1. Įvadas
Liejimas yra tikslus ir labai efektyvus gamybos procesas, naudojamas sudėtingoms metalinėms dalims gaminti.
Plačiai naudojamas tokiose pramonės šakose kaip automobilių pramonė, aviacijos ir kosmoso, Elektronika, ir plataus vartojimo prekės,
Liejimas slėgiu suteikia pranašumų, tokių kaip didelis gamybos lygis, išskirtinis matmenų tikslumas, ir lygaus paviršiaus apdaila.
Tačiau, net atliekant tokį tikslų procesą kaip liejimas slėginiu būdu, defektai yra neišvengiami.
Šie defektai gali pakenkti dalių kokybei, dėl to brangiai vėluojama ir klientai yra nepatenkinti.
Supratimas apie dažniausiai pasitaikančius liejimo slėgiu defektus, jų priežastis, ir prevencinės priemonės yra būtinos norint išlaikyti aukštus gamybos standartus.
Šiame straipsnyje, ištirsime dažniausiai pasitaikančius liejimo slėgiu defektus, kaip jie veikia gamybą, ir veiksmingų būdų jų išvengti.
2. Kas yra liejimas?
Liejimas slėgiu yra procesas, kai išlydytas metalas įpurškiamas į formą esant aukštam slėgiui. Tada metalas atšaldomas ir sukietėja iki tikslios formos.
Jis dažniausiai naudojamas sudėtingos geometrijos detalėms, kurioms reikalingas didelis matmenų tikslumas, gaminti.
Pagrindiniai privalumai:
- Tikslumas: Liejant slėgiu galima pasiekti net ±0,1 mm leistinus nuokrypius, todėl puikiai tinka dalims, kurioms reikia sudėtingų detalių.
- Ekonominis efektyvumas: Kai bus pagamintos formos, procesas yra labai efektyvus ir ekonomiškas, ypač didelės apimties gamybos metu.
- Aukštos gamybos normos: Liejimo būdu per trumpą laiką galima pagaminti tūkstančius identiškų dalių, todėl jis populiarus didelio masto gamybai.
Naudojami įprasti metalai:
- Aliuminis: Sąskaita beveik 85% visų lietinių gaminių, žinomas dėl savo lengvumo ir atsparumo korozijai, dažniausiai naudojamas automobilių ir aviacijos pramonėje.
- Cinkas: Siūlo didelį stiprumą, puikus liejimo sklandumas, ir atsparumas korozijai. Jis dažnai naudojamas mažiems, sudėtingos dalys.
- Magnis: Lengviausias konstrukcinis metalas, siūlo aukštą stiprumo ir svorio santykį, dažnai naudojamas aviacijos ir automobilių pramonėje.
- Vario lydiniai: Žinomas dėl didelio stiprumo ir elektros laidumo, vario lydiniai naudojami elektroniniams komponentams.
3. Dažni liejimo defektai
Liejimo defektai gali turėti įtakos dalių kokybei, funkcionalumas, ir estetinis patrauklumas.
Šie defektai paprastai skirstomi į keturias kategorijas: paviršiaus defektai, vidinių defektų, matmenų defektai, ir su medžiagomis susijusių defektų.
A. Paviršiaus defektai
- Blykstė
Blyksnis atsiranda, kai metalo perteklius išbėga iš formos ertmės, paprastai dėl nepakankamo suspaudimo slėgio arba formos dalių neatitikimo.
Dėl to plonas, nepageidaujami metaliniai pelekai aplink liejinį, kurią reikia nukirpti. - Šaltas uždarymas
Šaltas uždarymas atsiranda dėl to, kad dėl netinkamos temperatūros arba prasto srauto išlydytas metalas nesugeba visiškai susilydyti liejimo proceso metu..
Jis atrodo kaip siūlė arba linija ant liejinio paviršiaus ir gali žymiai susilpninti dalį. - Nudegimo žymės
Degimo žymės yra tamsios spalvos pakitimai arba anglies sankaupos ant liejinio paviršiaus.
