Литье является одной из важных базовых отраслей национальной экономики, но контроль, проектирование и технологический процесс процесса литья часто основаны на эмпирических суждениях, поэтому качество отливок трудно гарантировать, а процент брака высок. Литье под давлением – это разновидность специального литья. Суть его заключается в методе, при котором жидкий или полужидкий металл заполняет с большой скоростью полость формы под высоким давлением и затвердевает под давлением для получения отливок. Для получения качественных, качественных литьевых деталей и обеспечения соответствия литых деталей требованиям гладкости, четкости контуров, плотной структуры и высокой прочности необходимо согласовывать и унифицировать влияющие факторы в процессе литья под давлением. процесс литья под давлением. Для деталей из алюминиевого сплава, от подготовки производства до массового производства, существует множество связей и множество влияющих факторов, включая материалы, формы, оборудование, процессы и другие аспекты.
Дефекты пористости при литье под давлением и их причины.
Заготовки, изготовленные методом литья под давлением алюминиевых сплавов, часто отправляются в брак из-за наличия пор. Причин появления пор много. При решении этой проблемы качества продукции зачастую сложно приступить к делу. Как быстро и правильно принять меры по снижению процента брака, вызванного порами? Это проблемы, которые беспокоят всех производителей литья под давлением алюминиевых сплавов.
При производстве литья под давлением алюминиевых сплавов причины образования пор часто делятся на следующие категории.
Пористость, вызванная плохим качеством дегазации нефтепереработки.
При производстве литья под давлением алюминиевых сплавов температура заливки расплавленного алюминия обычно составляет от 610 до 660 градусов. При этой температуре в алюминиевой жидкости растворено большое количество газа (в основном водорода). Растворимость водорода в алюминиевом сплаве тесно связана с растворимостью алюминиевого сплава. Температура тесно связана. В жидком алюминии при температуре около 660 градусов оно составляет около 0,69 см3/100 г, тогда как в твердом алюминиевом сплаве при температуре около 660 градусов оно составляет всего 0,036 см3/100 г. В это время содержание водорода в жидком алюминии составляет около 0,69см3/100г. 19-20 раз. Поэтому, когда алюминиевый сплав затвердевает, при литье под давлением алюминиевого сплава выделяется большое количество водорода в виде пузырьков.
Уменьшите содержание газа в алюминиевой жидкости и предотвратите осаждение большого количества газа и образование пор при затвердевании алюминиевого сплава. Это цель рафинирования и дегазации в процессе выплавки алюминиевых сплавов. Если содержание газа в алюминиевой жидкости первоначально уменьшено, количество газа, выделяющегося во время затвердевания, будет уменьшено, а также значительно уменьшится количество образующихся пузырьков. Поэтому рафинирование алюминиевых сплавов является очень важным процессом. Если качество очистки хорошее, пор должно быть меньше. Если качество очистки низкое, пор должно быть больше. Мерой обеспечения качества переработки является выбор хорошего нефтеперерабатывающего агента. Хороший нефтеперерабатывающий агент может реагировать с образованием пузырьков при температуре около 660 градусов. Образующиеся пузырьки не слишком сильные, но генерируются равномерно и непрерывно. За счет физической адсорбции эти пузырьки смешиваются с рафинирующим агентом. Алюминиевая жидкость находится в полном контакте, адсорбируя водород в алюминиевой жидкости и выводя его с поверхности жидкости. Поэтому время барботирования не должно быть слишком коротким, обычно от 6 до 8 минут.
Когда алюминиевый сплав охлаждается до 300 градусов, растворимость водорода в алюминиевом сплаве составляет всего менее 0,001 см3/100 г, что составляет всего 1/700 от растворимости в жидком состоянии. Поры, образующиеся в результате осаждения водорода после затвердевания, дисперсны и малы. Отверстия не влияют на утечку воздуха и обрабатываемую поверхность и практически невидимы невооруженным глазом.
Когда жидкий алюминий затвердевает, пузырьки, образующиеся в результате осаждения водорода, относительно большие, в основном в центре окончательного затвердевания жидкого алюминия. Хотя они также рассеяны, эти пузырьки часто приводят к утечкам, а в тяжелых случаях заготовка часто отправляется в брак.
Поры, вызванные плохим выхлопом
При литье под давлением алюминиевого сплава из-за плохого выпускного канала формы и плохой конструкции выхлопной формы газ из полости не может быть полностью и плавно выпущен во время литья под давлением, что приводит к появлению пор в некоторых фиксированные части изделия. Поры, образованные газом в полости формы, иногда большие, а иногда маленькие. Внутренние стенки пор имеют оксидный цвет, вызванный окислением алюминия и воздуха. Они отличаются от пор, образовавшихся в результате осаждения газообразного водорода. Внутренние стенки пор осаждения газообразного водорода не такие гладкие, как отверстия для воздуха, и не имеют цвета окисления. Это ярко-серая внутренняя стена. Для пор, вызванных плохим выхлопом, вытяжной канал формы следует улучшить, и можно вовремя избежать остаточной алюминиевой пленки на вытяжном канале формы.
