18 wskazówek dotyczący projektowania matrycy metalowej

I. Wprowadzenie do castingu

Odlewanie ciśnieniowe, znane również jako odlewanie matrycy, jest metodą odlewania, w której stopiony stop wlewa się do komory ciśnieniowej, wypełniając wnękę stalowej formy z dużą prędkością. Stop następnie zestala się pod presją, aby utworzyć odlew.

Kluczowymi cechami, które odróżniają odlewanie od innych metod odlewu, są wysokie ciśnienie i duża prędkość. ① stopiony metal wypełnia jamę formu pod ciśnieniem i krystalizuje i zestala się pod jeszcze wyższym ciśnieniem, zwykle 15-100 MPa. ② stopiony metal wypełnia wnękę formy z dużą prędkością, zwykle 10-50 m/s, a czasem przekracza 80 m/s (prędkość liniowa metalu wprowadzona do formy przez Ingate). Powoduje to wyjątkowo krótki czas napełniania, około 0,01-0,2 sekundy (w zależności od wielkości odlewu).

Maszyna odlewnicza Die -, stopa odlewania - i die - Forma odlewania to trzy podstawowe elementy produkcji odlewania Die -, z których każda jest niezbędna. SO - Proces odlewania die - ma organiczne połączenie tych trzech elementów w celu wyprodukowania wykwalifikowanych odlewów, a nawet wysokiej jakości odlewy-, o dobrym wyglądzie oraz jakości i wymiarach wewnętrznej, które spełniają wymagania rysunków lub umów w stabilny, rytmiczny i wydajny sposób.

1. Die - maszyna odlewnia

(1) Klasyfikacja maszyn odlewniczych -

Warunki ogrzewania komory prasy odlewowej - można podzielić na dwie kategorie: komora gorąca i komora prasy zimnej. Ze względu na różne umieszczenie komory prasowej i formy zimna komora - maszyna odlewnicza można podzielić na trzy typy maszyn odlewniczych -: pionowe, poziome i w pełni pionowe.

2. Die - Stopy odlewania

Stopy używane w odlewie Die - nie są głównie stopami żelaznymi nie -. Jeśli chodzi o metale żelaza (stal, żelazo itp.), Są one obecnie mniej stosowane z powodu problemów takich jak materiały do ​​formy. Wśród odlewów aluminium aluminium jest odlewy aluminium aluminium, a następnie stop, aluminium jest najczęściej używane, aluminium aluminium są odlewy aluminiowe, a następnie stopion cynkowy.

2. Die - formowanie formy

Forma odlewniowa Die - jest jednym z trzech głównych elementów produkcji odlewania Die -. Forma o prawidłowej i rozsądnej strukturze jest warunek wstępny do gładkiego postępu die - odlewania i odgrywa ważną rolę w zapewnieniu jakości odlewów (wskaźnik kwalifikacji maszynowej -). Ze względu na unikalne cechy procesu odlewania - prawidłowy wybór parametrów procesu ma kluczowe znaczenie dla osiągnięcia wysokiej jakości -. Sama pleśń jest warunkiem wstępnym do prawidłowego wyboru i regulacji tych parametrów. Zasadniczo projektowanie pleśni jest kompleksowym odzwierciedleniem różnych czynników, które mogą powstać podczas produkcji odlewania -. Forda dobrze zaprojektowana - powoduje mniej problemów z produkcją i wysoką stopą wydajności gotowych odlewów. I odwrotnie, niewłaściwa konstrukcja formy, taka jak ta, w której dynamiczne i stałe formy mają zasadniczo równe siły owijania, podczas gdy system bramkowania znajduje się głównie w stałej formie i wytwarzany na guannanie matrycy -, w której maszyna odlewana po wtrysku zapobiega normalnej produkcji i powoduje konsekwentne tanie się do stałej formy. Mimo że wnęka stałej formy jest idealnie wypolerowana, przyklejanie się do stałej pleśni może nadal wystąpić z powodu głębokiej wnęki. Dlatego projektowanie formy wymaga kompleksowej analizy struktury odlewania, znajomości działalności maszyny odlewniczej -, zrozumienia regulacji maszyny i parametrów procesu, zrozumienia charakterystyk wypełnienia w różnych warunkach oraz biorąc pod uwagę metody obróbki pleśni, wiercenie i metody montażu. Tylko wtedy można osiągnąć praktyczny projekt formy spełniający wymagania produkcyjne.

Jak wspomniano na początku, wyjątkowo krótki czas wypełniania stopionego metalu, w połączeniu z wysokim ciśnieniem i szybkościami przepływu, tworzy wyjątkowo trudne warunki pracy dla form odlewów. Ponadto wpływ naprzemiennych naprężeń z szybkiego chłodzenia i ogrzewania znacząco wpływa na żywotność obsługi pleśni.

