Леенето под налягане е процес на формоване на метал, който създава прецизни детайлни части чрез инжектиране на разтопен метал във форми за многократна употреба.
Той предлага отлична точност на размерите, гладки повърхности и сложни форми, които биха били трудни за постигане с други техники.
Леенето под налягане започва с подготовката на стоманена форма, наречена матрица. Матрицата има две половини, които се събират, за да образуват кухина, оформена като крайната част.
Когато процесът започне, матрицата се затваря с огромна сила.
След това разтопеният метал се инжектира в матрицата под високо налягане. Металът запълва всички пространства в кухината много бързо, което спомага за създаването на детайлни части с тънки стени.
След като металът се втвърди, матрицата се отваря и детайлът се изхвърля. Процесът може да се повтори бързо, правейки стотици еднакви части на час.
Какво е порьозност при леене под налягане
Високоскоростният характер на леенето под налягане прави известна порьозност почти неизбежна.
Порьозността се отнася до дупки, кухини или въздушни джобове, които се образуват вътре или върху повърхността на отлята под налягане част. Тези дефекти варират от малки микроскопични пори (микропори) до по-големи видими празнини.
Понякога ще се открие като малки вдлъбнатини по повърхността или ще бъде открит вътрешно по време на тестване.
Мислете за порьозността като за нежелани пространства в това, което трябва да е твърд метал. Тези кухини могат да се появят в различни модели:
- Порьозност на повърхността: Вижда се от външната страна на частите
- Вътрешна порьозност: Скрит в структурата на частта
- Газова порьозност: Образува се от уловени газове
- Порьозност на свиване: Създаден като металът се охлажда и свива
Порьозността всъщност е често срещана при леенето под налягане. Повечето производители приемат известно ниво на вътрешна порьозност, но прекомерната или повърхностната порьозност може да направи частите неизползваеми.
Причини за порьозност при леене под налягане
Няколко фактора допринасят за порьозността при леене под налягане. Основният виновник е задържан въздух или газ по време на процеса на инжектиране на метал. Когато разтопеният метал се втурне в матрицата с висока скорост, той може да улови въздух, който няма къде да избяга.
Лошият температурен контрол също причинява порьозност. Ако температурата на леене е неравномерна, металът се втвърдява с различна скорост, създавайки празнини.
Други често срещани причини включват:
- Неадекватна вентилация в дизайна на матрицата
- Твърде много смазка върху повърхностите на матрицата
- Неподходящи системи за затваряне или водачи
- Неправилна скорост на впръскване на метал
- Турбулентен метален поток по време на пълнене
Как да предотвратите създаването на голяма порьозност
Съображения за проектиране
Започнете с дизайн на матрицата, който насърчава плавния поток на метала. Избягвайте остри ъгли и внезапни промени в дебелината, които могат да задържат въздух или да причинят турбуленция.
Включете правилно оразмерени преливни кладенци и вентилационни отвори във вашия дизайн на мухъл. Тези характеристики позволяват на газовете да излязат някъде по време на процеса на леене, намалявайки уловените въздушни мехурчета.
Помислете за добавяне на вакуумна помощ към вашата система за леене под налягане. Това помага за отстраняването на въздуха от кухината на матрицата, преди да влезе стопеният метал, като значително намалява порьозността на газа.
Уверете се, че вашата затворна система насочва металния поток по начини, които избутват газовете към отворите, вместо да ги улавят.
Избор на материал
Изберете алуминиеви сплави с по-ниски свойства на абсорбция на газ, когато е възможно. Някои сплави естествено се противопоставят на абсорбцията на водород, намалявайки вероятността от газова порьозност.
Уверете се, че вашият метал е правилно дегазиран преди отливане.
Не забравяйте да съхранявате материалите в контролирана среда, за да предотвратите абсорбирането на влага. Влажността може да въведе водород във вашите сплави по време на топене.
Можете също така да използвате обработки с флюс, които помагат за отстраняване на примесите, които могат да причинят порьозност. Чистият метал произвежда по-чисти отливки с по-малко дефекти.
Контрол на параметрите на процеса
Задайте правилната температура както за вашия метал, така и за матрицата. Твърде горещо и газовете се разширяват; твърде хладно и металът се втвърдява, преди да излязат газовете.
Поддържайте постоянно налягане на задържане по време на втвърдяването. Това помага за предотвратяване на порьозността при свиване, като принуждава допълнителен метал в области, които иначе биха могли да образуват кухини.
Внимавайте за времената на цикъла и скоростите на охлаждане. Охлаждането гарантира, че газовете имат време да излязат, преди металът да се втвърди напълно.
Откриване и измерване на порьозност
Съществуват няколко метода за откриване на тези скрити кухини, вариращи от обикновени визуални проверки до съвременни технологии за изображения.
