Практичний посібник із усунення дефектів лиття під тиском

Коротко

Усунення дефектів лиття під тиском вимагає методичного підходу до виявлення та усунення поширених недоліків, таких як пористість, тріщини, сліди течії та заусенці. Ці проблеми зазвичай виникають через неправильні параметри, пов’язані з температурою металу, тиском ін’єкції, станом форми або якістю матеріалу. Ключем до ефективного вирішення є систематична діагностика конкретного дефекту та усунення його первинної причини, наприклад, шляхом оптимізації течії металу, забезпечення належного вентилювання форми або налаштування параметрів обладнання.

Систематичний підхід до усунення несправностей

Успішне усунення дефектів лиття під тиском починається не з радикальних змін, а з логічного процесу виключення. Перш ніж припускати наявність складної проблеми з формою, важливо дотримуватися систематичної послідовності, яка спочатку враховує найпростіші та найпоширеніші змінні. Цей принцип «спочатку прості речі» економить час, скорочує витрати та запобігає непотрібним змінам дорогого оснащення. Дисциплінований підхід гарантує, що оператори не пропустять простого рішення, шукаючи складне.

Рекомендована ієрархія усунення несправностей починається з найлегше доступних елементів. По-перше, зосередьтеся на чистоті. Це означає, що поверхні роз’єму форми, порожнина та виштовхувачі мають бути вільними від бруду, нагару або залишків облою від попередніх циклів. Навіть маленький шматочок металу чи залишки можуть перешкодити правильному закриттю форми, що призводить до дефектів, таких як облой. Цей початковий крок — найшвидший і найпростіший для перевірки, і часто він одразу ж вирішує проблему.

Далі оцініть витратні матеріали. Це передбачає перевірку якості та способу нанесення змащувача форми. Чи рівномірно його розпилюють? Чи використовується забагато або замало? Нерівномірне або надмірне нанесення може призвести до газопроникності, слідів течії або пригарання. Після витратних матеріалів увагу переносять на параметри машини. Оператори мають переконатися, що такі налаштування, як зусилля затискання, швидкість ін’єкції, тиск та температура металу/форми, знаходяться в межах встановлених значень для даної деталі та сплаву. Саме ці параметри часто є основною причиною дефектів, пов’язаних із тиском та течією.

Лише після вичерпання цих кроків варто розглядати складніші фактори. Оцініть якість сировини; переконайтеся, що злитки чисті, сухі та мають правильний склад, щоб запобігти проблемам, таким як газопроникність або тріщини. Нарешті, якщо всі інші змінні виключено, настав час перевірити сам матричний інструмент на знос, пошкодження або конструктивні недоліки систем живлення та вентиляції. Наприклад, при усуненні заусенців оператор насамперед має очистити лінію роз'єднання, потім збільшити зусилля затискання, а потім відрегулювати швидкість ін'єкції. Лише якщо заусенці не зникають, слід розглянути можливість відправлення матричного інструменту на ремонт, процес, детально описаний у ресурсах експертів з Dolin Casting .

Дефекти від руху металу та затвердіння

Значна категорія дефектів лиття під тиском виникає через проблеми під час заповнення порожнини форми та наступного охолодження й затвердіння розплавленого металу. Ці недоліки безпосередньо пов’язані з термокеруванням, швидкістю течії та тиском. Розуміння того, як ці фактори взаємодіють, є ключовим для діагностики та запобігання найпоширенішим візуальним дефектам, зокрема слідам течії, холодним швам, тріщинам і усадковій пористості. Кожен із цих дефектів дає підказки про те, що пішло не так під час циклу лиття.

Сліди течії та холодні сплави — це тісно пов’язані дефекти, викликані недостатньою рухливістю або температурою металу. Сліди течії з’являються у вигляді смуг або візерунків на поверхні виливка, які відображають шлях розплавленого металу. Холодні сплави є більш серйозною формою цих дефектів і проявляються у вигляді лінійних тріщин, де дві хвилі розплавленого металу не змогли повністю злитися. Таке неповне злиття створює слабке місце, яке легко може перетворитися на тріщину під дією напруження. Обидва дефекти вказують на те, що метал охолодився занадто швидко до того, як порожнина була повністю заповнена та піддана тиску.

З іншого боку, тріщини та усадкові пори зазвичай пов'язані з процесом охолодження та затвердіння після заповнення порожнини. Тріщини можуть виникати через термічні напруження внаслідок неоднакового охолодження, особливо у деталей із нерівномірною товщиною стінок, або через надмірне зусилля під час виштовхування. Усадкові пори проявляються у вигляді внутрішніх порожнин або заглиблень на поверхні (сліди просідання) і виникають тоді, коли недостатньо розплавленого металу для компенсації зменшення об’єму під час затвердіння виливка. Це часто є проблемою у товстіших ділянках деталі, які охолоджуються повільніше, ніж оточуючі ділянки.