Życie usługi pleśni ogólnie odnosi się do liczby pleśni (w tym liczby odrzuconych podczas produkcji odlewania -), które można odlewać, nawet przy starannym projektowaniu i produkcji, pod normalnym użytkowaniem, a przy dobrej konserwacji, zanim zostaną złomowane poza naprawą z powodu naturalnych uszkodzeń.

W rzeczywistej produkcji awaria pleśni występuje przede wszystkim na trzy sposoby: 1. Awaria z powodu pękania zmęczenia termicznego; 2. Niepowodzenie z powodu fragmentacji; i 3. Niepowodzenie z powodu korozji.

Wiele czynników przyczynia się do awarii pleśni, w tym czynników zewnętrznych (np. Temperatura odlewu, podgrzewanie pleśni, ilość wody - spryskiwana, niewłaściwa matryca - tonaż maszyny odlecia, nadmierna matryca {{4}. Zawartość, rozmiar odlewania i kształt, grubość ściany, rodzaj powłoki itp.). Istnieją również czynniki wewnętrzne (np. Jakość metalurgicznej materiału pleśni, proces kucia pustki, racjonalność konstrukcji struktury pleśni, racjonalność projektu systemu bramkowania, naprężenie wewnętrzne wytwarzane podczas obróbki pleśni (obróbka elektromechaniczna), proces oczyszczania ciepła pleśni oraz różne wymagania dotyczące dopasowania i wykończenia).

Jeśli pleśń zawiedzie przedwcześnie, konieczne jest zidentyfikowanie czynników wewnętrznych i zewnętrznych, aby można było wprowadzić przyszłe ulepszenia.

① Pękanie zmęczenia termicznego pleśni

Podczas produkcji odlewania - pleśń jest wielokrotnie poddawana szybkiego chłodzenia i ogrzewania, powodując odkształcenie na powierzchni formowania i jej wnętrzu. Ta interakcja powoduje cykliczne naprężenie termiczne, co prowadzi do uszkodzenia strukturalnego i utraty wytrzymałości, co z kolei wywołuje powstawanie mikrokraków i dalszą propagację. Gdy pęknięcia się rozwijają, napływ stopionego metalu i powtarzające się naprężenie mechaniczne przyspieszają wzrost pęknięć.

Z tego powodu pleśń musi być w pełni rozgrzana na początku odlewu -. Ponadto pleśń musi być utrzymywana w ramach określonego zakresu temperatur roboczych w procesie odlewania matrycy -, aby zapobiec przedwczesne pękanie i awarie. Ponadto ważne jest, aby zapewnić, że czynniki wewnętrzne nie są obecne przed wprowadzeniem pleśni do produkcji i podczas produkcji. W rzeczywistej produkcji większość awarii pleśni jest spowodowana pękaniem zmęczenia termicznego.

② Niepowodzenie fragmentacji

Pod wpływem ciśnienia wtrysku pęknięcia rozpoczną się w najsłabszych punktach pleśni. Jest to szczególnie prawdziwe, gdy zadrapania lub ślady obróbki elektryczne na powierzchni formy nie zostały wypolerowane lub gdzie powstały czyste zakręty. Te mikrokracki pojawią się po raz pierwszy. Gdy kruche fazy lub gruboziarniste ziarna są obecne na granicach ziarna, większe jest złamanie. Kruche złamania często powodują propagację pęknięć, co czyni je bardzo niebezpiecznym czynnikiem awarii fragmentacji pleśni. Dlatego wszystkie zadrapania i ślady obróbki elektryczne na powierzchni formy muszą być wypolerowane, nawet jeśli występują w systemie bramkowania. Ponadto zastosowany materiał pleśni musi mieć wysoką wytrzymałość, dobrą plastyczność oraz doskonałą wytrzymałość i wytrzymałość złamania.

③ Niepowodzenie topnienia

Jak wspomniano wcześniej, powszechnie używane stopy odlewania - zawierają stopy cynkowe, stopy aluminium, stopy magnezu i stopy miedzi. Możliwe jest również odlewanie czystego aluminium -. Zn, Al i Mg są stosunkowo aktywnymi elementami metalicznymi i mają dobre powinowactwo do materiału pleśni. W szczególności Al jest podatny na śmierć -. Gdy twardość pleśni jest wysoka, odporność na korozję jest lepsza, podczas gdy na powierzchni formowania znajdują się miękkie plamy, odporność na korozję nie jest dobra. Jednak w rzeczywistej produkcji korozja jest zlokalizowana tylko w formie. Na przykład obszar bezpośrednio przepłukiwany przez bramę (rdzeń, wnęka) jest podatny na korozję, a stop aluminium jest podatny na przyklejanie się do formy w miękkim obszarze.

