POVZETEK

Pri litju pod tlakom je načrtovanje razvodnikov in vrat kritična inženirska disciplina, ki določa kakovost končnega izdelka. Razvodniki so kanali, ki razporedijo talino iz livnega koša, medtem ko so vrata previdno dimenzionirani odprti, ki nadzorujejo, kako kovina vstopi v litostno votlino. Natančno zasnovan vtokovni sistem je bistven za nadzor hitrosti pretoka, zmanjševanje turbulenc, zmanjševanje izgube toplote ter preprečevanje napak, kot so poroznost in hladni šivi, kar zagotavlja proizvodnjo gostega, visokokakovostnega dela.

Osnove vtokovnega sistema: Opredelitev razvodnikov, vrat in livnih košev

Uspeh vsake likovne obdelave se začne z temeljnim razumevanjem sistema za vnos. Ta mreža kanalov, znana kot sistem vrat, je odgovorna za prevoz taljene kovine iz livalnega stroja v votlino pod ogromnim pritiskom in z veliko hitrostjo. Glavne sestavine sistema - spružek, tekalnik in vrata - vsaka igra posebno in ključno vlogo pri zagotavljanju brezhibnega končnega izdelka. Nesporazum njihovih funkcij je neposredna pot do neuspehov proizvodnje.

Potovanje taljene kovine se začne na vlivnik -Ne. To je začetni, običajno stožčasti kanal, kjer se kovina injicira v matrico iz šobe stroja. Po mnenju Deco Products , se vklop v žarko ustvari ključni tesnilnik, ki zmanjša izgubo tlaka in sproži uravnotežen pretok. Iz žerjave se kovine prehajajo v zagon , sistem vodoravnih kanalov, namenjenih razporeditvi taljene zlitine proti votlini dela. Kot je podrobno opisal CEX Casting , glavna funkcija tekača je enakomerno porazdeliti tok, zlasti pri večpolostnih kalupih, da se vsak del enotno napolni.

Nazadnje raztaljen kovina preide skozi vrata , natančno odprtino, ki povezuje tekač neposredno s polostjo dela. Vrata so zadnja točka nadzora in njihov dizajn ima največji neposreden vpliv na kakovost litja. Pospešijo raztaljeno kovino do zahtevane hitrosti polnjenja ter usmerjajo vzorec toka znotraj polosti. Celoten sistem deluje skladno: levkal vpelje material, tekači ga prenašajo, vrata pa nadzorujejo njegov končni vtok. Napaka v katerem koli od teh komponent ogroža celovitost celotnega litega dela.

Osnovna načela za optimalen dizajn tekačev in vrat

Načrtovanje učinkovitega sistema tekačev in vrat je zapleteno ravnotežje med dinamiko tekočin, termodinamiko in znanostjo o materialih. Glavni cilj je popolnoma in enakomerno napolniti votlino kalupa, preden se talina kovine strdi, hkrati pa zmanjšati napake. To zahteva upoštevanje več osnovnih inženirskih načel, ki urejajo tok kovine skozi kalup.

Osnovno načelo je zagotoviti gladki, neturbulentni tok. Turbulentnost vnese zrak in okside v talino kovine, kar povzroči poroznost in strukturne slabosti. Kot poudarja Sefunm , je treba tekače previdno optimizirati, da se zmanjša turbulentnost. Tega se doseže s poliranimi površinami, zaobljenimi vogali in presekom, ki se postopoma zožuje proti vratom, da se ohrani tlak in hitrost toka. Sistem tekačev mora biti tudi zasnovan tako, da ujame nečistoče ali ohlajeno kovino na svojih koncih in prepreči njihov vstop v votlino dela.

Oblikovanje vhoda vključuje pomembne kompromise. Velikost vhoda mora biti dovolj velika, da omogoča hitro polnjenje brez predčasnega zmrzovanja, hkrati pa dovolj majhna, da jo je mogoče po litju enostavno odstraniti, ne da bi poškodovali del. Oblika vhoda določa tudi vzorec toku znotraj votline. Za različne aplikacije se uporabljajo različni tipi vrat, da se dosežejo določene značilnosti polnjenja.

