Коротко

Усунення дефектів у литті під тиском полягає у виявленні недоліків, таких як пористість, тріщини, сліди течії та заусенці, які виникають через проблеми у конструкції форми, параметрах процесу або якості матеріалу. Основа вирішення цих проблем — це системний підхід до оптимізації таких змінних, як швидкість ін'єкції, температура матеріалу та форми, а також забезпечення цілісності самої форми. Чітке розуміння первинних причин — це перший крок до виготовлення високоякісних деталей без дефектів.

Розуміння первинних причин дефектів у литті під тиском

Ефективне усунення дефектів лиття під тиском починається з чіткого розуміння їх походження. Більшість недоліків можна віднести до однієї з трьох основних категорій: проблеми з формою або ливарною формою, нестабільність параметрів процесу або проблеми з якістю матеріалу. Ці фактори часто взаємопов’язані, оскільки проблема в одній області може посилювати неполадку в іншій. Методична діагностика є ключем до впровадження правильного рішення та запобігання повторенню проблеми.

Проблеми з формами є значним джерелом дефектів. Погано спроектована форма з недостатньою вентиляцією може затримувати гази, що призводить до пористості. Аналогічно, знос форми, такий як ерозія або неправильне центрування двох половинок, може призвести до утворення залисників або неузгоджених деталей. Також важливим є термокерування матрицею; надто холодна матриця може спричинити сліди течії або холодні сплавлення, тоді як локальний перегрів може призвести до припаювання, коли розплавлений сплав зливається з поверхнею матриці. Запобігання цим проблемам починається на етапі проектування. Співпраця з досвідченим виробником, який використовує сучасні CAE-симуляції та підтримує високі стандарти оснащення, наприклад Shaoyi (Ningbo) Metal Technology Co., Ltd. , має вирішальне значення для створення міцних форм, що зводять до мінімуму ймовірність виникнення дефектів з самого початку.

Параметри процесу — конкретні налаштування машини для лиття під тиском — мають бути точно контрольованими. Такі змінні, як швидкість вприску, тиск і швидкість охолодження, безпосередньо впливають на якість готової деталі. Наприклад, надто висока швидкість вприску може спричинити турбулентність у потоці розплавленого металу, що призведе до захоплення повітря й утворення газової пористості. Навпаки, недостатній тиск може призвести до неповного заповнення форми, що відоме як коротке заповнення. Час циклу, включаючи фази затвердіння та охолодження, має бути оптимізованим, щоб запобігти дефектам, таким як тріщини або деформації, спричинені внутрішніми напруженнями.

Нарешті, якість сировини має вирішальне значення. Сплав розплавленого металу повинен бути чистим, мати правильну температуру та бути належним чином продегазованим. Нечистоти або включення в сплаві, такі як оксиди чи шлак, можуть створювати слабкі ділянки всередині виливка, що призводить до структурних пошкоджень. Сам склад сплаву має важливе значення; наприклад, низький вміст заліза в алюмінієвому сплаві може збільшити ризик припаювання. Суворий контроль над чистотою сплаву та температурою забезпечує передбачувану поведінку матеріалу під час процесу лиття.

Діагностика поширених дефектів поверхні

Дефекти поверхні найчастіше є найбільш очевидними недоліками у виливках під тиском, що впливають як на їхній зовнішній вигляд, так і в деяких випадках — на функціональність. Поширені проблеми включають газову пористість, пухирі, сліди течії та тріщини. Кожна з них має окремі причини і вимагає цільових заходів для усунення. Розуміння цих візуальних ознак — це перший крок у діагностиці проблеми в технологічному процесі.

Газова пористість та пухирі є тісно пов’язаними дефектами, спричиненими захопленим газом у металі. Газова пористість проявляється у вигляді дрібних, часто круглих порожнин на поверхні або безпосередньо під нею. Пухирі — це підняті бульбашки на поверхні, які утворюються, коли захоплений газ розширюється і деформує тонкий зовнішній шар виливка, особливо під час термообробки або видалення з форми. Основною причиною є захоплення повітря під час турбулентного заповнення форми або виділення газу зі змащувача форми.

1. Перевірте якість матеріалу: Переконайтеся, що сплав чистий, сухий і належним чином продегазований перед використанням.
2. Оптимізація параметрів ін'єкції: Зменшіть швидкість ін'єкції, щоб створити більш ламінарний потік і мінімізувати турбулентність.
3. Покращення вентиляції: Переконайтеся, що вентиляційні канали форми та перепускні канали чисті й мають достатній розмір, щоб забезпечити вихід повітря з порожнини. Використання вакуумної формувальної системи є дуже ефективним рішенням.
4. Контроль мастил: Використовуйте мастило для форм високої якості та наносіть його помірно, щоб уникнути надмірного утворення газів.

