Aluminiy die casting apparatidan foydalanganida poralilikni qanday kamaytirish mumkin?

Porozlik: Har bir aluminiy otishda yashiringan xarajat

Porozlik aluminiy yuqori bosimli die castingda sifat muammolarining eng katta sababidir. Porozlikka bog'liq qaytarilgan mahsulotlar ulushi tez-tez foyda chegarasini qisqartiradi — bir tadqiqot shuni ko'rsatdiki, porozlik sovuk xona aluminiy die castingda barcha omillar orasida eng ko'p qaytarilgan litsey mahsulotlariga sabab bo'ladi. Moliyaviy ta'siri tezda o'sib boradi: qaytarilgan detallar, qayta ishlash uchun mehnat xarajatlari, yetkazib berish kechikishlari va boshqa etkazib beruvchini qidiradigan norozilik bildiruvchi mijozlar.

Asosiy sabab sirli emas. Suyuq alyuminiy yuqori tezlikda va bosimda kalipga kiritilganda, suyuqlik oqimi tabiatan turbulenthdir. Bu turbulenthlik havo qamrab oladi. Metall qattiqshganda, ushbu qamrab olingan gaz pufakchalari bo'shliqlarga aylanadi — porozlikka. Sovutish paytida qisilish qo'shimcha bo'shliqlar hosil qiladi. Natijada tashqi ko'rinishi mukammal bo'lsa ham, ichki zaifliklarga ega bo'lgan detallar hosil bo'ladi, bu esa bosimga chidamlilik, ishlanish qobiliyati va strukturaviy mustahkamlikni buzishi mumkin.

Yaxshi yangilik? Porozlik — bu biznes faoliyatining bevosita qilinadigan xarajatlari sifatida qabul qilinishi kerak bo'lgan narsa emas. To'g'ri apparat sozlamalari, jarayon nazorati va asbob-uskunalar dizaynidan foydalangan holda porozlik darajasini hatto juda qat'iy talablarga ham javob beradigan darajaga tushirish mumkin.

Apparatning urish parametrlaridan boshlang

Porozlik muammolari aksariyat hollarda urish bosqichida vujudga keladi. To'g'ri urish profilini tanlash bitta sozlama o'zgarishidan ko'ra katta farq qiladi.

Sekin otish tezligi maxsus e'tibor talab qiladi. Suyuq metall dastlabki bosqichda shot gilzasi ichiga kirganda, havo suyuq metallga tortilmaslik uchun juda sekin harakatlanishi kerak. Eng keng tarqalgan xatolik — sekin otish tezligini juda tez o'rnatishdir; bu esa gilzaning devorlarida havo qisilib qoladigan to'lqin effekti yuzaga keltiradi. Shu havo keyinchalik shakl ichiga o'tadi. Shot gilzasi diametri va detallarning geometriyasiga qarab, sekin otish tezligini 20–30% pasaytirish ko'pincha porozlikni sezilarli darajada kamaytiradi.

Seokin otishdan tez otishga o'tish nuqtasi ham shunchalik muhim. Juda erta o'tish havo aralashuviga olib keladi. Juda kech o'tish esa metall shaklga yetib borganidan oldin sovishni boshlaydi. Katta bir qismli aluminiy die-casting detallari bo'yicha tadqiqotlar shuni ko'rsatdiki, yuqori tezlikdagi porshenni o'tish pozitsiyasini faqat 40 mm siljitish porozlik darajasida o'lchanadigan farqlarga sabab bo'ladi. Bu parametr shunchalik nozik.

