Difetti di produzione comuni nella fusione di stampo ad alta pressione
2025-01-14 15:02:57 HITS ：0
Nel processo di formazione metallica altamente efficiente e ampiamente utilizzata di fusione di stampo ad alta pressione, sebbene si possono produrre getti ad alta precisione e di forma complessa, a causa del processo di riempimento e solidificazione del metallo fuso ad alta pressione e ad alta velocità, influenzato dall'interazione di molteplici fattori, alcuni difetti manifatturieri sono inevitabilmente soggetti a verificarsi. Una profonda comprensione di questi difetti comuni è cruciale per ottimizzare il processo di fusione, migliorare la qualità dei getti e ridurre i costi di produzione.
Pori a gas
Cause di generazione
- Intrappolamento del gas: Durante il processo di fusione, il metallo fuso riempie la cavità a una velocità estremamente elevata. Questo processo è estremamente rapido e l'aria nella cavità spesso non può essere completamente dimessa nel tempo. Pertanto, è intrappolato all'interno della fusione dal metallo fuso in rapida flusso, formando pori di gas. Ad esempio, nella produzione di muta di un mozzo della ruota in lega di alluminio automobilistico, quando la velocità di riempimento del metallo fuso ha raggiunto 5 m/s, a causa di uno scarso scarico nella cavità, la velocità di difetto dei pori di gas all'interno della fusione è aumentata improvvisamente dal 5% quando la velocità di riempimento era di 3 m/s al 15%. Quando la velocità di riempimento del metallo fuso raggiunge diversi metri al secondo o anche più in alto, la possibilità di intrappolamento del gas aumenta in modo significativo.
- Evoluzione del gas: Il materiale in lega stesso evolverà gradualmente il gas durante il processo di solidificazione. Prendendo la lega di alluminio come esempio, se il suo contenuto di idrogeno è troppo elevato, durante la fase di solidificazione della fusione, gli atomi di idrogeno si combinano per formare idrogeno gas, che appare sotto forma di pori di gas all'interno della fusione. In generale, la solubilità dell'idrogeno nella lega di alluminio diminuisce quando la temperatura scende. Quando la temperatura scende in una certa misura, verrà rilasciato l'idrogeno sovrasaturo. La ricerca mostra che quando il contenuto di idrogeno in lega di alluminio supera 0,6 mL/100 g, la probabilità dei pori del gas nella fusione aumenta in modo significativo. Nella produzione di un determinato intagliato in lega di alluminio, a causa del controllo improprio del contenuto di idrogeno nella materia prima, che ha raggiunto 0,8 ml/100 g, alla fine il 50% dei prodotti ha avuto difetti dei pori del gas.
Influenze
- Declino delle proprietà meccaniche: La presenza di pori a gas è come un pericolo nascosto all'interno della fusione. Riduce la densità del casting e interrompe la continuità della sua struttura interna. Quando la fusione è sottoposta a pressione o forze esterne, la concentrazione di stress si verifica attorno ai pori del gas e le crepe spesso iniziano ed espandono da queste aree dei pori di gas deboli, riducendo così in modo significativo la forza complessiva e la tenacità del casting. Nelle parti del Die - gettate dei motori automobilistici, se ci sono pori di gas, sotto il funzionamento ad alta velocità del motore e se sottoposti a enormi pressione e carichi alterni, è molto probabile che queste parti sperimentino propagazione delle crepe dai pori del gas, portando alla fine a perdite o danni in parte, influenzando seriamente il normale funzionamento del motore. Test pertinenti mostrano che per un blocco cilindro in lega in lega di alluminio con una frazione di volume dei pori del gas del 5%, la sua resistenza alla trazione è inferiore del 20%a quella di un prodotto senza pori a gas e la sua vita a fatica è ridotta del 30%.
- Aria - problemi di tenuta: Per alcuni getti con requisiti di tenuta aria rigorosa, come i componenti nei connettori aerospaziali del campo e del gasdotto, la presenza di pori a gas può portare direttamente a perdite di gas o liquido, rendendo il prodotto incapace di soddisfare i requisiti di utilizzo e persino innescare gravi incidenti di sicurezza. Nella produzione di trasporto di un ugello aerodinamico di un ugello aerodinamico, una volta che appaiono i pori di gas, anche quelli piccoli, nell'ambiente di iniezione di carburante ad alta temperatura e ad alta pressione, possono essere attivate perdite di carburante, portando a guasti al motore. Secondo le statistiche, i guasti ai componenti aerodinamici causati dai pori del gas rappresentano il 10% di tutte le cause di fallimento.
