Kokie veiksniai turi įtakos aliuminio lydinio liejimo formavimui?

Kaip iš tikrųjų susidaro aliuminio lydinio liejinys

Aliuminio liejimas apima procesų šeimą, kai išlydytas aliuminio lydinys dideliu greičiu įspaudžiamas į grūdinto plieno štampavimo ertmę ir sukietėja veikiant slėgiui. Naudojami lydiniai yra beveik visiškai hipoeutektinės Al-Si sistemos, kurių cheminė sudėtis apibrėžta pagal ISO 3522, EN 1706 ir ASTM B85, o liejimo kokybė paprastai vertinama pagal ASTM B85 arba GB/T 15114. Tipiškas liejimo slėginis lydinys, pvz., AlSi11, liejimo laipsniai yra nuo 50 iki 50 Celsijaus. apytiksliai 650–700 laipsnių Celsijaus ir įpurškiamas į štampą, kurio darbinis paviršius yra nuo 180 iki 250 laipsnių Celsijaus. Užpildymo laikas matuojamas dešimtimis milisekundžių, o metalas dideliu greičiu patenka į ertmę per vartus, todėl kiekvienas ciklo parametras sąveikauja su kitais.

Aliuminio lydinio liejiniai naudojami kosmoso, automobilių, ryšių, mechaninės inžinerijos, laivų statybos ir chemijos gamyklose. Pramonės priimtinumo kriterijai tose rinkose yra griežti: liejimo paviršiuje neturi būti įtrūkimų, įtrūkimų, šalto uždarymo, užpildymo, susitraukimo įdubimų ir bet kokių defektų, kurie prasiskverbia į sieną. Formavimo rezultatas priklauso nuo lydinio perkaitimo, štampavimo temperatūros, dalių sudėtingumo, sklendės ir perpildymo sistemos bei vartų geometrijos.

Dujų poringumas dėl nepilno rafinavimo ir degazavimo

Vandenilis yra vienintelės dujos, kurios gerai tirpsta skystame aliuminyje, o jo tirpumas skystyje yra maždaug dvidešimt kartų didesnis už jo tirpumą kietoje medžiagoje lydymosi temperatūroje. Kietėjimo metu vandenilio perteklius pašalinamas iš kietėjimo priekio ir nusėda burbuliukų pavidalu, sudarydamas daugybę mažų netaisyklingų porų, pasiskirstančių per sekciją. Todėl dujų pašalinimas prieš šūvį yra pirmasis proceso reikalavimas.

Lydalo apdorojimas: rotacinis degazavimas argonu arba azotu, kartu su tinkamu srautu, sumažina ištirpusio vandenilio kiekį iki tipinio tikslo žemiau 0,15 kubinių centimetrų 100 gramų.

Temperatūros kontrolė: per didelis perkaitimas padidina dujų pasisavinimą-, todėl temperatūra turi būti artima darbiniam diapazonui, o ne didinama patogumui

Įkrovimo kokybė: šlapias, riebus arba dažytas laužas patenka į vandenilį ir turėtų būti pašalintas arba iš anksto{0}}džiovintas

Perkėlimas: turbulencija perkeliant iš krosnies į laikymo krosnį sutraukia dujas ir turėtų būti sumažinta

Kai rafinavimas ir degazavimas yra tinkami, likusį poringumą dažniausiai dominuoja kiti toliau aprašyti mechanizmai, o ne vandenilio nusodinimas.

Įstrigo dujos dėl prastos ventiliacijos

Oras ir atpalaiduojančios medžiagos skilimo produktai yra įstrigę ertmėje, jei jie negali išeiti priešais metalinę priekinę dalį. Rezultatas – suapvalintos poros, dažnai susitelkusios paskutinėse užpildytose vietose, aklinose kišenėse ir ilgų srautų gale. Korekcinės priemonės yra mechaninės, o ne metalurginės:

Ventiliacijos angos išpjaunamos ties atskyrimo linija ir paskutinių užpildytų sričių galuose, kurių gylis paprastai yra nuo 0,05 iki 0,15 milimetro, kad dujos išeitų, bet metalas nemirksėtų.

