TL;DR

Felsökning av gjutfel vid die casting innebär att identifiera imperfektioner som porositet, sprickor, flödesmärken och burring, vilka orsakas av problem i formdesign, processparametrar eller materialkvalitet. Kärnan i att lösa dessa problem ligger i en systematisk metod för att optimera variabler såsom injektionshastighet, material- och forms temperatur, samt säkerställa gjutformens integritet. En tydlig förståelse av de underliggande orsakerna är det första steget mot att tillverka högkvalitativa, felfria delar.

Förstå orsakerna till gjutfel vid die casting

Effektiv felsökning av gjutningsdefekter börjar med en grundlig förståelse av deras orsaker. De flesta imperfektioner kan spåras tillbaka till en av tre huvudkategorier: problem med form och mössa, inkonsekventa processparametrar eller materialkvalitetsproblem. Dessa faktorer är ofta sammanlänkade, där ett problem i ett område kan förvärra ett problem i ett annat. En metodisk diagnos är nyckeln till att genomföra rätt lösning och förhindra återkommande fel.

Verktygs- och formskador är en betydande källa till defekter. En dåligt utformad form med otillräcklig ventileringsförmåga kan fånga gaser, vilket leder till porositet. På samma sätt kan slitage på formen, till exempel erosion eller feljustering mellan de två halvorna, orsaka flash eller felmatchade delar. Värmebehandlingen av verktyget är också kritisk; ett för kallt verktyg kan orsaka flödesmärken eller kalla stängningar, medan lokal överhettning kan leda till lödning, där smält legering fastnar på verktygsytan. Att förebygga dessa problem börjar i designfasen. Att samarbeta med en erfaren tillverkare som använder avancerade CAE-simuleringar och upprätthåller höga verktygsstandarder, såsom Shaoyi (Ningbo) Metal Technology Co., Ltd. , är avgörande för att skapa robusta former som minimerar defektrisken från början.

Processparametrar—the specifika inställningar för tryckgjutningsmaskinen—måste kontrolleras med precision. Variabler som injektionshastighet, tryck och kylhastigheter påverkar direkt kvaliteten på den färdiga delen. Till exempel kan en alltför hög injektionshastighet skapa turbulens i det smälta metallets flöde, vilket fångar luft och orsakar gasporositet. Å andra sidan kan otillräckligt tryck leda till ofullständig fyllning av formen, så kallat short fill. Cykelns tidsinställning, inklusive stelnings- och kylfaserna, måste optimeras för att förhindra defekter som sprickor eller vridning orsakade av inre spänningar.

Slutligen är råmaterialkvaliteten grundläggande. Smält metalllegering måste vara ren, ha rätt temperatur och vara ordentligt degaserad. Föroreningar eller inneslutningar i legeringen, såsom oxider eller slagg, kan skapa svaga punkter i gjutgodset, vilket leder till strukturella fel. Den kemiska sammansättningen i sig är viktig; till exempel kan lågt järninnehåll i en aluminiumlegering öka risken för fastsintering. Strikt kontroll av legeringens renhet och temperatur säkerställer att materialet beter sig förutsägbart under gjutprocessen.

Felsökning av vanliga ytfel

Ytfel är ofta de mest uppenbara bristerna i en formad del, vilket påverkar både utseendet och ibland funktionaliteten. Vanliga problem inkluderar gasporositet, blister, flödesmärken och sprickor. Varje fel har specifika orsaker och kräver en riktad felsökningsåtgärd för att lösas. Att förstå dessa visuella indikatorer är det första steget för att diagnostisera det underliggande processproblemet.

Gasporositet och Blister är nära besläktade fel som orsakas av innesluten gas i metallen. Gasporositet visas som små, ofta runda håligheter på ytan eller precis under den. Blister är uppblåsta bålgor på ytan, bildade när innesluten gas expanderar och deformeras den tunna ytterhuden i gjutstycket, särskilt vid värmebehandling eller utkastning från formen. Den främsta orsaken är luftinneslutning under den turbulenta fyllningen av formen eller gas som frigörs från avformningsmedlet.

1. Verifiera materialkvalitet: Se till att legeringen är ren, torr och ordentligt avgasad innan användning.
2. Optimera injektionsparametrarna: Minska injektionshastigheten för att skapa en mer laminär flöde och minimera turbulens.
3. Förbättra ventileringslösningar: Kontrollera att formventiler och överloppskanaler är rena och tillräckligt stora för att luft ska kunna ta sig ut ur formhålan. Användning av ett vakuumformsystem är en mycket effektiv lösning.
4. Kontrollera smörjmedel: Använd ett högkvalitativt formmelleringsmedel och applicera det sparsamt för att undvika övermåttig gasbildning.

