Turnare sub presiune, un proces de fabricație utilizat pe scară largă pentru producerea de piese metalice complexe întâmpină adesea defecte care pot compromite calitatea și funcționalitatea produselor. Abordarea acestor defecte presupune înțelegerea cauzelor lor, implementarea unor soluții eficiente și adoptarea de măsuri preventive.
Porozitate
Definiţie:
Porozitatea este un defect în care se formează mici goluri sau bule în interiorul turnării din cauza gazelor prinse sau solidificării necorespunzătoare. Slăbește integritatea structurală a turnării, făcându-l nepotrivit pentru aplicații care necesită rezistență sau etanșeitate la aer.
Cauze:
- Aer sau gaze prinse: Aerul antrenat în metalul topit în timpul injectării cauzează goluri, deoarece aerul nu reușește să scape în timpul solidificării.
- Aerisirea necorespunzătoare: orificiile de ventilație inadecvate din matriță împiedică evacuarea gazelor, crescând porozitatea.
- Flux turbulent de metal: fluxul instabil sau haotic de metal topit duce la captarea aerului.
- Captarea gazelor: Utilizarea excesivă a agenților de eliberare a mucegaiului sau a lubrifianților poate genera gaz în cavitate.
Solutii:
- Optimizați sistemul de ventilație: ventilația adecvată permite gazelor prinse să scape înainte de solidificare. Adăugarea preaplinului și ventilarea spălătorilor poate ajuta.
- Reglați viteza de injecție: încetiniți injecția pentru a reduce turbulențele și a permite fluxul ordonat al metalului.
- Controlați temperatura metalului: mențineți o temperatură uniformă și optimă a metalului pentru a asigura o umplere lină.
- Utilizați sisteme de vid: Folosiți un proces asistat de vid pentru a elimina aerul și contaminanții din turnare.
Prevenire:
- Proiectați sisteme de preaplin adecvate: Includeți canale de preaplin pentru a redirecționa gazele și pentru a asigura o curgere lină a metalului.
- Mențineți o temperatură constantă a metalului: evitați supraîncălzirea sau răcirea bruscă pentru a reduce captarea gazului.
- Întreținere regulată a matriței: Păstrați matrița curată și fără contaminanți pentru a preveni acumularea de gaz.
- Design adecvat al porților și al ghidajului: Asigurați-vă că porțile și canalele sunt suficient de mari pentru a facilita umplerea completă a matriței cu turbulențe minime.
Închidere la rece
Definiţie:
Închiderile la rece apar atunci când două fluxuri de metal topit se întâlnesc, dar nu reușesc să fuzioneze corect, lăsând o cusătură vizibilă sau o legătură slabă. Acest defect afectează atât aspectul, cât și rezistența turnării.
Cauze:
- Temperatură scăzută a metalului: Temperatura insuficientă determină solidificarea prematură a metalului topit.
- Viteză lentă de injectare: întârzierile fluxului de metal au ca rezultat răcirea parțială înainte de fuziune.
- Flux slab de metal: fluxul neregulat de metal din cauza designului slab al porții contribuie la fuziunea incompletă.
- Aerisire inadecvată: Aerul prins poate perturba îmbinarea fluxurilor de metal topit.
Solutii:
- Creșteți temperatura metalului: Ridicați temperatura pentru a vă asigura că metalul topit curge și fuzibilă corect.
- Optimizați viteza de injectare: reglați viteza pentru a obține un flux de metal lis și continuu.
- Îmbunătățiți designul porții: asigurați-vă că porțile sunt poziționate pentru a direcționa eficient fluxul.
- Amplasare mai bună a ventilației: adăugați orificii de ventilație în zonele cheie pentru a vă asigura că aerul prins este expulzat.
Prevenire:
- Monitorizați în mod constant temperatura metalului: asigurați încălzirea uniformă a metalului topit pe tot parcursul procesului.
