Turnarea sub presiune este un proces de formare a metalului care creează piese precise și detaliate prin injectarea metalului topit în matrițe reutilizabile.
Oferă o precizie dimensională excelentă, suprafețe netede și forme complexe care ar fi dificil de realizat cu alte tehnici.
Turnarea sub presiune începe cu pregătirea unei matrițe din oțel numită matriță. Matrița are două jumătăți care se unesc pentru a forma o cavitate în formă de piesa finală.
Când începe procesul, matrița este închisă cu o forță extraordinară.
Metalul topit este apoi injectat în matriță la presiune ridicată. Metalul umple toate spațiile din cavitate foarte repede, ceea ce ajută la crearea unor piese detaliate cu pereți subțiri.
După ce metalul se solidifică, matrița se deschide și piesa este ejectată. Procesul se poate repeta rapid, producând sute de piese identice pe oră.
Ce este porozitatea turnării sub presiune
Natura de mare viteză a turnării sub presiune face ca o anumită porozitate să fie aproape inevitabilă.
Porozitatea se referă la găuri, goluri sau buzunare de aer care se formează în interiorul sau pe suprafața unei piese turnate sub presiune. Aceste defecte variază de la pori microscopici mici (micropori) până la goluri vizibile mai mari.
Uneori va fi găsit sub formă de mici adâncituri pe suprafață sau va fi descoperit intern în timpul testării.
Gândiți-vă la porozitate ca la spații nedorite în ceea ce ar trebui să fie metal solid. Aceste goluri pot apărea în diferite modele:
- Porozitatea suprafeței: Vizibil pe exteriorul pieselor
- Porozitate internă: Ascuns în structura piesei
- Porozitatea gazului: Format din gazele captate
- Porozitate de contracție: Creat ca metalul se raceste si se contracta
Porozitatea este de fapt comună în turnarea sub presiune. Majoritatea producătorilor acceptă un anumit nivel de porozitate internă, dar porozitatea excesivă sau de suprafață poate face piesele inutilizabile.
Cauzele porozității în turnarea sub presiune
Mai mulți factori contribuie la porozitatea în turnarea sub presiune. Principalul vinovat este aerul sau gazul prins în timpul procesului de injectare a metalului. Când metalul topit intră în matriță cu viteză mare, poate prinde aer care nu are de unde să scape.
Controlul slab al temperaturii cauzează, de asemenea, porozitate. Dacă temperatura de turnare este neuniformă, metalul se solidifică la viteze diferite, creând goluri.
Alte cauze comune includ:
- Aerisire inadecvată în designul matriței
- Prea mult lubrifiant pe suprafețele matriței
- Sisteme de porți sau de rulare necorespunzătoare
- Viteza de injecție a metalului incorectă
- Curgerea metalului turbulent în timpul umplerii
Cum să preveniți crearea multă porozitate
Considerații de proiectare
Începeți cu un design al matriței care promovează curgerea lină a metalului. Evitați colțurile ascuțite și modificările bruște ale grosimii care pot prinde aer sau pot provoca turbulențe.
Includeți puțuri de preaplin și orificii de aerisire dimensionate corespunzător în dvs proiectarea matriței. Aceste caracteristici oferă gazelor unde să scape în timpul procesului de turnare, reducând bulele de aer prinse.
Luați în considerare adăugarea asistenței pentru vid la sistemul dumneavoastră de turnare sub presiune. Acest lucru ajută la eliminarea aerului din cavitatea matriței înainte de intrarea metalului topit, reducând semnificativ porozitatea gazului.
Asigurați-vă că sistemul dvs. de deschidere direcționează fluxul de metal în moduri care împing gazele spre orificii de aerisire, mai degrabă decât să le blocheze.
Selectia materialelor
Alege aliaje de aluminiu cu proprietăți de absorbție mai scăzute a gazelor atunci când este posibil. Unele aliaje rezistă în mod natural la absorbția hidrogenului, reducând șansa de porozitate a gazului.
Asigurați-vă că metalul este degazat corespunzător înainte de turnare.
Nu uitați să depozitați materialele în medii controlate pentru a preveni absorbția umidității. Umiditatea poate introduce hidrogen în aliajele dumneavoastră în timpul topirii.
De asemenea, puteți utiliza tratamente cu flux care ajută la îndepărtarea impurităților care ar putea cauza porozitate. Metalul curat produce piese turnate mai curate, cu mai puține defecte.
Controlul parametrilor procesului
Setați temperatura potrivită atât pentru metal, cât și pentru matriță. Prea fierbinte, iar gazele se extind; prea rece, iar metalul se solidifică înainte ca gazele să scape.
Mențineți o presiune constantă de menținere în timpul solidificării. Acest lucru ajută la prevenirea contracției porozității prin forțarea metalului suplimentar în zone care altfel ar putea forma goluri.
Atenție la timpii de ciclu și ratele de răcire. Răcirea asigură că gazele au timp să scape înainte ca metalul să se solidifice complet.
Detectarea și măsurarea porozității
Există mai multe metode pentru a detecta aceste goluri ascunse, de la simple inspecții vizuale până la tehnologii avansate de imagistică.