Flödesmärken och sprickor hänger samman med värmebehandling och spänning. Flödesmärken (eller kalla skarvar) är streck, linjer eller mönster på ytan som visar vägen för den stelnande metallen. De uppstår när smält metall kyler för snabbt vid kontakt med formens yta, vilket hindrar separata strömmar från att smälta fullständigt samman. Sprickor är brott som kan orsakas av termisk spänning på grund av snabb eller ojämn kylning, eller av mekanisk spänning under utkastning.

1. Justera temperaturer: Öka temperaturen på formen och smältmetallen för att förbättra flödigheten och förhindra för tidig stelning.
2. Optimera gjutkanalerna: Omforma positionen och storleken på ingjutningen för att säkerställa att formen fylls snabbt och jämnt, och minimera den sträcka metallen måste färdas.
3. Förbättra värmebehandlingen: Se till att formens kylsystem fungerar korrekt för att undvika ojämna termiska gradienter som skapar spänningar.
4. Granska delgeometrin: Minimera plötsliga förändringar i väggtjocklek och lägg till generösa avrundningar för att minska spänningskoncentrationspunkter där sprickor ofta uppstår.

Lösa interna och strukturella fel

Medan ytfel är synligt problematiska kan interna fel kompromettera en komponents strukturella integritet, vilket leder till katastrofala haverier i fält. Viktiga interna fel inkluderar krympningporositet och inneslutningar, medan ett annat viktigt fel, lödning, påverkar ytan. Dessa fel är ofta dolda och kräver noggrann processkontroll och materialhantering för att förhindras.

Krympporositet framstår som kantiga, vinklade tomrum eller håligheter i gjutstycket, vanligtvis i tjockare sektioner. Det uppstår när smält metall krymper under stelningsprocessen och det inte finns tillräckligt med vätskeformig metall för att fylla det efterlämnade tomrummet. Detta beror ofta på dålig delkonstruktion, till exempel icke-uniforma väggtjocklekar, eller otillräcklig försörjning från ingjutningssystemet. För att förhindra krympningporositet är det viktigt att konstruera delar med likformiga sektioner där det är möjligt. För mer information om felpreventering, Erbjuder Dynacast en detaljerad guide om ämnet. Effektiv värmeledning samt korrekt dimensionerade ingjutningskanaler och löpkanaler är också avgörande för att säkerställa lämplig försörjning under stelningsfasen.

Lödfogning är ett fel där smält legering kemiskt svetsar fast sig till ytan på formen. Detta skadar både delen vid utkastning och själva formen, vilket leder till kostsam driftstopp och reparationer. Soldering visas ofta som en ojämn fläck eller linje på gjutstycket. Det orsakas vanligtvis av lokaliserade höga temperaturer, erosion av formytan eller felaktig legeringssammansättning, särskilt låg järnhalt i aluminiumlegeringar. Förebyggande åtgärder inkluderar:

• Säkerställa korrekt formkyling för att undvika heta punkter.
• Kontrollera legeringens kemi, särskilt att bibehålla järnhalten mellan 0,8 % och 1,1 % för vissa legeringar.
• Använda ett högkvalitativt formsmörjningsmedel för att skapa en skyddande barriär.
• Polera formhålan för att ta bort all ojämnhet som kan fungera som fästeplats för soldering.

INKLUDERINGAR är främmande partiklar inneslutna i metallmatrisen. Dessa kan vara metalliska (t.ex. slagg) eller icke-metalliska (t.ex. sand från formen, oxider eller bitar av refraktärt material). Inneslutningar skapar spänningskoncentrationspunkter som avsevärt försvagar delen och kan initiera sprickor under belastning. De främsta orsakerna är orena legeringar, otillräcklig rengöring av smältan eller avfall i formsprutet. Enligt en omfattande lista från Dolin Casting , är strikt renlighet av yttersta vikt. Detta inkluderar användning av rena stötar, noggrann avskumning av slagg från smältan, rengöring av skopor och verktyg samt att säkerställa att formsprutet är fritt från avfall före varje gjutning.

