Коротко

У литві під тиском проектування ливникових каналів і воріт є критично важливою інженерною дисципліною, яка визначає якість готової деталі. Ливникові канали — це шляхи, якими розподіляється розплавлений метал від стояка, тоді як ворота — це ретельно розміровані отвори, які контролюють надходження металу в порожнину форми. Точне інженерне проектування системи живлення є обов’язковим для регулювання швидкості потоку, мінімізації турбулентності, зменшення втрат тепла та запобігання дефектам, таким як пористість і холодні сплави, забезпечуючи виробництво щільних деталей високої міцності.

Основи системи живлення: визначення ливникових каналів, воріт і стояків

Успіх будь-якого процесу лиття під тиском починається з фундаментального розуміння його системи живлення. Ця мережа каналів, відома як система живлення, призначена для транспортування розплавленого металу з ливарної машини у формоутворювальну порожнину під величезним тиском та на високій швидкості. Основні компоненти системи — ливник, литниковий хід і виливковий отвір — кожен відіграє окрему та життєво важливу роль у забезпеченні бездефектного кінцевого продукту. Неправильне розуміння їх функцій безпосередньо призводить до збоїв у виробництві.

Рух розплавленого металу починається з литниковий канал це початковий, як правило, конічний канал, через який метал впорскується в матрицю з сопла машини. Згідно з даними від Deco Products буше ливника створює важливий ущільнювальний елемент, який мінімізує втрату тиску та ініціює збалансований потік. Від ливника метал потрапляє в канал систему горизонтальних каналів, призначену для розподілу розплавленого сплаву до порожнини виробу. Як детально описано в CEX Кастинг , основна функція ливника полягає в рівномірному розподілі потоку, особливо у багатопорожнинних формах, забезпечуючи однакове заповнення кожної порожнини.

Нарешті, розплавлений метал проходить через затвор , точний отвір, що з'єднує ливник із самою порожниною деталі. Виливний канал є останнім контрольним пунктом, і саме його конструкція найбільше впливає на якість виливка. Він прискорює розплавлений метал до необхідної швидкості заповнення, одночасно направляючи характер потоку всередині порожнини. Уся система працює узгоджено: литниковий стовбур подає матеріал, ливники передають його далі, а виливні канали контролюють остаточну подачу. Будь-який дефект у будь-якому з цих компонентів порушує цілісність усього виливка.

Основні принципи оптимального проектування ливників та виливних каналів

Створення ефективної системи литникових каналів та воріт — це складний баланс гідродинаміки, термодинаміки та матеріалознавства. Основна мета полягає в повному та рівномірному заповненні порожнини форми розплавленим металом до його затвердіння, одночасно мінімізуючи дефекти. Це вимагає дотримання кількох основних інженерних принципів, які регулюють потік металу через матрицю.

Одним із фундаментальних принципів є забезпечення плавного, безтурбулентного потоку. Турбулентність призводить до потрапляння повітря та оксидів у розплавлений метал, що спричиняє пористість та структурну слабкість. Як зазначив Sefunm , литникові канали необхідно ретельно оптимізувати, щоб зменшити турбулентність. Цього досягають за допомогою полірованих поверхонь, заокруглених кутів та поперечного перерізу, який поступово зменшується в напрямку до воріт, щоб зберегти тиск і швидкість. Систему литникових каналів також слід проектувати таким чином, щоб вона затримувала будь-які домішки або охолоджений метал на своїх кінцях, не допускаючи їх потрапляння в порожнину виробу.

Конструкція литникового отвору передбачає важливі компроміси. Розмір отвору має бути достатньо великим, щоб забезпечити швидке заповнення без попереднього замерзання, але достатньо малим, щоб його можна було легко видалити після лиття, не пошкодивши деталь. Форма литникового отвору також визначає характер потоку всередині порожнини. Для різних застосувань використовують різні типи литникових отворів, щоб досягти певних характеристик заповнення.

