Mistrovská kombinace detailu a měřítka, tlakové lití vytváří rovnoměrně vynikající součásti napříč průmyslovými odvětvími. Jeho techniky horké a studené komory jsou příkladem přesnosti v hromadné výrobě.
Objevte podstatu tohoto základního výrobního umění.
Vydejme se na cestu základními mechanismy tlakového lití, zkoumání jeho kroků, vhodnost, a jemnosti jeho strojů.
Co je tlakové lití?
Zemřít je proces odlévání kovu, při kterém je roztavený kov vystaven vysokému tlaku ve formě.
Forma je obvykle vyrobena z pevnější slitiny, která je opracována tak, aby vytvořila požadovaný tvar. Tento proces je podobný vstřikování.
Tlakové lití je vhodné pro hromadnou výrobu velkého množství výrobků, zejména pro výrobu složitě tvarovaných malých až středně velkých odlitků.
Odlitky pod tlakem mají typicky vysokou rovinnost povrchu a rozměrovou konzistenci.
Podrobné kroky tlakového lití
- Tání: Vybraný kovový materiál se zahřeje do kapalného stavu a udržuje se na vhodné teplotě.
- Injekce: Tekutý kov se rychle plní do dutiny formy působením vysokého tlaku přes vstřikovací systém.
- Chlazení: Kov ve formě tuhne a ochlazuje a vytváří tak konečný tvar odlitku.
- Odformování: Po vychladnutí, forma se otevře, a obsazení je odstraněno.
- Následné zpracování: Odlévání může vyžadovat následné zpracovatelské kroky, jako je odstranění licího uzávěru, leštění, a tepelné zpracování, aby byly splněny požadavky konečného produktu.
Tlakové lití s horkou komorou vs tlakové lití se studenou komorou
Stroje na tlakové lití se dělí hlavně na stroje na tlakové lití s horkou komorou a stroje na tlakové lití se studenou komorou.
Stroj na tlakové lití s horkou komorou
Tlakový licí stroj s horkou komorou je charakteristický svou lisovací komorou integrovanou s pecí, obvykle ponořený do tekutého kovu.
Tato konstrukce umožňuje, aby kov přecházel přímo z pece do lisovací komory bez dalších procesů přivádění.
Pro výrobu slitiny zinku je vhodný tlakový licí stroj s horkou komorou, slitina hořčíku, a jiné odlévání materiálů s nízkou teplotou tání.
Obvykle mají vysoký stupeň efektivity výroby a automatizace,
ale protože tlaková komora a vstřikovací lis byly dlouhou dobu ve vysokoteplotním prostředí, může být ovlivněna životnost.
Stroj na tlakové lití se studenou komorou
Lisovací komora tlakového licího stroje se studenou komorou je oddělena od pece, a kov je nabírán z pece a naléván do lisovací komory tlakového licího stroje.
Tento typ tlakově litého stroje je vhodný pro výrobu odlitků z materiálů s vysokou teplotou tání, jako jsou hliníkové slitiny, slitiny mědi, atd.
Studená komora tlakově litý stroje obvykle vyžadují vyšší vstřikovací tlak a energii, ale mohou poskytnout lepší čistotu kovu a delší životnost formy.
V průmyslové výrobě jsou běžnější stroje na tlakové lití se studenou komorou, zejména při výrobě tlakově litých hliníkových slitin.
Každý ze dvou typů tlakového odlitku stroje mají své výhody a omezení, a výběr správného typu tlakově litého stroje závisí na požadovaném licím materiálu, který má být vyroben,
objem výroby, a specifické požadavky na proces.
Jaké jsou výhody a nevýhody tlakového lití?
Výhody lití
- Vysoká přesnost a přesnost: Tlakové lití nabízí vynikající rozměrovou přesnost a konzistenci, výrobu dílů s úzkými tolerancemi.
Složitých tvarů a složitých detailů lze dosáhnout bez nutnosti dalšího obrábění. - Nákladově efektivní pro velké výrobní běhy: Jakmile je kostka vyrobena, proces je vysoce opakovatelný, Díky tomu je ideální pro hromadnou výrobu.
Velké objemy dílů lze efektivně vyrábět, snížení jednotkových nákladů. - Rychlý výrobní cyklus: Tlakové lití má rychlý výrobní cyklus, přičemž každý proces odlévání trvá jen sekundy až minuty, umožňující vysokou propustnost.
- Hladká povrchová úprava: Díly lité pod tlakem mají obecně hladký povrch, což snižuje potřebu sekundárních operací, jako je leštění nebo obrábění.
- Vysoká síla a trvanlivost: Vyrobené díly jsou husté a pevné, protože tlakové lití vede k dílům s méně vnitřními defekty a pórovitostí.