Korrigering av dimensionella och geometriska fel

Dimensions- och geometrifel avser den slutgiltiga formen och noggrannheten hos gjutplåten, vilket direkt påverkar dess förmåga att passa och fungera i en montering. Vanliga problem i denna kategori inkluderar flash, vridning och felstämning. Dessa fel pekar ofta på problem med gjutmåtets maskin, själva gjutformen eller termiska spänningar under kylningen. Att åtgärda dem är avgörande för att upprätthålla produktionseffektiviteten och minska kostnaderna för efterbehandling.

Bländning är ett tunt, oönskat metallskikt som bildas vid delningslinjen på en gjutplåt eller runt utmatningsnålar. Det uppstår när smält metall läcker ut från gjutformshålligheten under högt tryck. De vanligaste orsakerna är otillräcklig kraft från maskinens klamprar, slitage eller skador på delningsytorna i formen, eller för högt injektionstryck. En detaljerad förklaring från Rapid Axis framhåller att slitage i formen är en viktig bidragande faktor. Felsökning av detta problem kräver en systematisk kontroll:

• Kontrollera klamprkraft: Se till att maskinens tonnage är tillräckligt för att hålla formskålarna tätt slutna mot injektionstrycket.
• Inspektera formen: Kontrollera delningslinjen för smuts, slitage eller skador. Regelbunden formvård är avgörande.
• Optimera processparametrar: Minska injektionshastigheten eller trycket till en nivå som fyller delen utan att pressa ut metall ur formhålan.

Vridning eller deformation uppstår när en gjutning förvrängs från sin avsedda form under eller efter stelnandet. Detta beror vanligtvis på ojämn kylning, vilket skapar inre spänningar som drar och vrider delen. Tunnväggiga sektioner svalnar och krymper snabbare än tjocka sektioner, vilket leder till denna spänning. Andra orsaker inkluderar felaktig utmatning som mekaniskt böjer den fortfarande varma delen. För att lösa vridning bör fokus ligga på jämn kylning genom att justera formens kylkanaler och säkerställa att delens design minimerar stora variationer i väggtjocklek. Justering av utmatningsstiftens placering för en balanserad kraft kan också förhindra deformation.

Diskrepans är en defekt där de två halvorna av gjutformen inte är korrekt justerade, vilket resulterar i ett steg eller förskjutning längs delningslinjen. Detta är nästan alltid ett mekaniskt problem relaterat till formen eller maskinen. Slitna eller trasiga centreringsspikar i formen, lösa komponenter i gjutmaskinen eller felaktig formjustering kan alla leda till feljustering. Lösningen innebär en noggrann inspektion och underhåll av både form och maskin för att säkerställa exakt och upprepbar justering mellan de två formhalvorna vid varje cykel.

Vanliga frågor om gjutdefekter

1. Vilka är de vanligaste defekterna vid tryckgjutning?

De vanligaste defekterna vid tryckgjutning kan delas in i tre kategorier. Ytdefekter inkluderar porositet, blåsor, flödesmärken och sprickor. Inre eller strukturella defekter inkluderar krymporositet och inkapslingar. Dimensionsdefekter inkluderar släpp (flash), vridning och feljustering. Varje typ har distinkta orsaker kopplade till process, material eller formdesign.

2. Hur identifieras gjutfel vanligtvis?

Många fel, såsom flash, flödesmärken, sprickor och vridning, kan identifieras genom noggrann visuell inspektion. För inre fel som porositet eller inneslutningar krävs icke-destruktiva provningsmetoder. Dessa kan inkludera röntgeninspektion för att se inuti delen eller ultraljudsprovning för att upptäcka dolda fel.

3. Vad är nyckeln till att förhindra gjutfel?

Nyckeln till förebyggande är en helhetsmässig ansats som fokuserar på tre områden. Det första är robust verktygsdesign, som säkerställer korrekt ingjutning, ventiler och termisk hantering. Det andra är strikt processkontroll, vilket innebär att injektionshastighet, tryck och temperaturer optimeras. Det tredje är kvalitetsmaterialhantering, där rena, korrekt behandlade legeringar används och en ren produktionsmiljö upprätthålls.

4. Vilka är de huvudsakliga kategorier av fel relaterade till gjutning?

Fel relaterade till gjutningar orsakas vanligtvis av defekter som påverkar delens integritet. Dessa kan kategoriseras som ytskador som påverkar beläggningar eller estetik, strukturella fel som porositet och sprickor som minskar mekanisk hållfasthet och kan leda till brott, samt dimensionsfel som vridning eller felstämning som förhindrar korrekt montering och funktion.