Tai paprastai sukelia metalo perkaitimas arba per didelis karščio poveikis liejimo slėgiu ciklo metu. - Paviršiaus poringumas
Dėl paviršiaus poringumo liejinio paviršiuje atsiranda mažų skylių arba tuštumų.
Šis defektas dažnai atsiranda dėl to, kad įpurškimo proceso metu į išlydytą metalą įstrigo oras arba dujos.
B. Vidiniai defektai
- Vidinis poringumas
Vidinis poringumas reiškia oro kišenes, įstrigusias liejinio viduje, dalis tampa silpnesnė ir jautresnė gedimui veikiant stresui.
Šios tuštumos dažnai susidaro, kai kietėjimo proceso metu įstringa dujos. - Susitraukimas
Susitraukimo defektai atsiranda liejiniui kietėjant ir susitraukiant, sukuriant tuštumus dalyje.
Tai paprastai sukelia netolygus aušinimas arba netinkamas išlydyto metalo tiekimas. - Karštas ašarojimas
Karštas plyšimas įvyksta, kai aušinimo metu liejinys įtrūksta, dažnai plonasienėse dalyse, kur įtempimas kietėjimo metu viršija medžiagos atsparumą.
C. Matmenų defektai
- Kryptis
Kreipimasis atsiranda, kai dalys deformuojasi dėl netolygaus aušinimo arba liekamųjų vidinių įtempių.
Tai ypač būdinga didelėse ar sudėtingose dalyse, kur aušinimo greitis skiriasi įvairiose sekcijose. - Nesuderinimas
Netinkamas išlygiavimas įvyksta, kai formos pusės netinkamai išsilygina, sukeliančių dalių geometrijos klaidas.
Tai gali sukelti netinkamas pelėsių dizainas arba netinkamas suspaudimas injekcijos metu. - Netikslūs matmenys
Nenuoseklios liejimo sąlygos, pvz., netinkamas slėgis ar temperatūra, gali atsirasti dalių, kurios neatitinka projektavimo specifikacijų.
D. Medžiagos liejimo defektai
Su medžiagomis susijusius defektus sukelia priemaišos, užteršimas, arba netinkamas medžiagų tvarkymas.
Dėl šių defektų gali atsirasti paviršiaus defektų, poringumas, ir net dalies gedimas.
4. Liejimo spaudimo defektų priežastys
Slėginio liejimo defektai gali atsirasti dėl įvairių veiksnių gamybos proceso metu.
Norint nustatyti problemos priežastį ir imtis taisomųjų veiksmų, labai svarbu suprasti šias priežastis.
Žemiau pateikiamos pagrindinės liejimo spaudimo defektų priežastys:
Su medžiaga susijusios problemos
- Priemaišos: Teršalai ar priemaišos metale, pvz., oksidai ar purvas, gali pakenkti liejimo kokybei.
Nešvarios medžiagos gali sukelti defektų, tokių kaip poringumas arba šaltas uždarymas. - Drėgmės kiekis: Dėl per didelės drėgmės metale arba formoje injekcijos metu gali susidaryti garai.
Dėl to gali susidaryti burbuliukai, dujų kišenės, ir defektai, tokie kaip poringumas ar paviršiaus įdubimas. - Lydinio sudėtis: Jei metalo lydinys nėra tinkamai sumaišytas arba jo sudėtis netinkama norimoms savybėms pasiekti, tai gali sukelti susitraukimą arba vidinį poringumą.
Prevencinė priemonė: Naudojant aukštos kokybės, švarus, ir gerai paruoštos medžiagos, ir užtikrinant, kad metalas būtų iš anksto pašildytas ir tinkamai tvarkomas, gali sušvelninti šias problemas.
Formos dizainas ir būklė
- Nepakankamas vėdinimas: Būtina tinkamai išvėdinti, kad įpurškimo metu įstrigęs oras galėtų išeiti.
