Lưỡi phun trong đúc khuôn: Các nguyên nhân chính và phương pháp phòng ngừa

TÓM TẮT NHANH

Ba via trong quá trình đúc áp lực là một khuyết tật sản xuất phổ biến, bao gồm một lớp mỏng kim loại nóng chảy dư thừa không mong muốn thoát ra khỏi buồng khuôn trong quá trình đúc. Nó thường hình thành dọc theo các đường chia khuôn, các mối nối hoặc xung quanh các chốt đẩy trên sản phẩm cuối cùng. Vấn đề này chủ yếu do dụng cụ bị mài mòn, lực kẹp khuôn không đủ từ máy, đóng kín khuôn không đúng cách hoặc các thông số quy trình chưa tối ưu như áp lực tiêm quá cao.

Hiểu về Ba Via trong Đúc Áp Lực: Định Nghĩa Chi Tiết

Trong môi trường áp lực cao của quá trình đúc khuôn, kim loại nóng chảy được phun vào một khuôn thép, được gọi là khuôn đúc, để tạo thành các chi tiết chính xác. Dải flash trong đúc khuôn là phần vật liệu dư thừa tràn ra ngoài buồng khuôn theo bất kỳ khe hở nào có sẵn. Lượng rò rỉ này đông đặc lại thành phần nhô mỏng như vảy trên bề mặt chi tiết đúc. Do tính lưu động tự nhiên của kim loại nóng chảy dưới áp suất lớn, ngay cả những khuyết tật hay khe hở nhỏ nhất trong bộ khuôn cũng có thể trở thành đường thoát.

Tình trạng lỗi này được xem là vấn đề vì nó làm thay đổi kích thước cuối cùng của chi tiết và thường yêu cầu một quy trình xử lý thứ cấp tốn nhiều công sức để loại bỏ, làm tăng cả thời gian sản xuất lẫn chi phí. Sự xuất hiện của dải flash cho thấy khả năng tồn tại sự cố trong quy trình sản xuất, cần được khắc phục để đảm bảo chất lượng ổn định và độ nguyên vẹn của chi tiết. Dáng vẻ của nó có thể dao động từ một lớp mỏng như giấy ăn đến một mép viền dày hơn, tùy thuộc vào kích thước khe hở và áp suất khi phun.

Vết bavia thường xuất hiện ở những khu vực cụ thể của sản phẩm đúc nơi các phần khác nhau của khuôn gặp nhau. Những vị trí này bao gồm:

• Đường phân khuôn: Đường nối chính nơi hai nửa khuôn gặp nhau là vị trí phổ biến nhất xuất hiện vết bavia.
• Chốt đẩy: Các khe hở nhỏ xung quanh các chốt dùng để đẩy chi tiết đã đông đặc ra khỏi khuôn có thể cho phép kim loại chảy ra ngoài.
• Thanh trượt và lõi: Những khu vực mà các bộ phận chuyển động (thanh trượt hoặc lõi) được sử dụng để tạo các chi tiết nội thất phức tạp cũng có thể xảy ra vấn đề về độ kín khít.
• Thông hơi: Nếu các rãnh thông hơi được thiết kế để thoát khí quá lớn hoặc bị mài mòn, chúng cũng có thể cho phép kim loại nóng chảy đi qua.

Việc phân biệt flash với các thành phần cần thiết khác trong quá trình đúc là rất quan trọng. Ba-vít, rãnh dẫn và cổng rót là những kênh được thiết kế chủ đích để dẫn kim loại nóng chảy vào buồng khuôn. Mặc dù vật liệu này cũng dư thừa và phải được loại bỏ, nhưng chúng là một phần được lên kế hoạch trong quy trình. Trong khi đó, flash lại là khuyết tật không mong muốn và phát sinh ngoài ý muốn do việc không kiểm soát hoàn toàn kim loại nóng chảy.

Nguyên Nhân Chính Gây Ra Hiện Tượng Flash

Việc hình thành flash trong quá trình đúc khuôn hiếm khi do một nguyên nhân đơn lẻ gây ra; thông thường nó là kết quả của sự kết hợp nhiều yếu tố liên quan đến khuôn, máy móc và các thông số quy trình. Việc xác định nguyên nhân gốc rễ là rất cần thiết để thực hiện giải pháp hiệu quả. Những nguyên nhân phổ biến nhất bao gồm các vấn đề liên quan đến khuôn và cài đặt máy hoặc thông số quy trình không phù hợp.

