Lijevanje pod pritiskom je proces oblikovanja metala koji stvara precizne, detaljne dijelove ubrizgavanjem rastaljenog metala u kalupe za višekratnu upotrebu.
Nudi izvrsnu točnost dimenzija, glatke površine i složene oblike koje bi bilo teško postići drugim tehnikama.
Lijevanje pod pritiskom počinje pripremom čeličnog kalupa koji se zove kalup. Matrica ima dvije polovice koje se spajaju u šupljinu u obliku završnog dijela.
Kada proces započne, matrica se steže ogromnom silom.
Rastaljeni metal se zatim ubrizgava u matricu pod visokim pritiskom. Metal vrlo brzo ispunjava sve prostore u šupljini što pomaže u stvaranju detaljnih dijelova s tankim stijenkama.
Nakon što se metal skrutne, matrica se otvara i dio se izbacuje. Proces se može brzo ponavljati, stvarajući stotine identičnih dijelova na sat.
Što je poroznost lijevanja pod pritiskom
Priroda velike brzine tlačnog lijevanja čini određenu poroznost gotovo neizbježnom.
Poroznost se odnosi na rupe, praznine ili džepove zraka koji se formiraju unutar ili na površini tlačno lijevanog dijela. Ovi nedostaci sežu od sitnih mikroskopskih pora (mikropora) do većih vidljivih šupljina.
Ponekad će se naći kao mala udubljenja na površini ili će se otkriti iznutra tijekom testiranja.
Zamislite poroznost kao neželjene prostore u onome što bi trebalo biti čvrsti metal. Ove praznine mogu se pojaviti u različitim obrascima:
- Površinska poroznost: Vidljivo na vanjskoj strani dijelova
- Unutarnja poroznost: Skriven unutar strukture dijela
- Poroznost plina: Nastaje od zarobljenih plinova
- Poroznost skupljanja: Stvoreno dok se metal hladi i skuplja
Poroznost je zapravo uobičajena kod tlačnog lijevanja. Većina proizvođača prihvaća određenu razinu unutarnje poroznosti, ali prekomjerna ili površinska poroznost može učiniti dijelove neupotrebljivima.
Uzroci poroznosti kod tlačnog lijevanja
Nekoliko čimbenika doprinosi poroznosti kod tlačnog lijevanja. Glavni krivac je zarobljeni zrak ili plin tijekom procesa ubrizgavanja metala. Kada rastaljeni metal velikom brzinom uleti u kalup, može zarobiti zrak koji nema kamo izaći.
Loša kontrola temperature također uzrokuje poroznost. Ako je temperatura lijevanja nejednaka, metal se skrućuje različitim brzinama, stvarajući šupljine.
Ostali uobičajeni uzroci uključuju:
- Neadekvatna ventilacija u dizajnu matrice
- Previše maziva na površinama matrice
- Neodgovarajući sustavi zatvarača ili vodilica
- Neispravna brzina ubrizgavanja metala
- Turbulentno strujanje metala tijekom punjenja
Kako spriječiti stvaranje velike poroznosti
Razmatranja dizajna
Započnite s dizajnom matrice koji promiče gladak protok metala. Izbjegavajte oštre kutove i nagle promjene debljine koje mogu zadržati zrak ili uzrokovati turbulencije.
Uključite odgovarajuće dimenzionirane preljevne bunare i ventilacijske otvore u svoj dizajn kalupa. Ove značajke daju plinovima nekamo izaći tijekom procesa lijevanja, smanjujući zarobljene mjehuriće zraka.
Razmislite o dodavanju vakuumske pomoći vašem sustavu za tlačno lijevanje. To pomaže ukloniti zrak iz šupljine kalupa prije nego rastaljeni metal uđe, značajno smanjujući poroznost plina.
Pobrinite se da vaš sustav zatvarača usmjerava protok metala na način koji gura plinove prema otvorima umjesto da ih zadržava.
Odabir materijala
Odaberite aluminijske legure s nižim svojstvima apsorpcije plina kada je to moguće. Neke legure prirodno su otporne na apsorpciju vodika, smanjujući mogućnost plinske poroznosti.
Osigurajte da je vaš metal pravilno otplinjen prije lijevanja.
Nemojte zaboraviti skladištiti materijale u kontroliranim okruženjima kako biste spriječili upijanje vlage. Vlaga može unijeti vodik u vaše legure tijekom topljenja.
Također možete koristiti tretmane fluksom koji pomažu u uklanjanju nečistoća koje mogu uzrokovati poroznost. Čisti metal daje čišće odljevke s manje grešaka.
Kontrola parametara procesa
Postavite pravu temperaturu za metal i matricu. Prevruće i plinovi se šire; previše hladan, a metal se skrutne prije nego plinovi pobjegnu.
Održavajte dosljedan pritisak držanja tijekom skrućivanja. To pomaže u sprječavanju poroznosti zbog skupljanja tjeranjem dodatnog metala u područja koja bi inače mogla stvoriti šupljine.
Pazite na vremena ciklusa i brzine hlađenja. Hlađenje osigurava da plinovi imaju vremena za izlazak prije nego što se metal potpuno skrutne.
Detekcija i mjerenje poroznosti
Postoji nekoliko metoda za otkrivanje tih skrivenih praznina, u rasponu od jednostavnih vizualnih pregleda do naprednih tehnologija snimanja.
