Как да контролираме дефектите на въздушните мехурчета по време на процеса на леене под налягане?

Дефектът от въздушни мехурчета е един от най-честите и проблемни проблеми с качеството влеене под високо наляганеЗадържаният въздух образува пори или мехурчета вътреалуминиеви отливки, появяващи се като кръгли кухини по напречните сечения или мехури по повърхностите на компонентите. Тези вътрешни кухини отслабват механичната якост, създават риск от течовечасти, херметични под наляганеи да генерират повърхностни мехури по време на последващата вторична обработка,прахово покритиеили анодиране. За автомобилни структурни компоненти, корпуси с нова енергия и части за хидравлични клапани, отхвърлянето на въздушни мехурчета може да достигне до 30% в лошо настроени производствени партиди. Много леярни се борят с повтарящи се проблеми с мехурчетата дори след многократна модификация на матрицата. Образуването на въздушни мехурчета е комбиниран резултат от геометрията на продукта, дизайна на инструменталната екипировка, оформлението на литниковата система, параметрите на машината исъстояние на суровинатаПълното елиминиране е трудно, но систематичният контрол на процесите може да потисне появата на мехурчета до приемливо ниско ниво. Тази новина от индустрията анализира основните коренни причини и практическите контрамерки от пет основни измерения за...съвременни производители на леене под налягане.

1. Разберете механизма на образуване на дефекти от въздушни мехурчета при леене под налягане

Въздушни мехурчета влеене под наляганепроизхождат от три основни източника на въздух: затворен въздух откухина за мухъл, газ, отделен отразтопена сплави пари, генерирани от разлагането на смазочния материал. По време на високоскоростно инжектиране,разтопен алуминийсе втурва в затворенотокухина за матрицаАко въздухът не може да излезе своевременно през вентилационните канали, той ще се обгърне във вътрешността на течния метал и ще образува сферични пори след втвърдяване. За разлика от порьозността при свиване, причинена от свиването на материала при втвърдяване, мехурчетата, задържащи въздух, обикновено имат гладки вътрешни стени и кръгли форми.

Лошият дизайн на литниковата система е основната причина. Когато разтопеният метал тече с турбулентен струен поток, течната сплав се пръска, прегъва се върху себе си и затваря големи обеми въздух. Тънкостенните сложни корпуси усилват този риск: бързата скорост на пълнене създава хаотични модели на потока, преди въздухът да излезе напълно. Излишъкът от смазка за матрици е друг често срещан източник. Прекомерно пръсканият разделителен агент се изпарява при висока температура на матрицата, произвеждайки големи количества газ, които не могат да се изчерпят напълно в рамките на кратко време на цикъла.

Влага вътре вканал за охлаждане на матрицатаЗамърсяването с вода във връщания скрап материал и недостатъчните вентилационни отвори допълнително ще влошат условията за образуване на мехурчета. Много оператори регулират скоростта на инжектиране само за да разрешат проблема с мехурчетата, като игнорират запушването на вентилационните отвори, причинено от натрупаните алуминиеви частици. Когато вентилационните отвори са запушени от втвърдени остатъци от сплав, въздухът от кухината няма ефективен път за бягство.

За екипите по качество е изключително важно да разграничават въздушните мехурчета от порьозността, причинена от свиване. Неправилната диагноза на дефектите води до сляпа модификация на инструментите и загуба на пробни изпълнения. Проверката на секциите, рентгеновата детекция и металографският анализ помагат за идентифициране на истинските коренни причини, преди да се приложат действия за подобрение.

2. Оптимизиране на дизайна на литници, преливници и вентилации при леене под налягане

Добре проектираната инструментална екипировка е най-основната бариера срещу дефекти, свързани с въздушни мехурчета. Системата за литници, включваща входове, канали, преливници и вентилационни отвори, директно управлява посоката на потока на метала и евакуацията на въздуха вътре вкухина за матрицаМного от повреди на мехурчетата се дължат на недостатъчно големи вентилационни отвори, неправилно разположени шибъри и недостатъчни зони за преливане.

Позицията на входа трябва да насочва разтопената сплав да запълни кухината по подреден, ламинарен модел, вместо турбулентно пръскане. Избягвайте насочването на входа директно към стените на формата или щифтовете на сърцевината, което причинява силно изпускане на метални струи. Многовходовата конструкция може да балансира скоростта на пълнене за големи части, но конструкторите трябва да предотвратят сблъсък на множество фронтове на метален поток и задържане на въздух в зоните на конвергенция.