Metode de testare nedistructivă
Inspecția cu raze X este una dintre cele mai comune modalități de a găsi porozitatea fără a deteriora piesele. Această metodă creează imagini care arată goluri interne ca pete mai întunecate pe fundalul metalic.
Puteți scana rapid mai multe părți și puteți identifica probleme fără a tăia nimic.
Scanarea CT (tomografie computerizată) oferă o vedere 3D mai detaliată a structurilor interne. Această tehnică avansată vă permite să vedeți exact unde apare porozitatea în interiorul piesei și să măsurați cu precizie volumul acesteia.
Scanarea CT este utilă în special pentru părțile complexe în care este importantă localizarea porozității.
Testarea cu ultrasunete utilizează unde sonore pentru a detecta discontinuități în interiorul pieselor metalice. Când undele sonore lovesc un gol, ele se reflectă diferit.
Această metodă funcționează bine pentru a găsi grupuri de porozitate mai mari.
Evaluarea cantitativă a porozității
Măsurarea cantității de porozitate vă ajută să determinați dacă o piesă îndeplinește standardele de calitate. Metoda Arhimede compară greutatea unei piese în aer față de lichid pentru a calcula diferențele de densitate cauzate de golurile interne.
Această abordare simplă vă oferă un procent total de porozitate.
Metalografia presupune tăierea unei probe, lustruirea suprafeței și examinarea acesteia la microscop. Puteți măsura dimensiunea și distribuția porilor pe suprafața tăiată.
Această metodă oferă informații detaliate despre anumite zone, dar necesită distrugerea eșantionului.
Software-ul de analiză a imaginilor poate cuantifica porozitatea din datele de scanare cu raze X sau CT. Software-ul calculează automat procentele de goluri, dimensiunile și distribuția.
Abordarea problemelor de porozitate
Remedierea pieselor turnate poroase
Inspectați-vă piesele turnate cu o mărire de 5-10x pentru a identifica corect problemele de porozitate. Acest lucru vă ajută să determinați dacă problema este porozitatea gazului (bule rotunjite) sau porozitatea de contracție (cavități neregulate).
Pentru probleme minore de porozitate, impregnarea este eficientă. Acest proces umple golurile cu un etanșant, făcând piesele etanșe la presiune. Este folosit în mod obișnuit pentru piesele care trebuie să rețină fluide sau gaze.
Operațiile secundare precum presarea izostatică la cald (HIP) pot aborda porozitatea internă. Acest proces folosește presiune și temperatură ridicată pentru a comprima și elimina golurile interne.
Alege Moldiecasting pentru următorul tău proiect
Te lupți cu porozitatea componentelor tale turnate sub presiune? Porozitatea gazului, porozitatea de contracție și golurile cauzate de aerul prins sau solidificarea neuniformă pot compromite integritatea structurală a pieselor turnate, pot afecta performanța mecanică și pot duce la riscuri de coroziune. La Moldiecasting, suntem specializați în soluții avansate de proces de turnare sub presiune pentru a controla porozitatea și a oferi rezultate impecabile.
Expertiza noastră în optimizarea fluxului de metal topit, a injecției de înaltă presiune și a parametrilor mașinii de precizie asigură o porozitate de contracție minimă și elimină aerul prins în timpul procesului de turnare. Prin adaptarea grosimii peretelui, selecția aliajelor (inclusiv zinc și magneziu) și controale de solidificare, abordăm cauzele porozității în fiecare etapă. Pentru aplicații critice, oferim tehnici de impregnare în vid sau de presiune pozitivă a aerului pentru a etanșa porii și a spori durabilitatea, chiar și în procesele post-prelucrare.
De ce să te mulțumești cu defecte? Colaborați cu noi pentru turnare metalică rentabilă și de înaltă calitate, care acordă prioritate controlului calității și maximizează performanța pieselor. Contactați-ne astăzi la turnare cu mucegai pentru a discuta despre cum putem impregna încredere în următorul dvs. proiect - asigurându-vă că fiecare piesă turnată îndeplinește cele mai înalte standarde de precizie și fiabilitate. Să transformăm provocările tale legate de porozitate în soluții perfecte!
Întrebări frecvente
Care sunt tipurile comune de porozitate găsite în metalele turnate?
Piesele turnate sub presiune se confruntă de obicei cu trei tipuri principale de probleme de porozitate. Porozitatea gazului apare atunci când gazele sunt prinse în metal în timpul solidificării, creând goluri mici, rotunjite.
Porozitatea de contracție se formează atunci când metalul se răcește neuniform, creând goluri de formă neregulată în secțiuni mai groase pe măsură ce metalul se contractă.
Porozitatea interdendritică apare între structurile dendrite pe măsură ce metalul se cristalizează, adesea în zone cu viteze de răcire mai lente.
Care sunt nivelurile de porozitate standard ASTM E505 pentru turnare?
Standardul ASTM E505 utilizează radiografii de referință pentru a clasifica nivelurile de porozitate pe o scară de la 1 la 7. Nivelul 1 indică porozitate minimă, în timp ce nivelul 7 arată porozitate severă.