Primerjava pogostih tipov vrat

Končno pridobitev robustnega končnega sestavnega dela je odvisna od globokih znanj lastnosti materiala in procesnih parametrov. Strokovno znanje pri oblikovanju visokokakovostnih kovin, kot ga prikazuje Shaoyi (Ningbo) Metal Technology pri natančnem kovanju avtomobilskih delov, poudarja pomembnost stroge kontrole procesa. Čeprav sta litje pod tlakom in kovanje različna postopka, imata skupni cilj: ustvarjanje delov visoke celovitosti s podrobnim načrtovanjem in kakovostnim upravljanjem. Kontrolni seznam za načrtovanje litja pod tlakom vedno vključuje:

• Izbira zlitine: Upoštevajte tekočnost, območje strjevanja in toplotne lastnosti kovine.
• Geometrija dela: Analizirajte debelino sten, stopnjo zapletenosti in estetske zahteve.
• Simulacija tokokroga: Uporabite programske rešitve za napovedovanje toku kovine, prepoznavanje potencialnih težavnih področij in optimizacijo konstrukcije pred rezanjem jekla.
• Zmogljivosti strojev: Poskrbite, da so hitrost vbrizgavanja, tlak in zatesnitev ustrezni za del in konstrukcijo vtokov.
• Upravljanje toploto: Načrtujte kanale za hlajenje kalupa, da nadzirate hitrost strjevanja in preprečite napake.

Ključna vloga položaja vtoka pri kakovosti litja

Poleg velikosti in oblike je strategična postavitev vtoka ena najpomembnejših odločitev pri načrtovanju litja v kalupe. Mesto, kjer talina vstopi v votlino, določa celoten vzorec polnjenja, vpliva na temperaturni gradient po delu in končno odloča o obstoju ali odsotnosti kritičnih napak. Ustrezen položaj vtoka zagotovi postopno in enakomerno polnjenje, medtem ko slab položaj že vnaprej obsoji del na neuspeh.

Osnovno pravilo, kot je navedeno v več inženirskih virih, je postaviti vratna mesta v najdebelejše dele predmeta. To načelo zagotavlja, da se ti deli, ki trdnejejo najdlje, neprenehoma polnijo s talino pod tlakom, kar preprečuje nastanek krčnih por. Postavitev vrat v tanke dele lahko povzroči prezgodnje zmrzovanje kovine, kar blokira tok in vodi do napake, imenovane hladen spoj, pri kateri dva toka kovine ne zlijeta ustrezno.

Poleg tega mora biti lokacija vrat izbrana tako, da usmerja tok kovine na način, ki pred seboj potiska zrak in pline ter jih iztiska skozi ventilacijska odprtja in prelivne komore. Kot pojasnjujejo strokovnjaki pri Diecasting-mould , morajo biti vrata postavljena tako, da se izognemo neposredni impulzni obremenitvi jeder ali občutljivih delov orodja, kar bi lahko povzročilo erozijo orodja in uvedlo turbulenco. Tok naj bo usmerjen ob stenah votline, da spodbuja gladko, laminarno polnjenje.

Primeri lokacij vrat: dobra proti slabi

• Slaba lokacija: Vlitje v tanek stenski odsek, ki je daleč od težišča dela.
  Posledična napaka: Visoko tveganje predčasnega zmrzovanja, kar vodi do nepopolnega napolnjevanja (neizpolnjenost) ali hladnih spojev. Tokovna pot je dolga in neučinkovita.
• Primerna lega: Vlitje v najdebelejši stenski odsek dela.
  Prednost: Zadosti temu, da se območje z največjo prostornino materiala zaliva nazadnje in pod tlakom, kar učinkovito preprečuje krčenje in poroznost ter zagotavlja gost, trd lit.
• Slaba lokacija: Postavitev vrat, ki povzročajo trčenje dveh tokovnih čel v kritičnem kosmetičnem območju.
  Posledična napaka: Ustvari vidno brazgotino (zvar), ki predstavlja strukturno šibkost in površinsko napako.
• Primerna lega: Postavitev vrat tako, da spodbuja eno samo, zvezno tokovno pot, ki se konča pri prelivu.
  Prednost: Potiska zrak in nečistoče pred čelom toka in iz votline, kar rezultira v čistem, gostem delu z minimalnim ujetim plinom.

V nekaterih primerih en sam vliv ni dovolj za velike ali zapletene dele. Morda je potreben večvratni sistem, da se zagotovi popolno polnjenje. To pa poveča zapletenost, saj morajo biti vrati uravnoteženi, da hkrati napolnijo ustrezne dele, kar preprečuje nastanek notranjih zvarovnih črt tam, kjer se srečata fronti pretoka.

