ZKRATKA

Odstraňovanie chýb pri tlakovom liatí zahŕňa identifikáciu nedokonalostí, ako je pórovitosť, trhliny, stopy toku a prelievanie, ktoré vznikajú v dôsledku problémov v návrhu formy, procesných parametrov alebo kvality materiálu. Základom riešenia týchto problémov je systematický prístup k optimalizácii premenných, ako je rýchlosť vstrekovania, teplota materiálu a formy, a zabezpečenie integrity samotnej formy. Jasné pochopenie koreňových príčin je prvým krokom k výrobe vysokokvalitných, bezchybných dielov.

Pochopenie koreňových príčin chýb pri tlakovom liatí

Efektívne odstraňovanie chýb pri tlakovom liatí začína dôkladným pochopením ich pôvodu. Väčšinu nedokonalostí možno pripísať jednej z troch hlavných kategórií: problémy s formou a liatom, nekonzistentnosť procesných parametrov alebo problémy s kvalitou materiálu. Tieto faktory sú často prepojené takým spôsobom, že problém v jednej oblasti môže zhoršiť chybu v inej. Kľúčom k implementácii správneho riešenia a predchádzaniu opakovaniu je systematická diagnostika.

Problémy s formami a nástrojmi sú významným zdrojom chýb. Zle navrhnutá forma s nedostatočným odvzdušnením môže zachytiť plyny, čo vedie k pórovitosti. Podobne opotrebovanie formy, ako napríklad erózia alebo nesprávne zarovnanie oboch polovíc formy, môže spôsobiť liatinu alebo nesúosné diely. Dôležitá je tiež tepelná regulácia formy; príliš studená forma môže spôsobiť stopy toku alebo tzv. studené uzávery, zatiaľ čo lokálne prehriatie môže viesť k tzv. privareniu, pri ktorom sa roztavená zliatina spojí s povrchom formy. Predchádzanie týmto problémom začína už vo fáze návrhu. Spolupráca so skúseným výrobcom, ktorý používa pokročilé simulačné metódy CAE a dodržiava vysoké štandardy pri výrobe nástrojov, ako napríklad Shaoyi (Ningbo) Metal Technology Co., Ltd. , je kľúčová pre vytváranie odolných foriem, ktoré minimalizujú riziko chýb od samého začiatku.

Procesné parametre – konkrétne nastavenia lisovacej mašiny – je potrebné presne kontrolovať. Premenné, ako rýchlosť vstrekovania, tlak a rýchlosť chladenia, priamo ovplyvňujú kvalitu finálneho dielu. Napríklad nadmerná rýchlosť vstrekovania môže spôsobiť turbulenciu toku roztavenej kovovej hmoty, čo zachytí vzduch a spôsobí póravosť plynom. Naopak, nedostatočný tlak môže viesť k neúplnému naplneniu formy, takzvanému neplnému odlievanu. Časovanie cyklu, vrátane fáz tuhnutia a chladenia, je potrebné optimalizovať, aby sa predišlo chybám, ako sú trhliny alebo skrútenie spôsobené vnútornými pnutiami.

Nakoniec je kľúčová aj kvalita suroviny. Zliatina roztaveného kovu musí byť čistá, mať správnu teplotu a musí byť riadne odplynená. Nečistoty alebo vmiešané látky v zliatine, ako napríklad oxidy alebo struska, môžu v odliatku vytvoriť slabé miesta, čo vedie k štrukturálnym poruchám. Dôležitý je aj samotný chemický zloženie; napríklad nízky obsah železa v hliníkovej zliatine môže zvýšiť riziko prievarku. Prísne kontrolovanie čistoty zliatiny a jej teploty zabezpečuje predvídateľné správanie materiálu počas procesu odlievania.

Riešenie bežných povrchových chýb

Povrchové chyby sú často najviditeľnejšími vady die-cast súčiastok, ktoré ovplyvňujú nielen ich vzhľad, ale niekedy aj funkčnosť. Medzi bežné problémy patria plynová pórovitosť, puchy, stopy toku a praskliny. Každá z týchto chýb má odlišnú príčinu a na ich odstránenie je potrebný cieľavedomý prístup pri riešení problémov. Porozumenie týmto vizuálnym ukazovateľom je prvým krokom pri diagnostike základného technologického problému.