Dėl nepakankamo oro išleidimo gali užsikimšti dujos, sukelia defektus, pvz., poringumą ar degimo žymes. - Pelėsių susidėvėjimas: Laikui bėgant, pelėsiai gali susidėvėti arba nukentėti dėl nesutapimų, dėl kurių atsiranda defektų, tokių kaip blykstė arba netikslūs matmenys.
- Netinkamos vartų ir šėrimo sistemos: Jei pelėsių užtvarų sistema yra blogai suprojektuota arba išdėstyta,
tai gali sukelti netolygų metalo tekėjimą, dėl kurių atsiranda defektų, tokių kaip šaltas uždarymas, netinkamas poslinkis, arba nepilnas užpildymas.
Prevencinė priemonė: Reguliari formų priežiūra, vėdinimo sistemų optimizavimas, ir kruopščiai suprojektavus vartų ir šėrimo sistemas, galima išvengti šių problemų.
Proceso parametrai
- Temperatūros kontrolė: Labai svarbu palaikyti vienodą metalo ir formos temperatūrą.
Jei metalas per karštas arba per šaltas, tai gali sukelti defektų, tokių kaip nudegimo žymės, Šaltas uždaromas, arba poringumas.
Panašiai, Nenuosekli pelėsių temperatūra gali sukelti deformaciją arba matmenų netikslumus. - Įpurškimo greitis ir slėgis: Nepakankamas įpurškimo greitis arba slėgis gali lemti nepilno formos užpildymą, veda prie šalto uždarymo arba nebaigtų liejinių.
Ir atvirkščiai, per didelis slėgis gali sukelti blyksnį ir medžiagos švaistymą. - Aušinimo greitis: Per greitas arba per lėtas aušinimo greitis gali sukelti susitraukimą, deformacija, arba karštas plyšimas. Netolygus aušinimas gali sukelti vidinius įtempius ir iškraipymus.
Prevencinė priemonė: Reguliariai stebėti ir reguliuoti temperatūrą, spaudimas, ir aušinimo greitis užtikrina pastovią gamybos kokybę.
Mašinų ir įrankių veiksniai
- Dėvėti štampai: Laikui bėgant, liejimui naudojami štampai gali susidėvėti, dėl kurių atsiranda defektų, pvz., blykstės arba dalių matmenų netikslumai.
Susidėvėję štampai taip pat sukuria netolygų slėgio pasiskirstymą, dėl kurių gali atsirasti defektų. - Mašinos gedimai: Sugedusios arba netinkamai sukalibruotos liejimo mašinos gali sukelti nenuoseklų slėgį,
temperatūra, ir greitį injekcijos proceso metu, vedantys į defektus. - Neteisingi mašinos nustatymai: Naudojami neteisingi liejimo mašinos nustatymai, pvz., netinkamas įpurškimo greitis ar slėgis,
gali sukelti problemų, pvz., užšalimo, prastas užpildymas, arba per daug blykstės.
Prevencinė priemonė: Užtikrinti, kad mašinos būtų reguliariai kalibruojamos, štampai keičiami arba prižiūrimi, ir optimizuoti mašinos nustatymai gali užkirsti kelią tokio tipo defektams.
Operatoriaus klaidos
- Netinkamas tvarkymas: Operatoriai, kurie nėra tinkamai apmokyti arba nesilaiko tinkamų procedūrų, gali padaryti klaidų, dėl kurių atsiranda defektų,
pvz., netinkamas pelėsių apkrovimas arba nenuosekli metalo temperatūra. - Netinkama apžiūra: Jei operatoriai neaptinka ankstyvų defektų požymių arba nesilaiko tinkamų kokybės kontrolės procedūrų,
defektai gali likti nepastebėti, vėliau gamyboje kyla didesnių problemų. - Taisomųjų veiksmų trūkumas: Kai kuriais atvejais, operatoriams gali nepavykti pakoreguoti proceso parametrų, kai atsiranda defektų, leidžiantis problemoms pablogėti.