- Verificări regulate ale temperaturii matriței: Mențineți temperatura optimă a matriței pentru a preveni răcirea prematură.
- Proiectare corectă a locației porților: Poziționați porțile strategic pentru a îmbunătăți fluxul de metal și pentru a reduce turbulențele.
- Menține viteza optimă de injecție: echilibrează viteza pentru a evita răcirea, asigurând în același timp o umplere constantă.
Puncte fierbinți
Definiţie:
Punctele fierbinți sunt zone localizate de supraîncălzire în interiorul matriței, care duc la răcire neuniformă și defecte precum deformarea sau inconsecvența dimensională a turnării.
Cauze:
- Temperatură neuniformă a matriței: Răcirea inconsecventă creează zone de acumulare excesivă de căldură.
- Design slab de răcire: Lipsa canalelor de răcire eficiente în matriță cauzează puncte fierbinți localizate.
- Lubrificare inadecvată: aplicarea insuficientă sau neuniformă a lubrifiantului poate agrava problemele de căldură.
- Acumularea metalelor: excesul de metal în anumite zone poate reține căldura mai mult timp.
Solutii:
- Echilibrați canalele de răcire: proiectați o rețea optimizată de canale de răcire pentru a disipa uniform căldura.
- Reglați temperatura matriței: monitorizați îndeaproape și reglați temperatura matriței în timpul producției.
- Optimizați lubrifierea: Asigurați aplicarea consecventă și adecvată a lubrifianților de înaltă calitate.
- Modificați designul piesei: eliminați secțiunile groase predispuse la reținerea căldurii.
Prevenire:
- Întreținere regulată a sistemului de răcire: curățați canalele de răcire și verificați dacă există blocaje sau ineficiențe.
- Control adecvat al temperaturii matriței: Utilizați sisteme avansate de monitorizare a temperaturii pentru a asigura o răcire uniformă.
- Aplicare de lubrifiere consistentă: Investiți în sisteme de lubrifiere automate pentru a aplica o cantitate uniformă.
- Monitorizați distribuția termică: utilizați imagini termice pentru a identifica punctele de concentrare a căldurii în timpul producției.
Greșeli/Lovituri scurte
Definiţie:
Mișcări greșite sau lovituri scurte apar atunci când metalul topit nu reușește să umple complet cavitatea matriței, rezultând secțiuni incomplete sau lipsă ale turnării.
Cauze:
- Volum insuficient de metal: Volumul de metal topit este inadecvat pentru a umple cavitatea.
- Presiune scăzută de injecție: presiunea insuficientă împiedică răspândirea completă a metalului.
- Flux slab al metalului: obstacolele sau designul slab al portierei împiedică fluxul adecvat.
- Temperatura matriței la rece: o matriță rece provoacă solidificarea prematură a metalului topit.
Solutii:
- Creșteți volumul de metal: asigurați-vă că este disponibil un volum adecvat de metal pentru fiecare lovitură.
- Reglați presiunea de injecție: creșteți presiunea pentru a vă asigura că metalul umple complet matrița.
- Optimizați locația porții: poziționați porțile pentru a promova umplerea uniformă și curgerea lină.
- Încălziți matrița corect: preîncălziți matrița pentru a preveni solidificarea prematură.
Prevenire:
- Verificări regulate ale volumului de împușcături: Asigurați-vă că fiecare împușcătură are cantitatea corectă de metal topit.
- Mențineți o temperatură constantă a matriței: utilizați încălzitoare de matriță sau regulatoare de temperatură.
- Design adecvat al sistemului de rulare: proiectați șine pentru a facilita fluxul de metal ușor și complet.
- Monitorizați parametrii de injecție: inspectați și reglați regulat presiunea, viteza și sincronizarea.
Flash
Definiţie:
Flash este un strat subțire, în exces de metal, care se formează pe marginile unei turnări din cauza scurgerii de metal prin golurile din suprafețele de despărțire a matriței.
