Како смањити порозност када користите алуминијумску ливачку машину?

Порозност: Скривена цена сваког алуминијумског снимака

Порозност је једна од највећих главобоља у калунијуму за лијечење под високим притиском. Стопе одбацивања повезане са порозним често једу маржине. Једна студија је открила да порозност узрокује више одбачених лијечења од било ког другог фактора у лијечењу алуминијума у хладној комори. Финансијски утицај се брзо повећава: развалите делове, радни рад, кашњење испоруке и незадовољни купци који почињу да купују од другог добављача.

Основни узрок није мистериозан. Када се растворени алуминијум при великој брзини и притиску увуче у шупљину, ток је по својој природи турбулентан. Ту турбуленција заробљава ваздух. Како се метал учврсти, заробљени џепци гаса постају празнине. Смањење током хлађења ствара додатне празнине. Резултат је део који изгледа савршено споља, али има унутрашње слабости које могу угрозити чврстоћу притиска, механичку способност и интегритет конструкције.

Добра вест? Порозност није нешто што треба прихватити као неизбежан трошак пословања. Ако се правилно прилагоди постављање машине, контрола процеса и дизајн алата, порозност се може смањити на ниво који задовољава чак и захтевне спецификације.

Почните са параметрима инжекције машине

Фаза ињекције је та у којој се највише проблема с пороизацијом појављују. Прави профил снимке чини већу разлику од било којег прилагођавања.

Послаба брзина стрељања заслужује посебну пажњу. Почетна фаза убризгавањакада метал први пут уђе у рукав за убризгавањеможе се кретати довољно споро да се избегне вучење ваздуха у топљење. Уобичајена грешка је да се споро снимање пребрзо, што ствара ефекат таласа који заробљава ваздух на зидовима рукава. Ови ваздух завршава у шупљини. Смањење брзине спорог снимака за 20-30% често значајно смањује порозност, иако тачан број зависи од дијаметра рукава и геометрије делова.

Прелазна тачка од спорог до брзе снимке је једнако важна. Прерано превратајте и ваздух ће бити увучен. Превише касно прелазак и метал почиње да се хлади пре него што стигне до капије. Истраживање великих алуминијумских лијечења је показало да се померање позиције преласка брзе раме за само 40 мм може произвести мерење разлика у нивоима порозности. То је колико је осетљив овај параметар.

Интензификациони притисаккоји се примењује након попуњавања шупљинеје још једна рытка коју је вредно повући. Студије које су пратиле приступ Дизајна експеримента су показале да је примена интензификационог притиска инструментална у смањењу порозности у ливеним примероцима, побољшавајући и чврстоћу и продуженост. Трчање интензификационог притиска сувише ниско оставља свијање порозности. Ако је покренеш превише високо, може да се појаве блиц или да се машина наметне. Сладко место обично живи негде између 80 и 120 МПа за већину алуминијумских легура, али валидација специфичних делова није преговарачка.

Вакуумска помоћ мења игру

За делове који захтевају чврстоћу под притиском или топлотну обраду, вакуумско лечење је вредно инвестиције. Принцип је једноставан: извуците ваздух из шупљине пре и током попуњавања, тако да има мање ваздуха који ће се заробљавати.

Бројеви говоре сами за себе. Једна студија је показала да је примена вакуума током личења намаљила удео дефектних лијечења са 7,2% на 2,9%. То је смањење стопе одбацивања за више од половине. Друга истрага је показала да је комбиновање вакуума са интензивираним притиском довело до даљег побољшања у продужењу тако што је минимизована порозност.

Ниво вакуума је важно. Високо вакуумско лијечење повући шупљину до 50 mbar или ниже доноси најчистије резултате, али захтева софистициранији систем и чврстије запечатање штампањем. Умерени вакуум у распону од 100 до 200 мбар и даље пружа солидна побољшања по нижим трошковима. Кључ је у конзистенцији: вакуум треба да се примени у истој тачки у сваком циклусу, са истим интензитетом, иначе ће варијација у пуцању поткопати користи.

То је рекао, вакуум није магичан куршум. То неће поправити лоше дизајниран систем капију или компензирати лоше параметре инјекције. Помислите на то као на оспособљавач - то чини добру контролу процеса бољом, али не може учинити лошу контролу процеса добром.

Дизајн алата који се од самог почетка бори против порозности

Сам штампач игра већу улогу у порозности него што многи произвођачи знају. Дизајн капије, распоред тркача и постављање преливања све утичу на то како се ваздух евакуише и како метал тече.

Претеке капи ограничавају проток и стварају прекомерну брзину, што атомизује метал и заробљава ваздух. Врата која су превише дебела смањују брзину, али могу оставити део са лошим завршком површине и дужим временом циклуса. Права дебелина капије уравнотежава време напуњавања према брзини, обично циљујући брзине капије између 30 и 60 м/с за алуминијум, у зависности од дебелине зида и сложености делова.