Cavità di restringimento e porosità
Cause di generazione
- Restringimento della solidificazione: Durante il processo di solidificazione del metallo fuso, il suo volume si restringe. Se non riceve l'alimentazione tempestiva dal corridore, dal riser e da altre parti durante il processo di restringimento, le cavità di restringimento o la porosità si formeranno nelle ultime parti consolidanti della fusione. Generalmente, le parti spesse della fusione dissipano il calore più lentamente e hanno un tempo di solidificazione più lungo rispetto alle parti a parete sottili. Nella fase successiva della solidificazione, è più probabile che abbiano cavità di restringimento o porosità a causa di un'alimentazione insufficiente. Ad esempio, quando si muove: lanciare una parte strutturale grande e complessa, a causa dello spessore irregolare della parete, le aree più spesse hanno una grande quantità di restringimento durante la solidificazione, mentre le parti a parete sottili circostanti hanno già solidificato e non possono fornire un metallo fuso sufficiente per l'alimentazione. Di conseguenza, è probabile che si verifichino cavità di restringimento o difetti di porosità nelle aree spesse. Nel processo di fusione di un grande supporto in lega di alluminio nel mercato, la velocità di raffreddamento della parte spessa (spessore della parete 20 mm) è tre volte più lenta di quella della parte murata sottile (spessore della parete 5 mm). A causa dell'alimentazione insufficiente nella parte spessa, la velocità di difetto delle cavità di restringimento e della porosità è alta fino al 30%.
- Modalità di solidificazione: La modalità di solidificazione della lega ha anche un'influenza importante sulla formazione di cavità di restringimento e porosità. Le leghe con uno strato - per - caratteristica di solidificazione dello strato hanno una maggiore tendenza a formare cavità di restringimento, mentre le leghe con una modalità di solidificazione molle hanno maggiori probabilità di produrre porosità. Ad esempio, la lega di stagno - bronzo, poiché è vicina allo strato - per la modalità di solidificazione dello strato, ha una probabilità di circa il 25% dei difetti della cavità di restringimento che si verificano durante il processo di fusione. Rispetto alla fonte in lega di alluminio, solidificante, il problema della cavità di restringimento è più importante.
Influenze
- Indebolimento della struttura interna: L'aspetto delle cavità di restringimento e della porosità danneggia la compattezza degli interni del casting, risultando in molti piccoli vuoti o aree porose all'interno della fusione. Ciò non solo riduce le proprietà meccaniche del casting, rendendola inclini alla deformazione e alla frattura se sottoposto a forze esterne, ma influisce anche nella vita a fatica del casting. In alcune parti che devono resistere a ripetuti carichi alternati, come i componenti del fusione nel sistema di sospensione automobilistica, le cavità di restringimento e la porosità ridurranno significativamente la loro resistenza a fatica, portando a un fallimento prematuro delle parti. I test sperimentali mostrano che la vita a fatica di una matrice di sospensioni automobilistiche - la fusione con difetti di porosità è del 40% più breve di quella di una parte normale.
- Riduzione della resistenza alla pressione: Per i getti che devono resistere ad alta pressione, come corpi di valvola idraulica e giunti a tubo ad alta pressione, le cavità di restringimento e la porosità possono portare a una riduzione delle prestazioni di tenuta, causando perdite in ambienti ad alta pressione e rendendoli incapaci di funzionare correttamente. Ad esempio, nella produzione di muta di un corpo di valvola idraulica da parte di un'impresa sul mercato, a causa della cavità di restringimento e dei difetti della porosità, il tasso di perdita del prodotto ha raggiunto il 15% durante un test di pressione di 20 MPa, non riuscendo a soddisfare i requisiti di utilizzo effettivi.
Il freddo si chiude
Cause di generazione
- Condizioni di riempimento scadenti: Durante il processo di riempimento del metallo fuso, a causa della progettazione di gate irragionevole, il metallo fuso scorre in modo non uniforme e lentamente, o la temperatura del metallo fuso stesso è troppo basso e il calore viene dissipato troppo rapidamente durante il processo di flusso, peggiorando la fluidità del metallo fuso. Quando due o più flussi di metallo fuso si incontrano, non possono unirsi completamente, formando uno spazio sulla superficie della fusione che sembra essere incompleto, vale a dire una chiusura fredda. Ad esempio, quando la fusione di una fusione a parete sottile a forma di complesso, se la posizione del cancello è inappropriata, la temperatura del metallo fuso scende rapidamente e la portata rallenta quando scorre attraverso l'area a parete sottile. È molto facile produrre chiusure fredde alle intersezioni delle aree murate sottili o ai punti 对接 dei flussi di metallo fuso.