Преливниците служат за две цели: събиране на студен замърсен разтопен метал и осигуряване на изходни пътища за задържания въздух. Преливните камери трябва да бъдат разположени на последните запълнени позиции на геометрията на отливката, където е най-вероятно да се събира въздух. Площта на напречното сечение на преливниците трябва да бъде достатъчно голяма; малките преливни джобове едва подобряват евакуацията на въздуха.

Вентилационните отвори са от решаващо значение за контрола на мехурчетата. Вентилационните отвори трябва да са разположени в зоните за пълнене на терминалите, с подходяща дълбочина и ширина. Залеене под налягане на алуминий,Дълбочината на вентилационните отвори изисква стриктен контрол: твърде дълбоките ще генерират обилни изпарения; твърде плитките ще се запушат бързо от алуминиеви остатъци и ще загубят функцията си за изсмукване. Редовното почистване на вентилационните отвори трябва да бъде включено в ежедневния контролен списък за поддръжка на матрицата. Ако вентилационните отвори са запушени, дори перфектните параметри на шприцване не могат да предотвратят навлизането на въздух.

Софтуерът за симулация на потока във формата се е превърнал в стандартен спомагателен инструмент. Инженерите симулират последователността на пълнене, проследяват горещи точки с улавяне на въздух във виртуална среда, настройват разположението на шибъра и вентилационния отвор преди рязане на стомана. Това намалява многократните корекции на инструменталната екипировка след пробно производство и скъсява цикъла на разработка.

3. Настройте параметрите на инжектиране и времето на цикъла, за да намалите задържането на въздух

Дори и с отлична инструментална екипировка, неправилната настройка на машината все пак ще доведе до големи дефекти от въздушни мехурчета. Профилът на инжектиране, скоростта на пълнене, точката на превключване на налягането и общото време на цикъла силно влияят на нивото на задържане на въздух.Машини за леене под високо наляганесъдържат двустепенно впръскване: бавно впръскване и бързо впръскване. Неправилната настройка на точката на преход на скоростта е чест източник на задържан въздух.

Фазата на бавно впръскване избутва разтопената сплав напред вътре в дюзата. Ако бавната скорост е твърде висока, алуминиевата повърхност ще се разбърка и ще изтегли голямо количество въздух в течния метал. Ако бавната скорост е твърде ниска, разтопената сплав ще се охлади преждевременно преди запълване на кухината. Преходната позиция от бавно към бързо впръскване трябва да се калибрира според съотношението на пълнене на дюзата, като се предпазва въздухът вътре в дюзата от навлизане в кухината.

Бързата скорост на впръскване определя ритъма на запълване на кухината. Прекалено високата скорост на впръскване създава силен турбулентен поток и обгръща въздуха вътре в отливката. Намаляването на скоростта на впръскване под нужното ниво може да потисне турбуленцията, но твърде ниската скорост води до дефекти от студено притискане на тънкостенни компоненти. Леярските инженери трябва да намерят баланс между пълнотата на запълване и риска от захващане на въздух.

Времето за активиране на налягането на усилване също е от значение. Налягането на усилване трябва да се активира след като кухината е почти запълнена, а не по време на етапа на бързо пълнене. Ранното усилване ще компресира затворения въздух и ще образува компресирани микромехурчета вътре в готовите части. Разумната настройка на времето за цикъл гарантира достатъчно втвърдяване преди отваряне на матрицата. Ранното изхвърляне причинява нестабилна вътрешна структура и разширява скритите мехурчета при освобождаване на температурата.

Процедурата за пръскане на смазка също е част от обхвата на настройката на параметрите. Намалете обема на пръскания разделителен агент, като същевременно гарантирате пълно покритие на повърхността на матрицата. Излишното количество смазка се разлага на газ и предизвиква образуване на подповърхностни мехурчета. Оптимизирайте продължителността на пръскане и времето за въздушно обдухване, за да отстраните остатъчната влага, преди матрицата да се затвори.

4. Контрол на качеството на разтопената сплав, управлението на дюзираните втулки и повторната употреба на скрап

Суровината и условията в топилната станция често са пренебрегвани източници на мехурчета при производството на леярски продукти. Водородният газ се разтваря във високотемпературен разтопен алуминий; по време на втвърдяването водородът се утаява и образува разпръснати газови мехурчета вътре в отливките. Ефективната обработка за дегазиране е от съществено значение. Ротационното дегазиране с азот или аргон може да отстрани разтворения водород от течната сплав. Без редовно дегазиране, високото съдържание на водород ще създаде широко разпространени дефекти в мехурчетата, независимо от оптимизацията на матрицата и шприцването.

Управлението на върнатия скрап влияе значително върху съдържанието на газ. Замърсеният скрап с масло, боя, влага или гумени приставки ще отдели огромно количество газ по време на топенето. Леярните трябва стриктно да сортират материалите за рециклиране. Замърсеният скрап не трябва да се подава директно в пещта за съхранение. Предварителното нагряване на скрапа премахва повърхностната влага преди топенето.