Сліди потоку та тріщини пов’язані з термокеруванням і напруженням. Сліди потоку (або холодні стики) — це смуги, лінії або візерунки на поверхні, які відображають шлях затвердівання металу. Вони виникають, коли розплавлений метал надто швидко охолоджується після контакту з поверхнею матриці, що перешкоджає повному злиттю окремих потоків. Тріщини — це розколи, які можуть бути спричинені термічним напруженням від швидкого або неоднакового охолодження або механічним напруженням під час виштовхування.

1. Регулювання температур: Підвищте температуру матриці та розплавленого металу, щоб покращити текучість і запобігти передчасному затвердінню.
2. Оптимізуйте систему живлення: Змініть положення і розмір литникового отвору, щоб забезпечити швидке та рівномірне заповнення форми, зменшивши відстань, яку має подолати метал.
3. Покращіть термокерування: Переконайтеся, що система охолодження матриці працює належним чином, щоб уникнути неоднорідних температурних градієнтів, які створюють напруження.
4. Перегляньте геометрію деталі: Зведіть до мінімуму різкі зміни товщини стінок і додайте достатні заокруглення, щоб зменшити концентрацію напружень, у яких часто виникають тріщини.

Усунення внутрішніх та структурних дефектів

Хоча поверхневі дефекти є візуально помітними, внутрішні дефекти можуть порушити структурну цілісність компонента, що призводить до катастрофічного відмови в експлуатації. Основні внутрішні дефекти включають усадкову пористість і включення, тоді як інший важливий дефект — припікання — впливає на поверхню. Ці недоліки часто приховані від погляду і вимагають ретельного контролю процесу та управління матеріалами для їх запобігання.

Усадочна пористість виявляється у вигляді гострих, кутових порожнин або пор у виливку, зазвичай у товстіших ділянках. Виникає через усадку розплавленого металу під час затвердіння, коли немає достатньо рідкого металу, щоб заповнити утворену порожнину. Це часто наслідок поганого проектування деталі, наприклад, неоднорідної товщини стінок або недостатнього живлення від литникової системи. Щоб запобігти усадковій пористості, важливо проектувати деталі з однорідними перерізами, наскільки це можливо. Для отримання додаткових рекомендацій щодо запобігання дефектам Компанія Dynacast пропонує детальний посібник з цієї теми. Також важливим є ефективне теплове управління та належний розмір литникових отворів і прибиків для забезпечення правильного живлення під час затвердіння.

Пайка є дефектом, при якому розплавлений сплав хімічно зварюється з поверхнею матриці. Це пошкоджує як виріб під час виштовхування, так і саму матрицю, що призводить до дорогостоючих простоїв і ремонтів. Припаювання зазвичай виглядає як шорстка ділянка або лінія на виливку. Воно зазвичай викликається локальними високими температурами, ерозією поверхні матриці або неправильним складом сплаву, зокрема низьким вмістом заліза в алюмінієвих сплавах. Профілактичні заходи включають:

• Забезпечення належного охолодження матриці, щоб уникнути гарячих точок.
• Контроль хімічного складу сплаву, зокрема підтримання вмісту заліза в межах від 0,8% до 1,1% для певних сплавів.
• Використання високоякісного змащувального агента для матриці, щоб створити захисний бар'єр.
• Полірування порожнини матриці для видалення будь-якої шорсткості, яка може стати точкою припаювання.

ВКЛЮЧЕННЯ є сторонніми частинками, які потрапили в металеву матрицю. Вони можуть бути металевими (наприклад, шлак) або неметалевими (наприклад, пісок з форми, оксиди чи уламки вогнетривкого матеріалу). Включення створюють точки концентрації напруження, що значно послаблює деталь і може спричинити утворення тріщин під навантаженням. Основними джерелами є нечисті сплави, недостатнє очищення розплавленого металу або забруднення порожнини прес-форми. Згідно з комплексним переліком від Dolin Casting , надзвичайно важливим є дотримання чистоти. Це передбачає використання чистих злитків, ретельне зняття шлаку з розплаву, очищення ковшів та інструментів, а також забезпечення відсутності забруднень у порожнині прес-форми перед кожним литтям.

