Avtomashina komponentlarini mukammal ishlab chiqarish uchun yarim sopol metall quyish

Qisqacha

Yarim-suyuq metall (SSM) quyish — quyish va forg'lash elementlarini birlashtirgan ilg'or ishlab chiqarish jarayoni bo'lib, unda metall qotishmalar yarim suyuq, liosimon holatda shakllantiriladi. Avtomobil sanoati uchun bu usul osiylik, murakkab geometriyaga ega bo'lgan baland sifatli komponentlarni, masalan, suspensiyon qismlari va uzatish korpuslarini ishlab chiqarishda muhim ahamiyatga ega. Ushbu jarayon an'anaviy o'ttik quyish usullariga qaraganda mexanik mustahkamligi yuqori hamda kamroq porozlaydigan detallarni beradi.

Yarim-suyuq Metall (SSM) Quyishni Tushunish: Asoslar va Tamoyillar

Yarim-solot (SSM) sovuti o'ta aniq shakl hosil qilish texnologiyasidir va bu an'anaviy sovutish hamda forginka orasidagi noyob chegarada amalga oshiriladi. Jarayon metall qotishmaning suyuq (to'liq suyuq) va qattiq (to'liq qattiq) holatlari orasidagi haroratda shakllantirilishini o'z ichiga oladi. Bu holat ko'pincha 'jigarimon holat' yoki liamba sifatida ataladi, bunda metall qattiq, sharimon zarrachalar suyuq matritsada osilgan holda mavjud bo'ladi. Bunday tarkib materialga tiksotropiya deb ataladigan noyob xususiyat beradi: tinch holatda u qattiq jismga o'xshaydi, lekin shprits orqali o'zlashtirish kabi siljish kuch ta'sirida suyuq kabi oqadi.

SSM ning afzalliklarini tashkil etuvchi ilmiy tamoyil — dendritsiz mikrotuzilishdir. An'anaviy quyishda, suyuq metall sovib, gazlarni o'rab oladigan va porozlikni hosil qiladigan, shuning uchun yakuniy detalning mustahkamligini pasaytiradigan daraxtsimon kristallar — dendritlarni hosil qiladi. Biroq, SSM ishlov berish jarayoni birinchi darajadagi ingichka, sferik yoki globulyar qattiq zarralarning hosil bo'lishini rag'batlantiradi. Bu eritma qotish oralig'ida aralashtirish yoki agitatsiya qilish orqali eritiladi. Hosil bo'lgan massani gazlarning o'ralib qolishiga va yuqori bosimli doza quyish (HPDC) da nuqsonlarga olib keladigan turblanishni minimal darajada kamaytiruvchi silliq, laminar oqim bilan matritsaga kiritish mumkin.

Mikrotuzilishdagi ushbu asosiy farq bevosita yuqori mexanik xossalarga olib keladi. Sanoat ekspertlari tomonidan batafsil bayon etilganidek, CEX Casting sSM orqali ishlab chiqarilgan komponentlar yuqori cho'zilish kuchiga, yaxshilangan plastiklikka va kuchliroq chidamlilikka ega. Zich, bir tekis tuzilish SSM detallarini bosim zichligi va yuqori konstruktiv butunlik talab qilinadigan sohalarda foydalanish uchun g'oya ko'p qiladi. SSM murakkab shakllarni quyish orqali hosil qilish qobiliyatini forj sifatidagi material sifati bilan birlashtirib, komponentlarning ishlashini va ishonchliligini optimallashtirish maqsad qilgan muhandislarga kuchli vosita bo'lib xizmat qiladi.

Asosiy SSM jarayonlari: Tiksokuyish vs. Reokuyish

Yarim-suyuq metallni qotirishning ikkita asosiy usullari — Tiksokuyish va Reokuyish — asosan ularning boshlang'ich materiali va massaning tayyorlanish usuli jihatidan farq qiladi. Ular orasidagi farqlarni tushunish berilgan sohadagi to'g'ri jarayonni tanlash uchun muhim. Har bir usul xarajat, nazorat hamda material bilan ishlash talablari jihatidan alohida-boshqa muvozanatni ta'minlaydi.

Tiksokuyish bu allaqachon talab qilingan globulyar, dendritsiz mikrostrukturaga ega bo'lgan maxsus tayyorlangan xom ashyo billeti bilan boshlanadi. Bu billet magnit-gidrodinamik (MHD) aralashtirish yoki donni yaxshilash kabi jarayonlar orqali ishlab chiqariladi. Thixocasting protsessida bu oldindan sozlangan billet aniq o'lchamdagi slugga kesiladi va so'ngra induktsion pechda yarim qattiq harorat oralig'iga qadar qayta isitiladi. Kerakli qattiq-suyuq kasrga yetgandan so'ng, robot slagni stvol ko'ylagiga o'tkazadi va shpritsga kiritiladi. Dastlabki mikrostruktura aniq muhandislik qilinganligi sababli, ushbu usul ajoyib protsess nazorati va barqarorlikni ta'minlaydi.

