Liešana ir viena no svarīgākajām pamatnozarēm valsts ekonomikā, taču liešanas procesa kontrole, projektēšana un procesa plūsma bieži balstās uz empīrisku spriedumu, tāpēc lējumu kvalitāti ir grūti garantēt, un metāllūžņu daudzums ir augsts. Spiediena liešana ir īpašas liešanas veids. Tās būtība ir metode, kurā šķidrs vai pusšķidrs metāls lielā ātrumā zem augsta spiediena aizpilda veidnes dobumu un sacietē zem spiediena, lai iegūtu lējumus. Lai iegūtu kvalitatīvas, augsta līmeņa preslietas detaļas un nodrošinātu to atbilstību gluduma, skaidras kontūras, blīvas struktūras un augstas stiprības prasībām, ir nepieciešams saskaņot un unificēt ietekmējošos faktorus. liešanas process. Alumīnija sakausējuma liešanas detaļām, sākot no ražošanas sagatavošanas līdz masveida ražošanai, ir daudz saikņu un daudzi ietekmējoši faktori, tostarp materiāli, veidnes, aprīkojums, procesi un citi aspekti.
Porainības defekti preslējumu un to cēloņi
Alumīnija sakausējuma liešanas procesā ražotās sagataves bieži tiek nodotas metāllūžņos poru klātbūtnes dēļ. Porām ir daudz iemeslu. Risinot šo produktu kvalitātes problēmu, bieži vien ir grūti sākt. Kā ātri un pareizi veikt pasākumus, lai samazinātu poru radīto lūžņu daudzumu? Šīs ir problēmas, par kurām ir nobažījušies visi alumīnija sakausējuma spiedlējumu ražotāji.
Alumīnija sakausējuma liešanas ražošanā poru veidošanās cēloņi bieži ietilpst šādās kategorijās.
Porainība, ko izraisa slikta rafinēšanas degazēšanas kvalitāte
Alumīnija sakausējuma liešanas ražošanā izkausēta alumīnija šķidruma liešanas temperatūra parasti ir no 610 līdz 660 grādiem. Šajā temperatūrā alumīnija šķidrumā ir izšķīdis liels daudzums gāzes (galvenokārt ūdeņraža). Ūdeņraža šķīdība alumīnija sakausējumā ir cieši saistīta ar alumīnija sakausējuma šķīdību. Temperatūra ir cieši saistīta. Šķidrā alumīnijā aptuveni 660 grādu temperatūrā tas ir aptuveni 0,69 cm3/100 g, savukārt cietā alumīnija sakausējumā aptuveni 660 grādiem tas ir tikai 0,036 cm3/100 g. Šobrīd ūdeņraža saturs šķidrā alumīnijā ir aptuveni 0,69 cm3/100 g. 19 līdz 20 reizes. Tāpēc, alumīnija sakausējumam sacietējot, alumīnija sakausējuma presformā burbuļu veidā izdalās liels daudzums ūdeņraža.
Samaziniet gāzes saturu alumīnija šķidrumā un neļaujiet lielam gāzes daudzumam izgulsnēties un radīt poras, alumīnija sakausējumam sacietējot. Tas ir rafinēšanas un degazēšanas mērķis alumīnija sakausējuma kausēšanas procesā. Ja sākotnēji tiek samazināts gāzes saturs alumīnija šķidrumā, tiks samazināts sacietēšanas laikā izdalītās gāzes daudzums, kā arī ievērojami samazināsies radītie burbuļi. Tāpēc alumīnija sakausējuma attīrīšana ir ļoti svarīgs process. Ja attīrīšanas kvalitāte ir laba, porām jābūt mazākām. Ja attīrīšanas kvalitāte ir slikta, porām jābūt vairāk. Pasākums, lai nodrošinātu rafinēšanas kvalitāti, ir izvēlēties labu rafinēšanas līdzekli. Labs rafinēšanas līdzeklis var reaģēt, veidojot burbuļus aptuveni 660 grādu leņķī. Radītie burbuļi nav pārāk vardarbīgi, bet tiek ģenerēti vienmērīgi un nepārtraukti. Fiziskās adsorbcijas rezultātā šie burbuļi tiek sajaukti ar rafinēšanas līdzekli. Alumīnija šķidrums pilnībā saskaras, adsorbējot alumīnija šķidrumā esošo ūdeņradi un izvedot to no šķidruma virsmas. Tāpēc burbuļošanas laiks nedrīkst būt pārāk īss, parasti 6 līdz 8 minūtes.
