A nagynyomású öntvények szokásos gyártási hibái: Megoldások: okok, megelőzés és megoldások

A nagynyomású öntés (HPDC) az egyik leggyakrabban alkalmazott fémöntési eljárás a jelenlegi gyártásban. A gyártók azért választják a HPDC-t, mert olyan összetett fémalkatrészek gyártását teszi lehetővé, amelyek nagy pontosságú és gyors gyártási sebességgel kiváló méretpontosságot és sima felületet érnek el. A HPDC lehetővé teszi az autó- és repülőgépipar, valamint az elektronikai alkatrészek és fogyasztási cikkek gyártása számára, hogy könnyű, tartós alkatrészeket állítsanak elő olyan alkalmazásokhoz, mint a motorok és házak, szerkezeti elemek és mechanikai szerelvények. A nagynyomású nyomásos öntés gyártási folyamata számos olyan kockázattal szembesül, amelyek jelentős hibákat okoznak, amelyek csökkentik a termék minőségét, miközben lerövidítik az élettartamot és veszélyeztetik a teljesítményt. A különböző hibák a nem megfelelő szerszámtervezésből, a turbulens olvadékáramlásból, a csapdába esett gázokból, a következetlen hűtési sebességből és a gyártási folyamat során fellépő hőterhelésből adódnak. A HPDC-technológia hét elsődleges hibával találkozik, amelyek közé tartozik a porozitás, a hidegzáródás, a zsugorodási hibák, a villanásképződés, a felületi hibák, a téves futások, a szerszám eróziója és a forrasztás. Az ilyen típusú gyártási hibák az anyag szilárdságának romlását okozzák, miközben szabálytalan méreteket és nemkívánatos vizuális hatásokat eredményeznek, amelyek az alkatrészek meghibásodását idézhetik elő. A gyártók a gyártási problémák ellen a feldolgozási paraméterek optimalizálásával és a jobb alámosási módszerekkel, valamint szabályozott hőmérsékleti rendszerekkel és vákuummal segített öntési eljárásokkal küzdenek. A valós idejű monitoring és a szimulációs szoftverek fejlett minőségellenőrzési módszerek, amelyek további hatékonyságot és megbízhatóságot biztosítanak a nyomásos öntési folyamatban.

Ez a cikk átfogó elemzést nyújt a nagynyomású gyártás során felmerülő szabványos gyártási problémákról Nyomdai öntés technológia, a hibák kiváltó okainak magyarázatával és a hibák csökkentésére irányuló megoldási stratégiákkal. A gyártók csak e kihívások megértésével és a legjobb gyakorlatok alkalmazásával javíthatják az öntött alkatrészek minőségét, élettartamát és természetesen teljesítményét, és ezzel egyidejűleg csökkenthetik a hulladékot és a gyártási költségeket. Az ezekkel a gyártási hibákkal kapcsolatos jártasság segíti a nyomásos öntés mérnökeit, a termelésirányítókat és a minőségellenőrzési szakembereket abban, hogy optimalizálják folyamataikat a legjobb nyomásos öntési eredmények érdekében.

1. Porozitás

A porozitást a fémmátrixban található apró lyukak vagy gázzárványok határozzák meg, és ennek eredményeként befolyásolja a mechanikai tulajdonságokat, csökkenti a szilárdságot, többek között lehetővé teszi a levegő és a gázok áthaladását a szerkezeten, és látható felületi hibákhoz vezet a fröccsöntött termékekben.

Okok:

• Az anyagokban az öntés előtt jelen lévő gáznemű tartalom.
• Túlzott turbulencia az olvadt fém áramlásában.
• Rossz szellőzés és nem megfelelő szerszámkialakítás.
• Gyors megszilárdulás, amely zsugorodási porozitást okoz.
• Az olvadt fém szennyeződése.
• Nem megfelelő nyomás, ami miatt nem egyenletes a fém áramlása.

Megelőzés és megoldások:

• Biztosítani kell a megfelelő gázelvezetést a kapuk és a szellőzők kialakításával.
• Lassítsa le a befecskendezési sebességet, hogy javítsa az üregbe kerülő fém simaságát.
• A levegőcsapdázás problémáját a vákuummal segített öntési technikával kell megoldani.
• Győződjön meg róla, hogy az olvadt fém kellően gázmentesített, mielőtt befecskendezné.
• Szabályozza a hűtési sebességet a repedések és más megszilárdulási hibák kialakulásának problémájának leküzdése érdekében.
• Gyakran ellenőrizze és tisztítsa a szerszámfelületeket, hogy csökkentse a szennyeződések okozta porozitás esélyét.