Một trong những nguyên nhân phổ biến nhất là sự suy giảm hoặc thiết kế không phù hợp của bản thân khuôn. Theo thời gian, các chu kỳ đun nóng và làm nguội liên tục, kết hợp với áp lực cao, có thể gây mài mòn các bề mặt phân khuôn. Nếu các bề mặt này không còn kín hoàn toàn, các khe hở sẽ xuất hiện. Tương tự, một khuôn được thiết kế kém với các đặc điểm bịt kín không đầy đủ hoặc lắp ráp lệch tâm sẽ có xu hướng rò rỉ ngay từ đầu. Bất kỳ biến dạng hay hư hỏng nào trên hai nửa khuôn đều có thể ngăn chúng đóng chặt vào nhau, dẫn đến hiện tượng vảy flash một cách không thể tránh khỏi.

Không kém phần quan trọng là các thiết lập máy và thông số quy trình. Lực kẹp của máy đúc khuôn, dùng để giữ hai nửa khuôn lại với nhau, phải đủ lớn để chống lại áp lực khổng lồ khi kim loại nóng chảy được phun vào. Nếu lực kẹp được đặt quá thấp, áp lực phun có thể đẩy hai nửa khuôn tách rời nhau, tạo ra khe hở để kim loại tràn ra ngoài. Theo các chuyên gia tại Dynacast , lượng máy ép không đủ là nguyên nhân chính gây ra ba via. Ngoài ra, áp suất hoặc tốc độ phun quá cao có thể làm quá tải ngay cả khuôn được kẹp chặt đúng cách, ép kim loại tràn vào các khe hở nhỏ nhất.

Bảng dưới đây tóm tắt các nguyên nhân chính và lý do vật lý cơ bản của chúng, cung cấp một khung chẩn đoán rõ ràng.

Các chiến lược hiệu quả để ngăn ngừa và kiểm soát ba via

Ngăn ngừa ba via trong đúc áp lực là một nỗ lực chủ động kết hợp giữa bảo trì nghiêm ngặt, hiệu chuẩn máy chính xác và thiết kế khuôn thông minh. Bằng cách xử lý các nguyên nhân gốc rễ, các nhà sản xuất có thể giảm đáng kể sự xuất hiện của khuyết tật này, từ đó nâng cao chất lượng chi tiết và giảm chi phí sản xuất. Một chiến lược phòng ngừa toàn diện tập trung vào việc duy trì độ bền vững của dụng cụ và tối ưu hóa mọi biến số quy trình.

Hàng rào đầu tiên là một chương trình bảo trì khuôn cẩn thận và nhất quán. Như được trình bày chi tiết bởi CEX Casting , việc kiểm tra định kỳ là rất quan trọng để phát hiện mài mòn, nứt hoặc hư hỏng trên các bề mặt ghép nối trước khi chúng trở nên nghiêm trọng. Khuôn cần được làm sạch thường xuyên để loại bỏ bất kỳ cặn bã nào có thể ngăn cản việc kín khít. Khi phát hiện mài mòn, các đường ghép nối phải được sửa chữa hoặc gia công lại để khôi phục độ phẳng ban đầu và đảm bảo sự khớp nối hoàn hảo giữa hai nửa khuôn.

Tối ưu hóa các thông số máy và quy trình là một bước quan trọng khác. Việc này bao gồm đảm bảo máy đúc áp lực cung cấp lực kẹp đầy đủ và phân bố đều để chịu được áp lực phun. Người vận hành cũng cần điều chỉnh chính xác các thông số phun, bao gồm áp lực, tốc độ và nhiệt độ, phù hợp với yêu cầu cụ thể về hình dạng chi tiết và hợp kim đang sử dụng. Việc sử dụng áp lực tối thiểu cần thiết để điền đầy lòng khuôn sẽ giảm ứng suất lên khuôn và hạn chế khuynh hướng tạo ra ba via. Một chuyên gia từ Sunrise Metal lưu ý rằng việc duy trì nhiệt độ hoạt động đúng cho hợp kim là rất quan trọng, vì nhiệt độ quá cao có thể làm tăng độ chảy loãng và thúc đẩy hiện tượng vệt ba via.