Kad alumīnija sakausējums tiek atdzesēts līdz 300 grādiem, ūdeņraža šķīdība alumīnija sakausējumā ir tikai mazāka par 0,001 cm3/100 g, kas ir tikai 1/700 no šķidrā stāvoklī esošās. Poras, kas rodas, nogulsnējot ūdeņradi pēc sacietēšanas, ir izkliedētas un mazas. Caurumi neietekmē gaisa noplūdi un apstrādāto virsmu un būtībā ir neredzami ar neapbruņotu aci.
Kad alumīnija šķidrums sacietē, burbuļi, kas rodas, nogulsnējot ūdeņradi, ir salīdzinoši lieli, galvenokārt alumīnija šķidruma galīgās sacietēšanas centrā. Lai gan tie ir arī izkliedēti, šie burbuļi bieži izraisa noplūdi, un smagos gadījumos apstrādājamā detaļa bieži tiek nodota metāllūžņos.
Poras, ko izraisa slikta izplūde
Alumīnija sakausējuma liešanā spiedienliešanā veidnes sliktā izplūdes kanāla un veidnes sliktās izplūdes konstrukcijas dēļ gāzi, kas atrodas dobumā, nevar pilnībā un vienmērīgi izvadīt presliešanas laikā, kā rezultātā noteiktās vietās veidojas poras. izstrādājuma fiksētās daļas. Poras, ko veido gāze pelējuma dobumā, dažreiz ir lielas un dažreiz mazas. Poru iekšējām sieniņām ir oksidācijas krāsa, ko izraisa alumīnija un gaisa oksidēšanās. Tās atšķiras no porām, ko rada ūdeņraža gāzes nokrišņi. Ūdeņraža gāzes nokrišņu poru iekšējās sienas nav tik gludas kā gaisa caurumi, un tām nav oksidācijas krāsas. Tā ir spilgti pelēka iekšējā siena. Porām, ko izraisa slikta izplūde, ir jāuzlabo veidnes izplūdes kanāls, un laikus var izvairīties no atlikušās alumīnija ādas uz veidnes izplūdes kanāla.
Porainība, ko izraisa gaisa iesūkšanās nepareizu liešanas parametru dēļ
Liešanas ražošanā spiedlešanas parametri ir nepareizi izvēlēti. Alumīnija hidrauliskās liešanas uzpildes ātrums ir pārāk ātrs, tāpēc gāzi, kas atrodas dobumā, nevar pilnībā un vienmērīgi izspiest no dobuma laikā, un alumīnija šķidruma plūsma to ievelk alumīnija šķidrumā. Alumīnija sakausējuma virsmas dēļ pēc ātras atdzesēšanas tas ir iesaiņots sacietējušā alumīnija sakausējuma apvalkā un nevar tikt izvadīts, veidojot lielākas poras. Šāda veida poras bieži atrodas zem sagataves virsmas. Alumīnija šķidruma ieeja ir mazāka par galīgo saplūšanu, bumbierveida vai ovālas formas, un galīgajā sacietēšanas punktā to ir daudz un lieli. Šāda veida porām uzpildes ātrums ir jāpielāgo, lai nodrošinātu, ka alumīnija sakausējuma šķidruma plūsma virzās uz priekšu vienmērīgi, neradot ātrgaitas plūsmu un gaisa iesūkšanos.
Alumīnija sakausējuma saraušanās caurumi
Alumīnija sakausējumi, tāpat kā citi materiāli, sacietēšanas laikā saraujas. Jo augstāka ir alumīnija sakausējumu liešanas temperatūra, jo lielāka ir saraušanās. Sakausējuma galīgajā sacietēšanas daļā ir viena pora, ko izraisa tilpuma saraušanās, kas ir neregulāras formas un nopietna. Dažreiz acu formā. Bieži produktos tas pastāv līdzās porām, jo cietēšanas laikā veidojas ūdeņradis. Apkārt ūdeņraža evolūcijas porām vai locīšanas porām ir saraušanās poras, un ap burbuļiem ir pavedienveida vai sietveida poras, kas stiepjas uz ārpusi.
Šāda veida porām jāsāk ar liešanas temperatūru, lai to atrisinātu. Ja spiedliešanas procesa apstākļi atļauj, alumīnija šķidruma liešanas temperatūra spiedlešanas laikā ir pēc iespējas jāsamazina. Tas var samazināt lējuma tilpuma saraušanos, samazināt saraušanās caurumus un saraušanās porainību. Ja šādas poras bieži parādās sildīšanas daļā, varat apsvērt iespēju pievienot serdes vilkšanu vai aukstu gludekli, lai mainītu galīgo sacietēšanas daļu un atrisinātu noplūdes defektu problēmu.