- Temperatura di stampo irregolare: La temperatura superficiale dello stampo è irregolare e alcune parti hanno una temperatura troppo bassa. Quando il metallo fuso contatta queste aree a bassa temperatura, si raffredderà rapidamente e si solidificherà, causando che flussi di metallo fuso successivi non saranno in grado di fondersi bene con esso, generando così chiusure a freddo. Nella produzione di un certo stampo, a causa di un guasto del sistema di raffreddamento, la temperatura di un'area locale dello stampo era inferiore di 50 ° C rispetto alla normale temperatura operativa. Il tasso di difetto di freddo si chiude nei getti prodotti in quest'area era alto fino al 40%.
Influenze
- Danno alla qualità dell'aspetto: Il freddo si chiude direttamente sulla qualità dell'aspetto del casting, rendendo la sua superficie ha ovvie tracce discontinue, riducendo l'estetica e la qualità generale del prodotto. In alcuni prodotti con elevati requisiti per l'aspetto, come alloggiamenti di prodotti elettronici e ornamenti, i difetti a chiusura a freddo renderà direttamente il prodotto demolito. Nella produzione di un alloggio in lega di alluminio per un prodotto elettronico da parte di una fonderia nel mercato, a causa di difetti di chiusura a freddo, il tasso non conforme del prodotto ha raggiunto il 10%, con conseguente perdita economica diretta di centinaia di migliaia di yuan.
- Degrado delle prestazioni: La resistenza al legame in metallo alla chiusura fredda è relativamente bassa. Ciò non solo riduce la forza del casting, rendendo facile la rottura della chiusura fredda quando è sottoposto a forze esterne, ma influisce anche sulle prestazioni di sigillatura del casting. Per alcuni getti che devono essere sigillati, come blocchi di cilindri del motore automobilistico e corpi di pompa, le chiusure a freddo possono portare a perdite liquide o di gas, influenzando il normale funzionamento dell'apparecchiatura. La ricerca mostra che le prestazioni di tenuta di un blocco cilindro del motore automobilistico con difetti a chiusura a freddo sono ridotte del 30%ed è più probabile che perdesse prove ad alta pressione.
Flash
Cause di generazione
- Eccesso di clearance della muffa: Durante il processo di fusione, se la clearance tra la superficie di separazione dello stampo o tra il blocco di diapositiva e la cavità è troppo grande, sotto l'azione del metallo fuso ad alta pressione, il metallo fuso traboccerà da queste autorizzazioni, formando il flash. Durante l'uso a lungo termine dello stampo, a causa del purga del metallo fuso ad alta pressione, dell'impatto meccanico dell'apertura e della chiusura dello stampo e dell'espansione termica e della contrazione, la superficie di pari si indosserà gradualmente, aumentando la clearance. Inoltre, se l'accuratezza della produzione dello stampo non è elevata e c'è un problema di eccessivo spazio nella fase iniziale, è anche facile causare il flash. Attraverso esperimenti, dopo che un determinato stampo di fusione è stato utilizzato 5000 volte, la clearance della superficie di separazione è aumentata da 0,05 mm iniziale a 0,15 mm e il tasso di difetto del flash è aumentato dal 2% al 10%.
- Forza di serraggio insufficiente: Durante la fusione, è necessaria una forza di serraggio sufficiente per resistere alla pressione generata dal metallo fuso nella cavità. Se la forza di serraggio è insufficiente e non può impedire efficacemente l'apertura della superficie di divisione dello stampo, il metallo fuso traboccerà dalla superficie di divisione sotto la differenza di pressione, formando il flash. Ad esempio, quando muori - lanciando grandi getti o getti a parete sottili, a causa della grande pressione di riempimento del metallo fuso, se la forza di serraggio è selezionata in modo improprio, è molto facile avere il flash. Quando muore - lanciare un grande casting in lega di alluminio con una dimensione di 500 mm × 300 mm, quando la forza di serraggio è inferiore all'80% del requisito teorico, il tasso di difetto del flash è salito dal 5% al 25%.
Influenze
- Aumento del carico di lavoro post - Elaborazione: La presenza di Flash aumenta notevolmente il successivo carico di lavoro di pulizia e elaborazione della fusione. La rimozione del flash richiede una grande quantità di forza lavoro, risorse materiali e tempo, aumentando i costi di produzione. I metodi comuni per la rimozione del flash includono macinazione manuale, elaborazione meccanica, corrosione chimica, ecc. Tuttavia, indipendentemente dal metodo utilizzato, sono necessari processi aggiuntivi e input di risorse. Secondo le statistiche, in una certa fabbrica di fusione, il costo post -elaborazione è aumentato del 20% a causa di difetti flash, con conseguente costo annuale aggiuntivo di circa 500.000 yuan.
