Liejimas yra viena iš svarbių pagrindinių pramonės šakų nacionalinėje ekonomikoje, tačiau liejimo proceso valdymas, projektavimas ir proceso eiga dažnai priklauso nuo empirinio sprendimo, todėl sunku užtikrinti liejinių kokybę, o laužo kiekis yra didelis. Slėgio liejimas yra specialaus liejimo tipas. Jo esmė – metodas, kai skystas arba pusiau skystas metalas dideliu greičiu, veikiant aukštam slėgiui, užpildo formos ertmę, o slėgyje sukietėja, kad gautų liejinius. Norint gauti aukštos kokybės, aukšto lygio liejimo detales ir užtikrinti, kad liejamos dalys atitiktų glotnumo, aiškaus kontūro, tankios struktūros ir didelio stiprumo reikalavimus, būtina derinti ir suvienodinti įtakojančius veiksnius liejimo slėgiu procesas. Aliuminio lydinio liejimo slėginio liejimo detalės, nuo paruošimo gamybai iki masinės gamybos, yra susijusios su daugybe sąsajų ir daug įtakos turinčių veiksnių, įskaitant medžiagas, formas, įrangą, procesus ir kitus aspektus.
Akytumo defektai liejiniuose ir jų priežastys
Ruošiniai, pagaminti liejant aliuminio lydinį, dažnai yra išmetami dėl porų. Yra daug porų priežasčių. Sprendžiant šią produkto kokybės problemą, dažnai sunku pradėti. Kaip greitai ir teisingai imtis priemonių, kad sumažėtų porų sukeltas laužas? Tai yra problemos, dėl kurių susirūpinę visi aliuminio lydinio liejimo slėginio liejimo gamintojai.
Aliuminio lydinio liejimo slėginiu būdu gamyboje porų atsiradimo priežastys dažnai patenka į šias kategorijas.
Poringumas, atsirandantis dėl prastos rafinavimo degazavimo kokybės
Aliuminio lydinio slėginio liejimo gamyboje išlydyto aliuminio skysčio pylimo temperatūra paprastai yra nuo 61 0 iki 66 0 laipsnių. Esant tokiai temperatūrai, aliuminio skystyje ištirpsta didelis kiekis dujų (daugiausia vandenilio). Vandenilio tirpumas aliuminio lydinyje yra glaudžiai susijęs su aliuminio lydinio tirpumu. Temperatūra yra glaudžiai susijusi. Skystame aliuminyje maždaug 660 laipsnių kampu jis yra apie 0,69 cm3/100 g, o kietame aliuminio lydinyje maždaug 660 laipsnių temperatūroje jis yra tik 0,036 cm3/100 g. Šiuo metu vandenilio kiekis skystame aliuminyje yra apie 0,69 cm3/100 g. 19-20 kartų. Todėl, kai aliuminio lydinys sukietėja, aliuminio lydinio liejinyje burbuliukų pavidalu išsiskiria didelis kiekis vandenilio.
Sumažinkite dujų kiekį aliuminio skystyje ir neleiskite dideliam dujų kiekiui nusodinti ir susidaryti poroms, kai aliuminio lydinys kietėja. Tai yra rafinavimo ir degazavimo aliuminio lydinio lydymo proceso metu tikslas. Jei iš pradžių sumažinamas dujų kiekis aliuminio skystyje, sumažės kietėjimo metu išsiskiriančių dujų kiekis, taip pat žymiai sumažės susidarančių burbuliukų. Todėl aliuminio lydinio rafinavimas yra labai svarbus procesas. Jei rafinavimo kokybė gera, porų turi būti mažiau. Jei rafinavimo kokybė prasta, porų turi būti daugiau. Priemonė, užtikrinanti rafinavimo kokybę, yra pasirinkti gerą rafinavimo agentą. Geras rafinavimo agentas gali reaguoti ir susidaryti burbuliukus maždaug 660 laipsnių kampu. Susidarantys burbuliukai nėra per daug smarkūs, bet generuojami tolygiai ir nuolat. Fizinės adsorbcijos metu šie burbuliukai sumaišomi su rafinavimo agentu. Aliuminio skystis visiškai kontaktuoja, adsorbuodamas aliuminio skystyje esantį vandenilį ir išnešdamas jį iš skysčio paviršiaus. Todėl burbuliavimo laikas neturėtų būti per trumpas, paprastai 6–8 minutės.