Porainība, ko izraisa pārmērīga izstrādājuma sieniņu biezuma atšķirība
Produkta forma bieži cieš no pārmērīgas sienu biezuma atšķirības problēmas. Sienas biezuma centrs ir vieta, kur alumīnija šķidrums beidzot sacietē, un tā ir arī visticamākā vieta, kur veidojas poras. Poras pie šī sienas biezuma ir nokrišņu poru un saraušanās poru maisījums, kas nav parastas. pasākumus, kurus var novērst.
Izstrādājot izstrādājuma formu, jāapsver iespēja samazināt nevienmērīgu vai pārmērīgu sienu biezuma problēmu, izmantot dobu struktūru un pievienot serdes vilkšanu vai aukstu dzelzi, vai ūdens dzesēšanu, vai dzesēšanas palielināšanu šeit veidnē. veidņu dizainā. ātrumu. Liešanas ražošanā uzmanība jāpievērš papildu dzesēšanas daudzumam liela biezuma zonās un attiecīgi jāsamazina liešanas temperatūra.
No iepriekš minētās poru klasifikācijas var redzēt, ka ir daudz iemeslu, kāpēc produkti veido poras alumīnija sakausējuma liešanas ražošanā. Ir nepieciešams noskaidrot cēloni un izrakstīt pareizās zāles problēmas risināšanai. Galvenie pasākumi un veidi, kā novērst poras, ir:
- Lai nodrošinātu alumīnija sakausējuma kausēšanas rafinēšanas un degazēšanas kvalitāti, izmantojiet labus rafinēšanas un degazēšanas līdzekļus, lai samazinātu gāzes saturu alumīnija šķidrumā, un nekavējoties noņemiet oksīdus, piemēram, putas un burbuļus no šķidruma virsmas, lai novērstu gāzes atkārtotu iekļūšanu. spiedlējumos.
- Izvēlieties labu atbrīvošanas līdzekli. Izvēlētajam atbrīvošanas līdzeklim nevajadzētu radīt gāzi liešanas laikā, un tam jābūt labam atbrīvošanas veiktspējai.
- Pārliecinieties, ka veidnes izplūde ir gluda un nav bloķēta, un izplūde veidnē ir pilnībā iztukšota. Īpaši alumīnija šķidruma pēdējā polimerizācijas punktā izplūdes kanālam jābūt netraucētam.
- Pielāgojiet liešanas parametrus, un veidņu iepildīšanas ātrums nedrīkst būt pārāk ātrs, lai novērstu gaisa iesprūšanu. Jākontrolē arī liešanas temperatūra.
- Izstrādājumu un veidņu projektēšanā uzmanība jāpievērš serdes vilkšanas un dzesēšanas izmantošanai, lai samazinātu pārmērīgas sienu biezuma atšķirības.
- Porām, kas bieži parādās fiksētās daļās, ir jāuzlabo veidne un dizains.
Jauni sasniegumi alumīnija sakausējuma liešanas tehnoloģijā
Pēdējos gados cilvēki ir turpinājuši uzlabot vakuuma tehnoloģiju, lai atrisinātu poru un saraušanās dobumu problēmas preslējumu iekšienē, lai varētu ražot preslējumus ar augstu stiprību, augstu blīvumu, metināmību, termisko apstrādi, griežamību un citām īpašībām. Papildus liešanai presē ir izstrādātas jaunas tehnoloģijas, piemēram, liešana ar presēšanu un puscietā liešana, un tās parasti sauc par "augsta blīvuma liešanas metodi".
Vakuuma liešanas tehnoloģija
Vakuuma liešanas metode iztukšo vai daļēji iztukšo gāzi veidnes dobumā, lai samazinātu gaisa spiedienu veidnes dobumā, lai atvieglotu veidnes piepildīšanu un izvadītu gāzi sakausējuma kausējumā, lai sakausējuma kausējums aizpildītu veidnes dobumu zem spiediena, un zem spiediena sacietēja, lai iegūtu blīvus preslējumus.
Skābekļa liešanas tehnoloģija
Lielākā daļa gāzu spiedlējumos ir N 2 un H 2 , gandrīz bez O 2 . Galvenais iemesls ir tas, ka O 2 reaģē ar aktīvajiem metāliem, veidojot cietus oksīdus, kas nodrošina teorētisku bāzi skābekli saturošai liešanas tehnoloģijai. Skābekļa liešana ir veidnes dobuma piepildīšana ar skābekli, lai pirms liešanas nomainītu gaisu. Ieejot veidnes dobumā, daļa skābekļa tiek izvadīta no izplūdes rievas, un atlikušais skābeklis reaģē ar izkausētu metālu, veidojot izkliedētas oksīda daļiņas, veidojot veidnē tūlītēju vakuumu, tādējādi iegūstot bezporu liešanu.