- Precisione dimensionale e problemi di assemblaggio: Flash può far sì che la dimensione della fusione supera la gamma di tolleranza progettata, influenzando la sua precisione di assemblaggio con altre parti. In alcune occasioni di assemblaggio con requisiti estremamente elevati per l'accuratezza dimensionale, come l'assemblaggio dei componenti del motore aerodinamico, la deviazione dimensionale causata dal flash può portare all'incapacità di completare l'intero gruppo e persino influire sulle prestazioni e sulla sicurezza del prodotto. Durante il processo di assemblaggio di una certa lama aerodinamica, a causa del flash sulla lama causando una deviazione dimensionale di 0,1 mm, il tasso di fallimento dell'assemblaggio è aumentato dall'1% al 10%, influenzando seriamente i progressi di produzione.
Graffi di superficie
Cause di generazione
- Effetto di attrito: Durante il processo di fusione, c'è una grande forza di attrito tra la fusione e la superficie dello stampo. Quando la superficie dello stampo non è abbastanza liscia e ci sono piccole sporgenze, graffi o 拉伤痕迹 ， la superficie della fusione viene facilmente graffiata dai difetti sulla superficie dello stampo durante il processo di demoli, formando graffi della superficie. Inoltre, l'applicazione di rivestimento irregolare, che non riesce a formare un efficace strato di isolamento lubrificante tra la fusione e la superficie dello stampo, aumenterà anche la forza di attrito e porterà a graffi di superficie. Ad esempio, nelle aree con un rivestimento troppo poco, la fusione contatta direttamente lo stampo, aumentando la forza di attrito e rendendo facile produrre graffi di superficie. In una certa produzione di fusione, quando il valore RA di rugosità superficiale dello stampo è aumentato da 0,8 μm a 1,6 μm, la velocità di difetto dei graffi superficiali sulla fusione è aumentata dal 3% al 10%.
- Parametri di processo irragionevoli: Irragionevoli Impostazioni dei parametri del processo di trasmissione, come la velocità di fusione e l'angolo del tiraggio, aumenteranno anche il rischio di graffi superficiali. L'eccessiva matrice - la velocità di fusione aumenterà istantaneamente la forza di attrito tra la fusione e la superficie dello stampo, e un angolo di tiraggio troppo piccolo aumenterà la resistenza quando la fusione viene demussata, entrambi i quali possono portare a graffi di superficie. In un certo processo di fusione, quando la velocità di fusione è aumentata da 3 m/s a 5 m/se l'angolo di tiraggio è stato ridotto da 3 ° a 1 °, la velocità di difetto dei graffi superficiali sul fusione è aumentata dal 5% al 20%.
Influenze
- Riduzione della qualità della superficie: I graffi di superficie danneggiano direttamente l'integrità della superficie della fusione e riducono la qualità della superficie. Ciò non solo influisce sull'aspetto del casting, rendendo la sua superficie ruvida e irregolare, ma riduce anche la resistenza alla corrosione della fusione. In un ambiente medio umido o corrosivo, le parti graffiate sono inclini a diventare i punti di partenza della corrosione, accelerando il danno alla corrosione del casting. Attraverso esperimenti, in un ambiente di corrosione a spruzzo di sale, il tasso di corrosione di una fusione con difetti di graffi di superficie è del 50% più veloce di quello di una fusione normale.
- Concentrazione dello stress e accorciamento della vita a fatica: Le aree graffiate formeranno punti di concentrazione dello stress. Quando il casting è sottoposto a forze esterne o carichi alternati, questi punti di concentrazione dello stress sono soggetti a iniziare ed espandere le fessure, riducendo così la vita a fatica del casting. Per alcune parti che devono resistere a carichi alternati a lungo termine, come gli alberi a gomiti e le aste di collegamento dei motori automobilistici, i graffi di superficie riduceranno significativamente la loro durata di servizio. La ricerca mostra che la durata a fatica di un motore automobilistico di collegamento con difetti di graffi di superficie è del 35% più breve di quella di una normale biella di collegamento.
Comprendere i difetti di produzione comuni nella fusione della matrice ad alta pressione e le loro cause e influenze è la chiave per risolvere e prevenire questi difetti. Attraverso misure multi -aspetto come l'ottimizzazione del design dello stampo, il miglioramento dei parametri del processo di fusione, il rafforzamento della manutenzione e la manutenzione dello stampo e il miglioramento delle capacità degli operatori, il verificarsi di difetti di produzione può essere effettivamente ridotto e la qualità e l'affidabilità dei getti ad alta pressione possono essere migliorati per soddisfare le esigenze delle diverse industrie per le gette ad alta qualità.