Powszechne problemy z pleśniami w produkcji odlewania matrycy:

1. System nalewania, system przepełnienia

Przykład

(1) Wymagania dotyczące odlewu pleśni na zimnej komorze poziomej odlewu matrycy:

① Wewnętrzna wielkość komory ciśnieniowej należy wybrać zgodnie z wymaganym ciśnieniem określonym i stopniem wypełnienia komory ciśnieniowej. Jednocześnie wewnętrzne odchylenie o średnicy rękawy bramki powinno być odpowiednio powiększone przez kilka przewodów w porównaniu z wewnętrzną średnicą komory ciśnieniowej, aby uniknąć problemu zagłuszania uderzenia lub poważnego zużycia spowodowanego błędnym wsparciem rękawa bramki i wewnętrzną średnicą komory ciśnieniowej. Grubość ściany rękawa bramki nie powinna być zbyt cienka. Długość rękawa bramki powinna na ogół być mniejsza niż skok wyrzutowy uderzenia wtrysku, aby powłoka mogła zostać usunięta z komory ciśnieniowej.

② Wewnętrzne otwory komory ciśnieniowej i rękawy bramki powinny być drobno zmielone po obróbce cieplnej, a następnie uziemienie wzdłuż osi. Chropowatość powierzchni powinna wynosić ≤ra0,2 μm. ③ Głębokość wklęsłej wnęki nurka i powłoka jest równa głębokości biegacza. Jego średnica odpowiada wewnętrznej średnicy rękawa bramki i ma nachylenie 5 ° wzdłuż kierunku Demoulding. W przypadku zastosowania prostego biegacza typu powłoki, stopień wypełnienia komory ciśnieniowej można poprawić poprzez skrócenie objętości efektywnej długości komory ciśnieniowej.

(2) Wymagania dotyczące obwodu krzyżowego pleśni

① Wejście zimnego poziomego klosy krzyżowego powinno być ogólnie zlokalizowane przy ponad 2/3 wewnętrznej średnicy górnej części komory ciśnieniowej, aby zapobiec przedostawaniu się stopionego metalu w komorze ciśnieniowej zbyt wcześnie pod działaniem grawitacji i zacząć zestalić się wcześnie.

② Obszar przekrojowy Cross - powinien stopniowo zmniejszać się z prostego biegacza do bramki wewnętrznej. W celu rozszerzenia przekroju pojawi się ciśnienie ujemne, gdy stopiony metal przepłynie, który z łatwością wdycha gaz na powierzchni rozstania i zwiększy porywanie powietrza wiru w przepływie stopionego metalu. Zasadniczo przekrój w gniazdku jest o 10-30% mniejszy niż na wlocie.

③ Biegacz powinien mieć określoną długość i głębokość. Celem utrzymania określonej długości jest odgrywanie roli w stabilizacji przepływu i prowadzeniu. Jeśli głębokość nie wystarczy, stopiony metal szybko się ochłodzi. Jeśli głębokość jest zbyt głęboka, kondensacja będzie zbyt wolna, co wpłynie na wydajność i zwiększy ilość materiałów z recyklingu.

Cross - obszar przekrojowy biegacza powinien być większy niż krzyż - obszar przekrojowy w kształcie, aby zapewnić prędkość stopionego metalu wchodzącego do formy. Obszar przekrojowy - głównego biegacza powinien być większy niż krzyż - obszar przekrojowy każdego biegacza.

⑤ Dno i boki biegacza powinny zostać zaokrąglone, aby uniknąć wczesnych pęknięć. Dwie strony można wykonać z nachyleniem około 5 °. Chropowatość powierzchni części biegacza wynosi ≤ra0,4 μm

(3) Ingate

① Powierzchnia rozstania nie powinna być zamykana natychmiast po wejściu stopionego metalu do formy. Rowek przepełniony i groove wydechowy nie powinny bezpośrednio wpływać na rdzeń. Kierunek przepływu stopionego metalu po wejściu do formy powinien być tak blisko, jak to możliwe, do odlewanych żeber i radiatorów, napełniając się z grubej ściany do cienkiej ściany itp.

② Podczas wybierania lokalizacji Windowodu stopiony przepływ metalu powinien być tak krótki, jak to możliwe. Podczas korzystania z wielu łączników konieczne jest zapobieganie połączeniu kilku strumieni stopionego metalu i wpływającym na siebie po wejściu do formy, powodując w ten sposób wady, takie jak włączenie gazu wirowego i utlenianie.