Rheocasting , aksincha, yarim-suyuq ilavoni oddiy suyuq metallardan bevosita hosil qiladi, bu esa uning arzonroq bo'lish ehtimolini beradi. Ushbu jarayonda, suyuq qotishma partiyasi yarim-suyuq haroratgacha sovutiladi va bir vaqtda jadallik bilan aralashtiriladi. Mexanik yoki elektromagnit aralashtirish shakllanayotgan dendritlarni vujudga keltiradi va kerakli globulyar tuzilishning shakllanishini rag'batlantiradi. Ilava tayyor bo'lgach, u matritsa ichiga o'tkaziladi va quyiladi. Reokasting qimmatbaho, oldindan tayyorlangan ingotlarga ehtiyoj sezmaydi, lekin ilavaning barqarorligi va sifatini ta'minlash uchun murakkab haqiqiy vaqt monitoringi va boshqaruvni talab qiladi.

Shu bilan bog'liq bo'lgan Thixomolding® jarayoni SSM kontekstida tez-tez eslatib o'tiladi va ayniqsa magnezium qotishmalarida keng tarqalgan. Bu plastik naycha bilan yasalgan plastmassa bilan o'xshash ishlaydi, unda magniy qotishmasining chiplari issiq namlaga kiritilgan va naycha bilan kesilgan holda naychaga kiritilishdan oldin tiksotropik silliq hosil qilinadi. Ushbu jarayonlar orasidagi tanlov ishlab chiqarish hajmi, komponentlarning murakkabligi va xarajatlar maqsadlariga bog'liq. Thixocasting ko'pincha eng yuqori yaxlitlikni talab qiladigan kritik komponentlar uchun afzal ko'riladi, Rheocasting esa yuqori hajmli avtomobil ishlab chiqarishi uchun kamroq material xarajatlari uchun salohiyati tufayli mashhur bo'lib bormoqda.

SSM qo'yishining asosiy afzalliklari va avtomobilsozlik uchun qo'llanmalari

Avtomobil sanoatida yarim qattiq metall quyishni qabul qilish sanoatning asosiy muammolariga to'g'ridan-to'g'ri javob beradigan bir qator muhim afzalliklarga ega: engillik, ishlash va xarajat samaradorligi. "Shark"ning hisobotida qayd etilganidek, AQSh Energetika vazirligi , SSM murakkab geometriyaga ega yengil, yuqori mustahkamlikdagi tarkibiy qismlarni ishlab chiqarish uchun ideal bo'lib, yoqilg'i tejamkorligini va transport vositasining dinamikasini yaxshilashda asosiy texnologiyadir.

Avtomobillar uchun SSM quyish usulining asosiy afzalliklari quyidagilardan iborat:

• Kamroq porozalilik: Yarim sot suyuqlikning o'stida shakldagi aralashmasi o'tkazilayotgan paytda gazni ushlab qolish sezilarli darajada kamaytiriladi, natijada deyarli porozaliksiz tayyorlanadigan qismlar hosil bo'ladi. Bu esa suyuqlik va vakuum tizimlari kabi bosim ostida ishlaydigan ilovalar uchun mos keluvchan qiladi.
• Yuqori mexanik xususiyatlar: Moyjimsimon mikrotuzilma an'anaviy quyish bilan tayyorlangan qismlarga nisbatan mustahkamlik, cho'ziluvchanlik va chidamlilikni yaxshilangan qismlarni beradi. Bu bajarilishini qurbon qilmasdan ingichka devorli, yengilroq qismlarni loyihalash imkonini beradi.
• Deyarli to'liq shakldagi ishlab chiqarish: SSM sovutiш yuqori o'lchov aniqlikiga ega va ajoyib sirt korinishiga ega bo'lgan qismlarni ishlab chiqaradi, qimmatbaho va vaqt talab qiladigan qo'shimcha mashina ishlash operatsiyalari zarur bo'lmay qoladi.
• Issiqlik bilan ishlov berish mumkin: SSM komponentlarining past porozligi ularga (masalan, aluminiy qotishmalari uchun T5 yoki T6 holatlarda) issiqlik bilan ishlov berish imkonini beradi, bu esa ularning mexanik xususiyatlarini yanada yaxshilash uchun kerakli amaliyotdir. Bu ko'pincha gazlarning ushlab qolinishi tufayli pufaklar hosil bo'lish xavfi tufayli HPDC qismlari uchun amalga oshirib bo'lmaydigan imkoniyatdir.

