Литейный заусенец: основные причины и методы предотвращения

Краткое содержание

Заусенец при литье под давлением — это распространённый производственный дефект, представляющий собой тонкий нежелательный слой излишнего расплавленного металла, который вытекает из полости формы в процессе литья. Он обычно образуется по линиям разъёма, швам или вокруг выталкивающих штифтов на готовом изделии. Основными причинами этого явления являются изношенная оснастка, недостаточное усилие зажима машины, неплотное закрытие формы или неоптимальные параметры процесса, такие как чрезмерное давление впрыска.

Понимание заусенца при литье под давлением: Подробное определение

В условиях высокого давления при литье под давлением расплавленный металл впрыскивается в стальную форму, известную как пресс-форма, для получения точных деталей. Облоем при литье под давлением называется избыточный материал, который просачивается из заданной полости формы через любые доступные зазоры. Этот утечка затвердевает, образуя тонкое, напоминающее плавник, выступление на поверхности отливки. Из-за естественной текучести расплавленного металла под огромным давлением даже самое незначительное несовершенство или зазор в сборке пресс-формы может стать путем утечки.

Этот дефект считается проблематичным, поскольку он изменяет конечные размеры детали и зачастую требует дополнительной, трудоемкой операции по удалению, что увеличивает как время производства, так и затраты. Наличие облоя указывает на потенциальную проблему в производственном процессе, которую необходимо устранить для обеспечения стабильного качества и целостности деталей. Внешний вид облоя может варьироваться от тонкого, как пластинка, слоя до более массивного фланца, в зависимости от величины зазора и давления впрыска.

Заусенцы обычно появляются в определенных областях отливки, где разные части формы соединяются друг с другом. Эти места включают:

• Линии разъема: Основной шов, где встречаются две половины пресс-формы, является наиболее распространенным местом появления заусенцев.
• Выталкивающие штифты: Маленькие зазоры вокруг штифтов, используемых для выталкивания затвердевшей детали из формы, могут позволить металлу вытекать.
• Сдвижные элементы и сердечники: Области, где подвижные компоненты (сдвижные элементы или сердечники) используются для создания сложных внутренних форм, также могут иметь проблемы с герметизацией.
• Вентиляция: Если вентиляционные каналы, предназначенные для выхода воздуха, слишком велики или изношены, они также могут пропускать расплавленный металл.

Важно отличать облоя от других необходимых компонентов процесса литья. Питатели, литники и ворота — это специально спроектированные каналы, направляющие расплавленный металл в полость формы. Хотя этот материал также является избыточным и должен быть удален, он представляет собой запланированную часть процесса. Облоя, напротив, является незапланированным и нежелательным дефектом, возникающим из-за невозможности полностью удержать расплавленный металл.

Основные причины образования облоя

Образование облоя при литье под давлением редко вызвано одной единственной причиной; обычно это результат сочетания факторов, связанных с оснасткой, машиной и параметрами процесса. Определение коренной причины имеет важное значение для реализации эффективного решения. Наиболее частыми виновниками являются проблемы, связанные с формой, а также неправильные настройки машины или процесса.

Одной из наиболее частых причин является деградация или неправильная конструкция самого пресс-формы. Со временем постоянные циклы нагрева и охлаждения в сочетании с высоким давлением могут вызывать износ поверхностей разъема формы. Если эти поверхности больше не герметизируются идеально, образуются зазоры. Аналогично, плохо спроектированная форма с недостаточными элементами уплотнения или неправильно установленная сборка будет склонна к утечкам с самого начала. Любое искажение или повреждение половин формы может помешать их плотному закрытию, что неизбежно приведет к образованию заусенцев.

Не менее важны настройки машины и параметры процесса. Усилие смыкания машины для литья под давлением, которое удерживает две половины формы вместе, должно быть достаточным, чтобы противостоять огромному давлению при впрыске расплавленного металла. Если усилие смыкания установлено слишком низким, давление впрыска физически может раздвинуть половины пресс-формы, создавая зазор, через который металл может вытекать. По мнению экспертов компании Dynacast , недостаточная мощность машины является основной причиной появления заусенцев. Кроме того, чрезмерное давление или скорость впрыска могут перегрузить даже правильно зажатую форму, вынуждая металл проникать в мельчайшие щели.

В таблице ниже обобщены ключевые причины и их физические основания, предоставляя четкую диагностическую основу.