Plynová pórovitosť a puchy sú si blízko príbuzné chyby spôsobené zachyteným plynom v kovovej hmote. Plynová pórovitosť sa prejavuje ako malé, často okrúhle dutiny na povrchu alebo tesne pod ním. Puchy sú vyduté bubliny na povrchu, ktoré vznikajú, keď sa zachytený plyn rozpína a deformuje tenkú vonkajšiu vrstvu odliatku, najmä počas tepelného spracovania alebo vysúvania z formy. Hlavnou príčinou je zachytenie vzduchu počas turbulentného plnenia formy alebo uvoľnenie plynu zo separátu formy.

1. Overte kvalitu materiálu: Uistite sa, že zliatina je pred použitím čistá, suchá a správne odplynutá.
2. Optimalizácia parametrov vstrekovania: Znížte rýchlosť vstrekovania, aby ste vytvorili viac laminárneho toku a minimalizovali turbulencie.
3. Zlepšiť ventiláciu: Skontrolujte, či sú otvory a kanály prelievania čisté a dostatočne rozložené, aby vzduch mohol uniknúť z dutiny. Použitie systému vákuového tvarovania je veľmi účinné riešenie.
4. Kontrolné maziva: Použite kvalitný prostriedok na odstraňovanie plesni a aplikujte ho šetrne, aby sa zabránilo nadmernému vzniku plynu.

Stopy a trhliny súvisia s tepelným riadením a stresom. Plynové stopy (alebo chladné zatváracie systémy) sú pruhy, čiary alebo vzorky na povrchu, ktoré sledujú cestu tuhnúceho kovu. Vyskytujú sa, keď sa roztavený kov ochladí príliš rýchlo pri kontakte s povrchom matrice, čím sa zabránilo úplnému zlúčeniu jednotlivých prúdov. Trhliny sú zlomeniny, ktoré môžu byť spôsobené tepelným namáhaním z rýchleho alebo nerovnomerného chladenia alebo mechanickým namáhaním počas vystrekovania.

1. Nastavte teploty: Zvýšte teplotu formy a roztaveného kovu, aby ste zlepšili tekutosť a predišli predčasnému tuhnutiu.
2. Optimalizujte napájanie: Znovu navrhnite polohu a veľkosť vstreku, aby sa forma rýchlo a rovnomerne naplnila, čím sa minimalizuje vzdialenosť, ktorú kov musí prejsť.
3. Zlepšite tepelné riadenie: Uistite sa, že chladiaci systém formy správne funguje, aby ste sa vyhli nerovnomerným teplotným gradientom, ktoré spôsobujú napätie.
4. Preskúmajte geometriu dielu: Minimalizujte prudké zmeny hrúbky stien a pridajte široké zaoblenia, aby ste znížili miesta koncentrácie napätia, kde sa často vznikajú trhliny.

Riešenie vnútorných a štrukturálnych chýb

Zatiaľ čo povrchové chyby sú vizuálne problematické, vnútorné chyby môžu ohroziť štrukturálnu pevnosť súčiastky, čo môže viesť k fatálnemu zlyhaniu v prevádzke. Kľúčové vnútorné chyby zahŕňajú zmršťovaciu pórovitosť a inklúzie, zatiaľ čo iná dôležitá chyba, tzv. privarenie (soldering), ovplyvňuje povrch. Tieto vady sú často skryté a na ich prevenciu je potrebné precízne riadenie procesu a správa materiálu.