Порівняння поширених типів литникових отворів

У кінцевому підсумку отримання міцного кінцевого компонента залежить від глибокого розуміння властивостей матеріалу та параметрів процесу. Досвід у формуванні високоміцних металів, наприклад, як це демонструє Shaoyi (Ningbo) Metal Technology у своїй прецизійній куванні автомобільних деталей, підкреслює важливість суворого контролю процесу. Хоча лиття під тиском і штампування — це різні процеси, спільною метою є створення деталей високої якості шляхом ретельного проектування та управління якістю. Чек-лист для проектування лиття під тиском завжди повинен включати:

• Вибір сплаву: Враховуйте текучість, діапазон кристалізації та теплові властивості металу.
• Геометрія деталі: Аналізуйте товщину стінок, складність та естетичні вимоги.
• Симуляція потоку: Використовуйте програмне забезпечення для прогнозування течії металу, виявлення потенційних проблемних зон та оптимізації конструкції до початку обробки сталі.
• Можливості обладнання: Переконайтеся, що швидкість впресування, тиск та зусилля затиску достатні для деталі та конструкції литникового каналу.
• Тепловий менеджмент: Передбачте канали охолодження матриці для контролю швидкості кристалізації та запобігання дефектам.

Ключова роль розташування литника у якості лиття

Окрім розміру та форми, стратегічне розташування литника є одним із найважливіших рішень у проектуванні лиття під тиском. Місце, куди розплавлений метал входить до порожнини, визначає весь шаблон заповнення, впливає на температурний градієнт по деталі та врешті-решт визначає наявність або відсутність критичних дефектів. Добре розташований литник забезпечує поступове та рівномірне заповнення, тоді як погано розташований може заздалегідь зіпсувати деталь.

Основне правило, як зазначено в багатьох інженерних джерелах, — розміщувати литниковий канал у найтовстіших частинах виробу. Цей принцип забезпечує постійне живлення під тиском розплавленим металом тих ділянок, які довше за все затвердівають, що запобігає усадковій пористості. Розміщення литникового каналу в тонкому перерізі може призвести до передчасного замерзання металу, блокуючи потік і спричиняючи дефект, відомий як холодний замикання, коли два потоки металу не з'єднуються належним чином.

Крім того, місце розташування литникового каналу має бути обране таким чином, щоб направляти потік металу так, щоб він витискував повітря та гази перед собою й виводив їх через вентиляційні отвори та перепуски. Як пояснюють експерти з Diecasting-mould , литниковий канал слід розміщувати так, щоб уникнути прямого удару струменя по сердечниках або делікатних частинах матриці, оскільки це може призвести до ерозії інструменту та спричинити турбулентність. Потік слід направляти вздовж стінок порожнини, щоб забезпечити плавне, ламінарне заповнення.

Сценарії розташування литникового каналу: добре проти поганого

• Погане розташування: Введення лиття в тонку стінку, розташовану далеко від центру мас деталі.
  Результатуючий дефект: Високий ризик передчасного замерзання, що призводить до неповного заповнення (недоливу) або холодних швів. Шлях течії довгий і неефективний.
• Вдале місце: Введення лиття в найтовстішу ділянку стінки деталі.
  Перевага: Забезпечує, що ділянка з найбільшим об’ємом матеріалу заповнюється останньою і під тиском, ефективно запобігаючи усадковій пористості та забезпечуючи щільне, міцне виливок.
• Погане розташування: Розташування литника таким чином, що два фронти потоку зустрічаються лоб у лоб у критичній естетичній зоні.
  Результатуючий дефект: Створює видиму зварну лінію, яка є конструкційно слабким місцем і поверхневим дефектом.
• Вдале місце: Розміщення литника для забезпечення одного безперервного шляху течії, що завершується у переливі.
  Перевага: Виштовхує повітря та забруднюючі речовини перед фронтом потоку і назовні з порожнини, забезпечуючи чисту, щільну деталь із мінімальною кількістю захопленого газу.