Пористость, вызванная воздухововлечением из-за неправильных параметров литья под давлением.
В литейном производстве неправильно выбираются параметры литья под давлением. Скорость заполнения гидравлического литья алюминия слишком высока, поэтому газ в полости не может быть полностью и плавно выдавлен из полости вовремя и втягивается в алюминиевую жидкость потоком алюминиевой жидкости. Из-за поверхности алюминиевого сплава после быстрого охлаждения он покрывается затвердевшей оболочкой из алюминиевого сплава и не может быть разряжен, образуя более крупные поры. Поры такого рода часто находятся под поверхностью заготовки. Вход алюминиевой жидкости меньше конечного слияния, имеет грушевидную или овальную форму, а в конечной точке затвердевания их много и они большие. Для пор такого типа скорость заполнения должна быть отрегулирована так, чтобы поток жидкости из алюминиевого сплава продвигался плавно, не создавая высокоскоростного потока и увлечения воздуха.
Усадочные отверстия из алюминиевого сплава
Алюминиевые сплавы, как и другие материалы, при затвердевании дают усадку. Чем выше температура литья алюминиевых сплавов, тем больше усадка. В части окончательного затвердевания сплава существует единственная пора, вызванная объемной усадкой, которая имеет неправильную форму и серьезную. Иногда в виде сетки. Часто в изделиях он сосуществует с порами вследствие выделения водорода при затвердевании. Вокруг пор выделения водорода или пор скручивания имеются поры усадки, а вокруг пузырьков имеются нитевидные или сетчатые поры, простирающиеся наружу.
Для решения проблемы такого типа пор нам следует начать с температуры литья. Если позволяют условия процесса литья под давлением, температура жидкого литья алюминия во время литья под давлением должна быть максимально снижена. Это позволяет уменьшить объемную усадку отливки, уменьшить усадочные отверстия и усадочную пористость. Если такие поры часто появляются в нагревательной части, вы можете рассмотреть возможность добавления вытяжного стержня или холодного железа, чтобы изменить часть окончательного затвердевания и решить проблему дефектов утечки.
Пористость, вызванная чрезмерной разницей толщины стенок продукта.
Форма продукта часто страдает от проблемы чрезмерной разницы в толщине стенок. В центре толщины стенки находится место окончательного затвердевания алюминиевой жидкости, а также наиболее вероятное место образования пор. Поры при такой толщине стенки представляют собой смесь пор осаждения и пор усадки, что не является обычным явлением. меры, которые можно предотвратить.
При проектировании формы изделия следует учитывать минимизацию проблемы неравномерности или чрезмерной толщины стенок, использование полой конструкции и добавление вытягивания стержня или холодного железа, или водяного охлаждения, или увеличения охлаждения здесь, в форме. в конструкции пресс-формы. скорость. При производстве литья под давлением следует обращать внимание на степень переохлаждения на участках с большой толщиной, а температуру заливки следует соответствующим образом снижать.
Из приведенной выше классификации пор видно, что существует множество причин, по которым продукты образуют поры при производстве литья под давлением алюминиевых сплавов. Необходимо выяснить причину и назначить правильное лекарство для решения проблемы. Основными мерами и способами предотвращения пор являются:
- Чтобы обеспечить качество рафинирования и дегазации при выплавке алюминиевых сплавов, используйте хорошие рафинирующие и дегазирующие агенты, чтобы уменьшить содержание газа в алюминиевой жидкости, и быстро удаляйте оксиды, такие как накипь и пузырьки, с поверхности жидкости, чтобы предотвратить повторное попадание газа. при литье под давлением.
- Выберите хороший разделительный агент. Выбранный разделительный состав не должен выделять газ во время литья под давлением и иметь хорошие разделительные свойства.
- Убедитесь, что выпуск пресс-формы гладкий и не заблокирован, а выпуск из формы полностью выпущен. Выпускной канал должен быть беспрепятственным, особенно в конечной точке полимеризации алюминиевой жидкости.
- Отрегулируйте параметры литья под давлением, а скорость заполнения формы не должна быть слишком высокой, чтобы предотвратить захват воздуха. Температура литья также должна контролироваться.
- При проектировании изделий и пресс-форм следует уделять внимание использованию вытягивания и охлаждения стержня, чтобы свести к минимуму чрезмерную разницу в толщине стенок.
- Для пор, которые часто появляются в неподвижных деталях, следует улучшить форму и конструкцию.
