Литье под давлением — это процесс формовки металла, в ходе которого создаются точные, детализированные детали путем впрыскивания расплавленного металла в многоразовые формы.
Он обеспечивает превосходную точность размеров, гладкие поверхности и сложные формы, которые было бы трудно получить с помощью других технологий.
Литье под давлением начинается с подготовки стальной формы, называемой штампом. Штамп состоит из двух половин, которые соединяются вместе, образуя полость, имеющую форму конечной детали.
В начале процесса штамп зажимается с огромной силой.
Затем расплавленный металл впрыскивается в пресс-форму под высоким давлением. Металл очень быстро заполняет все пространство в полости, что позволяет создавать детализированные детали с тонкими стенками.
После затвердевания металла пресс-форма открывается и деталь выталкивается. Процесс может быстро повторяться, изготавливая сотни идентичных деталей в час.
Что такое пористость литья под давлением?
Высокоскоростной характер литья под давлением делает некоторую пористость практически неизбежной.
Пористость относится к отверстиям, пустотам или воздушным карманам, которые образуются внутри или на поверхности литой детали. Эти дефекты варьируются от микроскопических пор (микропор) до более крупных видимых пустот.
Иногда это можно обнаружить в виде небольших углублений на поверхности или внутри во время тестирования.
Подумайте о пористости как о нежелательных пространствах в том, что должно быть сплошным металлом. Эти пустоты могут появляться в разных узорах:
- Пористость поверхности: Видно на внешней стороне деталей
- Внутренняя пористость: Скрыто в структуре детали
- Газовая пористость: Образовано захваченными газами
- Усадочная пористость: Создается при охлаждении и сжатии металла
Пористость на самом деле распространена в литье под давлением. Большинство производителей допускают некоторый уровень внутренней пористости, но чрезмерная или поверхностная пористость может сделать детали непригодными для использования.
Причины пористости при литье под давлением
Несколько факторов способствуют пористости при литье под давлением. Главным виновником является захваченный воздух или газ во время процесса впрыска металла. Когда расплавленный металл устремляется в форму с высокой скоростью, он может захватить воздух, которому некуда выходить.
Плохой контроль температуры также приводит к пористости. Если температура литья неравномерна, металл затвердевает с разной скоростью, создавая пустоты.
Другие распространенные причины включают в себя:
- Недостаточная вентиляция в конструкции штампа
- Слишком много смазки на поверхностях штампа
- Неправильные литниковые или питающие системы
- Неправильная скорость впрыска металла
- Турбулентный поток металла во время заливки
Как предотвратить образование большой пористости
Соображения по дизайну
Начните с проектирования штампа, который обеспечивает плавный поток металла. Избегайте острых углов и резких изменений толщины, которые могут задерживать воздух или вызывать турбулентность.
Включите в систему водосливные колодцы и вентиляционные отверстия соответствующего размера. дизайн пресс-формыЭти особенности обеспечивают выход газов в процессе литья, уменьшая количество захваченных пузырьков воздуха.
Рассмотрите возможность добавления вакуумной поддержки к вашей системе литья под давлением. Это поможет удалить воздух из полости формы до попадания расплавленного металла, что значительно снизит газовую пористость.
Убедитесь, что ваша литниковая система направляет поток металла таким образом, чтобы газы направлялись к отверстиям, а не задерживались.
Выбор материала
Выбирать алюминиевые сплавы с более низкими свойствами поглощения газа, когда это возможно. Некоторые сплавы естественным образом сопротивляются поглощению водорода, что снижает вероятность пористости газа.
Перед литьем убедитесь, что металл надлежащим образом дегазирован.
Не забывайте хранить материалы в контролируемых условиях, чтобы предотвратить поглощение влаги. Влажность может привести к попаданию водорода в ваши сплавы во время плавки.
Вы также можете использовать флюсовые обработки, которые помогают удалить примеси, которые могут вызвать пористость. Чистый металл дает более чистые отливки с меньшим количеством дефектов.
Контроль параметров процесса
Установите правильную температуру для металла и штампа. Слишком горячо — газы расширяются; слишком холодно — металл затвердевает до того, как газы выходят.
Поддерживайте постоянное давление выдержки во время затвердевания. Это помогает предотвратить усадочную пористость, заставляя дополнительный металл попадать в области, которые в противном случае могли бы образовывать пустоты.
Следите за временем цикла и скоростью охлаждения. Охлаждение обеспечивает выход газов до того, как металл полностью затвердеет.
Обнаружение и измерение пористости
Существует несколько методов обнаружения этих скрытых пустот: от простых визуальных осмотров до передовых технологий визуализации.
