Вы когда-нибудь задумывались, как изготавливать сложные автомобильные компоненты? Например, блоки цилиндров, трансмиссии или подвески. Литье под высоким давлением — распространённый производственный процесс. Будь то крупногабаритный автомобильный компонент или лёгкий инструмент, используемый в медицине, всё можно изготовить методом литья под высоким давлением.
В этой статье вы узнаете более подробную информацию об этом процессе. Она познакомит вас с методом литья под высоким давлением, принципом его работы и его преимуществами. Это позволит вам самостоятельно решить, подходит ли этот процесс для ваших производственных нужд.
Что такое литье под высоким давлением?
Литье под высоким давлением — это процесс, при котором расплавленный металл впрыскивается в закалённую стальную форму с высокой скоростью и давлением. Форма остаётся закрытой до затвердевания металла. В отличие от традиционного литья по технологии “заливка и ожидание”, литьё под высоким давлением использует систему впрыска под давлением (систему впрыска) и систему зажимов для быстрого и равномерного заполнения тонких сечений.
В типичном цикле расплавленный металл поступает в камеру литья (или систему «гусиная шея»), поступает в полость пресс-формы, затвердевает за считанные секунды и выталкивается. Пресс-форма, состоящая из двух стальных половин (неподвижной и подвижной), формирует окончательную геометрию детали.
Как работает литье под высоким давлением?
Система HPDC сочетает в себе быстрое заполнение, контролируемое давление и прочное запирание, обеспечивая полное заполнение полости металлом перед затвердеванием. Система включает в себя механизм впрыска/впрыска, полость формы и литники, устройства вентиляции/перелива, а также зажимное устройство для удержания формы в закрытом состоянии под давлением.
Ниже приведено описание четырех основных этапов процесса HPDC:
Шаг 1: Подготовка штампа
Подготовка пресс-формы обеспечивает стабильное качество перед каждым выстрелом. Пресс-форма очищается от пыли, масла и остатков, которые могут привести к дефектам. Наносится разделительный состав, а температура пресс-формы контролируется для обеспечения плавного извлечения деталей и стабильных размеров.
Шаг 2: Инъекция и интенсификация
Расплавленный металл впрыскивается в полость формы за доли секунды. Форма герметизируется, и плунжер проталкивает металл через литниковую систему. Давление увеличивается для обеспечения полного заполнения формы и минимизации дефектов, связанных с усадкой.
Давление впрыска обычно составляет от 1500 до 25 000 фунтов на кв. дюйм, в зависимости от процесса. Усилие зажима должно быть достаточным, чтобы удерживать пресс-форму закрытой под такой нагрузкой.
Шаг 3: Затвердевание и выталкивание
После заполнения полости металл быстро затвердевает в контролируемых условиях. Когда затвердевание достигает необходимого уровня, пресс-форма открывается, и выталкиватели освобождают деталь. Правильный момент выталкивания имеет решающее значение: слишком раннее выталкивание может деформировать тонкие стенки, а задержки могут увеличить время цикла и привести к застреванию.
Шаг 4: Обрезка и вторичные операции
Излишки металла, такие как литники, литники и облой, удаляются во время обрезки. В зависимости от геометрии и допусков детали, это может включать в себя обрезку штампами, резку пилами или механическую обработку. Металлолом часто возвращается в процесс переработки в соответствии с требованиями к сплавам и контролю качества.
Основные типы машин HPDC
Существует два основных типа установок HPDC: с горячей и холодной камерой прессования. Выбор зависит от сплава, размера детали и производственных целей.
Горячая камера HPDC: Машины с горячей камерой прессования оснащены системой впрыска, погруженной в расплавленный металл. Такая конструкция обеспечивает высокую производительность и стабильную подачу впрыскиваемого материала, что делает её идеальной для литья цинковых, магниевых и свинцовых сплавов. Она лучше всего подходит для небольших и сложных деталей, но ограничена объёмом впрыскиваемого материала, что делает её менее подходящей для крупногабаритных отливок.