Эффективные стратегии предотвращения и контроля заусенцев

Предотвращение образования заусенцев при литье под давлением — это проактивная задача, сочетающая тщательное техническое обслуживание, точную калибровку оборудования и продуманную конструкцию пресс-формы. Устраняя коренные причины, производители могут значительно снизить вероятность возникновения этого дефекта, что приведет к повышению качества деталей и снижению производственных затрат. Комплексная стратегия профилактики направлена на сохранение целостности оснастки и оптимизацию всех технологических параметров.

Первая линия обороны — это тщательная и последовательная программа технического обслуживания пресс-формы. Как подробно описано в CEX Casting , регулярные осмотры имеют решающее значение для выявления износа, трещин или повреждений на разъемных поверхностях до того, как они станут серьезными. Пресс-формы следует регулярно очищать от остатков, которые могут помешать плотному прилеганию. При обнаружении износа разъемные линии необходимо отремонтировать или переточить, чтобы восстановить их первоначальную плоскостность и обеспечить идеальное совпадение половинок формы.

Оптимизация параметров машины и процесса — еще один важный шаг. Это включает обеспечение того, чтобы машина литья под давлением обеспечивала достаточное и равномерно распределенное усилие смыкания для противодействия давлению впрыска. Операторы также должны тонко настраивать параметры впрыска, включая давление, скорость и температуру, под конкретные требования геометрии детали и используемого сплава. Использование минимального давления, необходимого для полного заполнения полости, снизит нагрузку на пресс-форму и уменьшит склонность к образованию заусенцев. Специалист из Sunrise Metal отмечает, что поддержание правильной рабочей температуры сплава имеет жизненно важное значение, поскольку чрезмерный нагрев может увеличить текучесть и способствовать образованию заусенцев.

Наконец, качественная оснастка и её конструкция играют фундаментальную роль. Инвестиции в прочные, хорошо спроектированные пресс-формы с надёжными элементами уплотнения и вентиляцией позволяют предотвратить многие проблемы, связанные с заусенцами, ещё на начальном этапе. В отраслях, где отказ компонентов недопустим, например в автомобильном производстве, особое внимание уделяется целостности оснастки. Например, компании, такие как Shaoyi (Ningbo) Metal Technology, специализирующаяся на точной ковке автомобильных деталей , полагаются на превосходную конструкцию пресс-форм и строгий контроль качества для производства прочных и высокопроизводительных компонентов. Этот принцип инвестиций в качественную оснастку напрямую применим для предотвращения дефектов, таких как заусенцы, при литье под давлением.

Реализацию этих стратегий можно разбить на ряд конкретных шагов:

1. Внедрите строгий график технического обслуживания пресс-форм: Регулярно осматривайте, очищайте и ремонтируйте поверхности пресс-формы, уделяя особое внимание линиям разъема и подвижным компонентам.
2. Проверка и калибровка усилия смыкания: Убедитесь, что усилие смыкания машины правильно настроено для конкретной пресс-формы и используемого давления впрыска. Проверьте равномерность распределения давления по пресс-форме.
3. Оптимизация параметров впрыска: Используйте мониторинг процесса для достижения оптимального баланса скорости, давления и температуры впрыска, обеспечивающего заполнение детали без создания чрезмерного усилия на пресс-форму.
4. Обеспечьте правильное выравнивание и опору пресс-формы: Правильно установите пресс-форму в машину и убедитесь, что она надежно закреплена, чтобы предотвратить прогиб или смещение во время цикла впрыска.
5. Контроль тепловых условий: Используйте тепловой анализ и эффективную конструкцию каналов охлаждения для поддержания стабильной и равномерной температуры по всей пресс-форме, предотвращая деформацию.

Часто задаваемые вопросы

1. Что такое облой в литье под давлением?

Заусенец — это избыточный материал, образующийся на отливке при литье под давлением, когда расплавленный металл вытекает из полости формы через зазоры или стыки. Обычно он появляется в виде тонкого выступа или фланца вдоль линии разъема, где соприкасаются половины формы, и считается производственным дефектом, который необходимо удалить.

2. Какова цель литья под давлением?

Цель литья под давлением — производство сложных металлических деталей с высокой точностью и стабильными размерами в больших объемах. Процесс заключается в впрыске расплавленного металла под высоким давлением в многоразовую стальную форму (пресс-форму), что позволяет быстро изготавливать компоненты с отличной поверхностью и сложными деталями.

3. Что такое литейный заусенец?

Литейный заусенец — это другой термин для описанного выше дефекта. Он обозначает тонкий, напоминающий пластинку слой нежелательного материала, остающегося на отлитой детали, который образуется, когда расплавленный материал просачивается в стык формы. Хотя этот дефект является распространённым, его необходимо удалять на вторичной операции, чтобы соответствовать требованиям к конечному продукту.