Perpildymo šuliniai, esantys už paskutinių užpildytų zonų, leidžia oksiduotam priekiniam metalui kažkur eiti, o ne stumti atgal į dalį

Vėdinimo kanalai turi būti valomi pagal nustatytą grafiką, nes aliuminio apvalkalai ir atpalaiduojančios medžiagos likučiai palaipsniui juos blokuoja

Vakuuminis liejimas, kurio metu ertmė ištuštinama prieš šūvį ir jo metu, aktyviai pašalina ertmės orą ir žymiai sumažina šią defektų klasę

Vartų greitį ir ertmės užpildymo modelį gali tekti pakeisti taip, kad paskutinis užpildytas taškas sutaptų su ventiliacijos anga

Susitraukimo poringumas ir kietėjimas

Aliuminis traukiasi kietėjant, o liejimo lydinių tūrinis susitraukimas yra maždaug nuo šešių iki aštuonių procentų, o tai atrodo kaip tiesinis maždaug 0,4–0,7 procento susitraukimas, kurį reikia kompensuoti štampavimo ertmės matmenimis. Kadangi liejant aukštu slėgiu slėginiu būdu nėra stovo padavimo mechanizmo, susitraukimas turi būti sugertas stiprinant slėgį, taikomą prieš užšąlant vartams.

Susitraukimo poros susidaro tose vietose, kurios sukietėja paskutinės, todėl jos seka detalės šiluminius taškus

Sunkūs atvejai atrodo kaip pailgos, siūliškos arba tinklinės{0}}kaip ertmės, supančios dujų poras, sudarančios tinklą, o ne izoliuotas apvalias tuštumas.

Didėjant liejimo temperatūrai, padidėja susitraukimo tūris ir padidėja tarpas tarp paskutinio kietėjimo taško ir slėgio taikymo lango

Intensyvinimo slėgio padidinimas ir vartų užšalimo taško atidėjimas pagerina tiekimą, bet tik tuo atveju, jei vartai dar neužsandarinti

Sienos storio kitimas ir aušinimo balansas

Konstrukcijose dažnai derinami sunkūs viršeliai su plonais šonkauliais ir audiniais. Storiausios sienos centras yra paskutinė vieta, kurioje kietėja, ir labiausiai tikėtina susitraukimo poringumo vieta, o plonos dalys užpildo ir užšąla beveik akimirksniu. Įprastos rekomendacijos yra išlaikyti vardinį sienelės storį nuo 1,5 iki 4,5 milimetro, atsižvelgiant į dalies dydį, kad būtų išvengta staigių perėjimų ir laipsniškas storio keitimas dideliais spinduliais.

Pridėkite aušinimo grandines, pertvaras ar burbuliatorius prie sunkių sekcijų ir sumažinkite aušinimą šalia plonų briaunų

Vietoj storų sienų naudokite briauneles ten, kur reikalingas standumas, o ne masė, nes briaunota dalis vėsina tolygiau

Subalansuokite šiluminį lauką taip, kad visi regionai priartėtų prie vienodo kietėjimo laiko, o tai yra praktinis kryptinio kietėjimo apibrėžimas liejinyje

Imituokite užpildymą ir kietėjimą projektavimo etape, nes poringumas, atsirandantis dėl nesubalansuoto šiluminio lauko, negali būti ištaisytas koreguojant vien įpurškimo parametrus

Štampo šiluminė kontrolė ir jos poveikis kokybei

Kadangi ir dujų poringumas, ir susitraukimo poringumas priklauso nuo metalo šiluminės istorijos, pelėsių temperatūros kontrolė yra tiesiausias liejimo kokybės svertas. Temperatūros reguliatoriai, naudodami alyvą arba vandenį kaip šilumos perdavimo terpę, prieš pradedant gamybą įkaitina štampą iki darbinės temperatūros ir laiko jį ten, vėsina ir šildo, jei reikia.