Холодная камера HPDC: Машины с холодной камерой прессования используют внешнюю печь для заливки расплавленного металла в форму для впрыска. Затем гидравлический плунжер впрыскивает металл в пресс-форму. Этот метод широко применяется для обработки алюминия и крупногабаритных деталей, требующих больших объемов впрыска. Машины с холодной камерой прессования обычно используют горизонтальную установку впрыска, хотя возможна и вертикальная установка.
| Элемент | Горячая камера HPDC | Холодная камера HPDC |
|---|---|---|
| Типичные сплавы | Цинк, магний, свинец | Алюминий, латунь, магний |
| Размер детали | Малые и средние, сложные | От среднего до крупного, структурного |
| Скорость цикла | Очень быстро | Быстро, но медленнее, чем в горячей камере |
| Ключевое ограничение | Ограничения по размеру/температуре системы впрыска | Перенос металла/обработка дробовых гильз |
Простой контрольный список выбора:
- Для алюминия начните с HPDC-обработки в холодной камере.
- Для небольших цинковых деталей с короткими циклами рассмотрите возможность использования метода HPDC в горячей камере.
- Для крупных или конструкционных отливок лучшим вариантом обычно является холодная камера.
Основные преимущества литья под высоким давлением
Технология HPDC популярна благодаря возможности производить детали с высокой повторяемостью формы, близкой к заданной, в больших объемах. Высокоскоростное литье под высоким давлением позволяет получать тонкие стенки, мелкие детали и гладкие поверхности, превосходя многие другие методы литья.
- Высокие темпы производства с коротким временем цикла.
- Размерная согласованность и повторяемость.
- Гладкая поверхность подходит для гальванизации или отделки.
- Возможность изготовления тонких стенок, часто до уровня долей миллиметра (в зависимости от сплава, геометрии и инструмента).
- Сложная геометрия за один проход, что сокращает необходимость в сборке и сварке.
- Длительный срок службы инструмента в программах с большим объемом производства со временем снижаются затраты на инструментальную оснастку.
Типичные области применения литья под высоким давлением
Технология HPDC идеально подходит для крупносерийного производства деталей из лёгких сплавов, где стабильность и эффективность имеют решающее значение. Распространенные области применения:
- Автомобильная промышленность: блоки двигателя, корпуса коробки передач, масляные поддоны, опоры двигателя, поперечины и другие конструктивные элементы (часто из алюминия или магния).
- Медицинский: Легкие хирургические инструменты, корпуса устройств и компоненты крупносерийного оборудования.
- Аэрокосмическая промышленность: Сложные детали из легких сплавов, требующие автоматизации и повторяемости (в зависимости от конструкции и стандартов квалификации).
Подвести итог
Выбор правильного производственного процесса для вашего продукта имеет решающее значение. Yonglihao Machinery — ведущий поставщик компания по производству прототипов, мы специализируемся на Услуги литья под давлением Команда профессиональных инженеров с богатым опытом работы готова предоставить вам персональные консультации и ответить на любые ваши вопросы.
Благодаря передовому оборудованию и богатому производственному опыту компания Yonglihao Machinery гарантирует поставку высококачественной продукции в короткие сроки. Вы можете быть уверены, что мы предложим вам лучшие услуги литья под давлением по конкурентоспособным ценам, отвечая вашим требованиям точностью и эффективностью.
Часто задаваемые вопросы
Как проще всего объяснить HPDC?
Технология HPDC предполагает впрыск расплавленного металла в стальную форму с высокой скоростью и давлением, удерживая её закрытой до затвердевания. Для массового производства процесс быстро повторяется.
Как сделать выбор между горячей и холодной камерой HPDC?
Выбирайте в зависимости от сплава и размера детали. Горячая камера подходит для цинковых и небольших магниевых деталей с короткими циклами. Холодная камера лучше подходит для алюминия и крупных отливок.
Почему при использовании HPDC часто возникают риски возникновения внутренней пористости?
Быстрое наполнение может привести к задержке газов, если вентиляция, профили впрыска или конструкция пресс-формы не оптимизированы. Решения включают в себя вакуумную систему, улучшенную вентиляцию и контролируемые профили впрыска.
Может ли технология HPDC надежно изготавливать тонкостенные детали?
Да, метод HPDC превосходен при изготовлении тонких стенок благодаря высокоскоростному заполнению. Однако ограничения зависят от сплава, длины потока, конструкции литника и контроля температуры пресс-формы.
Подходит ли HPDC для небольших партий?
Обычно нет. Высокоэффективное литье под давлением (HPD) экономически эффективно при больших объёмах производства благодаря инвестициям в оборудование и инструменты. Для небольших партий другие методы могут быть более экономичными.