Prevencinė priemonė: Tinkamas operatorių mokymas ir sertifikavimas, kartu su kruopštaus tikrinimo procesais, yra labai svarbūs siekiant išvengti klaidų ir palaikyti kokybės kontrolę.
Aplinkos veiksniai
- Drėgmės ir temperatūros svyravimai: Aplinkos drėgmės ir temperatūros svyravimai gali turėti įtakos metalo tekėjimui ir formos aušinimo procesui,
dėl to gaunami nenuoseklūs rezultatai ir atsiranda defektų, tokių kaip poringumas ar deformacija. - Švara: Dulkės, purvas, arba pašalinės medžiagos gamybos aplinkoje gali užteršti metalą ar formas,
dėl kurių atsiranda defektų, pvz., paviršiaus įdubimas arba prasta paviršiaus apdaila.
Prevencinė priemonė: Išlaikyti kontroliuojamą, švari aplinka su stabiliomis temperatūros ir drėgmės sąlygomis gali padėti sumažinti šią riziką.
5. Įprasti liejimo defektų sprendimai
Norint pašalinti liejimo spaudimo defektus, reikia taikyti tikslinį požiūrį, atsižvelgiant į kiekvienos problemos pagrindines priežastis.
Čia, pateikiame konkrečius bendrų defektų sprendimus, remiamas duomenimis ir praktinėmis įžvalgomis, padedančiomis gamintojams tobulinti procesus.
Blykstė
Sprendimas: Suspaudimo slėgio reguliavimas, tobulinti pelėsių dizainą, ir tinkamo ventiliavimo užtikrinimas yra veiksmingos blykstės mažinimo strategijos.
- Suspaudimo slėgis: Padidinus suspaudimo jėgą, blyksnio atsiradimą galima sumažinti iki 25%.
Užtikrinant, kad formos pusės būtų sandariai uždarytos, išlydytas metalas nepateks į nepageidaujamas vietas. - Formos dizainas: Į formos dizainą įtraukus griežtesnius leistinus nuokrypius, blyksnis gali sumažėti net iki 40%.
Tai apima tikslų apdirbimą ir reguliarius techninės priežiūros patikrinimus, siekiant užtikrinti, kad tarp formų sekcijų nebūtų tarpų. - Vėdinimas: Tinkama ventiliacija leidžia orui išeiti iš pelėsių ertmės, neleidžiant išlydyti metalo.
Tinkama ventiliacijos padėtis gali sumažinti blykstės susidarymą iki 30%.
Šaltas uždarymas
Sprendimas: Metalo temperatūros didinimas arba įpurškimo greičio reguliavimas užtikrina pilną formos užpildymą ir tinkamą metalo srautų susiliejimą.
- Metalo temperatūra: Padidinus išlydyto metalo temperatūrą 10-20°C, gali padidėti sklandumas ir išvengti šalto uždarymo problemų..
Aukštesnė temperatūra gali padidinti sėkmingo susiliejimo tikimybę iki 35%. - Įpurškimo greitis: Įpurškimo greičio optimizavimas gali pagerinti užpildymo procesą, dėl to maždaug sumažėja šaltojo uždarymo defektų skaičius 40%.
Didesnis įpurškimo greitis gali padėti užtikrinti, kad visos formos dalys būtų užpildytos prieš pradedant stingti metalui.
Nudegimo žymės
Sprendimas: Sumažinus pelėsių temperatūrą ir optimizavus liejimo ciklą, galima išvengti perkaitimo ir vėlesnių nudegimo žymių.
- Pelėsių temperatūros kontrolė: Sumažinus pelėsių temperatūrą 10-15°C, galima žymiai sumažinti nudegimo žymių riziką.
Kontroliuojamas aušinimas taip pat gali užkirsti kelią šiluminiam šokui ir susijusiems paviršiaus defektams. - Liejimo ciklo optimizavimas: Supaprastinus liejimo ciklą, kad būtų išvengta ilgalaikio karščio poveikio, nudegimo žymės gali sumažėti iki 20%.
