Praktični vodnik za reševanje napak pri litju v kalupe

POVZETEK

Odpravljanje napak pri litju pod tlakom zahteva metodičen pristop k prepoznavanju in odpravljanju pogostih nepravilnosti, kot so poroznost, razpoke, brazgotine toka in lis. Te težave imajo običajno vzrok v napačnih parametrih, povezanih s temperaturo kovine, tlakom polivanja, stanjem kalupa ali kakovostjo materiala. Ključ učinkovite rešitve je sistematična diagnoza določene napake in odprava njene temeljne vzrokov, na primer z optimizacijo tokov kovine, zagotavljanjem ustrezne ventilacije kalupa ali prilagoditvijo nastavitev stroja.

Sistematičen pristop k odpravljanju napak

Uspešno odpravljanje napak pri litju pod tlakom se ne začne z drastičnimi spremembami, temveč s sistematičnim postopkom izključevanja. Preden domnevamo zapleten problem s samim orodjem, je ključnega pomena slediti sistematični zaporedju, ki najprej obravnava najenostavnejše in najpogostejše spremenljivke. Načelo »najprej enostavne stvari« prihrani čas, zmanjša stroške in prepreči nepotrebne spremembe dragovizne opreme. Discipliniran pristop zagotovi, da operaterji med iskanjem zapletene rešitve ne bodo prezrli enostavne popravke.

Priporočeno hierarhijo odpravljanja težav je treba začeti z najdostopnejšimi elementi. Najprej se osredotočite na čisto stanje. To vključuje zagotavljanje, da so ločilne površine orodja, votlina in iztisne igle brez smeti, nabiranja ali ostankov blata iz prejšnjih ciklov. Majhen kosek kovine ali ostanki lahko preprečijo pravilno zapiranje orodja, kar vodi do napak, kot je npr. presip. Ta začetni korak je najhitrejša in najlažja preverba, ki pogosto takoj reši težavo.

Naslednje ocenite porabna sredstva. To pomeni pregled kakovosti in načina uporabe sredstva za razformovanje. Ali se nanese enakomerno? Ali se uporablja preveč ali premalo? Neenakomerna ali prekomerna uporaba lahko povzroči nastanek plinskih votlin, sledi pretakanja ali zaleganja. Po porabnih sredstvih se usmerimo k parametrom stroja. Uporabniki morajo preveriti, ali so nastavitve, kot so privitna sila, hitrost vbrizgavanja, tlak in temperature kovine/kalupa, v določenem območju za dani del in zlitino. Ti parametri so pogosto glavni vzrok napak, povezanih s tlakom in tokom.

Šele ko so te korake izčrpali, bi morali razmisliti o bolj zapletenih dejavnikih. Ocenate kakovost surovine; poskrbite, da so slede čiste, suhe in pravilne sestave, da preprečite težave, kot so poroznost plinov ali razpok. Nazadnje, če so izključeni vsi drugi spremenljivki, je čas, da sami orodje pregledate zaradi obrabe, poškodb ali konstrukcijskih napak v sistemih dotoka in odzračevanja. Na primer, pri odpravljanju težav z lisastostjo naj operator najprej očisti ločno ravnino, nato poveča privodno silo in nato prilagodi hitrost vbrizgavanja. Šele če lisastost traja, bi morali razmisliti o tem, da pošljejo orodje na popravilo, kar je podrobno opisano v virih strokovnjakov s Dolin Casting .

Napake zaradi toku in strjevanja kovine

Pomembna kategorija napak pri litju pod tlakom izhaja iz težav med polnjenjem votline kalupa in nadaljnjim hlajenjem ter strjevanjem taline. Te nepravilnosti so neposredno povezane s termičnim upravljanjem, hitrostmi tokov in tlakom. Razumevanje tega, kako ti dejavniki medsebojno vplivajo, je ključnega pomena za diagnosticiranje in preprečevanje najpogostejših vidnih napak, kot so brazgotine toka, hladni spoji, razpoke in krčne pore. Vsaka od teh napak daje namige o tem, kaj se je med postopku litja poslabšalo.