Odpravljanje težav: pogoste napake zaradi slabega načrtovanja sistema vrat

Značilen odstotek vseh napak pri litju pod tlakom lahko pripisujemo suboptimalnemu sistemu vrat. Ko inženirji naletijo na težave, kot so poroznost, površinske napake ali nepopolni deli, mora biti eden prvih pregledanih področij tudi načrtovanje razvodnikov in vrat. Razumevanje neposredne povezave med določeno napako pri načrtovanju in posledično napako je ključnega pomena za učinkovito odpravljanje težav in optimizacijo procesa.

Na primer, poroznost , prisotnost majhnih praznin znotraj litja, je pogosto posledica prekomerne turbulentnosti. Ko se talina močno meša znotraj vodila ali ko vstopa skozi vratla, ujame zrak in druge pline, ki se nato zaklenejo v delu med strjevanjem. Premajhna vratla za zahtevano pretokovno hitrost lahko delujejo kot razpršilni šob, kar povzroči atomizacijo kovine in poslabša ta problem. Rešitev pogosto vključuje povečanje površine vratel, izglađevanje poti vodila ali ponovno oblikovanje kota vstopa vratel, da se omogoči manj kaotično polnjenje.

Še en pogost problem je hladnih spojev aLI nepopolni litji , kjer se kalupna votlina ne napolni popolnoma. To se običajno zgodi, ko se talina prehitro ohladi in izgubi svojo tekočnost, preden doseže najoddaljenejše točke votline. Težava lahko nastane zaradi sistema kanalov, ki je pre dolg in omogoča prevelik izgubo toplote, ali pa zaradi vrat, ki so preozka, saj omejujejo tok in povzročajo prezgodnje zmrzovanje kovine. Sprememba konstrukcije tako, da skrajša tokovno pot ali poveča debelino vrat, pogosto odpravi ta problem.

Vodnik za odpravljanje napak v sistemu vrat

Sistematičen pristop k diagnostiki je ključnega pomena. Ko se pojavlja napaka, morajo inženirji analizirati del, določiti lokacijo in naravo napake ter nato s programom za simulacijo pretoka ali empirično analizo ugotoviti povezavo z obliko vrat. Najučinkovitejši način za diagnosticiranje in reševanje teh obstojnih proizvodnih izzivov so majavne iterativne spremembe teka ali vrat, ki jih sledi skrbna kontrola rezultatov.

Pogosta vprašanja

1. Kaj je vrat in tekač pri litju?

Pri litju je tekač kanal, ki prenaša talino iz glavnega livnega stebra proti votlini dela. Vrat je določen odpiralo med koncem tekača in samim delom votline. Naloga tekača je porazdelitev, medtem ko je naloga vrata nadzor končnega vstopa materiala, kar vpliva na njegovo hitrost, smer in vzorec pretoka.

2. Kaj je tekač pri litju?

Tekač je kanal, izrezan v orodni jekleni plošči, ki služi kot pot za talino. Njegova primarna funkcija je porazdelitev kovine iz središčne točke (livnega stebra) do enega ali več vrat, ki napajajo votline kalupa. Učinkovito zasnovan sistem tekačev ohranja temperaturo in tlak kovine ter zmanjša turbulenco.

3. Kaj je vrat pri tlačnem litju?

Vhod v litju pod tlakom je zadnji in pogosto najmanjši del kanalskega sistema, preden stopi raztaljen kovina v dejansko obliko dela (polost). Njegova konstrukcija je ključna, ker nadzoruje hitrost in tokovne značilnosti kovine med polnjenjem kalupa. Vhod mora biti dovolj velik, da se del hitro napolni, hkrati pa dovolj majhen, da se primerno zamrzne in ga je mogoče enostavno odstraniti s končnega izdelka.

4. Kaj je tekel po kalupu?

Tekel po kalupu je preprosto še en izraz za sistem tekelov znotraj kalupa za litje pod tlakom. Nanaša se na celotno omrežje kanalov, ki usmerjajo raztaljeno zlitino iz lijalnega cevovoda do vhodov. Izraz poudarja, da so ti kanali sestavni del samega orodja kalupa.