Kai aliuminio lydinys atšaldomas iki 300 laipsnių, vandenilio tirpumas aliuminio lydinyje yra tik mažesnis nei 0,001 cm3/100 g, o tai yra tik 1/700 skysčio tirpumo. Poros, susidarančios nusodinus vandenilį po kietėjimo, yra išsklaidytos ir mažos. Smeigtukai neturi įtakos oro nuotėkiui ir apdirbtam paviršiui ir iš esmės yra nematomi plika akimi.
Kai aliuminio skystis sukietėja, burbuliukai, susidarantys nusodinant vandenilį, yra gana dideli, daugiausia galutinio aliuminio skysčio kietėjimo centre. Nors jie taip pat yra išsklaidyti, šie burbuliukai dažnai sukelia nuotėkį, o sunkiais atvejais ruošinys dažnai nuimamas į metalo laužą.
Poros, atsiradusios dėl prasto išmetimo
Aliuminio lydinio liejimo slėgiu metu dėl prasto formos išmetimo kanalo ir prastos formos išmetimo konstrukcijos struktūros dujos iš ertmės negali būti visiškai ir sklandžiai išleidžiamos liejant slėgiu, todėl tam tikrose vietose susidaro poros. fiksuotos gaminio dalys. Poros, kurias formuoja dujos pelėsio ertmėje, kartais yra didelės, o kartais mažos. Vidinės porų sienelės turi oksidacijos spalvą, kurią sukelia aliuminio ir oro oksidacija. Jie skiriasi nuo porų, susidarančių nusodinant vandenilio dujas. Vidinės vandenilio dujų nusodinimo porų sienelės nėra tokios lygios kaip oro skylės ir neturi oksidacijos spalvos. Tai ryškiai pilka vidinė siena. Poroms, atsiradusioms dėl prasto išmetimo, reikia patobulinti formos išmetimo kanalą ir laiku išvengti aliuminio sluoksnio ant formos išmetimo kanalo.
Akytumas, atsirandantis dėl oro patekimo dėl netinkamų liejimo slėgiu parametrų
Liejimo slėgiu gamyboje netinkamai parinkti liejimo parametrai. Aliuminio hidraulinio liejimo užpildymo greitis yra per greitas, todėl ertmėje esančios dujos negali būti laiku visiškai ir sklandžiai išspaustos iš ertmės, o aliuminio skysčio srautas patenka į aliuminio skystį. Dėl aliuminio lydinio paviršiaus Po greito aušinimo jis įvyniojamas į sukietėjusį aliuminio lydinio apvalkalą ir negali būti ištuštintas, susidaro didesnės poros. Tokios poros dažnai būna po ruošinio paviršiumi. Aliuminio skysčio įėjimas yra mažesnis už galutinį santaką, kriaušės arba ovalo formos, o galutiniame kietėjimo taške yra daug ir didelių. Tokio tipo poroms pripildymo greitis turėtų būti sureguliuotas taip, kad aliuminio lydinio skysčio srautas sklandžiai judėtų nesukeliant didelio greičio srauto ir oro įtraukimo.
Aliuminio lydinio susitraukimo angos
Aliuminio lydiniai, kaip ir kitos medžiagos, kietėjimo metu susitraukia. Kuo aukštesnė aliuminio lydinių liejimo temperatūra, tuo didesnis susitraukimas. Galutinėje lydinio kietėjimo dalyje yra viena pora, atsiradusi dėl tūrio susitraukimo, kuri yra netaisyklingos formos ir rimta. Kartais tinklelio formos. Dažnai gaminiuose jis egzistuoja kartu su poromis dėl vandenilio išsiskyrimo kietėjimo metu. Aplink vandenilio evoliucijos poras arba susiraukusias poras yra susitraukimo poros, o aplink burbuliukus yra siūlinės arba tinklinės poros, besitęsiančios į išorę.
Norėdami išspręsti tokias poras, turėtume pradėti nuo liejimo temperatūros. Jei liejimo slėgiu proceso sąlygos leidžia, aliuminio skysčio liejimo temperatūra liejimo metu turėtų būti kiek įmanoma sumažinta. Tai gali sumažinti liejinio tūrio susitraukimą, sumažinti susitraukimo angas ir susitraukimo poringumą. Jei tokios poros dažnai atsiranda kaitinimo dalyje, galite apsvarstyti galimybę pridėti šerdies traukimą arba šaltą geležį, kad pakeistumėte galutinę kietėjimo dalį ir išspręstumėte nuotėkio defektų problemą.