Методи за безразрушителен контрол
Рентгеновото изследване е един от най-разпространените начини за откриване на порьозност, без да се повреждат части. Този метод създава изображения, които показват вътрешни кухини като по-тъмни петна на металния фон.
Можете бързо да сканирате множество части и да идентифицирате проблеми, без да разрязвате нищо.
CT сканирането (компютърна томография) предлага по-подробен 3D изглед на вътрешните структури. Тази усъвършенствана техника ви позволява да видите точно къде се появява порьозност в частта и да измерите прецизно нейния обем.
CT сканирането е особено полезно за сложни части, където местоположението на порьозността има значение.
Ултразвуковото изпитване използва звукови вълни за откриване на прекъсвания в металните части. Когато звуковите вълни ударят празно пространство, те се отразяват обратно по различен начин.
Този метод работи добре за намиране на клъстери с по-голяма порьозност.
Количествена оценка на порьозността
Измерването на размера на порьозността ви помага да определите дали дадена част отговаря на стандартите за качество. Методът на Архимед сравнява теглото на част във въздуха спрямо течността, за да изчисли разликите в плътността, причинени от вътрешни кухини.
Този прост подход ви дава общ процент на порьозност.
Металографията включва изрязване на проба, полиране на повърхността и изследване под микроскоп. Можете да измерите размера и разпределението на порите върху изрязаната повърхност.
Този метод предоставя подробна информация за конкретни области, но изисква унищожаване на пробата.
Софтуерът за анализ на изображения може да определи количествено порьозността от данни от рентгеново или компютърно сканиране. Софтуерът автоматично изчислява процентите, размерите и разпределението на празнините.
Справяне с проблеми с порьозността
Възстановяване на порести отливки
Проверете вашите отливки под 5-10x увеличение, за да идентифицирате правилно проблемите с порьозността. Това ви помага да определите дали проблемът е газова порьозност (заоблени мехурчета) или свиваща се порьозност (неправилни кухини).
При незначителни проблеми с порьозността импрегнирането е ефективно. Този процес запълва празнините с уплътнител, което прави частите устойчиви на натиск. Обикновено се използва за части, които трябва да задържат течности или газове.
Вторичните операции като горещо изостатично пресоване (HIP) могат да се справят с вътрешната порьозност. Този процес използва високо налягане и температура за компресиране и премахване на вътрешни празнини.
Изберете Moldiecasting за следващия си проект
Борите се с порьозността във вашите отлети под налягане компоненти? Газовата порьозност, свиващата се порьозност и кухините, причинени от задържан въздух или неравномерно втвърдяване, могат да компрометират структурната цялост на вашите отлети части, да повлияят на механичните характеристики и да доведат до рискове от корозия. При Леене на мухъл, ние сме специализирани в усъвършенствани решения за процес на леене под налягане за контролиране на порьозността и предоставяне на безупречни резултати.
Нашият опит в оптимизирането на потока от разтопен метал, инжектирането под високо налягане и прецизните параметри на машината гарантират минимална порьозност на свиване и елиминират задържания въздух по време на процеса на леене. Чрез адаптиране на дебелината на стената, избор на сплав (включително цинк и магнезий) и контрол на втвърдяването, ние се занимаваме с причините за порьозността на всеки етап. За критични приложения ние предлагаме вакуумно импрегниране или техники с положително въздушно налягане за запечатване на порите и подобряване на издръжливостта, дори процеси след машинна обработка.
Защо да се задоволявате с дефекти? Партнирайте с нас за рентабилно, висококачествено метално леене, което дава приоритет на контрола на качеството и увеличава максимално производителността на детайлите. Свържете се с нас днес на леене на мухъл за да обсъдим как можем да вдъхнем увереност във вашия следващ проект - гарантирайки, че всяка лята част отговаря на най-високите стандарти за прецизност и надеждност. Нека превърнем вашите предизвикателства с порьозността в съвършени решения!
Често задавани въпроси
Кои са често срещаните типове порьозност в отливките на метали?
Отливките под налягане обикновено имат три основни вида проблеми с порьозността. Газовата порьозност възниква, когато газовете се задържат в метала по време на втвърдяването, създавайки малки, заоблени празнини.
Порьозността на свиване се образува, когато металът се охлажда неравномерно, създавайки кухини с неправилна форма в по-дебели секции, докато металът се свива.
Интердендритната порьозност се появява между дендритните структури, когато металът кристализира, често в области с по-бавни скорости на охлаждане.
Какви са стандартните нива на порьозност ASTM E505 за отливане?
Стандартът ASTM E505 използва референтни радиографии за класифициране на нивата на порьозност по скала от 1 до 7. Ниво 1 показва минимална порьозност, докато ниво 7 показва силна порьозност.