Cauze:
- Presiune excesivă de injecție: presiunea mare forțează metalul să iasă din cavitatea matriței.
- Suprafețele matrițelor uzate: se formează goluri în timp din cauza marginilor matriței uzate.
- Forță de strângere insuficientă: strângerea slabă permite metalului să se scurgă.
- Matrice nealiniate: alinierea necorespunzătoare creează spațiu pentru scurgeri de metal.
Solutii:
- Reglați presiunea de injecție: reduceți presiunea excesivă pentru a preveni preaplinul.
- Reparați/Înlocuiți matrițele uzate: restaurați marginile matriței sau înlocuiți uneltele uzate.
- Creșteți forța de strângere: asigurați o forță suficientă pentru a etanșa suprafețele de despărțire.
- Alinierea corectă a matriței: verificați și reglați regulat alinierea pentru a elimina golurile.
Prevenire:
- Întreținere regulată a matriței: inspectați frecvent liniile de despărțire și suprafețele de etanșare.
- Monitorizați forța de prindere: asigurați-vă că matrița este prinsă în siguranță în timpul producției.
- Verificați frecvent alinierea matrițelor: programați ajustări periodice de aliniere.
- Proiectare corectă a liniei de despărțire: proiectați linia de despărțire pentru a minimiza potențialele căi de scurgere.
Contracție
Definiţie:
Contracția este un tip de defect în care apar cavități sau goluri în interiorul turnării sau pe suprafața acesteia din cauza solidificării neuniforme în timpul răcirii.
Cauze:
- Grosimea neuniformă a peretelui care provoacă o răcire neuniformă.
- Alimentarea insuficientă a metalului topit în timpul solidificării.
- Design slab de răcire a matriței.
- Presiune scăzută de injecție sau timp scurt de menținere a presiunii.
Solutii:
- Optimizați designul piesei pentru a asigura o grosime uniformă a peretelui.
- Utilizați alimentatoare sau coloane pentru a furniza material suplimentar în timpul solidificării.
- Îmbunătățiți răcirea matriței pentru a asigura o solidificare controlată.
- Creșteți presiunea de injecție și prelungiți timpul de menținere a presiunii.
Prevenire:
- Proiectați piese turnate cu o grosime constantă a peretelui.
- Efectuați o analiză adecvată de răcire a matriței pentru a evita punctele fierbinți.
- Monitorizați și ajustați regulat parametrii procesului, cum ar fi presiunea și timpul de injecție.
Includere
Definiţie:
Incluziunile sunt particule de material străin de formă neregulată, cum ar fi zgura sau oxizi, prinse în turnare, cauzând slăbiciuni interne sau defecte de suprafață.
Cauze:
- Metal topit impur sau necurat.
- Zgura sau resturile nu au fost îndepărtate în timpul ounerii.
- Curățarea proastă a cavității matriței sau a sculelor.
- Agitarea sau amestecarea necorespunzătoare a metalului topit.
Solutii:
- Utilizați încărcătură de înaltă puritate a cuptorului și curățați temeinic oalele și uneltele.
- Îndepărtați zgura și resturile din metalul topit înainte de turnare.
- Curățați matrițele și cavitatea matriței înainte de fiecare ciclu de producție.
- Îmbunătățiți procesul de purificare a metalelor, cum ar fi degazarea sau filtrarea.
Prevenire:
- Asigurați un proces de topire curat și controlat.
- Utilizați agenți de îndepărtare a mucegaiului care reduc riscurile de contaminare.
- Inspectați și curățați regulat cavitatea matriței și echipamentul.
Crăpături
Definiţie:
Fisurile sunt fracturi liniare sau neregulate pe suprafata sau in interiorul turnarii care pot aparea in timpul sau dupa solidificare din cauza tensiunilor de tractiune.
Cauze:
- Solidificarea neuniformă din cauza controlului slab al temperaturii matriței.