Tlak zapojený do procesu zlepšuje mechanické vlastnosti materiálu. - Všestranné materiály: Tlakové lití podporuje různé neželezné kovy, včetně hliníku, zinek, hořčík, a měď,
umožňuje výrobcům vybrat si nejlepší materiál pro jejich konkrétní aplikaci. - Minimální odpad materiálu: Lití pod tlakem je vysoce efektivní, produkovat velmi málo materiálového odpadu ve srovnání s procesy jako CNC obrábění, kde se při tvarování ubírá velké množství materiálu.
- Složité geometrie: Tento proces umožňuje výrobu vysoce složitých, detailní, a tenkostěnné díly, které by bylo obtížné dosáhnout jinými výrobními metodami.
Nevýhody tlakového lití
- Vysoké počáteční náklady na nástroje: Jednou z největších nevýhod jsou vysoké náklady na vytvoření matrice. Díky tomu je tlakové lití méně nákladově efektivní pro malé výrobní série nebo prototypy.
- Omezeno na neželezné kovy: Tlakové lití je obecně omezeno na neželezné kovy, jako je hliník, hořčík, a zinek.
Železné kovy, jako je ocel nebo železo, nejsou pro tento proces vhodné kvůli jejich vysokým teplotám tání. - Pórovitost a pórovitost: Během procesu vstřikování se může zachytit vzduch nebo plyn, což vede k poréznosti nebo malým dutinám v součásti, což může oslabit strukturu.
- Omezení velikosti: Velikost součásti je omezena velikostí matrice a stroje. Tlakové lití je obecně vhodnější pro menší až středně velké součásti.
- Křehkost materiálu: Některé tlakově lité materiály mohou vykazovat křehkost, což omezuje jejich schopnost odolávat těžkému mechanickému zatížení nebo drsným podmínkám ve srovnání s kovanými nebo obráběnými díly.
- Mohou být vyžadovány sekundární operace: Navzdory vysoké přesnosti, některé díly mohou vyžadovat sekundární dokončování nebo obrábění, aby byly splněny velmi úzké tolerance nebo specifické požadavky na kvalitu povrchu.
- Není ideální pro prototypování: Vzhledem k vysokým nákladům na nástroje a času seřízení, tlakové lití není vhodné pro prototypování nebo malé výrobní série.
Nejlépe se hodí pro hromadnou výrobu, kde do hry vstupují úspory z rozsahu. - Teplotní omezení: Tlakové lití je omezeno na kovy s nižšími teplotami tání, protože formy jsou obvykle vyrobeny z oceli. Materiály s extrémně vysokým bodem tání by formu poškodily.
Úvahy o materiálech pro tlakové lití
Výrobci musí při výběru tlakově litých materiálů vzít v úvahu určité faktory a proměnné. Patří sem:
- Zda je materiál vhodný pro tlakové lití v horké komoře
- Materiálové náklady
- Nepřímé náklady na materiál (např. jakékoli dodatečné dodatečné zpracování potřebné)
- Strukturální vlastnosti materiálu
- Pevnost
- Hmotnost
- Povrchová úprava
- Machinability
Všechny tyto faktory je třeba vzít v úvahu při výběru materiálu pro tlakové lití pro díly nebo prototypy.
Požadavky na materiály se liší v závislosti na aplikaci, takže výběr materiálu musí vycházet ze specifických podmínek použití a požadavků na výkon.
Klasifikace a použití slitin pro tlakové lití
Slitiny pro tlakové lití se týkají různých kovových materiálů používaných při tlakovém lití proces, který může vyplnit dutinu formy pod vysokým tlakem a vysokou rychlostí, a po ochlazení a vytvrzení tvoří přesné odlitky.
Mezi tlakově lité slitiny patří především hliníková slitina, slitina hořčíku, slitina zinku, a slitiny mědi.
Každý typ slitiny má své vlastní jedinečné fyzikální a chemické vlastnosti a je vhodný pro různé průmyslové aplikace.
Hliník Slitina Die-Cast
Hliníkové tlakově lité slitiny jsou oblíbené v automobilovém průmyslu, elektronika, a spotřebního zboží pro jejich nízkou hustotu, vysoká tepelná vodivost, pevnost, a odolnost proti korozi.
Jejich nízká hmotnost zvyšuje spotřebu paliva a snižuje emise, rozhodující pro automobilové aplikace.
Tyto slitiny nabízejí dobrou povrchovou úpravu a mohou vytvářet složité tvary, ideální pro hromadnou výrobu.
- ADC12: Jedná se o slitinu hliníku a hořčíku, s dobrou tekutostí, vysoká tvrdost, silná odolnost proti korozi, a dobré zpracovatelské vlastnosti.