Metode ispitivanja bez razaranja
Pregled rendgenskim zrakama jedan je od najčešćih načina utvrđivanja poroznosti bez oštećenja dijelova. Ovom metodom stvaraju se slike koje unutarnje šupljine prikazuju kao tamnije mrlje na metalnoj pozadini.
Možete brzo skenirati više dijelova i identificirati probleme bez otvaranja bilo čega.
CT skeniranje (kompjuterizirana tomografija) nudi detaljniji 3D prikaz unutarnjih struktura. Ova napredna tehnika omogućuje vam da točno vidite gdje se pojavljuje poroznost unutar dijela i precizno izmjerite njen volumen.
CT skeniranje je posebno korisno za složene dijelove gdje je važno mjesto poroznosti.
Ultrazvučno ispitivanje koristi zvučne valove za otkrivanje diskontinuiteta unutar metalnih dijelova. Kada zvučni valovi udare u prazninu, reflektiraju se drugačije.
Ova metoda dobro funkcionira za pronalaženje većih skupina poroznosti.
Kvantitativna procjena poroznosti
Mjerenje količine poroznosti pomaže vam odrediti zadovoljava li dio standarde kvalitete. Arhimedova metoda uspoređuje težinu dijela u zraku s tekućinom kako bi se izračunale razlike u gustoći uzrokovane unutarnjim šupljinama.
Ovaj jednostavan pristup daje vam ukupni postotak poroznosti.
Metalografija uključuje rezanje uzorka, poliranje površine i ispitivanje pod mikroskopom. Možete izmjeriti veličinu i raspodjelu pora na reznoj površini.
Ova metoda daje detaljne informacije o određenim područjima, ali zahtijeva uništavanje uzorka.
Softver za analizu slike može kvantificirati poroznost iz rendgenskih ili CT podataka. Softver automatski izračunava postotke praznina, veličine i raspodjelu.
Rješavanje problema poroznosti
Sanacija poroznih odljevaka
Pregledajte svoje odljevke pod povećanjem od 5-10x kako biste ispravno identificirali probleme s poroznošću. To vam pomaže utvrditi je li problem plinska poroznost (zaobljeni mjehurići) ili poroznost skupljanja (nepravilne šupljine).
Za manje probleme s poroznošću učinkovita je impregnacija. Ovaj postupak ispunjava praznine brtvilom, čineći dijelove nepropusnima na pritisak. Obično se koristi za dijelove koji moraju držati tekućine ili plinove.
Sekundarnim operacijama kao što je vruće izostatičko prešanje (HIP) može se riješiti unutarnja poroznost. Ovaj proces koristi visoki tlak i temperaturu za komprimiranje i uklanjanje unutarnjih šupljina.
Odaberite Moldiecasting za svoj sljedeći projekt
Mučite se s poroznošću svojih komponenti lijevanih pod pritiskom? Plinska poroznost, skupljajuća poroznost i šupljine uzrokovane zarobljenim zrakom ili neravnomjernim skrućivanjem mogu ugroziti strukturni integritet vaših lijevanih dijelova, utjecati na mehaničku izvedbu i dovesti do rizika od korozije. Na Lijevanje u kalupspecijalizirani smo za napredna rješenja procesa tlačnog lijevanja za kontrolu poroznosti i postizanje besprijekornih rezultata.
Naša stručnost u optimizaciji protoka rastaljenog metala, visokotlačno ubrizgavanje i precizni parametri stroja osiguravaju minimalnu poroznost skupljanja i eliminiraju zrak zarobljen tijekom procesa lijevanja. Prilagodbom debljine stjenke, odabirom legure (uključujući cink i magnezij) i kontrolama skrućivanja, rješavamo uzroke poroznosti u svakoj fazi. Za kritične primjene nudimo vakuumsku impregnaciju ili tehnike pozitivnog tlaka zraka za brtvljenje pora i povećanje trajnosti, čak i procese nakon strojne obrade.
Zašto se zadovoljiti defekti? Udružite se s nama za isplativo, visokokvalitetno metalno lijevanje koje daje prioritet kontroli kvalitete i maksimizira performanse dijelova. Kontaktirajte nas danas na lijevanje u kalup kako bismo razgovarali o tome kako možemo usaditi povjerenje u vaš sljedeći projekt—osiguravajući da svaki lijevani dio zadovoljava najviše standarde preciznosti i pouzdanosti. Pretvorimo vaše izazove poroznosti u savršena rješenja!
Često postavljana pitanja
Koje su uobičajene vrste poroznosti u lijevanim metalima?
Tlačni odljevci obično imaju tri glavne vrste problema s poroznošću. Plinska poroznost nastaje kada se plinovi zarobe u metalu tijekom skrućivanja, stvarajući male, zaobljene šupljine.
Poroznost skupljanja nastaje kada se metal neravnomjerno hladi, stvarajući šupljine nepravilnog oblika u debljim dijelovima kako se metal steže.
Interdendritička poroznost pojavljuje se između struktura dendrita kako metal kristalizira, često u područjima sa sporijim brzinama hlađenja.
Koje su standardne razine poroznosti ASTM E505 za lijevanje?
Standard ASTM E505 koristi referentne radiografije za klasifikaciju razina poroznosti na ljestvici od 1 do 7. Razina 1 označava minimalnu poroznost dok razina 7 pokazuje jaku poroznost.