere uzate sau incorecte pentru a restabili alinierea corectă.

Strategii proactive pentru o turnare fără defecte

Soluționarea eficientă a defectelor de turnare prin imprimare prin imprimare este mai puțin despre reacția la problemele individuale și mai mult despre construirea unei strategii proactive de control al calității. Cauzele principale ale majorităţii defectelor - fie ele legate de temperatură, presiune, contaminare sau uzură mecanică - sunt interconectate. O schimbare făcută pentru a rezolva o problemă, cum ar fi creşterea vitezei de injecţie pentru a repara o închidere rece, ar putea provoca în mod accidental o altă problemă, cum ar fi fulgerul. Prin urmare, o abordare holistică și sistematică este esențială pentru un succes constant.

Fundamentul acestei strategii îl reprezintă controlul riguros al procesului și întreținerea regulată. Aceasta include curățarea atentă a matrițelor, manipularea cu grijă a materiilor prime pentru a preveni contaminarea și inspecția periodică atât a mașinii, cât și a echipamentelor, în vederea identificării semnelor de uzură. Prin urmărirea unei secvențe logice de diagnosticare care pornește de la variabilele cele mai simple, operatorii pot rezolva problemele mai eficient și pot evita intervențiile costisitoare și inutile. În ultimă instanță, obținerea turnărilor sub presiune de înaltă calitate, fără defecte, este rezultatul combinării unui design robust al piesei, a unor echipamente de calitate ridicată și a unei înțelegeri profunde a parametrilor procesului.

Întrebări frecvente

1. Care sunt defectele turnării sub presiune?

Defectele frecvente ale turnării sub presiune pot fi grupate în categorii. Acestea includ probleme legate de curgere și solidificare (urme de curgere, lipituri reci, crăpături, contracție), probleme de gaze și presiune (porozitate cu gaze, umflături, degajări), probleme de contaminare (inclusiuni) și defecte datorate interacțiunii matriță/mașină (lipire, târâiri, fisuri termice, asamblare necorespunzătoare a pieselor).

2. Cum se verifică defectele de turnare?

Metoda principală pentru verificarea defectelor de turnare este o inspecție vizuală amănunțită, care poate identifica probleme la nivelul suprafeței, cum ar fi crăpături, degajări, urme de curgere și urme de contracție. Pentru defectele interne, cum ar fi porozitatea datorată gazelor sau contracției, pot fi necesare metode mai avansate, cum ar fi inspecția cu raze X sau testarea distructivă, pentru a evalua integritatea internă a piesei.

3. Ce este defectul de degajare în turnarea sub presiune?

Degajarea este un defect frecvent care apare atunci când o foaie subțire de metal în exces se formează pe marginea unei piese turnate, de obicei de-a lungul liniei de separație unde se întâlnesc cele două jumătăți ale matriței. Acesta apare când metalul topit scapă din cavitate sub presiune ridicată, adesea din cauza unei forțe insuficiente de strângere, a unei matrițe uzate sau a prezenței de impurități pe suprafața matriței.

4. Care sunt cele șapte defecte de turnare?

Deși există multe tipuri de defecte la turnare, cele mai frecvente șapte sunt porozitatea datorată gazelor, porozitatea de contracție, crăpăturile, degajările, închiderile reci, urmele de curgere și lipirea. Aceste defecte acoperă o gamă largă de cauze profunde, de la probleme legate de temperatura metalului și conținutul de gaze până la probleme cu presiunea de injecție și starea matriței.