Дизајн тркача заслужује једнаку пажњу. Истраживања су показала да стратешке модификације попречника тркача, посебно увођење сужавања близу улазних капија, могу да задуше проток метала на начин који елиминише прекурсоре дефеката порозности. Овај приступ ефикасно "метира" ток, смањујући турбуланцију непосредно пре него што метал уђе у шупљину.

Преливања и проветривања су неискушени хероји смањења порозности. Правилно постављени преливања дају ваздух и контаминирани метал негде да иду поред кухиње делова. Пролучни отвори морају бити довољно дубоки да би ваздух могао да изађе без пуштања метала. Уобичајено правило: дубина отвора треба да буде отприлике 0,050,10 мм за алуминијум, са укупном површином отвора величине која одговара запремини шупљине.

Брза референца о томе како избор алата утиче на порозност:

Услуга за одржавање рукава и плунгера: Заборављени фактор

Грбав или износени рукав за пуцање је фабрика порозности. Ево зашто: сваки пут када се растворени алуминијум излива у рукав за пуцање, на површини се формира мала количина оксидних остатака. То се одпадње гура испред метала током ињекције. Ако се рукав не чисти редовно, у течности се скупља шлака и ствара порозност.

У стању је и врх плунгера. Износени врх омогућава пролаз метала, што ствара "укривен" проток који нарушава профил удара и заробљава ваздух. Замена врхова плунзера на распоређеној основи, а не само када почињу да тече, спречава ово.

Умарање је још једна променљива. Превише мастила у рукавку за пуцање испарава се када дође у контакт са растопљеном алуминијумом, стварајући гас који се завршава као порозност. Превише мало лубриканта изазива ирирање и убрзава зношење. Прави количина зависи од дијаметра рукава и времена циклуса, али добра почетна тачка је довољна да се остави танки, равномерни филм без видљивог спајања.

Једна продавница на Средњем западу научила је ову лекцију на тежак начин. Они су радили на аутомобилском кућу за пренос на 900 тона хладнокомерној машини и борили се против стопе одбацивања порозности изнад 8%. Након што су недељама тражили параметре убризгавања са минималним побољшањем, повукли су рукав и пронашли 0,3 мм хрста на рупи. Замена рукава и прелазак на конзистентан распоред марења смањили су одбијене до испод 3% за месец дана. Решење је коштало неколико хиљада долара. Заштеда у разраду и прераду је исплаћена за шест недеља.

Избор легура и квалитет топљења

Не понашају се све алуминијумске легуре на исти начин када је у питању порозност. Легуре са већим садржајем силицијума, као што су А380 или АДЦ12, тече боље и више су опроштајуће. Легуре са нижим силиканом као што су А356 или А357 нуде боље механичка својства, али су склоније порозности.

Квалитет растопљења је дивљи карту. Водород се лако раствора у растопљеном алуминијуму и када тај водород изађе из раствора током учвршћивања, формира гасну порозност. Растворљивост водоника у алуминијуму јако опада док се метал охлађује, тако да ће сваки водоник присутан у топу покушати да побегне током учвршћивања. Ако не може да побегне, формира поре.

Ротационо дегазирање азотом или аргоном је стандардно средство. Типични циклус дегазирања траје 1015 минута и може смањити садржај водоника са 0,30,4 цц/100г до 0,10,15 цц/100г. Разлика у порозности је видљива под микроскопом и мере се у механичким својствима.

Такође је важна температура топљења. Превише вруће топљење повећава растворљивост водоника и убрзава формирање шлака. Превише хладно трчање смањује флуидност и повећава ризик од хладног затварања. За већину алуминијумских легура, слатка тачка се налази 5080 °C изнад температуре течности.

Када је "довољно"

Ево неугодне истине: нула порозности је скоро немогуће постићи у лијечењу под високим притиском, а наверање нула порозности је обично грешка. Северноамеричка асоцијација за лијечење на штампу саветује да корисници не одређују границе порозности строже него што је потребно за примену. Превише прецизирање порозности повећава трошкове без пружања стварне вредности.

Прави приступ је дефинисање прихватљивих нивоа порозности на основу функције. Декоративни део облога може толерисати више порозности од тела хидрауличког вентила. Део који се завари треба строже контролисати него онај који не. Успостављање реални стандардии валидација њих деструктивним тестирањем и рентгенским инспекцијамапречекавају бескрајни циклус претераног прегледа и непотребног скрап-а.

Такође је важно праћење производње. Редовно попречне сеције и ЦТ скенирање делова узорка ухвати трендове пре него што постану проблеми. У просеку, повећање порозности за 0,1% током недеље можда неће изазвати одбијање, али то је сигнал да нешто у процесу дрейфује и да је рано ухватити јефтиније него поправити касније.