Defecțiunea de tip rebab la turnare sub presiune: Cauze principale și metode de prevenire

REZUMAT

Bavura la turnarea sub presiune este un defect frecvent de fabricație, constând în un strat subțire, nedorit, de metal topit în exces care scapă din cavitatea matriței în timpul procesului de turnare. Aceasta se formează de obicei de-a lungul liniilor de separație, a custurilor sau în jurul pinilor de evacuare pe produsul final. Această problemă este cauzată în principal de utilaje uzate, forță insuficientă de strângere a mașinii, etanșare necorespunzătoare a matriței sau parametri improprii ai procesului, cum ar fi o presiune excesivă de injecție.

Înțelegerea bavurii la turnarea sub presiune: O definiție detaliată

În mediul cu presiune ridicată al turnării sub presiune, metalul topit este injectat într-o formă din oțel, cunoscută sub numele de matriță, pentru a forma componente precise. Bavura la turnarea sub presiune reprezintă materialul în exces care se infiltrează în afara cavității intenționate ale formei, prin orice spațiu disponibil. Această scurgere se solidifică într-o proeminență subțire, asemănătoare unei fâșii, pe suprafața piesei turnate. Datorită fluidității naturale a metalului topit sub presiune enormă, chiar și cea mai mică imperfecțiune sau fisură din ansamblul matriței poate deveni o cale de scurgere.

Această defecțiune este considerată problematică deoarece modifică dimensiunile finale ale componentei și necesită adesea un proces secundar de îndepărtare, intensiv din punct de vedere al forței de muncă, ceea ce crește atât timpul de producție, cât și costurile. Prezența bavurii indică o problemă potențială în procesul de fabricație care trebuie remediată pentru a asigura o calitate constantă și integritatea piesei. Aspectul acesteia poate varia de la un strat fin, subțire ca o foiță, până la o flanșă mai consistentă, în funcție de dimensiunea spațiului și de presiunea injectării.

Bavurile apar frecvent în anumite zone ale turnării, acolo unde diferite părți ale matriței se întâlnesc. Aceste locații includ:

• Linii de separație: Cusatura principală unde cele două jumătăți ale matriței se întâlnesc este locul cel mai frecvent pentru apariția bavurilor.
• Pine ejectoare: Găuri mici în jurul pinilor utilizați pentru a împinge piesa solidificată afară din matriță pot permite scurgerea metalului.
• Sisteme de culisare și miezuri: Zonele în care sunt utilizate componente mobile (culisori sau miezuri) pentru a crea caracteristici interne complexe pot avea, de asemenea, probleme de etanșare.
• Ventilații: Dacă canalele de ventilație destinate evacuării aerului sunt prea mari sau devin uzate, pot permite, de asemenea, trecerea metalului topit.

Este important să se facă distincția între degaj și alte componente necesare ale procesului de turnare. Sprues, runner-ele și porțile sunt canale concepute în mod intenționat pentru a ghida metalul topit în cavitatea matriței. Deși acest material este, de asemenea, în exces și trebuie eliminat, el reprezintă o parte planificată a procesului. Degajul, dimpotrivă, este un defect neplanificat și nedorit, rezultat din incapacitatea de a conține complet metalul topit.

Cauzele principale ale formării degajului

Formarea degajului la turnarea în cochilă rareori se datorează unei singure probleme; de obicei, este rezultatul unei combinații de factori legați de echipament, mașină și parametrii procesului. Identificarea cauzei fundamentale este esențială pentru implementarea unei soluții eficiente. Cele mai frecvente cauze includ probleme legate de matriță și setări incorecte ale mașinii sau ale procesului.

Una dintre cele mai frecvente cauze este degradarea sau proiectarea incorectă a matriței în sine. În timp, ciclurile constante de încălzire și răcire, combinate cu presiuni ridicate, pot provoca uzura suprafețelor de separație ale formei. Dacă aceste suprafețe nu se etanșează perfect, apar spații libere. În mod similar, o formă prost proiectată, care are elemente de etanșare insuficiente sau o asamblare necorespunzătoare, va fi predispusă la scurgeri de la început. Orice deformare sau deteriorare a celor două jumătăți ale formei poate împiedica închiderea strânsă a acestora, ducând inevitabil la formarea de bavuri.

La fel de importante sunt setările mașinii și parametrii procesului. Forța de închidere a mașinii de turnare sub presiune, care menține cele două jumătăți ale matriței strânse între ele, trebuie să fie suficientă pentru a contracara presiunea enormă a injectării metalului topit. Dacă forța de închidere este setată prea scăzută, presiunea de injectare poate desprinde fizic jumătățile matriței, creând un spațiu prin care metalul poate scăpa. Conform experților de la Dynacast , o tonaj insuficient al mașinii este o cauză principală a formării de refulări. În plus, o presiune sau viteză excesivă de injectare poate depăși chiar și o matriță corect fixată, forțând materialul în cele mai mici crăpături.

Tabelul de mai jos rezumă principalele cauze și motivele fizice subiacente, oferind un cadru clar de diagnostic.