Briske in hladni zvarji sta tesno povezani napaki, povzročeni s premajhno tekočnostjo oziroma temperaturo kovine. Briske se pojavijo kot brazgotine ali vzorci na površini litja, ki sledijo poti taline. Hladni zvarji so bolj hud oblikovni primer, pri katerem nastanejo v obliki črtnih linij tam, kjer se dva tokovna fronta taline nista popolnoma združila. To nepopolno zvarjenje ustvari šibko točko, ki se pod napetostjo lahko preprosto razpoči. Obe napaki kažeta, da se je kovina ohladila prehitro, preden se je votlina v celoti napolnila in stisnila.

Počitve in krčenje poroznosti pa sta ponavadi povezana s fazo hlajenja in strjevanja po napolnjenosti votline. Počitve lahko povzroči toplotno napetost zaradi neenakomernega hlajenja, zlasti pri delih z neenakomerno debelino stene, ali prevelika sila med izmetom. Poroznost krčenja se pojavlja kot notranje praznine ali površinske ugreze (znaki umika) in nastane, kadar ni dovolj taline za kompenzacijo zmanjšanja prostornine med strjevanjem odlitka. To je pogosto težava pri debelejših delih dela, ki se hladijo počasneje kot okolišnja območja.

Za odpravljanje teh težav je potrebna kombinacija prilagoditev konstrukcije, materiala in procesa. Optimizacija geometrije dela za enakomerno debelino stene, zagotavljanje enakomernega predogrevanja orodja ter prilagoditev parametrov vbrizgavanja so ključni koraki. Naslednja tabela združuje pogoste rešitve za te napake pretakanja in strjevanja.

Defekti zaradi plinov, tlaka in onesnaženja

Druga pomembna skupina napak pri litju pod tlakom je posledica dejavnikov, ki jih ni mogoče neposredno videti: ujeti plin, napačna uporaba tlaka in tuji materiali znotraj taline. Napake, kot so plinska poroznost, mehurčenje, lisice in vključki, lahko hudo ogrozijo strukturno celovitost in kakovost površine litega dela. Te težave pogosto izvirajo iz priprave kovine, stanja kalupa ali fizike polnjenja votline pod ekstremnim tlakom.

Plinska poroznost je ena najpogostejših napak, ki se kaže z majhnimi prazninami ali mehurčki, ujetimi znotraj kovine. Te praznine oslabijo del in lahko predstavljajo velik problem pri komponentah, ki morajo biti tesne na tlak. Plin lahko izvira iz več virov. Lahko gre za vodik, ki se sprosti iz taline aluminijeve zlitine same, zrak, ki se ujame in se vmeša v kovino zaradi turbulentnega procesa polnjenja, ali pline, ki jih proizvede ločilno sredstvo oblike, ko se zgori ob stiku z vročo kovino. Mehlji so površinska oblika te napake, pri kateri ujeti plin tik pod površjem eksplodira in ustvari izbočino na litju.

Pregaz je napaka, povezana s tlakom in celovitostjo kalupa. Pojavi se kot tanek, neželen list kovine na robu litja, tam kjer se srečata dve polovici kalupa. Pregaz nastane, ko raztaljena kovina uide iz votline pod visokim tlakom. To se lahko zgodi zaradi več razlogov: pripenjalna sila stroja je premajhna za držanje kalupa zaprtega, tlak vbrizgavanja je previsok, površine kalupa so obrabljene ali poškodovane, ali pa ovira (nečistoča) preprečuje popolno zapiranje kalupa.

Nazadnje, vključki so tuji materiali, ki se ujameta v litje. Lahko gre za kovinske ali nekovinske delce, na primer okside iz raztaljene kovine, odpadke iz peči ali nečistoče iz recikliranega materiala. Vključki ustvarjajo točke koncentracije napetosti znotraj litja, kar lahko pripelje do predčasnega verskanja. Za njihovo preprečevanje so potrebni pedantni postopki čistosti in rokovanja skozi celoten proces taljenja in litja.

