Металл құю процесіндегі шөгу түрлері

1. Кіріспе

Заманауи өндірісте, өлшемді дәлдік келісілмейді.

Аэроғарыш сияқты салалар, автомобиль, және энергетикалық қажеттілік дәлдігі төзімділік және ақаусыз микроқұрылымдар.

Осы мақсаттарға жетудегі ең тұрақты қиындықтардың бірі Металл шөгу- металдардың көлемді жиырылуы, өйткені олар балқытылғандықтан қатты күйге ауысады, содан кейін бөлме температурасына дейін салқын.

Металл шөгу бірнеше кезеңдерде кездеседі және легрессиядан бастап көгеруден басталатын факторларға әсер етеді.

Оның әсері айтарлықтай ерекшеленеді Қара және түсті қорытпалар, және оның күрделілігі артады Біркелкі емес немесе күрделі геометриялар.

Шөгінділерге жүгіну өлшемді ауытқулардың алдын алу үшін қажет, кеуелік, және механикалық ақаулар.

2. Іргелі механизмдер

Металл шөгу ең алдымен Жылу жиырылуы жіне Фазалық түрлендіру әсері. Металдар салқындаған сайын, Атомдар бір-біріне жақындатады, нәтижесінде Сызықтық және көлемдік жиырылу.

Мысалы, Алюминий қорытпаларының сызықтық шөгінділері өзгеруі мүмкін 5.5% қарай 6.5%, Болаттар әдетте айналасында кішірейеді 2%.

Үстіне, ШалМерлеу кезінде күшейтіледі күшейту, әсіресе сұмдық аймақта - азық-түлік қиын болған кезде.

Та Салқындату жылдамдығы арасындағы өзара әрекеттесу, легірленген химия, және микроқұрылым эволюциясы Тамақтандырудың кеуектілік сияқты жиырылуы немесе ақауларының орнын толтырады ма, жоқ па, соны анықтайды.

3. Металл құюдағы шөмсін жіктеу

Металл құюдағы шөгінділерді қатайтуға арналған процестің фазасы негізінде санауға болады, ол шығаратын ақаулардың физикалық сипаттамалары, және оның негізгі себептері.

Осы жіктеулерді түсіну Құю инженерлеріне құйма ақауларын азайту үшін мақсатты жобалау және технологиялық бақылауды жүзеге асыруға мүмкіндік береді.

Сұйық шөгу

Сұйық шөгу дегеніміз - сұйық фазаның ішіндегі балқытылған металл салқындаған кезде, ылғалдандыру басталғанға дейін.

Шалықтаудың бұл түрі әдетте көлемді жоғалтуды өтеуді және ауаның аспирациясын немесе аяқталмаған толтырғыштарын болдырмауды қажет етеді.

• Сипаттамалар: Шамамен 1% қарай 2% сұйық фазадағы көлемнің жоғалуы, толығымен өзгереді.
• Жартылық: Жеткілікті көтергіш дизайн немесе металлостатикалық қысым төмен болуы мүмкін қате, суық жабдықтар, немесе Жер үсті шөгу ақаулары.

Күшейту (Муши-аймақ) Кішірейту

Сұйықтықтан қаттыға ауысу кезінде, Металл денритикалық қатты заттар мен интерденциялық сұйықтықтың қатар өмір сүруімен сипатталатын «шырышты» фазадан өтеді.

Осы кезеңдегі көлемді азайту, өткізгіштіктің және тамақтандыру мүмкіндігінің төмендеуіне байланысты шешімі.

• Ақау түрлері: Ішкі қуыстар мен макро-шөгу әдетте түзетілетін соңғы аймақтарда пайда болады, әсіресе жылу орталықтарында немесе нашар бөлінген бөлімдерде.
• Сезімтал қорытпалар: Кең мұздату ауқымы бар қорытпалар (E.Г., Мыс және алюминий қорытпалары) әсіресе осал.

Үлгілердің үлгілері (Берік) Кішірейту

Толық қатайтылғаннан кейін, Кастинг келісімшартқа сүйенеді, өйткені ол қоршаған орта температурасына дейін.

Бұл жиырылу, Үлгілердің шөгуі деп аталады, сызықтық өлшемді азайту және әдетте өрнектер мен қалыптардың дизайнында есептеледі.

• Қысқарту бағалары:

• • Сұр темір: ~ 1%
  • Көміртекті болат: ~ 2%
  • Алюминий қорытпалары: 4-6,5%

• Инженерлік жауап: CAD модельдері өлшемді ауытқуды болдырмау үшін эмпирикалық қысылу факторларын қолданумен масштабталған.