Strategii eficiente pentru prevenirea și controlul rebavurilor

Prevenirea rebavurilor în turnarea sub presiune este o activitate proactivă care combină întreținere riguroasă, calibrare precisă a mașinii și o proiectare inteligentă a formei. Abordând cauzele fundamentale, producătorii pot reduce semnificativ apariția acestui defect, obținând piese de calitate superioară și costuri de producție mai mici. O strategie completă de prevenire se concentrează pe menținerea integrității utilajelor și optimizarea tuturor variabilelor de proces.

Prima linie de apărare este un program meticuloz și constant de întreținere a formei. După cum este detaliat de CEX Casting , inspecțiile regulate sunt esențiale pentru identificarea uzurii, fisurilor sau deteriorării suprafețelor de separație înainte ca acestea să devină severe. Matrițele trebuie curățate periodic pentru a elimina orice reziduu care ar putea împiedica o etanșare strânsă. Atunci când se detectează uzură, liniile de separație trebuie reparate sau rectificate pentru a-și restabili planitatea inițială și pentru a asigura o potrivire perfectă între cele două jumătăți ale matriței.

O altă etapă esențială o reprezintă optimizarea parametrilor mașinii și procesului. Aceasta presupune asigurarea unei forțe de închidere adecvate și uniform distribuite din partea mașinii de turnat sub presiune, pentru a rezista presiunii de injectare. Operatorii trebuie, de asemenea, să regleze cu precizie parametrii de injectare, inclusiv presiunea, viteza și temperatura, în funcție de cerințele specifice ale geometriei piesei și aliajului utilizat. Utilizarea presiunii minime necesare pentru umplerea completă a cavității va reduce stresul asupra matriței și va minimiza tendința de formare a bavurilor. Un expert din Sunrise Metal notează că menținerea temperaturii optime de funcționare a aliajului este esențială, deoarece o căldură excesivă poate crește fluiditatea și poate favoriza apariția degajărilor.

În final, utilajele de înaltă calitate și proiectarea acestora joacă un rol fundamental. Investiția în matrițe solide, bine concepute, cu caracteristici adecvate de etanșare și ventilație, poate preveni din start multe probleme legate de degajări. În industriile unde eșecul componentelor nu este o opțiune, cum ar fi fabricarea automobilelor, accentul pus pe integritatea matrițelor este esențial. De exemplu, companii precum Shaoyi (Ningbo) Metal Technology, care se specializează în piese forjate pentru autovehicule, proiectate cu precizie , se bazează pe o proiectare superioară a matrițelor și pe un control riguros al calității pentru a produce componente puternice și de înaltă performanță. Acest principiu al investiției în utilaje de calitate este direct aplicabil prevenirii defectelor precum degajările în turnarea sub presiune.

Implementarea acestor strategii poate fi împărțită într-o serie de pași concreți:

1. Implementați un program riguros de întreținere a formelor: Inspeccionați, curățați și reparați periodic suprafețele matriței, acordând o atenție deosebită liniilor de separație și componentelor mobile.
2. Verificați și calibrați forța de strângere: Asigurați-vă că tonajul de strângere al mașinii este setat corect pentru tipul specific de matriță și presiunea de injecție utilizată. Verificați distribuția uniformă a presiunii pe toată suprafața matriței.
3. Optimizați parametrii de injecție: Utilizați monitorizarea procesului pentru a găsi echilibrul ideal între viteza, presiunea și temperatura de injecție, astfel încât să umpleți piesa fără a exercita o forță excesivă asupra matriței.
4. Asigurați o aliniere și susținere corespunzătoare a matriței: Instalați corect matrița în mașină și asigurați-vă că este susținută corespunzător pentru a preveni orice deformare sau deplasare în timpul ciclului de injecție.
5. Controlați condițiile termice: Utilizați analiza termică și un design eficient al canalelor de răcire pentru a menține o temperatură stabilă și uniformă pe toată suprafața matriței, prevenind deformarea.

Întrebări frecvente

1. Ce este degajarea (flash-ul) în turnarea sub presiune?

Supraplinul este material în exces care se formează pe o piesă turnată sub presiune atunci când metalul topit pătrunde din cavitatea matriței prin spații sau cusături. Apare de obicei ca o rebord subțire sau flanșă de-a lungul liniei de separație unde se întâlnesc cele două jumătăți ale matriței și este considerat o defecțiune de fabricație care trebuie înlăturată.

2. Care este scopul turnării sub presiune?

Scopul turnării sub presiune este producerea de piese metalice complexe cu precizie ridicată și acuratețe dimensională în volume mari. Procesul presupune injectarea metalului topit la presiune înaltă într-o matriță reutilizabilă din oțel (matriță), permițând fabricarea rapidă a componentelor cu o finisare superficială excelentă și detalii complicate.

3. Ce este supraplinul la turnare?

Supraplinul la turnare este un alt termen pentru defectul descris mai sus. Se referă la foaia subțire, de tip wafer, de material nedorit rămasă pe o piesă turnată, cauzată de pătrunderea materialului topit în cusătura matriței. Deși este frecvent, acesta trebuie îndepărtat printr-o operație secundară pentru a satisface specificațiile finale ale produsului.