Компания Yonglihao Machinery предоставляет услуги литья под давлением прецизионных металлических деталей. Это руководство подробно описывает процесс литья под давлением металла — шаг за шагом, — чтобы вы могли связать каждый этап с качеством деталей, дефектами и повторяемостью.
Что такое литье металлов под давлением?
Литье металла под давлением подразумевает впрыск расплавленного металла в стальную форму. Это происходит под высоким давлением. В результате получаются точные и повторяемые детали. Термин “высокое давление” имеет ключевое значение. Именно эта сила обеспечивает быстрое заполнение и уплотнение металла по мере его охлаждения. Это позволяет добиться жёстких допусков.
В большинстве случаев литья под давлением используются цветные сплавы, такие как алюминий, цинк и магний. В результате получается деталь, близкая к заданной форме. Она имеет хорошее качество поверхности и высокую однородность.
Ключевые элементы установки литья под давлением
Система литья под давлением имеет несколько “скрытых” особенностей внутри инструмент. Эти элементы направляют поток металла и контролируют захваченный газ. Если рассматривать только внешние половины формы, то качество не имеет решающего значения.
- Полость штампа и линия разъема: Это определяет форму детали. Линия разъема должна предотвращать утечку металла.
- Питатель / литник / литник: Эта система направляет металл в полость с контролируемой скоростью.
- Переливные и вентиляционные отверстия (или вакуумные порты): Они дают воздуху и оксидам возможность выйти.
- Каналы охлаждения: Они отводят тепло. Это контролирует затвердевание и время цикла.
- Выталкивающие штифты + направляющие/сердечники: Они позволяют извлечь деталь без повреждений после ее затвердевания.
На практике литниковое, вентиляционное и охлаждающее устройства действуют как единая система. Они определяют, как заполняется полость, как выходит воздух и как обеспечивается усадка.
Шаг за шагом: как работает цикл литья под давлением
В процессе литья под давлением пресс-форма закрывается и зажимается. Затем она быстро заполняет полость. Давление увеличивается по мере застывания металла. Затем пресс-форма охлаждается, открывается, выталкивается и подвергается обрезке. Каждый этап имеет чёткое предназначение. Дефекты возникают, когда на этом этапе контроль отсутствует.
Подготовка штампа
Подготовка пресс-формы включает очистку, предварительный нагрев и нанесение смазки. Это помогает поверхности пресс-формы отделить деталь и сохранить термостабильность. Стабильная температура пресс-формы предотвращает такие проблемы, как «холодное закрытие» и пайка. Это также способствует получению стабильных размеров.
Смазка также защищает поверхность пресс-формы. Она способствует равномерному выталкиванию. Однако избыток смазки может привести к увеличению газообразования и образованию пор.
Зажим
Зажим герметизирует половинки пресс-формы во время впрыска металла. Если усилие зажима слишком слабое, расплавленный металл может образовывать заусенцы. Неправильное выравнивание пресс-формы также может быть причиной этого.
Вот почему посадка пресс-формы и состояние стержня так важны. Они так же важны, как и давление впрыска.
Наполнение (выстрел)
При заполнении расплавленный металл впрыскивается через систему впрыска. Он поступает в литники и литники, а затем в форму. Цель — полностью заполнить форму до застывания металла. Это должно происходить без чрезмерной турбулентности, которая приводит к захвату воздуха.
Во многих машинах используется профиль скорости. Это подразумевает контролируемый пуск, а затем быстрое заполнение вблизи литника. Такой подход позволяет сбалансировать полное заполнение с риском образования газовых пузырей.
Интенсификация и удержание
После заполнения полости давление увеличивают и поддерживают. Это “уплотняет” металл. Эта стадия интенсификации компенсирует усадку при затвердевании металла, а также повышает его плотность.
Если интенсивность слишком низкая или кратковременная, могут возникнуть проблемы. В толстых секциях может появиться усадочная пористость или слабые места.
Охлаждение
Охлаждение отводит тепло через матрицу и её охлаждающие каналы. Это продолжается до тех пор, пока деталь не станет достаточно прочной для выпрессовки. Равномерное охлаждение предотвращает коробление и изменение размеров. Горячие точки могут привести к усадочным дефектам в областях большей толщины.
Время охлаждения зависит от сплава и толщины стенок. Оно также связано с тепловым балансом пресс-формы. Переохлаждение снижает производительность и может привести к прилипанию деталей.
Открытие и выталкивание штампа
После затвердевания пресс-форма открывается. Выталкивающие штифты выталкивают деталь со стороны выталкивателя. Углы уклона, скругления и конструкция выталкивателя влияют на процесс извлечения. От них зависит, будет ли выталкивание плавным или повредит изделие.