Макро-шөгу VS. Микро-шөгу

• Макро-шөгу: Бұл үлкен, Көрінетін шөгу қуысы, көбінесе ризашылықтардың жанында локализацияланған, Жылу орталықтары, немесе қалың учаскелерде.
  Олар құрылымдық тұтастықты айтарлықтай әлсіретеді және әдетте сыни қосымшаларда қабылданбайды.
• Микро-шөгу: Бұлар микроскопиялық деңгейде таратылады, көбінесе интендиттік тамақтандыру немесе локализацияланған жылу градиенттерінің нәтижесінде.
  Ал олар сыртқы көрінбеуі мүмкін, Олар шаршауға төзімділікті төмендетеді, Қысым, және механикалық қасиеттері.

Құбырлар және ашық шөгу

Құбырлар, кастингтің немесе көтергіштің жоғарғы жағындағы немесе көтергіштің жоғарғы жағынан, перифериялық жағынан іштей қатып қалған сипаттамалық пішінді шөгінділерге жатады.
Ашық шөгу - бұл беттік қосылған қуыс - бұл бордақылауға арналған қуыс.

• Өнеркәсіп әсер етті: Құбырлар жиі кездеседі Болат құймалар Азықтандыру талаптары жоғары құрылымдық және қысым компоненттері үшін.
• Бақылау шаралары: Дұрыс ризашылық дизайны, Оның ішінде оқшаулағыш жеңдер мен экзотермиялық материалдарды қолдану, осы кемшіліктерді айтарлықтай азайтуға немесе жоюға болады.

4. Металлургиялық перспектива

Елеулілік мінез-құлқы легірленген және азайып кету сипаттамалары:

Эвтектикалық қаттылық

Сұр темір және Al-Si-дің қорытпалары. Реттеу кастинг бойынша бір уақытта дерлік болады, Азықтандыру қажеттіліктерін азайту, бірақ газдың кеуектілік қаупін арттыру.

Бағытталған қатайту

Құрылымдық құйма үшін артықшылық (E.Г., Болаттарда немесе Ni-Ni-superallyss), Бұл болжамды тамақтану жолдарына мүмкіндік береді.

Жылу градиентін бақылау арқылы, қатайтуға арналған жұқа бөлімдерге дейін.

Орнатылған қаттылық

Бронезеде және кейбір альтондарда жиі кездеседі, Бұл дәндердің кездейсоқ нуклеациясын қамтиды, бұл бордақылау арналарын бұзып, кеуектілікті арттыра алады.

Металлургиялық тұрғыдан, Астықты нақтылау, егу, жіне қорытпа дизайны Бірыңғай қатаюды және тамақтандыруды жақсарту арқылы шөгуді азайту бойынша сыни рөлдерді ойнаңыз.

5. Жобалау & Инженерлік перспектива

Дизайн және инженерлік тұрғыдан, Шаллингті басқару ақылды геометриядан басталады және мақсатты тамақтандыру стратегиясынан басталады.

Тиімді бөліктер металлургиялық түсініктің ғана емес, сонымен қатар бөлудегі озық тәжірибені де бейнелейді, Үлгіні масштабтау, және жылу басқармасы.

Қиманың қалыңдығы & Жылу градиенттері

Қалың бөлімдер жылуды ұзақ сақтайды, «Ыстық дақтарды» құру Соңғы өңдейтін және балқытылған металды жұқа аймақтардан алшақтатыңыз.

Мысалы, а 50 мм-қалың болаттан жасалған қабырға салқын болуы мүмкін 5 ° C / мин, ал а 10 MM бөлімі салқындатады 20 ° C / мин бірдей жағдайда. Мұны азайту үшін:

• Біркелкі қабырға қалыңдығы Экстремалды градиенттерді азайтады.
• Дөңгелектелген ауысулар (Минималды Fillet Radius = 0,5 × қабырға қалыңдығы) Жергілікті термиялық стресстің алдын алыңыз.
• Қалыңдығы әр түрлі болған кезде 3:1, ішкі салқындайтын немесе локализацияланған рейстерді қосыңыз.

Үлгіні масштабтау & Аймақтық жәрдемақы

Әдетте ғаламдық шөгу ақысы 2.4% көміртекті болаттар үшін 6.0% алюминий қорытпалары үшін. Дегенмен, Кешенді құюға сұраныс аймаққа арналған масштабтау:

• Жұқа торлар (≤ 5 мм): 0.8 × Global Relance қолданыңыз (e.g. 1.9% Болат үшін).
• Қалың бастықтар (≥ 30 мм): Көбею 1.2 × (e.g. 2.9% Болат үшін).
  Заманауи CAD құралдары көп факторларды масштабтауды қолдайды, Жергілікті мөлшердегі геометрияға жергілікті жәрдемақыларды тікелей картаға түсіруге мүмкіндік береді.