Kuchaytirish bosimi — bo'shliq to'ldirilgandan keyin qo'llaniladigan cho'tkali bosim — yana bir mufassal boshqaruv elementidir. Tajriba dizayni usulini qo'llagan tadqiqotlar kuchaytirish bosimining qo'llanilishining quyidagi sohadagi porozliklarni kamaytirishda, shuningdek, cho'zilish mustahkamligi va cho'zilish darajasini oshirishda muhim ahamiyatga ega ekanligini ko'rsatdi. Kuchaytirish bosimini juda past qo'llash qisqarish natijasida hosil bo'lgan porozliklarga olib keladi. Uni juda yuqori qo'llash esa kalıbni o'zgartirib yuborishi yoki mexanizmga ortiqcha yuk tushurishi mumkin. Ko'pchilik aluminiy qotishmalar uchun optimal qiymat odatda 80 dan 120 MPagacha bo'ladi, lekin har bir alohida detalgina tekshirish majburiydir.

Vakuum yordami o'yin qoidalarini o'zgartiradi

Bosimga chidamli yoki issiqlikka chidamli qilish talab qilinadigan detallar uchun vakuum yordamida kalıbga quyish investitsiya qilishni o'ziga tortadi. Prinsip oddiy: to'ldirishdan oldin va jarayon davomida bo'shliqdan havoni chiqarish, shunda qamalib qoladigan havo miqdori kamayadi.

Raqamlar o'zini aytadi. Bir tadqiqot shuni ko'rsatdiki, presslash jarayonida vakuumdan foydalangan holda nuqsonli quymalar ulushi 7,2% dan 2,9% gacha kamaytirilgan. Bu rad etish darajasini yarmidan ortiq kamaytirishdir. Boshqa bir tadqiqot vakuumni intensifikatsiya bosimi bilan birlashtirish porozlikni kamaytirish orqali cho'zilishda qo'shimcha yaxshilanishga olib kelishini ko'rsatdi.

Vakuum darajasi muhim. Yuqori vakuumli preslash — bo'shliqni 50 mbar yoki undan past darajaga tushirish — eng toza natijalarni beradi, lekin bu murakkabroq tizim va zichroq pres qopqog'ini talab qiladi. 100–200 mbar oralig'idagi o'rtacha vakuum natijalarda barqaror yaxshilanishni arzonroq narxda ta'minlaydi. Asosiysi doimiylikdir: vakuum har bir siklda bir xil vaqtda, bir xil kuchlikda qo'llanilishi kerak; aks holda, har bir preslashda o'zgarishlar foydani kamaytiradi.

Shunday qilib, vakuum ajoyib yechim emas. U noto'g'ri loyihalangan darvoza tizimini to'g'rilamaydi yoki noto'g'ri quyish parametrlarini kompensatsiya qilmaydi. Uni yaxshi jarayon boshqaruvidan foydalanishni osonlashtiruvchi vosita sifatida ko'ring — u yaxshi jarayon boshqaruvidan foydalanishni yanada yaxshilaydi, lekin yomon jarayon boshqaruvidan foydalanishni yaxshi qila olmaydi.

Boshidan boshlab porozlikka qarshi kurashadigan uskunalar loyihasi

Porozlikda formaning o'zi ko'pchilik ishlab chiqarish menejerlarining taxmin qilganidan ko'ra kattaroq rol o'ynaydi. Darvozalar loyihasi, oqim yo'nalishi va ortiqcha quyish joylashuvi havo qanday chiqarilishini va metall qanday oqishini ta'sirlaydi.

Juda ingichka darvozalar oqimni cheklab, ortiqcha tezlikni yuzaga keltiradi, bu esa metallni atomlarga ajratadi va havoni qamrab oladi. Juda qalin darvozalar tezlikni kamaytiradi, lekin detallarga yomon sirt sifati va uzunroq sikl vaqtlari bilan qolishiga sabab bo'ladi. To'g'ri darvoza qalinligi to'ldirish vaqti va tezlikni muvozanatga keltiradi — odatda qalinligi va detallarning murakkabligiga qarab, aluminium uchun darvoza tezligi 30 dan 60 m/s gacha bo'lishi maqsad qilinadi.