Усунення розмірних і геометричних дефектів

Розмірні та геометричні дефекти пов’язані з остаточною формою та точністю виливка і безпосередньо впливають на його здатність правильно встановлюватися та функціонувати у складальному вузлі. Поширені проблеми цієї категорії включають заусенці, короблення та розбіжність. Ці дефекти часто вказують на проблеми з машинним обладнанням для лиття під тиском, самою формою або термічними напруженнями під час охолодження. Усунення цих недоліків є необхідною умовою для підтримки ефективності виробництва та зменшення витрат на додаткову обробку.

Спалах це тонкий, небажаний шар металу, який утворюється на лінії роз'єднання виливка або навколо виштовхувачів. Він виникає, коли розплавлений метал проникає з порожнини форми під високим тиском. Найпоширенішими причинами є недостатнє зусилля затиснення машини, зношені або пошкоджені поверхні лінії роз'єднання форми або надмірний тиск ін’єкції. Детальний аналіз від Rapid Axis підкреслює, що знос форми є однією з основних причин. Для усунення цієї проблеми потрібна систематична перевірка:

• Перевірте зусилля затиснення: Переконайтеся, що тоннаж машини достатній, щоб надійно утримувати дві половини форми закритими під час впливу тиску ін'єкції.
• Огляньте форму: Перевірте лінію роз'єднання на наявність забруднень, зносу або пошкоджень. Регулярне технічне обслуговування форми має вирішальне значення.
• Оптимізуйте параметри процесу: Зменште швидкість або тиск ін'єкції до рівня, який дозволяє заповнити виріб без витиснення металу за межі порожнини.

Викривлення або деформація виникає, коли виливок спотворюється від заданої форми під час або після затвердіння. Це зазвичай викликається неоднаковим охолодженням, що створює внутрішні напруження, які тягнуть і скручують деталь. Тонкостінні ділянки охолоджуються і стискаються швидше, ніж товстостінні, що призводить до таких напружень. Інші причини включають неправильне виштовхування, яке механічно вигинає ще гарячу деталь. Щоб усунути деформацію, слід домогтися рівномірного охолодження шляхом регулювання каналів охолодження форми та забезпечення конструкції деталі, яка мінімізує великі варіації товщини стінок. Також можна запобігти деформації, відкоригувавши розташування виштовхувачів для забезпечення збалансованого зусилля.

Невідповідність є дефектом, при якому дві половини виливка неправильно вирівнюються, утворюючи виступ або зсув уздовж лінії роз'єму. Це майже завжди механічна проблема, пов’язана з формою або машиною. Зношені або пошкоджені штифти центрування в формі, розслаблені компоненти у машині для лиття під тиском або неправильне налаштування форми можуть призвести до неспівпадіння. Рішення полягає у ретельному огляді та технічному обслуговуванні як форми, так і машини, щоб забезпечити точне та стабільне вирівнювання двох половин форми на кожному циклі.

Поширені запитання про дефекти при литті під тиском

1. Які найпоширеніші дефекти при литті під тиском?

Найпоширеніші дефекти при литті під тиском можна об'єднати в три категорії. Поверхневі дефекти включають пористість, пухирі, сліди течії та тріщини. Внутрішні або структурні дефекти — це усадкова пористість та включення. Розмірні дефекти включають заусенці, деформацію (короблення) та неспівпадіння. Кожен тип має окремі причини, пов’язані з процесом, матеріалом або конструкцією форми.

2. Як зазвичай виявляють дефекти лиття?

Багато дефектів, таких як заусенці, сліди течії, тріщини та деформації, можна виявити за допомогою ретельного візуального огляду. Для внутрішніх дефектів, наприклад пористості або включень, потрібні методи неруйнівного контролю. Це може бути рентгенівський контроль для перегляду всередині деталі або ультразвуковий контроль для виявлення прихованих дефектів.

3. Що є ключем до запобігання дефектам лиття?

Ключем до профілактики є комплексний підхід, спрямований на три сфери. По-перше — це надійне проектування інструменту, яке забезпечує правильну систему живлення, вентиляції та теплового регулювання. По-друге — суворий контроль процесу, що передбачає оптимізацію швидкості ін’єкції, тиску та температур. По-третє — управління матеріалами високої якості, використання чистих, належним чином оброблених сплавів та підтримка чистого виробничого середовища.

4. Які основні категорії відмов, пов’язаних із литтям?

Пошкодження, пов'язані з литтям, зазвичай спричинені дефектами, які порушують цілісність деталі. Їх можна класифікувати як поверхневі недоліки, що впливають на покриття або естетичний вигляд, структурні дефекти, такі як пористість та тріщини, які зменшують механічну міцність і можуть призвести до руйнування, а також розмірні неточності, наприклад короблення або невідповідність, що перешкоджають правильній збірці та функціонуванню.