У деяких випадках для великих або складних деталей одного ворота недостатньо. Для забезпечення повного наповнення може бути необхідна система з декількома воротами. Однак це додає складності, оскільки ворота повинні бути збалансовані, щоб заповнити свої відповідні секції одночасно, щоб уникнути створення внутрішніх ліній зварки, де стикаються фронти потоку.

Вирішення неполадок: поширені дефекти, викликані поганою конструкцією системи шлюзів

Значний відсоток всіх дефектів лиття на друку можна простежити до неоптимальної системи шлюзів. Коли інженери стикаються з такими проблемами, як пористість, повну повну повну повну повну повну повну повну повну повну повну повну повну повну повну повну повну повну повну повну повну повну повну повну повну повну повну повну повну повну Розуміння прямої зв'язку між конкретним дефектом конструкції та отриманим дефектом має вирішальне значення для ефективного усунення неполадок та оптимізації процесу.

Наприклад, пористість , наявність невеликих порожнин у складі часто викликається надмірною турбулентністю. Коли розплавлений метал сильно крутиться у рулонці або під час проходу через ворота, він утримує повітря та інші гази, які затискаються в частину, коли він твердиться. Залишки, які занадто малі для необхідного потоку, можуть діяти як розпилювальні дзьости, розпорожнюючи метал і погіршуючи цю проблему. Вирішення часто включає збільшення площі воріт, вигладження шляху бігуна або переробку кута входу воріт, щоб сприяти менш хаотичному наповненню.

Ще одна поширена проблема холодних замків або неправдиві , де порожнина грибки не заповнюється повністю. Це зазвичай відбувається, коли розплавлений метал охолоджується занадто швидко і втрачає рідину, перш ніж дістатися до найвіддаленіших точок порожнини. Це може бути викликано занадто довгою системою рунера, що дозволяє надмірну втрату тепла, або занадто тонким воротами, що обмежують протік і викликають передчасне замерзання металу. Зміни конструкції для скорочення шляху потоку або збільшення товщини шлюзу часто можуть вирішити цю проблему.

Посібник з вирішення проблем системи шлюзів

Ключовий фактор - систематичний підхід до діагностики. Коли з'являється дефект, інженери повинні проаналізувати частину, щоб визначити місце і характер дефекту, а потім використовувати програмне забезпечення для моделювання потоку або емпіричний аналіз, щоб співвідносити його з проектом шлюзу. Невеликі, ітеративні зміни в бігуні або воротах, а потім ретельне огляд результатів, є найбільш ефективним способом діагностики та вирішення цих постійних проблем з виробництва.

Поширені запитання

1. Що таке ливниковий канал і литник у литті?

У процесі лиття ливниковий канал — це канал, який транспортує розплавлений матеріал від основного литника до порожнини виробу. Литник — це конкретний отвір між кінцем ливникового каналу та самою порожниною виробу. Основне завдання ливникового каналу — розподіл, тоді як ливник регулює остаточне надходження матеріалу, впливаючи на його швидкість, напрямок і характер течії.

2. Що таке ливниковий канал у литті?

Ливниковий канал — це канал, виконаний у сталі форми, який служить шляхом для розплавленого металу. Його головна функція полягає в тому, щоб розподіляти метал від центральної точки (литника) через один або кілька литників до порожнин форми. Добре спроектована система ливникових каналів зберігає температуру та тиск металу, мінімізуючи турбулентність.

3. Що таке литник у литті під тиском?

Ворота в литті під тиском — це останній і найчастіше найменший відрізок системи каналів перед тим, як розплавлений метал потрапляє у форму виробу (порожнину). Конструкція воріт має критичне значення, оскільки вона контролює швидкість і характеристики потоку металу під час заповнення форми. Ворота мають бути достатньо великими, щоб швидко заповнити виріб, але достатньо малими, щоб правильно замерзнути й легко видалятися з готового виробу.

4. Що таке ливникова система?

Ливникова система — це просто інший термін для позначення системи каналів у формі для лиття під тиском. Він стосується всієї мережі каналів, які направляють розплавлений сплав від литника до воріт. Цей термін підкреслює, що ці канали є невід'ємною частиною самої прес-форми.