Išankstinis pašildymas sumažina temperatūros gradientą tarp štampo paviršiaus ir jo vidaus per pirmuosius šūvius, o tai apsaugo nuo terminio įtrūkimo ir priešlaikinio štampavimo gedimo

Pastovios štampavimo temperatūros palaikymas tarp šūvių sutrumpina paleidimo{0}}ir iš naujo paleidimo laiką po pertraukų ir stabilizuoja liejimo matmenis bei tankį

Stabilus šiluminis laukas sumažina reikalingos atpalaiduojančios medžiagos kiekį, o tai savo ruožtu sumažina dujas, atsirandančias dėl atpalaiduojančios medžiagos skilimo

Mažesnis terminis ciklas reiškia mažesnį šiluminį įtampą ir lėtesnį karščio tikrinimo ant štampavimo paviršiaus augimą, todėl pailgėja štampo, pagaminto iš chromo karšto darbo įrankių plieno, pvz., H13, nurodyto ASTM A681, tarnavimo laikas.

Sumažėjęs aušinimo vandens suvartojimas ir trumpesnis ciklo laikas atsiranda dėl temperatūros, kurios nereikia{0}}atstatyti po kiekvieno sustabdymo

Proceso lango nuoroda

Patikrinimas ir defektų priėmimas

Bet koks lydinio, štampavimo temperatūros ar atitvarų pasikeitimas turi būti patikrintas pagal apibrėžtą priėmimo pagrindą. Vizuali apžiūra apima paviršiaus defektus ir šaltus uždarymus. Vidinis tvirtumas vertinamas atliekant radiografinį tyrimą, o priimtinas sunkumo lygis vertinamas pagal ASTM E505 standartines aliuminio ir magnio liejinių rentgenogramas, arba atskiriant pirmąjį mėginį ir išmatuojant poliruoto skerspjūvio poringumą. Slėgiui atsparios dalys patikrinamos sandarumo testu, o matmenų atitiktis patvirtinama koordinačių matavimo mašina prieš išleidžiant štampą į gamybą. Kiekvienos pamainos štampų temperatūros, lydymosi temperatūros ir vakuumo lygio registravimas leidžia atsekti akytumo pažeidimą iki proceso nukrypimo, o ne nuo konstrukcijos.

Dažnai užduodami klausimai

K: Kokia yra pagrindinė aliuminio liejinių poringumo priežastis?
Pagrindinės priežastys yra ištirpęs vandenilis, kurio nepašalina rafinavimas ir degazavimas, ertmių dujos, įstrigusios dėl netinkamo ventiliacijos, ir susitraukimo tuštumos šiluminiuose taškuose. Viename liejinyje vienu metu dažnai būna daugiau nei vienas tipas.

Kl .: Kodėl dujų poringumas padidėja, kai lydalas perkaitęs?
Vandenilio tirpumas skystame aliuminyje didėja didėjant temperatūrai ir smarkiai sumažėja kietėjant, todėl didesnis perkaitimas reiškia, kad metalui užšąstant turi būti atmesta daugiau dujų, todėl susidaro daugiau ir didesnių porų.

K: Kokio gylio turėtų būti liejimo angos?
Maždaug nuo 0,05 iki 0,15 milimetro. Kanalas turi būti pakankamai gilus, kad dujos galėtų išeiti prieš metalinį priekį, tačiau pakankamai seklus, kad pats metalas negalėtų pro jį prasiskverbti.

Kl .: Ar štampo temperatūros valdymas tikrai keičia liejimo kokybę?
Taip. Pastovios darbinės temperatūros laikymas stabilizuoja užpildymą ir kietėjimą, sumažina atpalaiduojančio agento sąnaudas, sumažina šiluminį įtempį štampoje, o liejimo matmenys ir tankis tampa vienodesni nuo vieno kadro.

K: Kaip susitraukimo poringumas skiriasi nuo dujų poringumo?
Susitraukimo poros seka paskutines kietėjančias sritis, yra netaisyklingos pailgos arba tinklinio{0}}formos ir yra apsuptos lygiomis sienelėmis, o dujų poros yra suapvalintos ir plačiau pasklidusios, dažnai susitelkusios paskutinėse užpildytose vietose.

Kl .: Koks sienelės storis turėtų būti naudojamas liejimo konstrukcijoje?
Būdingos vardinės sienos nuo 1,5 iki 4,5 milimetro. Vienodos sienos su laipsniškais perėjimais ir dideliais spinduliais kietėja tolygiau, o sunkias viršūnes reikia pakeisti briaunotomis dalimis, kur tik leidžia standumas.