Efektyvus ciklo valdymas užtikrina pastovią dalių kokybę.
Poringumas (Paviršius ir vidinis)
Sprendimas: Kontroliuojant aušinimo greitį ir taikant degazavimo būdus, galima sušvelninti poringumo problemas.
- Aušinimo greičio valdymas: Įdiegus kontroliuojamą aušinimo greitį, vidinis poringumas gali sumažėti iki 30%.
Laipsniškas aušinimas padeda efektyviau išsklaidyti įstrigusias dujas, dėl to gaunami tankesni liejiniai. - Degazavimo būdai: Naudojant tokius metodus kaip liejimas vakuuminiu būdu arba degazavimo priemonių pridėjimas gali pašalinti iki 90% su akytumu susijusių defektų.
Šie metodai skatina ištirpusių dujų pašalinimą iš išlydyto metalo prieš kietėjimą.
Susitraukimas ir karštas plyšimas
Sprendimas: Optimizavus aušinimo greitį ir pridedant stovus, galima pašalinti susitraukimo ertmes ir karštą plyšimą.
- Aušinimo greičio optimizavimas: Tikslus aušinimo proceso derinimas siekiant užtikrinti vienodą kietėjimą gali sumažinti susitraukimo defektus iki 20%.
Vienodas aušinimas sumažina streso koncentraciją, dėl kurios atsiranda karštas plyšimas. - Keltuvai ir tiektuvai: Strategiškai įrengus stovus, galima gauti papildomo išlydyto metalo, kuris kompensuoja susitraukimą, sumažinti defektų skaičių iki 35%.
Tinkamos maitinimo sistemos užtikrina, kad kritinėse vietose kietėjimo metu nebūtų tuštumų.
Kryptis
Sprendimas: Valdydami aušinimo greitį ir sumažindami vidinius įtempius, galite išvengti deformacijos.
- Vienodas aušinimas: Naudojant aušinimo kanalus, kurie skatina tolygų aušinimą, deformacija gali sumažėti iki 25%.
Vienodas aušinimas sumažina skirtingą susitraukimą ir vidinius įtempius. - Vidinio streso mažinimas: Įtraukus stresą mažinančius gydymo būdus, tokius kaip atkaitinimas, galima sumažinti deformaciją iki 40%.
Liekamųjų įtempių mažinimas užtikrina matmenų stabilumą ir funkcinį vientisumą.
Nesuderinimas
Sprendimas: Padidinus pelėsių projektavimo tikslumą ir tobulinant užtvarų sistemas, galima išspręsti nesutapimo problemas.
- Tikslus formų dizainas: Naudojant pažangias CAD/CAM technologijas galima padidinti pelėsių tikslumą, sumažinant nesutapimo klaidas iki 50%.
Tikslios formos užtikrina tikslų dalių atkartojimą. - Vartų sistemos optimizavimas: Suprojektavus efektyvias sklendžių sistemas, kurios tiksliai nukreipia išlydyto metalo srautą, gali sumažinti nesutapimą iki 30%.
Tinkamas fiksavimas skatina sklandų užpildymą ir sumažina poslinkį.
Netikslūs matmenys
Sprendimas: Nuoseklios liejimo sąlygos ir patikimos kokybės kontrolės priemonės gali užtikrinti tikslius matmenis.
- Nuoseklios liejimo sąlygos: Stabilių proceso parametrų, tokių kaip temperatūra, palaikymas, spaudimas,
ir aušinimo greitis gali pasiekti matmenų tikslumą neviršijant griežtų leistinų nuokrypių, kintamumą sumažinant iki 20%. - Kokybės kontrolė: Diegiant griežtus tikrinimo protokolus galima nustatyti ir ištaisyti matmenų netikslumus gamybos ciklo pradžioje.
Veiksminga kokybės kontrolė gali sumažinti atmetimo rodiklius iki 15%.