Новые разработки в технологии литья под давлением алюминиевых сплавов
В последние годы люди продолжают совершенствовать вакуумную технологию, чтобы решить проблемы пор и усадочных полостей внутри отливок, чтобы они могли производить отливки под давлением с высокой прочностью, высокой плотностью, свариваемостью, термообработкой, скручиваемостью и другими свойствами. Помимо литья под давлением, были разработаны новые технологии, такие как литье под давлением и литье в полутвердом состоянии, которые обычно называются «методом литья под давлением высокой плотности».
Технология вакуумного литья под давлением.
Метод вакуумного литья под давлением откачивает или частично откачивает газ из полости формы, чтобы уменьшить давление воздуха в полости формы, чтобы облегчить заполнение формы и устранить газ из расплава сплава, так что расплав сплава заполняет полость формы под давлением, и под давлением затвердевают для получения плотных отливок.
Технология кислородного литья под давлением
Большую часть газов при литье под давлением составляют N 2 и H 2 , при этом почти нет O 2 . Основная причина заключается в том, что O 2 реагирует с активными металлами с образованием твердых оксидов, что обеспечивает теоретическую основу технологии литья под давлением с кислородом. Кислородное литье под давлением заключается в заполнении полости формы кислородом для замены воздуха перед литьем под давлением. При входе в полость формы часть кислорода выбрасывается из выпускной канавки, а оставшийся кислород вступает в реакцию с расплавленным металлом с образованием дисперсных частиц оксида, образуя мгновенный вакуум в форме, тем самым получая беспористое литье под давлением.
Технология полутвердого литья под давлением
Полутвердое литье под давлением — это технология, которая перемешивает жидкий металл при его затвердевании, получает суспензию с содержанием твердого компонента около 50% или более при определенной скорости охлаждения, а затем формирует суспензию посредством литья под давлением. В настоящее время существует два процесса литья под давлением полутвердых материалов: процесс формования в потоке и процесс тиксоформования. Первый заключается в подаче жидкого металла в специально сконструированный цилиндр для литья под давлением, где с помощью спирального устройства применяется сдвиг для его охлаждения до полутвердой суспензии, а затем выполняется литье под давлением. Последний заключается в подаче твердых металлических частиц или стружки в спиральную литьевую машину, а полутвердые металлические частицы отливаются под давлением в условиях нагрева и сдвига.
Технология экструзионного литья под давлением
Экструзионное литье под давлением еще называют «литьем из жидкого металла». Его отливки имеют хорошую плотность, высокие механические свойства и не имеют стояков разливки. Некоторые предприятия нашей страны применили его в реальном производстве. Технология литья под давлением имеет превосходные технологические преимущества. Он может не только заменить традиционные процессы литья под давлением, литья под давлением, литья под низким давлением и вакуумного литья под давлением, но также совместим с процессами литья под давлением, непрерывного литья и непрерывной ковки, а также процессов реологического литья полутвердых материалов. . Эксперты полагают, что технология экструзионного литья под давлением — это передовая новая технология, которая охватывает множество областей процессов, имеет богатый смысл, является высокоинновационной и чрезвычайно сложной.
Электромагнитный насос, технология литья под низким давлением
Литье под низким давлением с помощью электромагнитного насоса — это недавно появившийся процесс литья под низким давлением. По сравнению с технологией литья под низким давлением на основе газа, она полностью отличается с точки зрения методов герметизации. Он использует бесконтактную электромагнитную силу для непосредственного воздействия на жидкий металл, что значительно снижает проблемы окисления и всасывания, вызванные загрязнением сжатого воздуха и чрезмерным парциальным давлением, а также обеспечивает плавную транспортировку и заполнение жидким алюминием. Предотвратите вторичное загрязнение, вызванное турбулентностью. Кроме того, система электромагнитного насоса полностью контролируется цифровыми компьютерными элементами, а выполнение процесса очень точное и повторяемое. Этот процесс имеет очевидные преимущества с точки зрения выхода продукции, механических свойств, качества поверхности и использования металла. Поскольку исследования продолжают углубляться, эта технология становится все более зрелой.
Заключение
Из-за неравномерной толщины стенок диска из алюминиевого сплава и цилиндрических деталей, отлитых под давлением, часто возникают дефекты качества литья, такие как поры и усадочные отверстия. Проводя эксперименты с непрерывным разливом, инженеры могут найти более оптимизированные параметры процесса литья под давлением. Таким образом, можно выбрать разумные параметры процесса и избежать фактических затрат на литье, что принесет предприятию значительную экономическую выгоду. Есть надежда, что эта тема может помочь в реальном производстве. Конечная цель – производить качественные детали для литья под давлением, отвечающие реальным производственным потребностям предприятий. Судя по отечественным и зарубежным исследованиям литья под давлением в последние годы, с углублением теоретических исследований, особенно с развитием технологий компьютерного моделирования, картина течения металла, заполняющего полость, процесс затвердевания металла в полости, и были большие теоретические прорывы в области давления потока внутренней металлической жидкости, температурного градиента формы и деформации формы.