Поддръжката на втулката за впръскване е друг ключов момент. Износената втулка за впръскване и върха на буталото създават хлабини. Въздух ще бъде засмукан в разтопената сплав през пролуките по време на движението на буталото. Навременната подмяна на износените върхове на буталата намалява риска от засмукване на въздух. Степента на пълнене на втулката за впръскване трябва да се поддържа в разумен диапазон. Твърде ниската степен на пълнене означава голям обем въздух вътре в втулката за впръскване, който лесно може да бъде избутан в кухината на матрицата по време на инжектиране.

Температурата на пещта трябва да бъде стриктно контролирана. Прегряването на разтопения алуминий увеличава разтворимостта на водород, което води до образуване на газови мехурчета. Поддържайте температурата на сплавта в рамките на спецификацията на материала, като избягвате прегряване, за да се сведе до минимум абсорбцията на газ от атмосферата.

5. Инспекция на място, поддръжка и коригиращ работен процес за устойчиво подобрение

Дефектите в мехурчетата са склонни да се появяват отново постепенно по време на дългосрочно масово производство. Вентилационните отвори се запушват от алуминиеви частици; износват се върховете на буталата; дюзите за разпръскване се отклоняват; нивото на водород в пещта се колебае. Само разчитането на първоначално оптимизирани параметри не може да поддържа стабилно качество. За устойчив контрол на мехурчетата е необходима стандартизирана система за инспекция и превантивна поддръжка.

Редовната инспекция на проби използва рентгеново сканиране и дисекция на напречно сечение, за да се следи честотата и размера на мехурчетата. Установяване на тенденция на дефектите: когато процентът на бракуване на мехурчета надвиши прага, незабавно се задейства анализ на първопричината. Разграничаване дали мехурчетата идват от конструкцията на литниковата система, отклонението на машината, проблем със смазката или съдържанието на разтопен газ от сплав.

Ежедневната поддръжка на инструментите включва почистване на вентилационните отвори, премахване на натрупаните алуминиеви частици от преливните зони. Операторите трябва да се фокусират не само върху повърхността на кухината, но и да обръщат внимание на изпускателните канали. Запушените вентилационни отвори са невидими точки на повреда, които много сервизи игнорират. Износването на плъзгачи, вложки и разделителни линии също генерира частици, които блокират пътищата на вентилацията.

Когато възникнат проблеми с мехурчета, избягвайте сляпо заваряване на множество форми и модификация на затвора. Извършвайте стъпка по стъпка отстраняване на неизправности: проверете записа за обезгазяване, проверете състоянието на вентилационния отвор, проверете кривата на скоростта на впръскване, прегледайте настройката за пръскане на смазочния материал и тествайте качеството на скрапа. Променяйте по една променлива всеки път и наблюдавайте промяната на дефекта, вместо да настройвате десетки параметри едновременно.

За части, които не могат напълно да елиминират микромехурчетата чрез регулиране на процеса, клиентите трябва предварително да съгласуват стандарта за приемане. Някои незначителни разпръснати микромехурчета могат да бъдат приемливи за неплътни под налягане неструктурни части. За компоненти с критично налягане, допълнителни мерки като импрегниране могат да запечатат микропорите като последващо решение, въпреки че импрегнирането е част от допълнителните разходи за вторична обработка.

Заключение

Дефектът от въздушни мехурчета остава постоянен проблем в производството на леярски машини. Мехурчетата се предизвикват от комбинирани фактори, включително разположението на литниковата система, състоянието на инструментите, параметрите на впръскване, съдържанието на разтопена сплав и поддръжката на вентилационните отвори. Пълното елиминиране на мехурчетата не винаги е икономически осъществимо, но систематичният контрол може драстично да намали процента на брак.

Леярните трябва да оптимизират разположението на вентилационните отвори за преливане и преливане във фазата на проектиране на матрицата, да калибрират прехода от бавно към бързо впръскване и разумното време на цикъла, да подобрят дегазацията на разтопен алуминий и управлението на скрапа, както и да внедрят ежедневна превантивна поддръжка на вентилационните отвори и втулките за впръскване. Сляпото преследване на по-висока скорост на впръскване, без да се взема предвид евакуацията на въздуха, непрекъснато ще генерира мехурчета от отпадъци. Комбинирането на симулация на потока във формата, проверка на проби на място и стандартизиран работен процес за отстраняване на неизправности помага на производителите да стабилизират качеството на отливките и да намалят загубите от повторна обработка от вторична машинна обработка, свързана с мехурчета.