Odpravljanje napak zaradi plinskih por in mehurjev

• Pogosta vzročila: Topni vodik v taljeni zlitini; vlaga na blokih ali orodjih; turbulenco med vbrizgavanjem; prekomerno ali neustrezno sredstvo za ločevanje kalupa.
• Učinkovite rešitve:
  1. Uporabite tehnike odplinjevanja kovine, da odstranite topni vodik pred litjem.
  2. Poskrbite, da so vsi kovinski bloki in orodja popolnoma čisti in suhi pred uporabo.
  3. Optimizirajte sisteme vhodov in kanalov, da spodbudite gladko, neturbulentno pretakanje kovine v kalup.
  4. Poskrbite, da so prezraševalni otvori v kalupu čisti in ustrezne velikosti, da omogočijo izpuh ujetega zraka.
  5. Uporabite visoko kakovostno mazivo za kalupe in ga nanašajte zmerno in enakomerno.

Odpravljanje težav z lisami

• Pogosta vzročila: Nezadostna privodna sila stroja; previsok tlak vbrizgavanja; obrabljene ali poškodovane ločilne ploskve kalupa; umazanija na površinah kalupa.
• Učinkovite rešitve:
  1. Preverite in povečajte privodno silo stroja, da zagotovite, da je ustrezna za površino izdelka.
  2. Pred vsakim ciklusom očistite ločilne površine kalupa.
  3. Zmanjšajte tlak vbrizgavanja na najnižjo učinkovito raven.
  4. Redno vzdrževanje orodja za odpravo obrabe ali poškodb ločilnih ploskev.

Pomanjkljivosti zaradi interakcije med orodjem in strojem

Fizična in toplotna interakcija med talino zlitine, jeklenim orodjem in samim litjem stroja je pogost vir napak. Težave, kot so zalitje, vlečenje, toplotne razpoke in neujemanje delov, niso posledica samega kovinega, temveč stanja in poravnavanja proizvodne opreme. Te napake pogosto kažejo na potrebo po boljšem vzdrževanju, prilagoditvah orodij ali spremembah v načinu nastavitve in obratovanja orodja ter stroja.

Pri spajkanju se topla zlitina kemično veže ali združi z površino votline. To povzroči grobe madeže na litini in lahko po izmetavanju poškoduje žeton. Glavni vzroki so erozija materiala izločenosti zaradi visokih temperatur ali neposrednega udarca na tok kovine, nepravilna vsebnost železa v aluminijasti zlitini ali groba površina votline izločenosti, ki zagotavlja sidro za kovino, na katero se lahko prilepi.

Premak in praskanje so praske ali globoke črte na površini odlitja, vedno vzporedne s smerjo izmetavanja. Ta napaka je jasen pokazatelj težave pri odstranitvi dela iz matrice. Običajno je posledica nezadostnega kota vlečnega toka na zasnovi dela, grobe ali poškodovane površine votline, ki drži del, ali nepravilno poravnanih izmetavalnih špic, ki del izrinjajo nerodno.

Toplotni nadzor, znan tudi kot toplotna utrujenost, se pojavi kot mreža finih razpokanj na površini same matrice, ki nato prenese ustrezen dvignjen vzorec na litine. To je dolgoročno vprašanje obrabe, ki ga povzročajo stalne, hitre cikle segrevanja in hlajenja, ki jih izkažejo. Neuskladjeni deli so še ena mehanska težava, ko dve polovici žerjava niso popolnoma poravnani, kar povzroči viden korak ali premik vzdolž razdelilne črte dela. To je pogosto posledica obrabljenih ali nepravilnih poravnavnih špic v stroju ali stroju.

Za preprečevanje teh napak je treba osredotočiti na kakovost orodja in skrbno vzdrževanje. Za kritične aplikacije je sodelovanje s dobavitelji, ki so specializirani za visoko integritetne kovinske sestavine, poudarilo pomen natančnosti od začetka. Rešitve pogosto vključujejo preventivne ukrepe in korektivne ukrepe.