2. Hideg zárás

Hidegzárlat akkor keletkezik, amikor az olvadt fém két folyama nem olvad össze megfelelően, és gyenge kötési területeket vagy látható varratokat képez az öntvényben. Ez a hiba nemcsak a mechanikai szilárdságot csökkenti, hanem növeli a törés kockázatát is, valamint negatívan befolyásolja az alkatrész tartósságát és megjelenését.

Okok:

• Alacsony olvadt fémhőmérséklet.
• Lassú befecskendezési sebességgel jellemezhető, ami általában idő előtti megszilárduláshoz vezet.
• Rossz szerszámkialakítás, elégtelen áramlási csatornákkal.
• Ez túlzott oxidációt okozhat, amely olyan felületi filmeket képez, amelyek megakadályozzák a megfelelő olvadást.
• Nem következetes fémáramlás a rossz kapurendszer-kialakítás miatt.

Megelőzés és megoldások:

• Továbbá, a megfelelő folyékonyság biztosítása érdekében a legoptimálisabb fémöntési hőmérsékletet kell fenntartani.
• Növelje a befecskendezési sebességet a teljes töltés befejezéséhez, és készítsen egy darabot.
• Szüntesse meg a felesleges áramlási akadályokat a szerszámok tervezésénél, hogy a fém nehézség nélkül mozoghasson.
• Az áramlási problémák felderítése és megoldása a gyártás előtt a hőelemző eszközök segítségével.
• Megfelelő szellőztetési technikákat kell alkalmazni a levegő beszorulásának elkerülése érdekében, amely gyakran összekapcsolja a hideg zárási hibákat.

3. Zsugorodási hibák

A zsugorodási hibák a fém hűtés közbeni zsugorodása miatt keletkeznek, ami belső üregekhez vagy hézagokhoz vezet, amelyek rontják az öntvény szerkezeti integritását. Ennek eredményeképpen ezek a hibák csökkentik a végtermék mechanikai szilárdságát, feszültség alatt potenciális meghibásodást okoznak, és rossz felületi minőséget okoznak, így befolyásolják a végtermék funkcionalitását és esztétikáját is.

Okok:

• Nem megfelelő fém adagolása a megszilárdulás során
• A hűtési sebességek egyenlőtlenek a nem megfelelő szerszámkialakítás miatt
• Nagy fém zsugorodás az ötvözet összetétele miatt
• Helyi összehúzódást okozó gyors lehűlés
• Elégtelen nyomás a megszilárdulási fázisban

Megelőzés és megoldások:

• Módosítsa a formát, hogy egyenletes hűtést és az olvadt fém megfelelő adagolását biztosítsa.
• Használjon alacsonyabb zsugorodási hajlamú és jobb szilárdulási tulajdonságokkal rendelkező ötvözeteket.
• A megszilárdulás során a nyomásbeállítások optimalizálására szolgál a zsugorodási hézagok kitöltése és minimalizálása érdekében.
• Használjon ellenőrzött hűtési módszereket, hogy egyensúlyt teremtsen a megszilárdulási sebességben és csökkentse a hőterhelést.
• Valós idejű felügyeleti és szimulációs eszközök bevezetése a zsugorodási hibák előrejelzésére és megelőzésére.

4. Villámképződés

Az elválasztó vonalnál vagy a szerszám hézagában a nagynyomású fémszökés miatt kialakuló felesleges vékony fémrétegeket flashnek nevezzük. Bár az öntés után le lehet vágni, a túlságosan nagy mértékű kiömlés megnövekedett anyaghulladékhoz, szerszámkopáshoz és a kapcsolódó gyártási költségekhez vezet, és így csökkenti az öntési folyamat általános hatékonyságát.

Okok:

• A túlzott befecskendezési nyomás hatására az olvadt fém a szerszám hézagaiba kényszerül.
• Elhasználódott szerszám vagy nem megfelelő szerszámzárás miatt szivárgás.
• Ahol nem elegendő a szorítóerő, ami a szerszám szétválását okozza a befecskendezés során.
• Rosszul fognak feküdni, és a fém kiszivároghat a réseken.
• Tisztázatlan fémáramlás-szabályozás a szerszám kenésével

Megelőzés és megoldások:

• A megfelelő szorítóerőt kell fenntartani a szerszámleválás és a villanásképződés elkerülése érdekében.
• Rendszeresen ellenőrizze és cserélje ki az elhasználódott szerszámokat a megfelelő tömítettség elérése érdekében.
• Biztosítsa az optimális nyomásbeállításokat, hogy a töltés minimális villanásmentességgel töltődjön és töltődjön.
• A nem szándékos hézagok és a fémszivárgás megelőzése érdekében javítani kell a szerszámok újrahangolását.
• Végezzen precíz szerszámkenési technikákat a fémáramlás szabályozására és a túlzott fémkiáramlás csökkentésére.