Zmrštenie pórov sa prejavuje ako nerovné, hranaté dutiny vo vnútri odliatku, zvyčajne v hrubších častiach. Vzniká, keď roztavený kov smršťuje počas tuhnutia a nie je dostatok kvapalného kovu na vyplnenie vzniknutej dutiny. Často je to dôsledok nevhodného návrhu súčiastky, napríklad nerovnomerná hrúbka stien, alebo nedostatočné doplňovanie kovu zo systému plnenia. Na prevenciu smršťovacej pórovitosti je nevyhnutné navrhovať súčiastky s čo najrovnomernejšími prierezmi. Pre ďalšie informácie o prevencii chýb Spoločnosť Dynacast ponúka podrobný sprievodca k danej téme. Účinné riadenie tepla a správne dimenzované vstupy a prívary sú tiež kľúčové pre zabezpečenie vhodného dopĺňania počas tuhnutia.

Sväranie je chyba, pri ktorej sa roztavená zliatina chemicky zvári na povrch formy. Tým sa poškodí ako súčiastka pri vysúvaní, tak aj samotná forma, čo vedie k nákladnej výpadkovej dobe a opravám. Zváranie sa často prejavuje ako drsná plocha alebo čiara na odliatku. Zvyčajne je spôsobené lokálnymi vysokými teplotami, eroziou povrchu formy alebo nesprávnym zložením zliatiny, najmä nízkym obsahom železa v hliníkových zliatinách. Preventívne opatrenia zahŕňajú:

• Zabezpečenie správneho chladenia formy, aby sa predišlo horkým miestam.
• Kontrolu chémie zliatiny, najmä udržiavanie obsahu železa v rozmedzí od 0,8 % do 1,1 % pre určité zliatiny.
• Použitie kvalitného separačného prostriedku pre formy, ktorý vytvorí ochrannú bariéru.
• Leštenie dutiny formy, aby sa odstránila akákoľvek drsnosť, ktorá by mohla slúžiť ako kotviace miesto pre zváranie.

ZLOŽENIE sú cudzie častice zachytené vo vnútri kovovej matrice. Môžu byť kovové (napr. struska) alebo nekovové (napr. piesok z formy, oxidy alebo úlomky žiaruvzdorného materiálu). Vnútorné inklúzie vytvárajú miesta koncentrácie napätia, ktoré výrazne oslabujú súčiastku a môžu spustiť vznik trhlín pri zaťažení. Hlavnými zdrojmi sú nečisté zliatiny, nedostatočné čistenie roztaveného kovu alebo nečistoty vo formovacej dutine. Podľa komplexného zoznamu od Dolin Casting je nevyhnutná prísna čistota. Toto zahŕňa použitie čistých ingotov, dôkladné odstraňovanie strusky z taveniny, čistenie kovových nádob a nástrojov a zabezpečenie, že formovacia dutina je pred každým odliatím voľná od nečistôt.

Odstraňovanie rozmerových a geometrických chýb

Rozmerné a geometrické chyby sa týkajú konečného tvaru a presnosti odliatku, priamo ovplyvňujú jeho schopnosť zapadnúť a správne fungovať v zostave. Bežné problémy v tejto kategórii zahŕňajú prelievanie, skrútenie a nesúosnosť. Tieto chyby často svedčia o problémoch s lisom na tlakové liatie, formou samotnou alebo tepelnými napätiami počas chladenia. Ich odstránenie je nevyhnutné pre udržanie efektívnosti výroby a zníženie nákladov na dodatočné spracovanie.

FLASH je tenká nežiaduca kovová vrstva, ktorá vzniká na rozdeľovacej línii odliatku alebo okolo vymieťacích kolíkov. Vzniká vtedy, keď roztavený kov uniká z dutiny formy pod vysokým tlakom. Najčastejšími príčinami sú nedostatočná upínacia sila stroja, opotrebované alebo poškodené povrchy rozdeľovacej línie formy alebo nadmerný tlak vstrekovania. Podľa podrobnejšieho vysvetlenia od Rapid Axis zdôrazňuje, že opotrebovanie formy je hlavnou príčinou. Na odstránenie tohto problému je potrebná systematická kontrola:

• Skontrolujte upínaciu silu: Uistite sa, že nosnosť stroja je dostatočná na pevné uzatvorenie polovíc formy proti tlaku vstrekovania.
• Skontrolujte formu: Skontrolujte deliacu rovinu na nečistoty, opotrebenie alebo poškodenie. Pravidelná údržba formy je kľúčová.
• Optimalizujte procesné parametre: Znížte rýchlosť alebo tlak vstrekovania na úroveň, ktorá naplní diel, ale nevytláča kov z dutiny.

