Майстерне поєднання деталей і масштабу, лиття під тиском створює однаково вишукані компоненти в різних галузях. Його технології гарячої та холодної камер є прикладом точності у масовому виробництві.
Відкрийте для себе суть цього важливого виробничого мистецтва.
Давайте вирушимо в подорож основними механізмами лиття під тиском, досліджуючи його кроки, придатність, і тонкощі його механізму.
Що таке лиття під тиском?
Кастинг це процес лиття металу, під час якого розплавлений метал піддається високому тиску у формі.
Форму зазвичай виготовляють із міцнішого сплаву, який піддають механічній обробці для створення потрібної форми. Цей процес схожий на лиття під тиском.
Лиття під тиском підходить для масового виробництва великої кількості продукції, особливо для виготовлення складних форм малих і середніх виливків.
Виливки під тиском зазвичай мають високу площинність поверхні та постійність розмірів.
Детальні етапи лиття під тиском
- плавлення: Вибраний металевий матеріал нагрівають до рідкого стану і підтримують при відповідній температурі.
- Ін'єкційний: Рідкий метал швидко заповнюється в порожнину форми під дією високого тиску через систему впорскування..
- Охолодження: Метал твердне й охолоджується у формі, утворюючи остаточну форму відливки.
- Виймання з форми: Після охолодження, форма відкривається, і кастинг видаляється.
- Постобробка: Лиття може вимагати наступних етапів обробки, таких як видалення заливного затвора, полірування, і термічної обробки для задоволення вимог кінцевого продукту.
Лиття під тиском у гарячій камері проти лиття під тиском у холодній камері
Машини для лиття під тиском в основному поділяються на машини для лиття під тиском з гарячою камерою та машини для лиття під тиском з холодною камерою.
Машина для лиття під тиском з гарячою камерою
Машина для лиття під тиском з гарячою камерою характеризується пресовою камерою, інтегрованою з піччю, зазвичай занурюють у рідкий метал.
Така конструкція дозволяє металу прямувати з печі в камеру преса без додаткових процесів подачі.
Машина для лиття під тиском з гарячою камерою підходить для виробництва цинкового сплаву, магнієвий сплав, та інших матеріалів з низькою температурою плавлення.
Зазвичай вони мають високий ступінь ефективності виробництва та автоматизації,
а тому, що камера тиску та ін’єкційний пуансон тривалий час перебували в середовищі з високою температурою, це може вплинути на термін служби.
Машина для лиття під тиском холодної камери
Пресова камера машини для лиття під тиском холодної камери є окремою від печі, і метал зачерпується з печі та заливається в пресову камеру машини для лиття під тиском.
Цей тип машини для лиття під тиском підходить для виробництва виливків з матеріалів з високою температурою плавлення, наприклад, алюмінієві сплави, мідні сплави, тощо.
Холодна камера лиття під тиском машини, як правило, потребують вищого тиску впорскування та енергії, але вони можуть забезпечити кращу чистоту металу та довший термін служби форми.
У промисловому виробництві частіше зустрічаються машини для лиття під тиском з холодильними камерами, особливо у виробництві лиття під тиском алюмінієвого сплаву.
Кожен з двох типів лиття під тиском машини мають переваги та обмеження, і вибір правильного типу машини для лиття під тиском залежить від ливарного матеріалу, який необхідно виготовити,
обсяг виробництва, і специфічні вимоги процесу.
Які переваги та недоліки лиття під тиском?
Переваги лиття під тиском
- Висока точність і точність: Лиття під тиском забезпечує відмінну точність розмірів і послідовність, виготовлення деталей з жорсткими допусками.
Складні форми та складні деталі можна отримати без додаткової обробки. - Економічно для великих виробничих пробіжок: Після того, як кубик виготовлений, процес дуже повторюваний, що робить його ідеальним для масового виробництва.
Можна ефективно виготовляти великі обсяги деталей, зниження вартості одиниці продукції. - Швидкий виробничий цикл: Лиття під тиском має швидкий виробничий цикл, кожен процес лиття займає від секунд до хвилин, що забезпечує високу пропускну здатність.
- Гладка поверхня: Литі під тиском деталі зазвичай мають гладку поверхню, що зменшує потребу у вторинних операціях, таких як полірування або механічна обробка.
- Висока міцність і довговічність: Виготовлені деталі щільні і міцні, оскільки лиття під тиском призводить до деталей з меншою кількістю внутрішніх дефектів і пористості.
Тиск, який бере участь у процесі, покращує механічні властивості матеріалу. - Універсальні матеріали: Лиття під тиском підтримує різні кольорові метали, включаючи алюміній, цинк, магній, і мідь,
дозволяючи виробникам вибирати найкращий матеріал для свого конкретного застосування. - Мінімум матеріальних відходів: Лиття під тиском є високоефективним, утворюючи дуже мало матеріальних відходів порівняно з такими процесами, як Обробка ЧПУ, де багато матеріалу видаляється під час формування.
- Складні геометрії: Цей процес дозволяє виготовляти дуже складні продукти, докладно, і тонкостінні деталі, які було б важко отримати за допомогою інших методів виробництва.
Недоліки лиття під тиском
- Висока початкова вартість інструменту: Одним з найбільших недоліків є висока вартість створення матриці. Це робить лиття під тиском менш рентабельним для невеликих виробничих партій або прототипів.