Je vhodný pro výrobu různých konstrukčních dílů a karosérií. - A384: Jedná se o vysokopevnostní tlakově litou hliníkovou slitinu, s vysokou pevností, tuhost, a dobrou tepelnou odolností, vhodné pro výrobu autodílů a mechanických konstrukcí.
- A413: Tato hliníková slitina má střední pevnost, dobrá plasticita, a silná odolnost proti korozi,
který je vhodný pro automobilový průmysl a oblast výroby konstrukčních dílů. - Ak5m2: Jedná se o druh vysoké tvrdosti, vysoce pevná tlakově litá hliníková slitina, s dobrou odolností proti opotřebení, vhodné pro automobilové díly, letecký a železniční tranzit, a další pole.
- YL113: Jedná se o druh vysoce pevné tlakově lité hliníkové slitiny nezávisle vyvinuté a vyrobené v Číně,
s dobrou odolností proti korozi, nosit odpor, a mechanické vlastnosti, vhodné pro letectví a kosmonautiku, Automobilové motory, a další pole. - YL102 (ADC1) a YL104 (ADC3): Jedná se o slitiny hliníku a křemíku s dobrými odlévacími a mechanickými vlastnostmi, vhodné pro výrobu široké škály tlakových odlitků.
- YL112 (A380), YL113 (ADC10), a YL117 (ADC14): Jedná se o slitiny hliníku, křemíku a mědi s vysokou pevností a dobrou tepelnou odolností, vhodné pro výrobu náročných tlakových odlitků.
- ADC6: Jedná se o slitinu hliníku a hořčíku, ve srovnání s ADC12, jeho odolnost proti korozi je lepší, ale je o něco horší než ADC12 v oblasti tlakového lití a obrábění.
Hořčík slitina slitina pro tlakové lití
Slitiny hořčíku, vyznačuje se nízkou hustotou a vysokou pevností, jsou optimální pro konstrukční odlehčení v automobilovém průmyslu, Aerospace, a elektronika.
Jejich vysoká měrná pevnost a tlumicí vlastnosti dobře vyhovují aplikacím dynamického zatížení.
Ještě, vykazují nižší odolnost proti korozi a snížené mechanické vlastnosti při vysokých teplotách, klíčové faktory při výběru materiálu.
- AZ91D: Jedná se o běžně používanou slitinu hořčíku a hliníku se střední pevností, dobré odlévací vlastnosti, a odolnost proti korozi.
Slitina AZ91D se snadno zpracovává a je vhodná pro výrobu různých tlakově litých dílů. - AM50A: Jedná se o slitinu hořčíku a křemíku, která je známá svou dobrou tažností a vysokou rázovou houževnatostí, takže je vhodný pro tlakově lité díly, které vyžadují určitý stupeň pružnosti.
- 1AS71: Jedná se o slitinu hořčíku a zinku s vysokou pevností a tvrdostí při zachování dobrých odlévacích vlastností, díky tomu je vhodný pro výrobu vysoce pevných tlakově litých dílů.
- 60 ZK: Jedná se o slitinu hořčíku, zinku a mědi s velmi vysokou pevností a tvrdostí, ale relativně špatné odlévací vlastnosti, díky tomu je vhodný pro výrobu vysoce výkonných malých tlakově litých dílů.
- WE54: Jedná se o slitinu hořčíku a vzácných zemin s vynikajícími vlastnostmi při vysokých teplotách a odolností proti tečení,
díky tomu je vhodný pro výrobu tlakově litých dílů pro vysokoteplotní pracovní prostředí.
Zinek slitiny tlakové lití
Slitiny zinku, s dobrými odlévacími vlastnostmi a vysokou pevností, výroba dekorativních a funkčních dílů obleků. Slitiny mědi, proslulé vynikající elektrickou a tepelnou vodivostí, vynikají v elektrických aplikacích a aplikacích výměny tepla. ty.
- Načítání 2: Jedná se o univerzální tlakově litou zinkovou slitinu s dobrými mechanickými vlastnostmi a povrchovou úpravou, vhodné pro výrobu různých složitých tvarů dílů,
jako jsou automobilové díly, elektrické skříně, atd. - Načítání 3: Jako nejčastěji používaná tlakově litá zinková slitina, Načítání 3 má vynikající tekutost a odolnost proti korozi,
který je vhodný pro výrobu náročných výrobků, jako je hardwarové příslušenství, předměty pro domácnost, atd. - Načítání 5: Ve srovnání se ZAMAK 3, Načítání 5 má vyšší pevnost a houževnatost, který je vhodný pro výrobu dílů vyžadujících větší zatížení,
jako jsou automobilové díly, díly stavebních strojů, atd. - For-8: ZA-8 je vysoce kvalitní tlakově litá zinková slitina s vynikajícími vlastnostmi povrchové úpravy a rozměrovou stálostí, často se používá při výrobě přesných dílů a dekorativních výrobků.