Методы неразрушающего контроля
Рентгеновский контроль является одним из наиболее распространенных способов обнаружения пористости без повреждения деталей. Этот метод создает изображения, которые показывают внутренние пустоты как более темные пятна на фоне металла.
Вы можете быстро просканировать несколько деталей и выявить проблемы, не разрезая ничего.
КТ-сканирование (компьютерная томография) обеспечивает более детальный 3D-вид внутренних структур. Эта передовая технология позволяет вам точно увидеть, где в детали возникает пористость, и точно измерить ее объем.
КТ-сканирование особенно полезно для сложных деталей, где имеет значение расположение пор.
Ультразвуковой контроль использует звуковые волны для обнаружения разрывов внутри металлических деталей. Когда звуковые волны попадают в пустоту, они отражаются обратно по-разному.
Этот метод хорошо подходит для поиска более крупных кластеров пористости.
Количественная оценка пористости
Измерение величины пористости помогает определить, соответствует ли деталь стандартам качества. Метод Архимеда сравнивает вес детали в воздухе и в жидкости, чтобы рассчитать разницу в плотности, вызванную внутренними пустотами.
Этот простой подход позволяет получить общий процент пористости.
Металлография включает в себя резку образца, полировку поверхности и ее исследование под микроскопом. Вы можете измерить размер и распределение пор на поверхности среза.
Этот метод дает подробную информацию о конкретных областях, но требует уничтожения образца.
Программное обеспечение для анализа изображений может количественно оценить пористость по данным рентгеновского или КТ-сканирования. Программное обеспечение автоматически вычисляет процент пустот, их размеры и распределение.
Решение проблем пористости
Восстановление пористых отливок
Осмотрите отливки под 5-10-кратным увеличением, чтобы правильно определить проблемы пористости. Это поможет вам определить, является ли проблема газовой пористостью (округлые пузырьки) или усадочной пористостью (неправильные полости).
Для небольших проблем с пористостью эффективна пропитка. Этот процесс заполняет пустоты герметиком, делая детали герметичными. Обычно используется для деталей, которые должны удерживать жидкости или газы.
Вторичные операции, такие как горячее изостатическое прессование (HIP), могут устранить внутреннюю пористость. Этот процесс использует высокое давление и температуру для сжатия и устранения внутренних пустот.
Выберите Moldiecasting для вашего следующего проекта
Боретесь с пористостью в литых под давлением деталях? Газовая пористость, усадочная пористость и пустоты, вызванные захваченным воздухом или неравномерным затвердеванием, могут нарушить структурную целостность литых деталей, повлиять на механические характеристики и привести к риску коррозии. Литейное литьеМы специализируемся на передовых решениях в области литья под давлением, позволяющих контролировать пористость и обеспечивать безупречные результаты.
Наш опыт в оптимизации потока расплавленного металла, впрыска под высоким давлением и точных параметров машины обеспечивает минимальную пористость усадки и устраняет попадание воздуха в процессе литья. Благодаря подбору толщины стенки, выбору сплава (включая цинк и магний) и контролю затвердевания мы устраняем причины пористости на каждом этапе. Для критических применений мы предлагаем вакуумную пропитку или методы положительного давления воздуха для герметизации пор и повышения долговечности, даже в процессах после обработки.
Зачем соглашаться на дефекты? Сотрудничайте с нами для экономически эффективного, высококачественного литья металла, которое ставит во главу угла контроль качества и максимизирует производительность деталей. Свяжитесь с нами сегодня по адресу литье под давлением чтобы обсудить, как мы можем придать уверенность вашему следующему проекту, гарантируя, что каждая литая деталь соответствует высочайшим стандартам точности и надежности. Давайте превратим ваши проблемы с пористостью в идеальные решения!
Часто задаваемые вопросы
Какие типы пористости наиболее распространены в литых металлах?
Литье под давлением обычно сталкивается с тремя основными типами проблем пористости. Газовая пористость возникает, когда газы попадают в металл во время затвердевания, создавая небольшие округлые пустоты.
Усадочная пористость образуется, когда металл охлаждается неравномерно, создавая пустоты неправильной формы в более толстых секциях по мере сжатия металла.
Междендритная пористость появляется между дендритными структурами по мере кристаллизации металла, часто в областях с более медленной скоростью охлаждения.
Каковы стандартные уровни пористости ASTM E505 для литья?
Стандарт ASTM E505 использует контрольные рентгенограммы для классификации уровней пористости по шкале от 1 до 7. Уровень 1 указывает на минимальную пористость, а уровень 7 — на сильную пористость.