Көтергіш, Сүйинг & Салқындық стратегиялары

Алға жылжу Бағытталған қатайту фидерлер мен температура бақылауын стратегиялық орналастыруды талап етеді:

• Көтергіш көлемі тең болуы керек 30-40% ол тамақтандыратын аймақтың массасынан.
• Орналасқан жерлерде термиялық ыстық нүктелерден жоғары орналасқан, Етек айту немесе термиялық талдау арқылы анықталған.
• Оқшаулағыш жеңдер айналасында серуендеушілердің салқындауы 15-20%, Азықтандыру уақытын кеңейту.
• Салқындату мыс немесе темірден жасалған жергілікті қатайтылуды тездетіңіз, Қозғалыс алдыңғы жағын көтергішке бағыттау.

Өндіруге арналған дизайн

Дизайн мен құю топтары арасындағы ерте ынтымақтастық қысқарту қаупін азайтады.

Біріктіру арқылы DFM нұсқаулары- біртұтас бөліну ретінде, Тиісті жобалар бұрыштары (> 2Құмды құю үшін °), және жеңілдетілген өзек-инженерлер:

• Төменгі сынықтардың төмендеуі 20-30%
• Бірнеше өрнектердің итерациясын болдырмау арқылы қорғасын уақыттарын қысқартыңыз
• Жоғары дәлдіктегі компоненттерде алғашқы сәттілікке жетуді қамтамасыз етіңіз, мысалы, қозғалтқыштар ± 0,2 мм Төзімділік талаптары

6. Модельдеу & Болжалды модельдеу

Қазіргі заманғы құю жұмыстары левереджі CFD негізіндегі термиялық және сұйық модельдеу шөгуді алдын-ала анықтау үшін.

Magmanmoft® сияқты құралдарды пайдалану, Flow-3D®, немесе procast®, Құқықтары мүмкін:

• Болжау ыстық дақтар жіне Беру жолдары
• Қорытпа таңдауының әсерін бағалаңыз, Мольд дизайны, және құю параметрлері
• Физикалық өндіріс алдында бірнеше кастинг сценарийлерін модельдеу

Модельдеуді біріктіру Кад / камералар Нақты құралдарды жобалауға мүмкіндік береді, едәуір қысқарады Сынақ-қате итерация, ысырап ету, және қорғасын уақыты.

7. Сапаны бақылау & Тексеру

Ақауны анықтаудың ақаулығы - кастингтің тұтастығын тексеруде өте маңызды. Жиі қолданылады Тұнбақтайтын тестілеу (NDT) Әдістерге жатады:

• Рентгенографиялық тексеру (Рентген): Ішкі шөгу қуыстарын және макрофектілерді анықтайды
• Ультрадыбыстық тестілеу (У): Тығыз қорытпаларда кеуектік және ішкі наразылықты анықтауға өте ыңғайлы
• Өлшемді талдау (См, 3D лазерлік сканерлеу): Шалықтаудың мөлшерін және техникалық сипаттамаларға сәйкестігін растайды

Қорытындылар да жүзеге асырылады Статистикалық процесті басқару (Зат) партиялар бойынша шөгуді бақылау және процесті үнемі жақсарту.

8. Ортақ кастинг қорытпаларына арналған шамалы қысқартулар.

Төменде бірқатар сирек кездесетін қорытпалар үшін жуық сызықты шөгінділердің жиынтық кестесі берілген.

Оларды негізгі нүктелер ретінде немесе CAD масштабында пайдаланыңыз, содан кейін соңғы өлшемдерде теру үшін модельдеу және прототиптік сынақтарды тексеріңіз.

9. Қорытынды

Металл құю-сұйықтықтағы әртүрлі шөгінділерді түсіну, күшейту, және қатты күйде - құрылымдық және өлшемді дәл компоненттерді өндіру үшін қажет.

Қорытпалар мен бөлімдердің геометриясы күрделі бола бастайды, Сондықтан біздің стратегияларымыз дамуға керек.

Шаллингті азайту үшін a Көп тәртіптік көзқарас Металлургияның қатысуымен, жобалау, модельдеу, және сапаны бақылау.

Құшақтайтын құю өнімдері Болжалды модельдеу, Нақты уақыттағы бақылау, жіне Бірлескен жобалау процестері қалдықтарды азайту үшін жақсы жабдықталған, Құны оңтайландырыңыз, және сенімділіктің ең жоғары стандарттарына сәйкес келетін компоненттерді жеткізіңіз.

-Та Осы, Сіздің жобаңызды дизайн процесінде ерте талқылауға қуаныштымыз, Нәтиже сіздің механикалық және өнімділік сипаттамаларына сәйкес келеді.

Сіздің талаптарыңызды талқылау, электрондық пошта [email protected].