Yuguruvchi dizayni ham shu darajada e'tibor talab qiladi. Tadqiqotlar yuguruvchi kesimini strategik ravishda o'zgartirish — ayniqsa, quyish teshigiga yaqin joyda toraytirish — porozlik nuqsonlarining oldini oluvchi omillarni yo'q qilish uchun metall oqimini cheklashga imkon berishini ko'rsatdi. Bu usul metallning forma ichiga kirishidan bir necha soniya oldin oqimni "o'lchash" orqali turbulentsiyani samarali ravishda kamaytiradi.

Qo'shimcha oqim teshiklari va havodan tozalovchi teshiklar porozlikni kamaytirishda o'z ishlarini sirli tarzda bajaradigan qahramonlardir. To'g'ri joylashtirilgan qo'shimcha oqim teshiklari havo va ifloslangan metallni detallar formasiga kirmasdan avvalo boshqa joyga o'tkazadi. Havodan tozalovchi teshiklar havo chiqishiga imkon berishi kerak, lekin metall o'tkazmasligi kerak. Odatda qo'llaniladigan qoida: quyidagi qoidaga amal qilish kerak — aluminiy uchun havodan tozalovchi teshik chuqurligi taxminan 0,05–0,10 mm bo'lishi kerak; umumiy havodan tozalovchi teshik maydoni esa forma hajmi bilan mos kelishi kerak.

Porozlikka ta'sir qiluvchi uskunalar tanlovi bo'yicha tezkor ma'lumotlar:

O'tish quvuri va porshen texnik xizmati: E'tibordan qolgan omil

Irritatsiya qiluvchi yoki ishlatilgan o'tish quvuri porozliklar hosil qiluvchi omil. Sababi: eritilgan alyuminiy har safar o'tish quvuriga quyilganda, sirtida mayda oksid qotishmalar hosil bo'ladi. Bu qotishmalar zarba paytida metall oldida siljidi. Agar quvur muntazam ravishda tozalanmasa, qotishmalar qoplam sifatida yig'iladi va oqimga aralashib, porozliklarga sabab bo'ladi.

Porshen uchining holati ham muhim. Isroflangan uch metallning o'tishiga imkon beradi, bu esa zarba profilini buzadigan va havoni ushlab qoladigan "sneak" oqimni hosil qiladi. Porshen uchlarini faqat oqish boshlanganda emas, balki belgilangan muddatlarda almashtirish bunday muammolarni oldini oladi.

Suyuqlik qo'llash — boshqa o'zgaruvchi. Sotilayotgan quvurda ortiqcha suyuqlik qo'llanilganda, u eritilgan alyuminiyga tegishda bug'lanadi va porozlikka sabab bo'ladigan gaz hosil qiladi. Kam miqdordagi suyuqlik esa galling (sirtning qattiq ishlash natijasida yuzaga keladigan yopishish)ni keltirib chiqaradi va yirg'ochlikni tezlashtiradi. To'g'ri miqdor quvur diametriga va sikl vaqtiga bog'liq, lekin yaxshi boshlang'ich nuqta — ko'rinadigan to'planishsiz ingichka, bir xil qatlam qoldiradigan miqdordir.

G'arbda joylashgan bir korxona bu darsni qiyin usulda o'rgandi. Ular 900 tonnali sovuq kamerali pressda avtomobil transmissiya uyasini ishlab chiqarayotgan edi va porozlik tufayli rad etilish darajasi 8% dan yuqori bo'lib qolayotgan edi. Bir necha hafta davomida injektsiya parametrlarini sozlash bilan shug'ullanish kam samarali bo'ldi; keyin ular quvurni olib tashlab, quyish teshigida 0,3 mm li yirg'ochlik hoshiyasini topdilar. Quvurni almashtirish va doimiy suyuqlik qo'llash rejasi o'tkazish natijasida rad etilish darajasi bir oy ichida 3% dan pastga tushdi. Bu ish bir necha ming AQSH dollari turdi. Qayta ishlash va chiqindilarni qisqartirish hisobiga tejalgan mablag' uni olti haftada qoplab berdi.

