Алюминийди куймалоо машинасын колдонгондо куңгурттуулукту кантип азайтууга болот?

Куңгурттуулук: ар бир алюминийди куймалоо шыбырында жашырын чыгым

Porozduluk alüminiy gorko basymda öntügöndö koldonulgan kuyruk metalda sapatтын эң чоң көйгөйү болуп саналат. Porozduluk менен байланышкан таштагылар көпчүлүк учурда пайдага таасир этет—бир изилдөөдө пороздулук алуминийдин суук камера үчүн куймактардын таштагыларынын эң чоң себеби экендиги аныкталган. Бул финансылык таасир тез өсөт: ташталган бөлүктөр, кайрадан иштөөгө кеткен эмгек, жеткирүүлөрдүн кечигиши жана башка поставщикке барып сатып алууга баштаган мүштөр.

Бул көйгөйдүн негизги себеби сырттан карасаң, кызыктуу эмес. Эрүп жаткан алүминийди жогорку тездикте жана басымда куймак камерасына күч менен киргизгенде, агым табиятынан турбуленттүү болот. Бул турбуленттүүлүк абаны кармап калат. Металл катуулашканда кармалган газдын көпчүлүгү боштуктарга айланат—пороздулук. Суутуу учурундагы кыскаруу да кошумча боштуктарды түзөт. Натыйжада сырттан идеалдык көрүнгөн бөлүк ичинде басымга туруктуулукту, механикалык иштетүүгө жарамдуулукту жана структуралык туруктуулукту бузуучу ички зайларды камтышы мүмкүн.

Жакшы жаңылык? Көпчүлүк учурда кабыл алынбаса болбойт деп саналган иштешүүнүн төөнүгүнүн баасы деген түшүнүк туура эмес. Машина орнотулушунун, үрдүнөн башкаруунун жана куралдарды долбоорлоонун туура ыкмасы менен көпчүлүк учурда керектүү деңгээлде көп чыңгылдуулукту төмөндөтүүгө болот.

Машинасынын инжекция параметрлери менен баштаңыз

Инжекция фазасы – бул көпчүлүк чыңгылдуулук проблемалары пайда болгон жер. Туура шут профилин тандоо бир гана түзөтүүдөн көп нерсеге таасир этет.

Баят инжекция тездигине айрыкча көңүл буруңуз. Инжекциянын башында – металл алгачкы жолу шут рукавына киргенде – абаны эритме ичине тартып алуунун алдын алуу үчүн жетиштүүлүк менен баят жүрүшү керек. Жалпы ката – баят инжекция тездигин ашыкча тез кылып жүргүзүү, бул рукавдын стенкаларына каршы абаны кармап калган толкун эффектин тудурат. Бул аба көпчүлүк учурда көлөмгө өтөт. Баят инжекция тездигин 20–30% төмөндөтүү көпчүлүк учурда чыңгылдуулукту белгилүүлүк менен азайтат, бирок так сан рукавдын диаметри жана буюмдун формасына байланыштуу.

Бава жана тез атканда өтүш чекити дагы ошончолук маанилүү. Эгерде бул өтүш аз убакытта ишке ашырса, аба кирет. Эгерде бул өтүш кечиккенде, металл капкаға жетпей эле суукарат. Ири бир бөлүктүн алюминийди калыпка куюу боюнча изилдөөлөрдө жогорку тездиктеги поршеньдин өтүш позициясын 40 мм ге гана өзгөртүүнүн курамдагы куңгурттук деңгээлинде өлчөмдүү айырмачылыктарды түзүшүн көрсөткөн. Бул параметр ошончолук сезгилдүү.

Куярдын ичини толтуруудан кийин колдонулган күчөтүү басымы — башка бир иштеп жаткан фактор. Тажрыйбалардын дизайны ыкмасы боюнча жүргүзүлгөн изилдөөлөр күчөтүү басымынын колдонулушунун куярдын ичиндеги куңгурттукту азайтууга, созулгандык жана чыдамдуулуктун жогорулашына зор салым кошконун көрсөткөн. Күчөтүү басымын аз колдонуу куңгурттукту түзөт. Ал эми басымды ашыкча көтөрүү калыптын жарылып кетүүнө же машина үчүн чыдамсыздыкка алып келет. Алюминийдик куймалар үчүн күчөтүү басымынын оптималдуу деңгээли орточо 80–120 МПа аралыгында болот, бирок башка бөлүктөр үчүн тастыктоо милдеттүү.

Вакуумдук жардам оюнчулуктун эрежесин өзгөртөт

Басымды тутуруу же жылуулукка чыдамдуулугу талап кылынган бөлүктөр үчүн вакуумдук жардам менен калыпка куюу инвестицияга турган. Принципи жөнөкөй: толтуруу алдында жана убактысында калыптын ичинен аба чыгарылат, анда туура түшүрүлбөгөн аба азыраак болот.