Bu afzalliklar SSMni ayniqsa avtomobil komponentlarining ortib bora yotgan soni uchun afzal ko'riladigan usul qilishda. Aniq dasturlar orasiga oshqich birikmalari, uzatish korpuslari, dvigatel tayanchlari, burilish chigirig'lari, tormoz komponentlari hamda integral shassi qismlari kiradi. Masalan, SSM yordamida oshqich birikmasini yaratish yo'ldagi millionlab tsikllarga chidash uchun zarur bo'lgan yuqori chidamlilikka ega bo'lishini ta'minlaydi. SSM quyish va forjlash tamoyillarini birlashtirish orqali noyob afzalliklarni taklif etsa ham, boshqa ixtisoslashtirilgan jarayonlar muhim bo'lib qolmoqda. Masalan, ba'zi yuqori kuchlanishdagi komponentlar hali ham maxsus shakllantirish usullariga tayanadi; mutaxassislari avtomobil forjlash qismlar maksimal mustahkamlik talab qilinadigan aralashmaga ega bo'lgan buyumlar uchun echim taklif qiladi, bu avtomobillar ishlab chiqaruvchilar uchun mavjud bo'lgan turli muhandislik vositalarini namoyish etadi.

SSM texnologiyasi uchun qiyinchiliklar va kelajak ko'zlangan

Semi-solid metal sovutish keng qo'llanilayotgan bo'lsada, uning qo'llanilishini tarixiy jihatdan cheklovchi bir nechta muammolar mavjud. Asosiy to'siqlar jarayonning murakkabligi va narxiga oid. SSM ishlab chiqarish liniyasini joriy etish induktsion isitish tizimlari, sho'rva tayyorlash uskunalari hamda yuqori darajadagi jarayon nazorat vositalari kabi maxsus jihozlarga katta dastlabki kapital sarmoyani talab qiladi. Jarayon o'z navbatida detallar sifatiga juda muhim bo'lgan qattiq-holatdan suyuq holatgacha bo'lgan nisbatni saqlash uchun bir necha gradus Celsiygacha aniqlikda haroratni boshqarishni talab qiladi.

Shuningdek, SSM sovuti o'tkazish uchun shakl va matritsalar loyihasi an'anaviy die sovuti o'tkazishga qaraganda murakkabroqdir. Yarim sopol aralashmaning oqish xususiyatlari to'liq suyuq metallnikiga qaraganda farq qiladi va defektsiz to'liq to'ldirishni ta'minlash uchun maxsus simulyatsiya dasturiy ta'minoti hamda muhandislik mutaxassisliligini talab qiladi. Xususan Thixocastingda foydalaniladigan oldindan tayyorlangan billetlarning xom ashyo narxi boshqa jarayonlarda ishlatiladigan standart ingotlarga nisbatan yuqori bo'lishi mumkin, bu esa bitta detal uchun umumiy xarajatlarga ta'sir qiladi.

Biroq, avtomobilda SSM texnologiyasi uchun kelajak istiqboli yorqin. Avtomobil muhandislari jamiyati (SAE) tomonidan e'lon qilingan tadqiqotda aks ettirilganidek, Avtomobil muhandislari jamiyati (SAE) , jarayon raqobatbardosh va amaliy ishlab chiqarish usuli sifatida mustahkam o'rnini egalladi. Sensor texnologiyasi, jarayonni avtomatlashtirish va kompyuter modellashtirish sohasidagi doimiy rivojlanish SSM ni yanada ishonchli, takrorlanuvchan va xarajatlari samarali qilmoqda. Standart quyilmalar asosida ishlaydigan yanada samarali Reokasting usullarining rivojlanishi komponentlarning keng doirasini massaviy ishlab chiqarish uchun xarajatlarni kamaytirish va imkoniyatlarni kengaytirish jihatidan ayniqsa yaxshi iste'dodga ega. Avtomashinalar yengillashtirish va transport vositalarini elektrlashtirish chegaralarini yanada kengaytirib borgan sari, yuqori ishlash ko'rsatkichiga ega, kamchiliklarga ega bo'lmagan komponentlarga bo'lgan talab ortib bormoqda, bu esa yarim-suyuq metall quyishni mobil tizimlarning kelajagi uchun muhim imkoniyatli texnologiya sifatida belgilaydi.

Koʻpincha soʻraladigan savollar

1. Yarim-suyuq holatda quyish jarayoni nima?

Yarim-suyuq sovurish — bu metall qotishma to'liq qattiq va to'liq suyuq holat orasiga qadar isitiladigan, shlam hosil qiladigan ishlab chiqarish texnologiyasidir. Bu shlamlar globulyar mikrotuzilmaga ega bo'lib, shaklga yaqin qismni olish uchun matritsaga kiritiladi. Inyektsiya paytida tebranishni minimal darajada kamaytirish natijasida yuqori mexanik mustahkamlikka ega zich komponentlar va juda past porozligi hosil bo'ladi.

hPDC ning kamchiliklari nimalardan iborat?

Yuqori bosimli press-forma sovurish (HPDC) ning asosiy kamchiliklaridan biri — porozligining yuqori ehtimoli. Butunlay suyuq metallning tez, turbulensiya to'la inyektsiyasi shakl ichida havo va gazlarni ushlab qolishi mumkin, yakuniy qismda bo'shliqlar hosil qiladi. Bu porozlik komponentning mexanik xususiyatlarini, ayniqsa uning mustahkamligi va bosim zichligini pasaytiradi va odatda detalni samarali ravishda isitish bilan ishlashga to'sqinlik qiladi.