Aloy qo'shilmalari tanlovi va eritma sifati

Porozlik jihatidan barcha aluminiy qotishmalar bir xil xatti-harakat qilmaydi. Yuqori silitsiyli qotishmalar, masalan, A380 yoki ADC12, yaxshiroq oqadi va xato qilishga nisbatan bardoshliroqdir. Past silitsiyli qotishmalar, masalan, A356 yoki A357, yaxshiroq mexanik xususiyatlarga ega, lekin qisqarish porozligiga moyillikka ega.

Eritma sifati — noaniqlik omilidir. Vodorod eritilgan aluminiyda osongina eriydi va qattiqylanish jarayonida eritmadan chiqib ketganda gazli porozlik hosil qiladi. Vodorodning aluminiydagi eruvchanligi metall sovuganda keskin pasayadi, shuning uchun eritmadagi vodorod qattiqylanish davrida chiqib ketishga harakat qiladi. Agar u chiqib keta olmasa, porlar hosil bo'ladi.

Azot yoki argon bilan aylanuvchi degazatsiya standart choradir. Odatda degazatsiya sikli 10–15 daqiqa davom etadi va vodorod miqdorini 0,3–0,4 sm³/100 g dan 0,1–0,15 sm³/100 g gacha kamaytiradi. Porozlikdagi farq mikroskop ostida ko'rinadi va mexanik xususiyatlarda o'lchanadi.

Suyuq holatdagi temperaturaning ham ahamiyati bor. Suyuq holatni juda yuqori haroratda saqlash vodorod eruvchanligini oshiradi va qo'rqoq hosil bo'lishini tezlashtiradi. Juda sovuqda saqlash esa suyuqlikning oqish xususiyatini pasaytiradi va sovuq uzilish xavfini oshiradi. Aksariyat aluminiy qotishmalar uchun optimal harorat sirtni 50–80°C yuqorisida bo'ladi.

Qachon "yetarli" deb hisoblash kerak

Bu noqulay haqiqat: yuqori bosimli zarbali quyishda nol porozlikka erishish deyarli mumkin emas, va nol porozlikni talab qilish odatda xato hisoblanadi. Shimoliy Amerika Zarbali Quyish Assotsiatsiyasi foydalanuvchilarga ilovaga kerakli darajadan qat'iyroq porozlik chegaralarini belgilamaslikni tavsiya qiladi. Porozlikni ortiqcha qat'iy belgilash haqiqiy qiymat bermasdan narxlarni oshiradi.

To'g'ri yondashuv funksiyaga asoslanib, qabul qilinadigan porozlik darajasini belgilashdir. Dekorativ bezak detali gidravlik klapan korpusiga qaraganda ko'proq porozlikka chidashli bo'ladi. Qo'shiladigan detallarga qo'shilish jarayonida aniqroq nazorat kerak bo'ladi, qo'shilmasa, bunday nazorat kerak emas. Realistik standartlarni o'rnatish va ularni vayron qiluvchi sinovlar hamda rentgen tekshiruvi bilan tasdiqlash — doimiy ortiqcha nazorat va keraksiz chiqindilarni oldini oladi.

Ishlab chiqarish miqyosidagi monitoring ham muhim. Namuna detallarning muntazam kesishmalarini olish va KT skanerlash orqali muammolar paydo bo'lishidan avvalo ularning rivojlanish tendensiyasini aniqlash mumkin. O'rtacha porozlik darajasining bir haftada 0,1% ga oshishi rad etishni keltirib chiqarmasa ham, bu jarayonda nima biron narsaning siljishini ko'rsatadi — va uni dastlabki bosqichda aniqlash uni keyinchalik tuzatishdan arzonroq.