5. A felületi hibák (hólyagok, repedések és ráncok) vizsgálata

A különböző felületi hibák, hólyagok, repedések és ráncok rontják az öntvény vizuális megjelenését és mechanikai szilárdságát, ezért ezeket meg kell előzni és meg kell szüntetni. Ez olyan hegesztési hibákat okoz, amelyek csökkentik a termék tartósságát, növelik a selejt arányát, és rosszul tapad a termék az öntés utáni kezelések, például festés vagy bevonatolás után.

Okok:

• A folyékony műanyagban az öntés során megrekedt levegő.
• A nem egyenletes hűtési sebesség miatt hőfeszültség és felületi egyenetlenségek is előfordulnak.
• Túlmelegedés vagy rosszul szabályozott hőmérséklet a megszilárdulás során.
• Vagy a fémszennyeződések vagy zárványok, amelyek befolyásolhatják az öntvény felületét.
• A rossz szerszámkenés egyenetlen fémáramlást és felületi tökéletlenséget okozott.

Megelőzés és megoldások:

• Az olvadt fém megfelelő gázmentesítése az öntés előtt a csapdába esett gázok elkerülése érdekében.
• Ellenőrizze a megszilárdulást és kerülje el a hőfeszültséget egyenletes hűtési technikák alkalmazásával.
• A szerszám hőmérsékletének szabályozását optimalizálni kell a túlmelegedés és az egyenetlen hűtés elkerülése érdekében.
• A minőség szigorú ellenőrzésének megteremtése, amely lehetővé teszi, hogy az öntés előtt minden szennyeződést felismerjen.
• Alkalmazzon bevonatokat és kenőanyagokat a szerszámokhoz a felületi minőség és a hibák csökkentése alapján.

6. Zárványok és szennyeződések

A nem kívánt idegen részecskék, mint például salak, oxidrétegek, szennyeződések vagy más szennyeződések, amelyek a végső öntvényben rekednek, rossz mechanikai tulajdonságokat, gyenge szerkezeti integritást és felületi hibákat okoznak, és amelyeket zárványoknak nevezünk. Ezeknek a szennyeződéseknek a jelenléte csökkentheti az öntvény alkatrészek teljesítményét és tartósságát, így azok nem alkalmasak nagy pontosságú alkalmazásokhoz.

Okok:

• A szennyezett nyersanyagok például nem kívánt szennyeződésekből állnak.
• Az olvadt fémben lévő idegen részecskéket nem lehet jól kiszűrni, mivel
• A fém olvasztása vagy öntése során a levegőnek való hosszabb kitettség miatt
• Magában foglalja a nem hatékony fémkezelési gyakorlatokat, amelyek viszont nagyobb salakképződést eredményeznek.
• Az elégtelen szerszámkenés magában foglalja az idegen anyag bejutását az olvadt fémbe.

Megelőzés és megoldások:

• A kiváló minőségű nyersanyagokat megfelelően és szennyeződések nélkül kell finomítani.
• Hatékony szűrőrendszerek beállítása a salak, oxidok és egyéb szennyeződések eltávolítására az olvadt fémből a befecskendezés előtt.
• Fenntartani az olvadt fém ellenőrzött kezelését, és adott esetben inertgázos árnyékolást alkalmazni az oxidáció korlátozására.
• Az öntőberendezés rendszeres tisztítása és karbantartása a maradékanyagból származó szennyeződések megelőzése érdekében.
• Használja a megfelelő szerszámkenést, hogy a szerszám üregében ne rakódjanak le idegen anyagok.

7. Félresikerült és hiányos kitöltés

Félresiklás akkor fordul elő, ha a szerszámüreg rövid ideig van kitöltve, ami hiányzó részeket, vékony falakat és gyenge pontokat okoz a végleges alkatrészben. Negatív hatással van az alkatrész szerkezeti integritására és funkcionalitására, és ily módon alkalmatlan teljesítményű alkalmazásokhoz.