Ползуны и сердечники отводятся назад, освобождая поднутрения. Неправильное время или недостаточная осадка могут привести к появлению следов трения и повреждениям.
Отделка и базовая отделка
Обрезка удаляет литники, литники и облой. Этот этап является частью технологического цикла. Отходы часто переплавляются и используются повторно. Это влияет на технологию плавки и её чистоту.
Деталь может потребовать последующей обработки отверстий или резьбы. Однако многим литым деталям требуется лишь обрезка и лёгкое снятие заусенцев.
Горячая камера против холодной камеры
Литье под давлением с горячей и холодной камерой прессования Они различаются. Они различаются местом плавления металла. Они также различаются способом его подачи в систему впрыска. Это влияет на продолжительность цикла и на то, какие сплавы можно использовать.
Горячая камера
Литье под давлением с горячей камерой прессования Расплавленный металл удерживается внутри машины. Он впрыскивается через гибкую трубу, погруженную в расплав. Такая конструкция обеспечивает быструю продолжительность цикла и стабильную подачу.
Он лучше всего подходит для сплавов с низкой температурой плавления, таких как цинк. Для многих алюминиевых сплавов он не подходит из-за проблем с нагревом и коррозией.
Холодная камера
Литье под давлением в холодной камере плавления происходит в отдельной печи. Затем металл подается в форму с помощью ковша. Плунжер впрыскивает металл в форму под высоким давлением.
Эта схема подходит для алюминиевых сплавов и материалов, работающих при высоких температурах. Этап переноса обычно замедляет циклы. Она часто используется для крупногабаритных деталей и алюминиевых корпусов.
|
Элемент |
Горячая камера |
Холодная камера |
|---|---|---|
|
Где плавится металл |
Внутри машины |
В отдельной печи |
|
Загрузка металла |
Автоматический через гусиную шею |
Черпак в рукав для выстрела |
|
Типичные сплавы |
Цинк, немного Mg |
Алюминий, сплавы меди, немного магния |
|
Время цикла |
Быстрее |
Медленнее (шаг передачи) |
|
Лучший вариант |
Мелкие и средние детали, большой объем |
Алюминиевые детали, расширенный ассортимент сплавов |
Несколько переменных процесса, определяющих качество детали
Качество деталей зависит от нескольких ключевых факторов. Это контроль температуры, процесс заполнения и давление уплотнения. Вентиляция и баланс охлаждения также имеют решающее значение. Если вы сможете объяснить эти пять факторов, вы сможете объяснить большинство результатов литья под давлением.
Температура металла и температура штампа
Более горячий металл течет лучше. Но если он слишком горячий, это может усилить пайку и окисление. Температура кристалла должна быть стабильной. Если она слишком низкая, это приводит к ошибкам в работе. Если слишком горячий, увеличивается образование облоя и прилипание.
Хорошая практика направлена на достижение “теплового окна”. В этом случае металл полностью заполняется и затвердевает предсказуемым образом.
Профиль скорости выстрела
Скорость впрыска влияет на заполнение полости перед застыванием. Она также влияет на количество захваченного воздуха. Слишком сильная турбулентность увеличивает газоудерживание и пористость. Это особенно актуально при плохой вентиляции. Контролируемый профиль скорости часто лучше, чем просто “максимальная скорость”.”
Давление усиления и время удержания
Более высокая интенсификация может повысить плотность. Но она также повышает риск образования облоя при неидеальном зажиме. Время выдержки должно соответствовать времени застывания в литнике. В противном случае давление не сможет обеспечить усадку. Это распространённая причина, по которой два цеха получают разные результаты с одним и тем же сплавом.
Вентиляция / Вакуум
Воздух должен выйти из полости, прежде чем металл закроет вентиляционные отверстия. Если вентиляционные отверстия слишком малы, заблокированы или расположены неправильно, газ остаётся внутри. Это приводит к образованию пор.
Вакуумное литье под давлением может помочь уменьшить количество скопившегося газа. Однако для этого необходимы чистые вентиляционные каналы и правильная регулировка времени.
Баланс охлаждения
Неравномерное охлаждение создаёт перепады температур. Это приводит к короблению и изменению размеров. Горячие точки также увеличивают риск образования усадочных раковин в более толстых областях.
Если вы пытаетесь устранить проблемы с повторяемостью, сначала проверьте баланс охлаждения. Часто это “скрытая” причина проблем.
Краткий контрольный список контроля качества:
- Стабильна ли температура пресс-формы от выстрела к выстрелу?
- Чисты ли и открыты ли вентиляционные отверстия и переливы?
- Контролируется ли профиль удара, а не просто “быстрый”?