③ Ingate cienkich - części mury powinny być odpowiednio mniejsze niż grube części, aby zapewnić niezbędną prędkość napełniania. Ustawienie Ingate powinno być łatwe do usunięcia i nie powinno powodować wad (jedzenia mięsa) w korpusie odlewanym.

(4) Przelanie koryta

① Korna przepełnienia powinna być łatwa do usunięcia z odlewu i starać się nie uszkodzić korpusu odlewanego.

② Podczas otwierania rowka wentylacyjnego na przelewowej koryta należy zwrócić uwagę na pozycję portu przelewowego, aby uniknąć zbyt wcześnie blokowania rowka wentylacyjnego i uczynić wentylatory nieskuteczne.

③ Nie zaleca się otwierania kilku portów przelewowych na tej samej koryta przelewu lub otworzyć bardzo szeroki i gęsty port przepełniony, aby zapobiec zimnej cieczy, żużeniu, gazowi, powłokieniu itp. W stopionym metalu przed powrót do wnęki formy z przelewu, powodując wady odlewu.

2. Promień odlewów (w tym narożniki)

Rysunki odlewania często wskazują wymagania, takie jak R2 dla niewypełnionych zakątków. Tworząc formy, nie możemy przeoczyć znaczenia tych niewypełnionych zakątków i nigdy nie możemy tworzyć zaokrąglonych zakątków lub nadmiernie małych promieni narożnych. Promienie odlewów zapewniają gładkie wypełnienie stopionego metalu, pozwalają na uporządkowane zrzuty gazu z wnęki i zmniejszają stężenie naprężeń, przedłużając żywotność formy. (Odlewy są również mniej prawdopodobne, że wywołują pęknięcia lub wady spowodowane niewłaściwym wypełnieniem w tych lokalizacjach.) Na przykład formy standardowych misek olejowych mają wiele zaokrąglonych zakrętów. Formy braciej olejowe są obecnie najlepsze, a także mają wyższą część ciężkich - obsługujących patelni olejowe.

3. Draft pleśni

Celowe podcięcia w kierunku projektu formy są ściśle zabronione (często dzieje się tak, gdy odlewanie w formie podczas formowania próbnego lub gdy niewłaściwe metody przetwarzania, takie jak wiercenie lub twarde dłut, powodują zlokalizowane wgłębienia).

4. Chropowatość powierzchni

Obszar formowania i system bramkowania muszą być starannie wypolerowane zgodnie z wymaganiami, a polerowanie należy nałożyć wzdłuż kierunku formy. Ponieważ cały proces stopionego metalu wchodzącego do układu bramkowego z komory ciśnieniowej i napełnianie wnęki pleśni zajmuje tylko 0,01-0,2 sekundy, wymagane jest wysokie wykończenie powierzchni, aby zminimalizować oporność na stopiony przepływ metalu i utratę ciśnienia. Ponadto system bramkowania podlega surowym warunkom cieplnym i erozji, a gorsze wykończenie zwiększa ryzyko uszkodzenia formy.

5. Twardość obszaru formowania pleśni

Stop aluminium: w przybliżeniu HRC 46 °

Miedź: w przybliżeniu HRC 38 °

Podczas obróbki pleśń należy przygotować do naprawy w jak największym stopniu, z górnym limitem ustawionym w celu uniknięcia spawania.

Wymagania techniczne dotyczące matrycy - Zespół formy odlewu:

1. Równolegle powierzchni rozstania pleśni z płytą formy.

2. Prostopadłość pinów prowadzących i rękawów prowadzących do płyty formy.

3. Powierzchnia ruchomych i stałych wkładek pleśni na powierzchni podziału powinna być o 0,1-0,05 mm wyższa niż ruchome i stałe płyty pleśni.

4. Płyta wyrzucająca i kółek resetowy powinny być równani z powierzchnią rozstania. Pin -wyrzutnik jest zazwyczaj wpuszczony 0,1 mm lub zgodnie z wymogami użytkownika.

5. Wszystkie ruchome części na formie poruszają się niezawodnie, bez powolności lub drgania szpilki.

6. Suwak jest bezpiecznie ustawiony, utrzymując wyraźną odległość od odlewania, gdy rdzeń zostanie wycofany. Suwak i kolega z blokiem co najmniej 2/3 drogi po zamknięciu pleśni.

7. Biegacz jest gładki i bezproblemowy.

8. Lokalny prześwit między wkładką a powierzchnią rozstania jest<0.05mm when the mold is closed.

9. Kanały wodne chłodzące są niezakłócone, z oznaczeniami wlotowymi i wylotowymi.

10. Uformowana chropowatość powierzchni to RS=0.04, wolna od zadrapań mikro -.