Okok:

• Alacsony befecskendezési sebességnél vagy nyomásnál, a szerszámot nem teljesen lefedve
• Hideg szerszámfelületek, amelyek megakadályozzák a fém áramlását és a korai megszilárdulást
• Nem megfelelő olvadt fémmennyiséget okoz, ami elégtelen üregkitöltéshez vezet
• A rossz kapuzat és a futócsatorna kialakításától, amelyek az olvadt fém egyenlőtlen eloszlását okozzák.
• A túlzott turbulencia a fémáramlást blokkoló légzsebek keletkeznek

Megelőzés és megoldások:

• Növelje a fém hőmérsékletét, hogy az áramlásra képes legyen, és elkerülje a korai megszilárdulást.
• Ezenkívül a befecskendezési nyomás és sebesség megfelelő beállításával optimalizálni kell az üregek kitöltését.
• Tartsa fenn a szerszámok megfelelő üzemi hőmérsékletét, és akadályozza meg, hogy idő előtt lehűljenek.
• A kapu és a futók kialakításának javítása a sima és egyenletes fémelosztás elősegítése érdekében.
• Szimulálja a fémáramlást és a félrefutási lehetőséget szimulációs szoftverrel a gyártás előtt.

8. Szerszámerózió és kopás

Az olvadt eróziós szerszámok kopása a szerszámfelületek elvesztése a nagy sebességű fém folyamatos kopása miatt, amíg a kívánt méretek el nem érik a szerszámrész felületét, ami rossz felületi felületet és rövid szerszámélettartamot eredményez. Ha ez a hiba előfordul, a szerszámok cseréje gyakori, és ennek következtében a gyártási költségek növekednek, miközben az öntvények minősége változik.

Okok:

• Emellett ismételten ki van téve magas hőmérsékletű olvadt fémnek, ami fokozatos kopást okoz.
• Viszonylag rossz minőségű, a hő- és mechanikai igénybevételnek egyaránt rosszul ellenálló szerszámanyagok
• A túlzott hőciklusok az anyag fáradás miatti repedezését okozhatják.
• A szerszám anyagának lebomlásához vezet a magas befecskendezés alatt.
• Kevés kenőanyag? Nagyobb súrlódás és nagyobb kopás a következmény.

Megelőzés és megoldások:

• Az egyik ilyen lehetőség a kiváló minőségű, hőállóbb és tartósabb szerszámanyagok használata.
• A szerszám élettartamának meghosszabbítása érdekében védő felületi bevonatok, például nitridálás vagy kerámia bevonatok alkalmazhatók.
• A hőterhelés csökkentése és a korai kopás kiváltása érdekében ellenőrzött hűtési módszereket kell alkalmazni.
• A sebesség és a nyomás közötti egyensúly megteremtése a szerszámot érő minimális terhelés mellett.
• Rendszeresen ellenőrizze a süllyesztékeket, és tartsa karban őket, hogy az eróziót a lehető leghamarabb felfedezhesse és kezelhesse.

9. Forró repedés

A fém félig szilárd állapotában, a nagy hőfeszültség és a túlzott zsugorodás miatt fellépő repedéseket forró repedésnek nevezzük. Ezek a repedések rontják az öntvény mechanikai integritását, azaz növelik az öntvény meghibásodásának esélyét azon a helyen, ahol a repedések feszültség vagy terhelés alatt vannak jelen.

Okok:

• Megbízhatatlan hűtési sebesség az öntőformában, ami bizonyos területeken feszültségpontokat eredményez
• Az ötvözet összetétele nagymértékben érzékeny a hőfeszültségre és a repedésre.
• A gyors megszilárdulás során kialakuló túlzott maradó feszültséget is okoz a fém összehúzódásának korlátozása.
• Ha az öntőforma kialakítása rossz, akkor az öntvényben hőmérséklet-ingadozások lesznek.
• A megszilárdulás során a nyomás túl kicsi volt ahhoz, hogy megakadályozza a repedések terjedését.

Megelőzés és megoldások:

• Ez magában foglalja a hűtési sebesség optimalizálását is az egyenletes megszilárdulás és a hőfeszültség minimalizálása érdekében.
• Az ötvözetek repedésállóságának növelése a jobb szemcseszerkezetű ötvözetek megfelelő alkalmazásával.
• Az öntés utáni feszültségcsökkentő technikák alkalmazása, azaz ellenőrzött hőkezelés.
• Kisebb hőmérséklet-különbséggel rendelkező formák tervezése.
• Biztosítsa a megfelelő nyomást a fém megszilárdulása során, hogy a fém folyni fog, és ne keletkezzenek repedések.