Сандар өзүнчө сүйлөйт. Бир изилдөөдө калыпка куюу убактысында вакуумду колдонуу калыпка куюлган бөлүктөрдүн тапшырылбаганын 7,2%дан 2,9%га чейин төмөндөткөнү көрсөттү. Бул тапшырылбаган бөлүктөрдүн санын жарымдан көп төмөндөтүү. Башка бир изилдөөдө вакуумду күчөтүлгөн басым менен бирге колдонуу поралуулукту минималдаштыруу аркылуу удатуу көрсөткүчүнө дагы жакшыртканы көрсөттү.

Вакуумдун деңгээли маанилүү. Жогорку вакуумдуу куймалар — көңдөлдүн ичинде 50 мбар же андан төмөнкү вакуум түзүш — эң таза натыйжаларды берет, бирок бул үчүн илгерилеген системага жана тыгызраак көңдөлдүн жабылуусуна эрээштүү. Орточо вакуум (100–200 мбар диапазонунда) дагы да сапатты жакшыртат, бирок анын баасы төмөн. Эң маанилүүсү — туташтык: вакуум ар бир циклде бирдей убакытта, бирдей күчтө иштеп турушу керек; антпесе, ар бир куйма аралыгындагы айырмачылыктар пайдалуулугун төмөндөтөт.

Бирок вакуум — бардык көйүндөрдү чече турган «жармага» эмес. Ал жаман спроектиленген куюмдун системасын жакшыртпайт же жаман куюм параметрлерин компенсациялай албайт. Аны жөнөкөй гана жакшы технологиялык контрольдү жакшыртат деп ойлонуңуз — бирок жаман технологиялык контрольдү жакшыртпайт.

Пористикти баштан-эле күрсөтүп турган көңдөлдүн проектилениши

Көңдөлдүн өзү пористикке таасир этет — бул көпчүлүк өндүрүш менеджерлери түшүнбөгөн нерсе. Куюмдун орду, куюм каналынын жайгашуусу жана ашып кетүүчү зоналардын орну — бардыгы абанын чыгарылышына жана металлдын агышына таасир этет.

Ашыкча жонокой капактар агымды чектейт жана ашыкча тездик тудурат, бул металлды атомдогонго жана абаны кармап калганго алып келет. Ашыкча калың капактар тездикти төмөндөт, бирок буюмдун бетинин сапатын төмөндөт жана цикл узактыгын узартат. Туура капак калыңдыгы толтуруу убактысын тездикке туура келтирет — адатта, кабырға калыңдыгына жана буюмдун комплекстүүлүгүнө жараша алюминий үчүн капак тездиги 30–60 м/с болушу керек.

Каналдын долбоору да ошондой эле баалуу. Изилдөөлөр каналдын кесиминин стратегиялык өзгөртүлүшү — атап айтканда, киргизүү капактарына жакын жерде тарылуу киргизүү — поралуулук кемчиликтердин алдын-ала белгилерин жоюу үчүн металл агымын чектейт деп көрсөткөн. Бул ыкма агымды "өлчөйт" жана металл көлөкөгө киргенге чейин турбуленттүүлүктү азайтат.

Ашылуулар жана чыгаруучу тескектер – курамындагы куңгурттукту азайтуунун үнөмдүү чечимдери. Туура орнотулган ашылуулар аба менен лошадан тазаланбаган металлды бөлүктүн ичине кирбей, башка жакка чыгарууга мүмкүндүк берет. Чыгаруучу тескектер абаны чыгарууга жетиштүү тереңдүктө болушу керек, бирок металл өтпөшү үчүн. Жалпы эреже: алюминий үчүн чыгаруучу тескектердин тереңдүгү 0,05–0,10 мм болушу керек, ал эми жалпы чыгаруучу тескектердин аянты бөлүктүн ичиндеги көлөмгө туура келүү керек.

Калыптардын тандоосу курамындагы куңгурттукка кандай таасир этетинин кыскача справкасы:

Shot Sleeve жана Plungerдын кызматында туташтыруу: Көрбөй калган фактор

Кирдүү же айланган shot sleeve поралуулукту түзүп чыгарат. Мунун себеби: эрүүшкөн алюминий shot sleeveга ар бир жолу куйулганда, бетинде оксиддик чөп пайда болот. Бул чөп инжекция кезинде металлдын алдында илгери чыгат. Эгерде sleeve регулярдуу тазаланбаса, чөп жыйланып, агымга кирет да, поралуулукту түзөт.

Plungerдын учу да маанилүү. Айланган уч металлдын оозондон сыртка чыгышына мүмкүндүк берет, бул «сneak» агымды түзөт, анткени ал shot профилин бузат жана абаны кармап калат. Plungerдын учтарын белгилүү мөөнөттө — тек гана сыртка чыгыш башталганда эмес — алмаштыруу бул проблеманы алдын ала чечет.

Майлоо дагы бир өзгөрмө. Ал эми алюминийдин эриген түрүндө болгон майлоочу майдын көптүгү бууланып, газ пайда болуп, анын көлөмү көбөйөт. Өтө аз майлоочу майдын айынан ичкилик ириңдеп, эскирип кетиши мүмкүн. Туура өлчөм кабыктын диаметринен жана циклдин убактысынан көз каранды, бирок жакшы баштапкы чекит, көрүнгөн топтолуусуз жука, тегиз пленканы калтыруу үчүн жетиштүү.