Для усунення цих проблем необхідно поєднати заходи щодо проектування, матеріалу та технологічних параметрів. Критично важливими є оптимізація геометрії деталі для забезпечення рівномірної товщини стінок, рівномірний попередній нагрів форми та коригування параметрів ін'єкції. У наступній таблиці узагальнено типові рішення для усунення цих дефектів течії та затвердіння.

Дефекти, спричинені газом, тиском та забрудненням

Інша важлива група дефектів лиття під тиском виникає через фактори, які важче виявити безпосередньо: захоплений газ, неправильний тиск і сторонні матеріали в розплавленому сплаві. Дефекти, такі як газова пористість, пухирі, заусенці та включення, можуть серйозно порушити структурну цілісність і якість поверхні виливка. Ці проблеми часто виникають під час підготовки металу, через стан форми або фізику заповнення порожнини під надзвичайним тиском.

Газова пористість є одним із найпоширеніших дефектів, який характеризується наявністю малих пор або бульбашок, що утворилися всередині металу. Ці пори послаблюють деталь і можуть стати серйозною проблемою у компонентів, які мають бути герметичними за тиском. Газ може з’являтися з кількох джерел: це може бути водень, що виділяється з розплавленого алюмінієвого сплаву, повітря, яке захоплюється та перемішується з металом через турбулентний процес заповнення, або гази, що утворюються при згорянні смазки для форми під час контакту з гарячим металом. Бульбашки — це поверхневий прояв цього явища, коли газ, захоплений безпосередньо під поверхнею, розширюється й утворює випуклий пухир на виливку.

Лижка — це дефект, пов'язаний з тиском і цілісністю форми. Він виникає у вигляді тонкого небажаного шару металу на краю виливка там, де зустрічаються дві половинки форми. Лижка утворюється, коли розплавлений метал витікає з порожнини під високим тиском. Це може статися з кількох причин: замикальне зусилля машини недостатнє для утримання форми закритою, тиск вливання надто високий, поверхні форми зношені або пошкоджені, або є забруднення, що перешкоджає ідеальному закриттю форми.

Нарешті, включення — це сторонні матеріали, які потрапляють у виливок. Це можуть бути металичні або неметалеві частинки, наприклад оксиди з розплавленого металу, забруднення з плавильного горна або домішки з вторинної сировини. Включення створюють концентрації напружень у виливку, що може призвести до передчасного руйнування. Щоб запобігти їм, необхідні дбайливі процедури чистоти та обробки на всіх етапах процесу плавлення та лиття.

Усунення газової пористості та бульбашок

• Головні причини: Розчиненого водню в розплавленому сплаві; вологість на слитках або інструментах; турбулентність під час впр'ювання; надмірний або неправильний засіб розв'язання цвілі.
• Ефективні рішення:
  1. Введіть методи дегазування металу для видалення розчиненого водню перед литтям.
  2. Перед використанням переконайтеся, що всі металеві слитки і інструменти повністю чисті і сухі.
  3. Оптимізувати систему шлюзів і рунерів для забезпечення плавного, нетурбулентного потоку металу в матрицю.
  4. Переконайтеся, що вентиляційні отвори є прочистими і правильно розміщені, щоб утримуваний повітря міг вийти.
  5. Використовуйте високоякісне смазочне масло і наносіть його скромно і рівномірно.

Вирішення неполадок Flash

• Головні причини: Недостатня сила затягування машини; надмірно високе тиск венування; зношені або пошкоджені роздільні лінії на шпалері; сміття на поверхнях шпалеру.
• Ефективні рішення:
  1. Перевірте і збільшіть тонаж затиску машини, щоб переконатися, що він є адекватним для поверхні частини.
  2. Чистити поверхню роз'єму шпалери перед кожним циклом.
  3. Знизити тиск ін'єкції до найнижчого ефективного рівня.
  4. Проводити регулярне обслуговування розтинків для ремонту будь-якого зносу або пошкодження роз'ємних ліній.

Дефекти від взаємодії розтинка і машини

Фізичне та теплове взаємодію між розплавленим сплавом, сталевим матрицею та самою литючою машиною є частою причиною дефектів. Проблеми, такі як споїв, тяга, теплова перевірка і невідповідні частини, викликані не тільки металом, а і станом і вирівнянням виробничого обладнання. Ці дефекти часто вказують на необхідність кращого обслуговування, коригування інструментів або змін у налаштуванні і експлуатації станції.

Поліювання відбувається, коли розплавлений сплав хімічно зв'язується або зливається з поверхнею порожнини. Це призводить до грубих плям на литці і може завдати пошкодження шпалеру при викиданні. Основні причини включають ерозію матеріалу маркування через високу температуру або пряме зіткнення металевого потоку, неправильне вміст заліза в алюмінієвому сплаві або грубу поверхню порожнини маркування, яка забезпечує якорь для металу, щоб прилепитися.

Смази і драскоти - це драскоти або глибокі лінії на поверхні лиття, завжди паралельні напрямку викидання. Ця дефектність є чітким показником проблеми з видаленням частини з штампу. Зазвичай це викликано недостатнім кутом протягу на конструкції частини, грубою або пошкодженою поверхнею порожнини, яка тримає частину, або неправильно вирівняними щифтами викидача, які виштовхують частину нерівномірно.