• Lutanje: Za preprečevanje spajkanja je nujno izboljšati hlajenje v problematičnih območjih, polirati votlino spajke do gladke končne oblike in preveriti, ali je vsebnost železa v zlitini v priporočenem območju (običajno 0,8% do 1,1%). Uporaba kakovostnega, pravilno uporabljenega sredstva za sprostitev izpuščajev tudi zagotavlja ključno oviro.
• Premaknite se: Rešitev za vlečenje je analiza dela in oblikovanja obrata. To lahko vključuje povečanje kotov pritiska, poliranje sten votline in zagotavljanje uravnoteženosti in pravilnega delovanja sistema izmeta.
• Preverjanje toplote: Čeprav je v dolgem proizvodnem obdobju preverjanje toplote neizogibno, se lahko njegovo začetek upočasni z ustrezno predgretjem obrata pred začetkom, izogibanjem prekomernim temperaturnim nihanjem in uporabo visokokakovostnega jekla za orodje.
• Neustrezni deli: To zahteva mehanski pregled stroje in stroja. Rešitev je običajno odpravljanje težav v stroju za liganje s pomočjo žaganja in zamenjava vseh obrabljenih ali nepravilnih žaganj in poravnavnih špic za ponovno pravilno poravnavo.

Proaktivne strategije za likovanje brez napak

Učinkovito odpravljanje napak v litju s stiskanjem ni tako, da bi se odzvali na posamezne težave, temveč je več o oblikovanju proaktivne strategije nadzora kakovosti. Vzroki večine napak - bodisi v zvezi s temperaturo, pritiskom, onesnaženostjo ali mehansko obrabo - so med seboj povezani. Sprememba, ki je bila narejena za rešitev enega problema, kot je povečanje hitrosti vbrizgavanja za popravilo hladnega zapiranja, lahko nenamerno povzroči še enega, kot je blisk. Zato je za dosleden uspeh bistven celovit in sistematičen pristop.

Temelj tega pristopa predstavlja skrbno nadzorovanje procesa in redno vzdrževanje. Vključuje natančno čiščenje orodij, previdno rokovanje s surovinami za preprečevanje onesnaženja ter redne preglede stroja in orodja zaradi znakov obrabe. S sledenjem logičnemu postopku odpravljanja težav, ki se začne z najenostavnejšimi spremenljivkami, lahko operaterji učinkoviteje rešujejo težave in izognejo dragim, nepotrebnim posegom. Končno pa je proizvodnja visokokakovostnih, brezhibnih die-casting odlitkov rezultat kombinacije robustnega dizajna delov, visokokakovostnega orodja in globokega razumevanja parametrov procesa.

Pogosta vprašanja

1. Kakšne napake se pojavijo pri die-castingu?

Pogoste napake pri die-castingu se lahko razdelijo v kategorije. Vključujejo težave s tokom in strjevanjem (sledovi toka, hladni šivi, razpoke, krčenje), težave z zrakom in tlakom (poroznost plinov, mehurčki, lisice), težave z onesnaženjem (vključki) ter napake, povezane z interakcijo orodja/stroja (zalitost, vleke, toplotne razpoke, neusklajeni deli).

2. Kako preveriti napake pri litju?

Glavna metoda za preverjanje napak pri litju je temeljit vizualni pregled, ki lahko odkrije površinske napake, kot so razpoke, lisice, sledovi toka in brazgotine. Za notranje napake, kot je poroznost zaradi plina ali strjevanja, so morda potrebne naprednejše metode, kot je rentgenski pregled ali uničevalno testiranje, da se oceni notranja celovitost dela.

3. Kaj je napaka lisice pri litju pod tlakom?

Lisica je pogosta napaka, pri kateri se na robu litega dela oblikuje tanek, presežni list kovine, ponavadi vzdolž ločilne črte, kjer se sestajata polovici kalupa. Pojavi se, ko se talina pod visokim tlakom iztisne iz votline, kar se pogosto zgodi zaradi nezadostne sile zapiranja, obrabljenega kalupa ali umazanije na površini kalupa.

4. Katerih sedem napak pri litju obstaja?

Čeprav obstaja veliko vrst litjevnih napak, jih je sedem najpogostejših: plinska poroznost, krčna poroznost, razpoke, lisice, hladni vtoči, sledovi toka in zlitje. Te napake zajemajo širok spekter osnovnih vzrokov, od težav s temperaturo kovine in vsebnostjo plina do težav z tlakom polnjenja in stanjem orodja.