Puscieta liešanas tehnoloģija
Puscietā liešana ir tehnoloģija, kas maisa šķidro metālu, kad tas sacietē, iegūst suspensiju ar apmēram 50% vai vairāk cietās sastāvdaļas ar noteiktu dzesēšanas ātrumu un pēc tam veido suspensiju, izmantojot spiedlešanu. Pašlaik puscietai liešanai ir divi procesi: plūsmas formēšanas process un tiksoformēšanas process. Pirmais ir šķidrā metāla ievadīšana speciāli izstrādātā iesmidzināšanas formēšanas mucā, kur ar spirālveida ierīci tiek pielietota bīde, lai to atdzesētu puscietā vircā, un pēc tam tiek veikta liešana. Pēdējais ir paredzēts cieto metāla daļiņu vai skaidu ievadīšanai spirālveida iesmidzināšanas formēšanas mašīnā, un puscietās metāla daļiņas tiek izlietas spiedienā karsēšanas un griešanas apstākļos.
Ekstrūzijas liešanas tehnoloģija
Ekstrūzijas liešanu sauc arī par "šķidro metāla formēšanu". Tās lējumiem ir labs blīvums, augstas mehāniskās īpašības un nav izliešanas stāvvadu. Daži mūsu valsts uzņēmumi to ir izmantojuši faktiskajā ražošanā. Spiediena liešanas tehnoloģijai ir lieliskas procesa priekšrocības. Tas var ne tikai aizstāt tradicionālos liešanas, spiediena liešanas, zemspiediena un vakuumliešanas procesus, bet arī ir saderīgs ar diferenciālā spiediena liešanu, nepārtrauktu liešanu un nepārtrauktu kalšanu, kā arī puscietiem reoloģiskās liešanas procesiem. . Eksperti uzskata, ka ekstrūzijas liešanas tehnoloģija ir visprogresīvākā jauna tehnoloģija, kas aptver vairākas procesa jomas, ir bagāta ar konotāciju, ļoti novatoriska un ārkārtīgi izaicinoša.
Elektromagnētiskā sūkņa zemspiediena liešanas tehnoloģija
Elektromagnētiskā sūkņa zemspiediena liešana ir jaunizveidots zemspiediena liešanas process. Salīdzinot ar zema spiediena liešanas tehnoloģiju uz gāzes bāzes, tā ir pilnīgi atšķirīga spiediena paaugstināšanas metožu ziņā. Tas izmanto bezkontakta elektromagnētisko spēku, lai tieši iedarbotos uz šķidro metālu, kas ievērojami samazina oksidācijas un sūkšanas problēmas, ko izraisa netīrs saspiests gaiss un pārmērīgs daļējais spiediens, un nodrošina vienmērīgu šķidrā alumīnija transportēšanu un piepildīšanu. Novērst sekundāro piesārņojumu, ko izraisa turbulence. Turklāt elektromagnētisko sūkņu sistēmu pilnībā kontrolē datora digitālie elementi, un procesa izpilde ir ļoti precīza un atkārtojama. Šim procesam ir acīmredzamas priekšrocības ražas, mehānisko īpašību, virsmas kvalitātes un metāla izmantošanas ziņā. Pētniecībai turpinot padziļināties, šī tehnoloģija ir kļuvusi arvien nobriedušāka.
Secinājums
Alumīnija sakausējuma diska un cilindrisko presliešanas detaļu nevienmērīgā sieniņu biezuma dēļ bieži var rasties spiedlešanas kvalitātes defekti, piemēram, poras un saraušanās caurumi. Izmantojot nepārtrauktus liešanas eksperimentus, inženieri var meklēt optimizētākus liešanas procesa parametrus. Tādā veidā var izvēlēties saprātīgus procesa parametrus un izvairīties no faktisko liešanas izmaksu izšķērdēšanas, kas uzņēmumam sniedz ievērojamus ekonomiskus ieguvumus. Cerams, ka šī tēma var nedaudz palīdzēt faktiskajai ražošanai. Galīgais mērķis ir ražot kvalificētas liešanas daļas, lai apmierinātu uzņēmumu faktiskās ražošanas vajadzības. Spriežot pēc pēdējos gados veiktajiem iekšzemes un ārvalstu spiedliešanas pētījumiem, padziļinot teorētisko pētījumu, jo īpaši datorsimulācijas tehnoloģiju attīstību, dobumu aizpildošā metāla plūsmas modeli, metāla sacietēšanas procesu dobumā un ir bijuši lieli teorētiski sasniegumi iekšējā metāla šķidruma plūsmas spiedienā, veidnes temperatūras gradientā un veidnes deformācijā.