Poringumas, atsirandantis dėl per didelio gaminio sienelės storio skirtumo
Gaminio forma dažnai kenčia nuo per didelio sienelių storio skirtumo problemos. Sienelės storio centras yra vieta, kur aliuminio skystis galutinai sukietėja, be to, čia greičiausiai susidaro poros. Šio sienelės storio poros yra kritulių porų ir susitraukimo porų mišinys, kuris nėra įprastas. priemones, kurių galima išvengti.
Kuriant gaminio formą, reikėtų atsižvelgti į tai, kad būtų sumažinta netolygaus ar per didelio sienelės storio problema, pasirenkama tuščiavidurė struktūra ir reikia pridėti šerdies traukimo arba šalto geležies, arba vandens aušinimo arba aušinimo padidinimo formoje. formų dizaine. greitis. Liejimo spaudimo gamyboje reikia atkreipti dėmesį į peršalimo kiekį didelio storio vietose ir atitinkamai sumažinti liejimo temperatūrą.
Iš pirmiau pateiktos porų klasifikacijos matyti, kad yra daug priežasčių, kodėl gaminiai gamina poras aliuminio lydinio liejimo slėginio liejimo gamyboje. Būtina išsiaiškinti priežastį ir paskirti tinkamą vaistą problemai išspręsti. Pagrindinės porų prevencijos priemonės ir būdai:
- Norėdami užtikrinti aliuminio lydinio lydymo rafinavimo ir degazavimo kokybę, naudokite geras rafinavimo ir degazavimo priemones, kad sumažintumėte dujų kiekį aliuminio skystyje, ir nedelsdami pašalinkite oksidus, tokius kaip nuosėdos ir burbuliukai nuo skysčio paviršiaus, kad dujos vėl nepatektų į vidų. liejiniuose.
- Pasirinkite gerą atpalaidavimo priemonę. Pasirinktas atskyrimo agentas neturėtų gaminti dujų liejant slėgiu ir turėti geras atpalaidavimo savybes.
- Įsitikinkite, kad formos išmetimas yra lygus ir neužsikimšęs, o formoje esantis išmetimas yra visiškai išleidžiamas. Ypač galutiniame aliuminio skysčio polimerizacijos taške išmetimo kanalas turi būti neužkimštas.
- Sureguliuokite liejimo slėgiu parametrus, o formos užpildymo greitis neturėtų būti per didelis, kad būtų išvengta oro įstrigimo. Taip pat reikia kontroliuoti liejimo temperatūrą.
- Kuriant gaminį ir formuojant, reikia atkreipti dėmesį į šerdies traukimą ir aušinimą, kad būtų sumažintas per didelis sienelės storio skirtumas.
- Poroms, kurios dažnai atsiranda fiksuotose dalyse, reikia patobulinti pelėsį ir dizainą.
Nauji aliuminio lydinio liejimo slėginio liejimo technologijos pokyčiai
Pastaraisiais metais žmonės ir toliau tobulino vakuumines technologijas, siekdami išspręsti porų ir susitraukimo ertmių problemas liejinių viduje, kad būtų galima pagaminti didelio stiprumo, didelio tankio, suvirinamumo, terminio apdorojimo, sukimo ir kitų savybių liejinius. Be liejimo slėginiu būdu, buvo sukurtos naujos technologijos, pvz., liejimas spaudžiant ir pusiau kietas liejimas, paprastai vadinamos „didelio tankio liejimo metodu“.
Vakuuminio liejimo technologija
Vakuuminis liejimo metodas ištuština arba iš dalies pašalina dujas formos ertmėje, kad sumažintų oro slėgį formos ertmėje, kad būtų lengviau užpildyti formą ir pašalinamos dujos iš lydinio lydalo, kad lydinio lydalas užpildytų formos ertmę esant slėgiui, ir veikiant slėgiui sukietėja, kad gautųsi tankūs liejiniai.
Deguonimi pripildyta liejimo technologija
Dauguma dujų liejiniuose yra N 2 ir H 2, O 2 beveik nėra. Pagrindinė priežastis yra ta, kad O 2 reaguoja su aktyviais metalais, sudarydamas kietus oksidus, o tai yra teorinis pagrindas deguonies liejimo slėginio liejimo technologijai. Deguonies liejimas yra užpildyti formos ertmę deguonimi, kad būtų pakeistas oras prieš liejimą. Įeinant į formos ertmę, dalis deguonies išleidžiama iš išmetimo griovelio, o likęs deguonis reaguoja su išlydytu metalu, kad susidarytų išsklaidytos oksido dalelės, formuojant momentinį vakuumą formoje ir taip gaunamas liejimas be porų.