- Contracție anormală cauzată de grosimea neuniformă a peretelui.
- Stres intern excesiv sau dezechilibru în timpul ejecției.
- Compoziția necorespunzătoare a aliajului cu elemente dăunătoare excesive.
Solutii:
- Optimizați temperatura matriței în intervalul recomandat (180°C–280°C).
- Proiectați piese turnate cu o grosime uniformă a peretelui pentru a preveni solicitările de contracție.
- Echilibrați forțele de ejectare prin reglarea sau adăugarea de știfturi de ejectare.
- Asigurați compoziția corespunzătoare a aliajului prin controlul elementelor dăunătoare precum Fe.
Prevenire:
- Utilizați instrumente de simulare pentru a proiecta structuri bine echilibrate.
- Mențineți consistența temperaturii matriței cu sisteme de încălzire adecvate.
- Monitorizați în mod regulat compoziția aliajului în timpul topirii.
Trageri și lipire
Definiţie:
Dragile sunt zgârieturi asemănătoare unor benzi cauzate de deteriorarea sau frecarea în timpul ejectării, în timp ce lipirea are loc atunci când metalul topit se lipește anormal de matriță, lăsând depozite de material.
Cauze:
- Unghiuri de tiraj sau decupări insuficiente pe turnare.
- Suprafețele cavității matriței deteriorate sau aspre.
- Metalul topit supraîncălzit sau temperaturile matriței.
- Agent de eliberare a mucegaiului de proastă calitate sau lubrifiere inadecvată.
Solutii:
- Măriți unghiurile de pescaj și eliminați decupările.
- Reparați și lustruiți cavitatea matriței pentru a îmbunătăți rugozitatea suprafeței.
- Reglați temperatura metalului topit și a matriței în limite optime.
- Utilizați agenți de desfacere a mucegaiului de înaltă calitate și lubrifiați corect matrițele.
Prevenire:
- Optimizați designul piesei cu unghiuri de tiraj adecvate.
- Efectuați întreținerea regulată a matriței și lustruirea.
- Monitorizați și controlați temperaturile pentru a preveni supraîncălzirea.
vezicule
Definiţie:
Blisterele sunt umflături sau zone înălțate pe suprafața de turnare cauzate de expansiunea gazului prins sub suprafață în timpul solidificării.
Cauze:
- Design slab de ventilație în matriță.
- Utilizarea excesivă a agenților de dezmulțire sau a lubrifianților.
- Degazarea inadecvată a metalului topit.
- Temperatura supraîncălzită a matriței determinând rezistență redusă.
Solutii:
- Îmbunătățiți sistemul de aerisire adăugând canale de aerisire și preaplin.
- Optimizați cantitatea de agenți de dezmulțire și reduceți utilizarea excesivă.
- Efectuați un tratament adecvat de degazare în timpul topirii.
- Scăderea temperaturii matriței în zonele cu probleme pentru a minimiza expansiunea gazului.
Prevenire:
- Asigurați sisteme eficiente de aerisire și preaplin în matriță.
- Mențineți temperaturi constante ale matriței și ale metalului topit.
- Utilizați agenți de îndepărtare a mucegaiului de înaltă calitate și aplicați corespunzător.
Deformare
Definiţie:
Deformarea apare atunci când turnarea se abate de la forma prevăzută din cauza tensiunilor interne sau a răcirii necorespunzătoare.
Cauze:
- Grosimea neuniformă a peretelui provoacă solidificare inconsistentă.
- Forțe de ejectare dezechilibrate.
- Acumularea excesivă a stresului intern.
- Design slab de răcire a matriței.
Solutii:
- Proiectați piese turnate cu grosime echilibrată a peretelui.
- Optimizați sistemele de evacuare pentru a asigura o evacuare uniformă.
- Utilizați sisteme de răcire controlate pentru o solidificare uniformă.