6. Liejimo defektų įtaka gamybai ir sąnaudoms
- Padidintos laužo normos: Didesnės laužo normos padidina medžiagų ir gamybos sąnaudas.
Kiekvienas laužo procentinio punkto padidėjimas gali pridėti 5% į gamybos išlaidas. - Prailginti gamybos terminai: Vėlavimas dėl defektų gali pailginti terminus ir sutrikdyti tvarkaraščius.
Gamybos vėlavimas įmonėms gali kainuoti vidutiniškai $10,000 per dieną. - Kokybės kontrolė ir perdirbimas: Sumuojasi sugedusių dalių perdirbimo arba visiško jų pašalinimo išlaidos.
Kokybės kontrolės priemonės gali apimti iki 15% visų gamybos sąnaudų. - Klientų pasitenkinimas: Prastos kokybės liejiniai gali sumažinti gaminio našumą ir sumažinti klientų pasitikėjimą.
Klientų nepasitenkinimas gali sukelti verslo praradimą, su tyrimais, kurie tai rodo 80% klientų negrįš po neigiamos patirties.
7. Kaip išvengti liejimo defektų
Formos dizaino optimizavimas:
Tinkamas formos dizainas yra labai svarbus siekiant sumažinti defektus. Naudokite tinkamas ventiliacijos sistemas, sureguliuokite sklendes tinkamam metalo srautui,
ir užtikrinti tikslų pelėsių išlyginimą, kad sumažėtų blyksnio ir poringumo rizika.
Proceso parametrų valdymas:
Palaikykite pastovią temperatūrą, spaudimas, o aušinimo greitis užtikrina, kad išlydytas metalas tinkamai užpildys formą ir sukietės be defektų.
Medžiagų parinkimas ir tvarkymas:
Naudojant aukštos kokybės, iš anksto pašildytos medžiagos sumažina užterštumą ir defektus. Tinkamas sandėliavimas ir tvarkymas taip pat labai svarbūs, kad būtų išvengta su drėgme susijusių problemų.
Patobulinta įrankių ir įrangos priežiūra:
Reguliari štampų priežiūra ir kalibravimas, mašinos, ir įrankiai padeda užtikrinti pastovią kokybę ir sumažinti defektus.
Mokymai ir ekspertizė:
Norint anksti aptikti galimus defektus ir nedelsiant imtis taisomųjų veiksmų, būtina gerai apmokyti operatoriai.
Jie turi suprasti proceso subtilybes ir žinoti, kaip prireikus pakoreguoti parametrus.
8. Išvada
Liejimas spaudoje išlieka nepakeičiamu gamybos procesu, tačiau kyla problemų, kurias reikia spręsti norint pasiekti optimalių rezultatų.
Suprasdami defektų tipus, nustatyti jų priežastis, ir prevencinių priemonių įgyvendinimas,
gamintojai gali žymiai pagerinti savo gaminių kokybę ir nuoseklumą.
Investavimas į pažangias technologijas, optimizuoti procesus, operatoriaus mokymas yra būtinas norint sumažinti defektus ir užtikrinti sklandų darbą liejimo slėgiu operacija.
Bendradarbiaukite su DEZE, kad išvengtumėte liejimo trūkumų gaminant
Bendradarbiaudami su ŠIA, Jūs gaunate prieigą prie patirties ir pažangių sprendimų, kurie padeda išvengti defektų ir pagerinti gamybos procesą.
Nesvarbu, ar jums reikia paprastų ar sudėtingų liejinių, užtikriname, kad jūsų dalys būtų be defektų, taupant jūsų laiką, pinigų, ir išteklius ilgalaikėje perspektyvoje.
Tegul DEZE yra jūsų patikimas liejimo slėginio liejimo gamintojas, ir kartu, pakelsime jūsų gamybos projektus į kitą lygį, be tipiškų gamybos iššūkių.
Susisiekite jau šiandien ir sužinokite, kaip galime padėti jums sėkmingai įgyvendinti kitą liejimo slėginio liejimo projektą.