10. Forrasztás

Az olvadt fém megtapad a szerszám felületén, amit öntéssel nehéz eltávolítani, ami felületi hibákat, szerszámkopást, valamint hosszabb gyártási leállást okoz. Méretbeli pontatlanságokat és rossz felületi minőséget is okoz ez a hiba, mivel a végtermék minőségének általános romlását eredményezi.

Okok:

• A fémek tapadásának növekedése az ötvözetben a magas alumíniumtartalom miatt
• Túlságosan magas hőmérsékletek előállítása, hogy a fém a szerszám felületéhez tapadjon.
• Elégtelen védelem a szerszám rossz kenése miatti beragadás ellen
• Az elégtelen hűtés miatt az olvadt fém túl sokáig marad érintkezésben a szerszámmal - A fém tapadását elősegítő, pikkelyes vagy sérült szerszám felső felületek.

Megelőzés és megoldások:

• Mindig kiváló minőségű kenőanyagokat alkalmazunk a fémek megtapadásának megakadályozására.
• Ez lehetővé teszi a szerszám hőmérsékletének optimális tartományban történő szabályozását, ha a forró tapadás túl erős.
• Csökkentse a fém tapadását megfelelő szerszámbevonatok, pl. kerámia- vagy nitridrétegek alkalmazásával.
• A fém és a szerszám közötti érintkezési idő csökkentése és a hűtőrendszer hatékonyságának javítása.
• Rendszeresen ellenőrizze és polírozza a szerszámfelületeket, hogy elérje a tapadásmentes, sima felületet.

Következtetés

A nagynyomású öntvényöntés egy hatékony gyártási folyamat, amely komplex fémalkatrészeket hoz létre nagy pontossággal és maximális hatékonysággal. A nem megfelelő folyamatparaméterek, anyagproblémák és/vagy szerszámtervezési hibák azonban különböző hibákat eredményeznek. A gyártók e szokásos gyártási hibák megértése után megelőző intézkedéseket tehetnek, pl. optimális folyamatszabályozó szerszám, megfelelően kiválasztott anyag stb.

A vállalat a folyamatos folyamatfejlesztés és a hibamegelőzési stratégiák előtérbe helyezésével javíthatja a termékminőséget, csökkentheti a termelési költségeket és nagyobb termelési hatékonyságot érhet el a nyomásos öntési műveletekben.

Gyakran ismételt kérdések (GYIK)

1. Melyek a nagynyomású öntvények hibáinak fő okai?

A nagynyomású öntvények hibáinak fő okai közé tartozik a nem megfelelő szerszámtervezés, a rossz fémáramlás, a csapdába esett gáz, a nagy hőfeszültség, az egyenlőtlen hűtés és a szennyezett nyersanyagok. Ezek a hibák a folyamat paramétereinek optimalizálásával és minőségellenőrzési intézkedések alkalmazásával csökkenthetők.

2. Milyen szerepet játszik a porozitás az öntött alkatrészek teljesítményében?

A porozitás jelenléte gyengíti az öntött alkatrészek szerkezeti integritását, csökkenti a szilárdságot, és légszivárgást okoz a nyomásálló alkatrészekben, valamint érzéstelenítési hibákat. A porozitás minimalizálható a megfelelő gázmentesítéssel, optimalizált kapuzási rendszerekkel és vákuummal segített öntéssel.

3. Hogyan kerülhető el a hidegzárás a nyomóöntésnél?

A fém megfelelő kiöntési hőmérséklete, a nagyobb befecskendezési sebesség, a fém áramlásának egyenletesebbé tételére optimalizált szerszámtervezés és a hőelemző eszközök alkalmazása az esetleges áramlási problémák azonosítására segíthet a hidegzárlatok megelőzésében.

4. A szerszámerózió fontos probléma a nagynyomású öntésnél, mert?

A magas hőmérsékletű olvadt fém ismételt érintkezése a formákkal szerszámeróziót okoz, ami lerövidíti a formák élettartamát és csökkenti az öntött alkatrészek pontosságát. A szerszámok élettartama kiváló minőségű szerszámanyagok használatával, védőbevonatok alkalmazásával és szabályozott szerszámhűtéssel meghosszabbítható.

5. Mitől jobb az öntött termékek minősége és állandósága?

A szigorú minőségellenőrzés, a folyamatparaméterek optimalizálása, a szerszámhőmérséklet-szabályozás, a kiváló minőségű ötvözetek használata, valamint a szerszám és a gépek ellenőrzése rendszeres időközönként történik az öntött termékek minőségének szokásos javítása érdekében.