- Будет ли интенсификация продолжаться до тех пор, пока затвор не замерзнет?
- Сбалансировано ли охлаждение, нет ли долговременных горячих точек?
Быстрое устранение неполадок
Большинство дефектов литья под давлением не являются чем-то необычным. Они являются результатом проблем с контролем воздуха, герметизацией, усадкой при подаче и контролем температуры.
Пористость
Пористость Существует две основные причины. Газ захватывается во время заполнения формы. Или усадка не поступает по мере затвердевания металла. Газовая пористость часто связана с турбулентностью и слабой вентиляцией. Усадочная пористость связана с низким давлением уплотнения или ненадёжными путями подачи.
Исправить направление: Улучшите вентиляцию или вакуум. Смягчите турбулентность с помощью профиля впрыска. Убедитесь, что интенсификация и время удержания соответствуют замораживанию в литнике.
Вспышка
Вспышка возникает при утечке расплавленного металла. Он просачивается через линию разъема или вокруг вставок под давлением. Обычно это сначала проблема с уплотнением, а затем с давлением.
Исправить направление: Проверьте посадку и соосность штампа. Проверьте усилие зажима и опору линии разъема. Затем отрегулируйте давление впрыска и усилителя.
Холодное закрытие / Неправильный запуск
Холодное закрытие или неисправность литья происходит, когда металлические фронты встречаются после частичного застывания. Это также происходит, если полость не заполняется полностью. Часто это вызвано низкой температурой металла или пресс-формы. Также это может быть результатом медленного заполнения или ограниченного литника.
Исправить направление: Стабилизировать температуру пресс-формы. Отрегулировать температуру металла. Улучшить литниковую систему и траекторию потока. Оптимизировать профиль скорости впрыска.
|
Симптом |
Вероятный механизм |
Первые контрольные точки |
|---|---|---|
|
Пористость |
захваченный газ / усадка не подаётся |
вентиляция/вакуум, профиль выстрела, усиление и удержание |
|
Вспышка |
штамп не герметичен под давлением |
посадка в штамп, зажим, поддержка линии разъема, уровни давления |
|
Неправильный запуск/холодное закрытие |
замораживание до полного заполнения |
температура кристалла, температура металла, ограничение литникового канала, скорость заполнения |
Заключение
По мере развития производства развиваются и технологии литья под давлением. Инновации в области интеллектуального производства и автоматизации открывают новые возможности для литья под давлением. Современные машины для литья под давлением всё чаще оснащаются интеллектуальными датчиками и системами управления на базе искусственного интеллекта для мониторинга и корректировки производственных параметров в режиме реального времени, повышая точность и эффективность. Кроме того, разработка новых материалов, таких как высокопрочные сплавы и композиты, расширяет возможности литья под давлением, позволяя им соответствовать более высоким требованиям к производительности.
В 1ТП1Т, Мы стремимся к развитию технологий литья под давлением. Мы активно инвестируем в современное оборудование и технологии, чтобы обеспечить литье под давлением Наши процессы остаются на переднем крае отрасли. Кроме того, мы постоянно повышаем квалификацию нашей команды, чтобы гарантировать нашим клиентам высочайшее качество услуг.
Часто задаваемые вопросы
В чем заключается основной принцип работы литья металла под давлением?
Принцип работы заключается в подаче расплавленного металла в форму под высоким давлением и высокой скоростью. Затем металл уплотняется по мере застывания. Такое заполнение под давлением обеспечивает тонкие стенки, высокую детализацию и повторяемость.
Почему высокое давление улучшает размерную однородность?
Высокое давление помогает избежать неполного заполнения. Оно также компенсирует усадку при затвердевании. Благодаря стабильной температуре пресс-формы и правильному времени выдержки, застывание детали происходит более контролируемо и воспроизводимо.
Когда следует использовать литье под давлением с горячей, а когда с холодной камерой прессования?
Используйте горячую камеру для легкоплавких сплавов, таких как цинк, когда вам нужны короткие циклы. Используйте холодную камеру для алюминия и высокотемпературных сплавов. Этот вариант лучше всего подходит, когда выбор материала и размер детали имеют первостепенное значение.
Что чаще всего является причиной пористости литых под давлением деталей?
Пористость чаще всего возникает из-за скопления газа или плохой подачи материала во время усадки. Начните с проверки чистоты вентиляционных отверстий, турбулентности потока и времени интенсификации.
Какие настройки процесса обычно обеспечивают наиболее быстрое улучшение качества?
Стабилизация температуры пресс-формы и очистка вентиляционных отверстий обеспечивают быстрые результаты. После этого отрегулируйте профиль скорости впрыска и время интенсификации, чтобы они соответствовали замораживанию литника.