- AZ91D: Jedná se o slitinu zinku obsahující hliník, která má dobrou pevnost a tepelnou odolnost,
a běžně se používá při výrobě dílů v automobilovém a leteckém průmyslu. - ZA-27: ZA-27 je druh vysoce hliníkové slitiny na bázi zinku, který překonává nízkoteplotní křehkost některých slitin, má vysokou pevnost a tažnost,
a je široce používán při výrobě ložiskových pouzder, pouzdra hřídele, šnekový převod, atd.,
používá se hlavně v důlních strojích, cementářské stroje, a další těžké strojní zařízení. - Za-8: ZA-8 je jediná slitina zinku odlévaná v horké komoře v řadě ZA, s vyšší pevností v tahu, tvrdost, a tečení vlastnosti,
vhodné pro výrobu dílů v automobilovém a leteckém průmyslu, zejména ty, které vyžadují vysokou hustotu, vysoká síla, a vysokou odolností.
Úvahy o designu při tlakovém lití
Návrh tlakového lití zahrnuje složitý proces zahrnující výběr materiálu, Design plísní, a optimalizace procesních parametrů.
Zde jsou základní faktory, které je třeba vzít v úvahu při návrhu tlakově litého dílu:
- Materiálové vlastnosti: Vyberte vhodné tlakové lití slitin na základě požadovaných mechanických vlastností, odolnost proti korozi, tepelná vodivost, a elektrická vodivost v závislosti na aplikaci.
- Design forem: Konstrukce formy musí zajistit přesné rozměry a kvalitní povrchy odlitků.
Zvažování by mělo zahrnovat uspořádání vtokového systému, optimalizace chladicího systému, účinné odvětrání, a výběr dělicích čar. - Procesní parametry: Teploty, tlaky, a rychlosti výrazně ovlivňují kvalitu odlitku.
Určete optimální parametry procesu pomocí experimentování a simulační analýzy. - Strukturální optimalizace: Optimalizujte konstrukci tlakově litých součástí, abyste minimalizovali nerovnoměrné tloušťky stěn,
a vnitřní defekty, jako je pórovitost a smršťovací dutiny, a zvýšit celkovou sílu. - Efektivita nákladů: Faktor v nákladech včetně materiálu, výroba forem, a efektivitu výroby ve fázi návrhu.
- Vyrobitelnost: Zajistěte, aby návrhy odpovídaly stávajícím možnostem tlakově litého stroje, pokud jde o upínací sílu, kapacita střely, a chladící schopnost.
Nejnovější trendy a technologie v designu
- Přesné tlakové lití: Pro splnění požadavků na vysoký výkon, přesné techniky tlakového lití vytvářejí vysoce přesné odlitky s hladkým povrchem.
- Počítačem podporované inženýrství (CAE): Role technologie CAE se rozšiřuje při identifikaci a řešení potenciálních problémů v rané fázi návrhu, optimalizace návrhů.
- Inteligentní výroba: IoT senzory a analýza dat monitorují procesy odlévání a stav forem v reálném čase, zvýšení produktivity a kvality produktů.
- Lehké provedení: Průmyslová odvětví, jako je automobilový a letecký průmysl, směřují k lehčím tlakově litým součástem, aby se snížila spotřeba energie a zlepšila se účinnost paliva.
- Udržitelné materiály: Rostoucí povědomí o životním prostředí tlačí na průzkum recyklovatelných nebo biologicky odbouratelných materiálů v odvětví tlakového lití.
Klíčové body při návrhu
Při navrhování, mějte na paměti následující body:
- Vyhněte se ostrým rohům a složitým vnitřním konstrukcím: Takové vlastnosti mohou urychlit opotřebení formy a způsobit výrobní chyby.
Zajistěte odpovídající úhly ponoru: Usnadňuje snadné vyjímání odlitků z forem.
- Zvažte míry smrštění: Počítejte se smrštěním během chlazení, aby se předešlo rozměrovým nesrovnalostem.
- Specifikace tolerance: Tolerance volte uvážlivě, abyste zajistili kompatibilitu mezi tlakově litými součástmi a jinými sestavami.
Závěr
Tlakové lití zůstává kritickým výrobním procesem, který umožňuje hromadnou výrobu vysoké kvality, odolný, a složité kovové díly.
Jeho přesnost, rychlost, a efektivita z něj činí řešení pro průmysl vyžadující velkoobjemovou výrobu se stálou kvalitou.
Jak se výrobní technologie neustále vyvíjejí, tlakové lití si pravděpodobně zachová svůj status základního kamene průmyslové výroby.
Ať už chcete vytvořit lehké letecké komponenty nebo složitá pouzdra pro elektroniku,
tlakové lití poskytuje ideální kombinaci přesnosti a možností hromadné výroby.