Теплова перевірка, також відома як теплова втома, з'являється як мережа тонких тріщин на самой поверхні штампування, яка потім переносить відповідний піднятий узор на лиття. Це довготривала проблема зносу, викликана постійним, швидким циклами нагріву і охолодження, які переживає штамповка. Невідповідні частини є ще однією механічною проблемою, коли дві половини шпалери не ідеально вирівняні, що призводить до видимого кроку або зрушення вздовж лінії розколу частини. Це часто відбувається через зношені або неправильні штифти у машині.

Щоб запобігти цим дефектам, необхідно зосередитися на якості інструментів і ретельному обслуговуванні. Для критичних застосувань партнерство з постачальниками, які спеціалізуються на високої цілісності металевих компонентів підкреслює важливість точності з самого початку. Вирішення часто включають як запобіжні заходи, так і коригуючі дії.

• Паяння: Щоб запобігти припаюванню, необхідно покращити охолодження матриці в проблемних зонах, відполірувати порожнину матриці до гладкого стану та переконатися, що вміст заліза в сплаві знаходиться в рекомендованому діапазоні (зазвичай від 0,8% до 1,1%). Використання високоякісного та правильно нанесеного змащувача для матриць також забезпечує важливий бар'єр.
• Затягування: Рішенням для усунення затягування є аналіз конструкції деталі та матриці. Це може включати збільшення кутів випуску, полірування стінок порожнини та забезпечення збалансованості системи виштовхування та її правильної роботи.
• Теплові тріщини: Хоча теплові тріщини неминучі під час тривалого виробничого процесу, їх появу можна затримати шляхом правильного попереднього нагріву матриці перед початком роботи, уникнення надмірних коливань температури та використання інструментальної сталі високої якості.
• Невідповідність частин: Це вимагає механічного огляду матриці та обладнання. Зазвичай рішення полягає в діагностиці машини для лиття під тиском та заміні зношених або неправильних конічних та центрувальних штифтів для відновлення правильного центрування.

Профілактичні стратегії бездефектного лиття

Ефективне усунення дефектів у процесі лиття під тиском полягає не стільки в реагуванні на окремі проблеми, скільки в побудові проактивної стратегії контролю якості. Кореневі причини більшості дефектів — незалежно від того, чи пов’язані вони з температурою, тиском, забрудненням чи механічним зносом — взаємопов’язані. Зміна, спрямована на вирішення однієї проблеми, наприклад збільшення швидкості ін’єкції для усунення холодного стику, може невпосередньо викликати іншу, наприклад заусенці. Тому для постійного успіху необхідний комплексний і систематичний підхід.

Основою цієї стратегії є ретельний контроль процесу та регулярне технічне обслуговування. Це включає дбайливе очищення матриць, обережне поводження з сировиною для запобігання забрудненню, а також плановий огляд як машини, так і оснастки на наявність ознак зносу. Дотримуючись логічної послідовності усунення несправностей, яка починається з найпростіших змінних, оператори можуть ефективніше вирішувати проблеми й уникати дорогих, непотрібних втручань. Зрештою, виготовлення виливків високої якості без дефектів — це результат поєднання надійного конструктивного виконання деталей, високоякісної оснастки та глибокого розуміння параметрів процесу.

Поширені запитання

1. Які дефекти має лиття під тиском?

Поширені дефекти лиття під тиском можна згрупувати за категоріями. До них належать проблеми з течією та кристалізацією (сліди течії, холодні шви, тріщини, усадка), проблеми з газом і тиском (газова пористість, пухирі, заливки), забруднення (включення) та дефекти, пов’язані з взаємодією матриці чи машини (припаювання, затягування, термічні тріщини, розбіжність частин).

2. Як перевірити наявність дефектів лиття?

Основним методом виявлення дефектів лиття є ретельний візуальний огляд, який дозволяє виявити поверхневі дефекти, такі як тріщини, заливи, сліди течії та усадкові раковини. Для виявлення внутрішніх дефектів, таких як газові або усадкові пори, можуть знадобитися більш складні методи, наприклад, рентгенівський контроль або руйнівні випробування, щоб оцінити внутрішню цілісність деталі.

3. Що таке дефект заливу при литті під тиском?

Залив — це поширений дефект, при якому тонка надлишкова металева плівка утворюється на краю виливка, зазвичай уздовж лінії роз'єму, де зустрічаються дві половини форми. Він виникає, коли розплавлений метал виходить із порожнини під високим тиском, найчастіше через недостатнє зусилля затиснення, зношену форму або забруднення поверхні форми.

4. Які існують сім дефектів лиття?

Хоча існує багато типів дефектів лиття, сім найпоширеніших — це газопроникність, усадкова пористість, тріщини, заусенці, холодні шви, сліди течії та припайка. Ці дефекти охоплюють широкий спектр первинних причин, починаючи від проблем з температурою металу та вмістом газу й закінчуючи проблемами з тиском ін'єкції та станом форми.