Pusiau kieto liejimo slėginiu būdu technologija
Pusiau kietas liejimas slėgiu – tai technologija, kai skystas metalas maišomas, kai jis kietėja, tam tikru aušinimo greičiu gaunama suspensija su maždaug 50 % ar daugiau kietojo komponento, o po to liejant slėgiu formuojama suspensija. Šiuo metu yra du pusiau kieto liejimo procesai: srauto formavimo procesas ir tiksoformavimo procesas. Pirmasis yra skysto metalo tiekimas į specialiai suprojektuotą liejimo liejimo statinę, kurioje spiraliniu įtaisu yra taikomas šlytis, kad jis atvėstų į pusiau kietą suspensiją, o tada atliekamas liejimas. Pastarasis skirtas kietoms metalo dalelėms arba drožlėms tiekti į spiralinę liejimo mašiną, o pusiau kietos metalo dalelės liejamos kaitinimo ir kirpimo sąlygomis.
Ekstruzinio liejimo technologija
Ekstruzinis liejimas taip pat vadinamas „skysto metalo liejimu“. Jo liejiniai pasižymi geru tankiu, aukštomis mechaninėmis savybėmis, be liejimo stovų. Kai kurios mūsų šalies įmonės tai taikė faktinėje gamyboje. Liejimo slėginiu būdu technologija turi puikių proceso pranašumų. Jis gali ne tik pakeisti tradicinius liejimo slėgiu, liejimo suspaudimu, žemo slėgio liejimo ir vakuuminio liejimo procesus, bet taip pat yra suderinamas su diferencinio slėgio liejimu, nepertraukiamu liejimu ir nepertraukiamu kalimu bei pusiau kietu reologiniu liejimo procesais. . Ekspertai mano, kad ekstruzijos liejimo spaudimu technologija yra pažangiausia nauja technologija, kuri apima kelias proceso sritis, turi daug konotacijų, yra labai novatoriška ir labai sudėtinga.
Elektromagnetinio siurblio žemo slėgio liejimo technologija
Elektromagnetinio siurblio žemo slėgio liejimas yra naujai atsirandantis žemo slėgio liejimo procesas. Palyginti su dujomis pagrįsta žemo slėgio liejimo technologija, ji visiškai skiriasi slėgio nustatymo metodais. Jis naudoja bekontaktę elektromagnetinę jėgą, kad tiesiogiai veiktų skystą metalą, o tai labai sumažina oksidacijos ir siurbimo problemas, kurias sukelia nešvarus suspaustas oras ir per didelis dalinis slėgis, ir užtikrina sklandų skysto aliuminio transportavimą ir užpildymą. Užkirsti kelią antrinei taršai, kurią sukelia turbulencija. Be to, elektromagnetinio siurblio sistema yra visiškai valdoma kompiuteriniais skaitmeniniais elementais, o proceso vykdymas yra labai tikslus ir kartojamas. Šis procesas turi akivaizdžių pranašumų, susijusių su išeiga, mechaninėmis savybėmis, paviršiaus kokybe ir metalo panaudojimu. Moksliniams tyrimams vis gilėjant, ši technologija tapo vis brandesnė.
Išvada
Dėl nevienodo aliuminio lydinio disko ir cilindrinių liejimo dalių sienelių storio gali atsirasti liejimo kokybės defektų, tokių kaip poros ir susitraukimo skylės. Vykdydami nuolatinius liejimo eksperimentus, inžinieriai gali ieškoti labiau optimizuotų liejimo slėginiu būdu proceso parametrų. Tokiu būdu galima pasirinkti pagrįstus proceso parametrus ir išvengti faktinių liejimo sąnaudų švaistymo, o tai duoda reikšmingą ekonominę naudą įmonei. Tikimasi, kad ši tema gali padėti realiai gamybai. Galutinis tikslas – gaminti kvalifikuotas liejimo detales, kurios atitiktų faktinius įmonių gamybos poreikius. Sprendžiant iš pastarųjų metų vidaus ir užsienio liejimo liejimo tyrimų, gilėjant teoriniams tyrimams, ypač tobulėjant kompiuterinio modeliavimo technologijai, ertmę užpildančio metalo srauto modeliui, metalo kietėjimo procesui ertmėje ir buvo dideli teoriniai laimėjimai, susiję su vidinio metalo skysčio srauto slėgiu, formos temperatūros gradientu ir formos deformacija.