Krívanie alebo deformácia nastáva, keď sa odliatok počas tuhnutia alebo po ňom deformuje zo svojho pôvodného tvaru. K tomu zvyčajne dochádza v dôsledku nerovnomerného chladenia, ktoré spôsobuje vnútorné napätie, ktoré diel vyťahuje a skrúca. Tenkostenné časti chladnú a smršťujú rýchlejšie ako hrubostenné, čo vedie k takémuto napätiu. Medzi ďalšie príčiny patrí nesprávne vysúvanie, ktoré mechanicky ohýba ešte horúci diel. Na odstránenie krívenia sa sústreďte na dosiahnutie rovnomerného chladenia upravením chladiacich kanálov formy a zabezpečením, že konštrukcia dielu minimalizuje veľké rozdiely v hrúbke stien. Úprava umiestnenia vysúvacieho kolíka pre vyváženú silu môže tiež zabrániť deformácii.

Nesúlad je chyba, pri ktorej nedochádza k správnemu zarovnaniu oboch polovíc odliatku, čo spôsobuje vznik stupňa alebo posunu pozdĺž rozdeľovacej roviny. Táto chyba je takmer vždy mechanického charakteru a súvisí s formou alebo strojom. Opotrebované alebo poškodené vodiaci kolíky v forme, uvoľnené komponenty v odliatievacom stroji alebo nesprávna inštalácia formy môžu viesť k nesúladu. Riešením je dôkladná kontrola a údržba formy aj stroja, aby sa zabezpečilo presné a opakovateľné zarovnanie oboch polovíc formy pri každom cykle.

Často kladené otázky o chybách pri odliatí do foriem

1. Aké sú najčastejšie chyby pri odliatí do foriem?

Najčastejšie chyby pri odliatí do foriem možno rozdeliť do troch kategórií. Povrchové chyby zahŕňajú pórovitosť, puchy, stopy toku a trhliny. Vnútorné alebo štrukturálne chyby zahŕňajú zmršťovaciu pórovitosť a nečistoty. Rozmerné chyby zahŕňajú prelievanie, krčenie a nesúlad. Každý typ má odlišné príčiny súvisiace s procesom, materiálom alebo návrhom formy.

2. Ako sa zvyčajne identifikujú chyby pri liatí?

Mnoho chýb, ako napríklad prelievanie, stopy toku, praskliny a skrútenie, možno identifikovať starostlivou vizuálnou kontrolou. Na vnútorné chyby, ako je pórovitosť alebo vmiešané nečistoty, sú potrebné nedeštruktívne skúšobné metódy. Medzi ne patria röntgenová kontrola umožňujúca pohľad do vnútra súčiastky alebo ultrazvuková kontrola na zistenie skrytých chýb.

3. Čo je kľúčom k prevencii chýb pri liatí?

Kľúčom k prevencii je komplexný prístup zameraný na tri oblasti. Prvou je robustný návrh nástrojov, ktorý zabezpečuje správne vedenie taveniny, odvzdušnenie a tepelné riadenie. Druhou je prísna kontrola procesu, ktorá zahŕňa optimalizáciu rýchlosti vstrekovania, tlaku a teplôt. Tretiou je riadenie kvalitných materiálov, pri ktorom sa používajú čisté, správne upravené zliatiny a udržiava sa čisté výrobné prostredie.

4. Aké sú hlavné kategórie porúch súvisiacich s liatinami?

Poruchy súvisiace s odliatkami sú zvyčajne spôsobené chybami, ktoré narušujú celistvosť dielu. Môžu byť kategorizované ako povrchové nedokonalosti, ktoré ovplyvňujú povlaky alebo estetiku, štrukturálne vady ako pórovitosť a trhliny, ktoré znížujú mechanickú pevnosť a môžu viesť k lomu, a rozmerné nepresnosti ako krivenie alebo nezhoda, ktoré bránia správnemu montážnemu spojeniu a funkčnosti.