Ортоңку батыштагы бир дүкөн бул нерсеге оор жол менен үйрөнгөн. Алар 900 тонналык муздак камерадагы машинада автоунаанын трансмиссиясын иштетип, 8% дан ашык пордукту четке кагуу көрсөткүчтөрүн жеңип жатышкан. Инъекциялоонун параметрлерин бир нече жума бою изилдей беришкенден кийин, алар октун колтугун тартып, куюлган тешикте 0,3 мм эскирүү четин табышкан. Ал эми колкаптын ордуна бир айдын ичинде эле майыштыруунун үзгүлтүксүз графигине өтүү менен ал 3% дан төмөн түшкөн. Ал бир нече миң долларга бааланган. Ал эми майда-чүйдөсүндө кайра иштетүү жана майда-чүйдөсүндө кайра иштетүү үчүн үнөмдөгөн акча алты жуманын ичинде эле төлөнүп бүткөн.

Алюминийдин тандалышы жана эритүү сапаты

Алюминийдик кушулмалардын баары пороздулук боюнча бирдей иштебейт. Кремнийдик мөлчүрү жогору болгон кушулмалар, мисалы A380 же ADC12, жакшы агат жана толеранттуу болот. Кремнийдик мөлчүрү төмөн болгон кушулмалар, мисалы A356 же A357, механикалык касиеттери жакшыраак, бирок кысылуу пороздулугуна төөрүндүр.

Эритилген металлдын сапаты – бул белгисиз фактор. Сутеги эритилген алюминийде жакшы эрийт – жана бул сутеги катуулашканда чыгып, газ пороздулугун түзөт. Сутегинин алюминийдеги эригичтиги металл суутуп барган сайын күчтүү төмөндөйт, ошондуктан эритилген металлда бар сутеги катуулашканда чыгып кетүүгө аракет кылат. Эгер ал чыга албаса, пораларды түзөт.

Азот же аргон менен айлануучу дегазация – стандартдык чара. Типтик дегазация цикли 10–15 мүнөт оозгойт жана сутегинин концентрациясын 0.3–0.4 см³/100 г ден 0.1–0.15 см³/100 г га чейин төмөндөтүшөт. Пороздулуктун айырмачылыгы микроскоп под майда көрүнөт жана механикалык касиеттерде өлчөнөт.

Эрүтүлгөн температура да маанилүү. Эрүтүлгөн тымышын ашыкча жогору кармап туруу сутек эрүүчүлүгүн көбөйтөт жана дросс пайда болушун тездетет. Тымышын ашыкча төмөн кармап туруу агыштыкты төмөндөт жана суук жабылуу курчунуулуулугун көбөйтөт. Көпчүлүк алюминий куштары үчүн иштеген температура диапазону суюктук чегинен жогору 50–80°C болот.

Качан «жетиштүү» деп айтуу керек

Бул — кылмыштун бир түрү: жогорку басымдык калыпка куюу ыкмасында нөлдүк поралуулукту ишке ашыруу дээрлик мүмкүн эмес, жана нөлдүк поралуулукту талап кылуу адатта ката. Север Америкадагы Калыпка Куюу Ассоциациясы колдонуучуларга колдонуу үчүн талап кылынган поралуулук чегинен катуураак чектөөлөрдү талап кылбашын уруксат берет. Поралуулук үчүн ашыкча талаптар кошумча чыгымдарды көтөрөт, бирок чындыкта артыкчылык бербейт.

Туура ыкма – функцияга негизделген жол менен жетиштүү көпчүлүк тесиктүүлүк деңгээлини аныктап алуу. Декоративдик орнамент бөлүгү гидравликалык клапан денесине салыштырганда тесиктүүлүктүн көбүрөөк дээрлик төзүмдүүлүгүн кабыл ала алат. Түзүлүштүн бөлүгүн чыбык менен туташтыруу керек болгондо, ал түзүлүштүн бөлүгүнөн тесиктүүлүк боюнча катуу контролго ээ болуу керек, ал эми чыбык менен туташтыруу керек болбогондо, андай контролго кереги жок. Реалистик стандарттарды орнотуу жана аларды жок кылуучу сыноо жана рентген талдоосу менен текшерүү – ашыкча текшерүүнүн жана керексиз чөп-чөпкөнүн чексиз циклинин алдын алууга мүмкүндүк берет.

Өндүрүштүн масштабындагы мониторинг да маанилүү. Үлгүлөрдүн регулярдуу кесилген кеситтерин жана КТ сканерлеөнүн натыйжаларын талдоо – проблемаларга айланганга чейин тренддерди учурунда кармайт. Аптада орточо тесиктүүлүктүн 0,1% га көтөрүлүшү кайсы бир бөлүгүн кабыл алуу шарттарын бузбогондой, бирок бул процесске таасир этүүчү факторлордун биринин чыгышын көрсөтөт – жана аны учурунда кармайт, андан кийинки түзөтүүгө салыштырмалуу арзан.