Cuối cùng, dụng cụ chất lượng cao và thiết kế đóng vai trò cơ bản. Việc đầu tư vào các khuôn mẫu chắc chắn, được thiết kế tốt với các tính năng bịt kín và thông gió phù hợp có thể ngăn ngừa nhiều vấn đề liên quan đến vệt ba via ngay từ đầu. Trong các ngành công nghiệp mà sự cố thành phần là điều không thể chấp nhận, chẳng hạn như sản xuất ô tô, thì việc tập trung vào độ bền của khuôn mẫu là yếu tố hàng đầu. Ví dụ, các công ty như Shaoyi (Ningbo) Metal Technology, chuyên về các bộ phận rèn chính xác cho ô tô , dựa vào thiết kế khuôn vượt trội và kiểm soát chất lượng nghiêm ngặt để sản xuất các thành phần mạnh mẽ, hiệu suất cao. Nguyên tắc đầu tư vào dụng cụ chất lượng này có thể áp dụng trực tiếp để ngăn ngừa các khuyết tật như vệt ba via trong quá trình đúc khuôn.

Việc thực hiện các chiến lược này có thể được chia nhỏ thành một loạt các bước hành động cụ thể:

1. Thiết lập Lịch bảo trì khuôn mẫu một cách nghiêm ngặt: Thường xuyên kiểm tra, làm sạch và sửa chữa bề mặt khuôn, chú ý đặc biệt đến các đường chia và các bộ phận chuyển động.
2. Xác minh và Hiệu chuẩn Lực kẹp: Đảm bảo tải trọng kẹp của máy được thiết lập chính xác cho khuôn cụ thể và áp suất tiêm đang sử dụng. Kiểm tra sự phân bố áp lực đồng đều trên toàn bộ khuôn.
3. Tối ưu hóa Thông số Tiêm: Sử dụng giám sát quy trình để tìm ra sự cân bằng lý tưởng giữa tốc độ tiêm, áp suất và nhiệt độ sao cho đầy sản phẩm mà không tạo ra lực quá lớn lên khuôn.
4. Đảm bảo Cân chỉnh và Hỗ trợ Khuôn đúng cách: Lắp đặt khuôn chính xác vào máy và đảm bảo khuôn được hỗ trợ tốt để ngăn ngừa hiện tượng cong vênh hoặc lệch tâm trong chu kỳ tiêm.
5. Kiểm soát Điều kiện Nhiệt: Sử dụng phân tích nhiệt và thiết kế kênh làm mát hiệu quả để duy trì nhiệt độ ổn định và đồng đều trên toàn bộ khuôn, ngăn ngừa biến dạng.

Các câu hỏi thường gặp

1. Vết ba via trong đúc khuôn là gì?

Flash là vật liệu dư thừa hình thành trên chi tiết đúc khi kim loại nóng chảy tràn ra ngoài buồng khuôn qua các khe hở hoặc đường nối. Nó thường xuất hiện dưới dạng một cạnh mỏng hoặc vành ở đường chia nơi hai nửa khuôn gặp nhau và được coi là một khuyết tật sản xuất cần phải được loại bỏ.

2. Mục đích của quá trình đúc áp lực là gì?

Mục đích của quá trình đúc áp lực là sản xuất các chi tiết kim loại phức tạp với độ chính xác cao và độ chính xác về kích thước trong số lượng lớn. Quy trình này bao gồm việc tiêm kim loại nóng chảy dưới áp lực cao vào một khuôn thép có thể tái sử dụng (gọi là die), cho phép sản xuất nhanh các bộ phận với bề mặt hoàn thiện tốt và chi tiết phức tạp.

3. Flash trong đúc là gì?

Flash trong đúc là một thuật ngữ khác chỉ khuyết tật đã mô tả ở trên. Nó ám chỉ lớp mỏng như vảy không mong muốn còn sót lại trên chi tiết đúc, do vật liệu nóng chảy lọt vào khe nối của khuôn. Mặc dù hiện tượng này khá phổ biến, nhưng nó phải được loại bỏ bằng một công đoạn thứ cấp để đáp ứng các yêu cầu kỹ thuật của sản phẩm cuối cùng.