- Reduceți stresul intern prin optimizarea parametrilor procesului.
Prevenire:
- Efectuați simulări pentru a prezice și corecta modelele de contracție.
- Inspectați și reglați regulat mecanismul de evacuare.
- Monitorizați sistemele de răcire pentru consecvență.
Semne de flux
Definiţie:
Semnele de curgere sunt linii ondulate ale suprafeței sau decolorări cauzate de fluxul neregulat de metal topit în timpul umplerii.
Cauze:
- Viteză sau presiune scăzută de injecție.
- Temperatura metalului topit la rece.
- Control slab al temperaturii matriței.
- Design slab al sistemului de porți.
Solutii:
- Măriți viteza și presiunea de injecție pentru a asigura o curgere lină.
- Ridicați temperatura metalului topit și a matriței la nivelurile recomandate.
- Optimizați temperatura matriței pentru a menține umplerea uniformă.
- Reproiectează sistemul de deschidere pentru o mai bună curgere a metalului.
Prevenire:
- Monitorizați și mențineți temperaturile corecte în timpul turnării.
- Inspectați și reglați regulat parametrii de injecție.
- Simulați modelele de flux pentru a optimiza designul de porți.
Laminari
Definiţie:
Laminările sunt defecte stratificate care apar atunci când metalul topit nu reușește să fuzioneze corect, creând regiuni slabe, stratificate.
Cauze:
- Amplasarea necorespunzătoare a porții care perturbă fluxul neted al metalului.
- Contaminanți în metalul topit.
- Metal topit la rece sau temperaturi scăzute ale matriței.
Solutii:
- Reproiectează sistemele de porți și de rulare pentru a reduce întreruperile fluxului.
- Folosiți metal topit curat, de înaltă calitate, fără contaminanți.
- Ridicați temperatura metalului topit și a matriței pentru o topire completă.
Prevenire:
- Curățați cavitatea matriței în mod regulat.
- Optimizați sistemele de injecție și gate.
- Monitorizați și controlați în mod constant temperaturile.
Chiuvete
Definiţie:
Chiuvetele sunt depresiuni sau adâncituri pe suprafața de turnare cauzate de alimentarea insuficientă în timpul contracției.
Cauze:
- Grosimea neuniformă a peretelui duce la contracție localizată.
- Presiune de solidificare insuficientă.
- Aerisirea slabă împiedică hrănirea adecvată.
Solutii:
- Proiectați piese turnate cu o grosime uniformă a peretelui pentru a evita contracția neuniformă.
- Creșteți presiunea de menținere în timpul solidificării.
- Îmbunătățiți ventilația pentru a facilita hrănirea.
Prevenire:
- Efectuați o analiză termică în timpul proiectării matriței pentru a evita punctele fierbinți.
- Monitorizați parametrii de injecție și consistența presiunii.
Întrebări frecvente
Care sunt diferitele tipuri de turnare sub presiune?
Turnarea sub presiune este un proces de fabricație utilizat pentru a produce piese metalice, cu diferite tipuri adaptate pentru materiale, modele și aplicații specifice. Turnarea sub presiune la presiune înaltă și la presiune joasă sunt utilizate în mod obișnuit pentru piesele de înaltă precizie, în timp ce turnarea sub presiune prin gravitație și în vid minimizează defecte precum porozitatea.
Metode avansate precum turnarea prin presare și fabricarea aditivă hibridă oferă o rezistență sporită, defecte reduse și o mai mare flexibilitate de proiectare pentru aplicații specializate.
Puteți explica procesul de turnare sub presiune?
Procesul de turnare sub presiune implică topirea metalului, injectarea acestuia într-o matriță de oțel reutilizabilă la presiune ridicată, răcirea acestuia pentru a solidifica forma și apoi îndepărtarea piesei finite.
Procesul este rapid și precis, producând piese de înaltă calitate cu design detaliate care pot necesita o finisare minimă.