- Обмежено кольоровими металами: Лиття під тиском зазвичай обмежується кольоровими металами, такими як алюміній, магній, і цинк.
Чорні метали, наприклад сталь або залізо, не підходять для цього процесу через високу температуру плавлення. - Пористість і порожнечі: Повітря або газ можуть потрапити в пастку під час процесу впорскування, що призводить до пористості або невеликих пустот всередині частини, що може послабити структуру.
- Обмеження розміру: Розмір деталі обмежений розміром матриці та машини. Лиття під тиском, як правило, краще підходить для компонентів меншого та середнього розміру.
- Крихкість матеріалу: Деякі литі матеріали можуть виявляти крихкість, що обмежує їх здатність протистояти сильним механічним навантаженням або суворим умовам у порівнянні з кованими або обробленими деталями.
- Можуть знадобитися додаткові операції: Незважаючи на високу точність, деякі частини можуть вимагати вторинної обробки або механічної обробки, щоб відповідати дуже жорстким допускам або конкретним вимогам до якості поверхні.
- Не ідеально підходить для створення прототипів: Через високу вартість інструменту та часу на налаштування, лиття під тиском не підходить для створення прототипів або невеликих виробничих партій.
Він найкраще підходить для масового виробництва, де має значення економія на масштабі. - Температурні обмеження: Лиття під тиском обмежується металами з нижчою температурою плавлення, оскільки прес-форми зазвичай виготовляються зі сталі. Матеріали з надзвичайно високою температурою плавлення можуть пошкодити форму.
Розгляд матеріалів для лиття під тиском
Виробники повинні враховувати певні фактори та змінні при виборі матеріалів для лиття під тиском. До них відносяться:
- Чи підходить матеріал для лиття під тиском у гарячій камері
- Матеріальні витрати
- Непрямі витрати на матеріали (напр.. необхідна додаткова постобробка)
- Структурні властивості матеріалу
- Міцність
- Вага
- Оздоблення поверхні
- Обробка
Усі ці фактори слід враховувати при виборі матеріалу для лиття під тиском для деталей або прототипів.
Вимоги до матеріалів відрізняються залежно від застосування, тому вибір матеріалу повинен ґрунтуватися на конкретних умовах використання та вимогах до продуктивності.
Класифікація та застосування сплавів для лиття під тиском
Сплави для лиття під тиском стосуються різних металевих матеріалів, які використовуються для лиття під тиском обробка, який може заповнити порожнину форми під високим тиском і високою швидкістю, і формуйте точні виливки після охолодження та затвердіння.
Литі під тиском сплави в основному включають алюмінієвий сплав, магнієвий сплав, цинковий сплав, і мідний сплав.
Кожен тип сплаву має свої унікальні фізичні та хімічні властивості та підходить для різних промислових застосувань.
Алюміній Сплав Лиття під тиском
Алюмінієві литі під тиском сплави користуються перевагою в автомобільній промисловості, електроніка, і споживчі товари через їх низьку щільність, Висока теплопровідність, міцність, і корозійна стійкість.
Їх легка вага покращує паливну ефективність і скорочує викиди, має вирішальне значення для автомобільного застосування.
Ці сплави забезпечують хорошу обробку поверхні та можуть утворювати складні форми, ідеально підходить для масового виробництва.
- ADC12: Це алюмінієво-магнієвий сплав, з хорошою плинністю, висока твердість, сильна стійкість до корозії, і хороші властивості обробки.
Підходить для виготовлення різних деталей конструкцій і корпусних оболонок. - A384: Це високоміцний алюмінієвий сплав для лиття під тиском, з високою міцністю, жорсткість, і хороша термостійкість, підходить для виготовлення автозапчастин і механічних конструкцій.
- A413: Цей алюмінієвий сплав має помірну міцність, хороша пластичність, і сильна стійкість до корозії,
який підходить для автомобільної промисловості та галузі виробництва конструкційних деталей. - Ак5м2: Це свого роду висока твердість, високоміцний литий під тиском алюмінієвий сплав, з хорошою зносостійкістю, підходить для автомобільних деталей, авіаційний та залізничний транзит, та інші поля.
- YL113: Це свого роду високоміцний литий під тиском алюмінієвий сплав, незалежно розроблений і вироблений у Китаї,
з хорошою стійкістю до корозії, Опір зносу, і механічні властивості, підходить для аерокосмічної промисловості, автомобільні двигуни, та інші поля. - YL102 (ADC1) і YL104 (ADC3): Це алюмінієво-кремнієві сплави з хорошими ливарними і механічними властивостями, підходить для виготовлення широкого асортименту відливок під тиском.
- YL112 (A380), YL113 (ADC10), і YL117 (ADC14): Це алюмінієво-кремнієво-мідні сплави з високою міцністю і хорошою термостійкістю, підходить для виготовлення вимогливих відливок під тиском.
- ADC6: Це алюмінієво-магнієвий сплав, порівняно з ADC12, його стійкість до корозії краща, але він трохи поступається ADC12 у продуктивності лиття під тиском і механічної обробки.
Магній сплав сплав для лиття під тиском
Магнієві сплави, відзначається низькою щільністю і високою міцністю, є оптимальними для конструкційного полегшення в автомобільній промисловості, аерокосмічний, та електроніка.
Їх висока питома міцність і амортизаційні якості добре підходять для динамічних навантажень.
Ще, вони виявляють нижчу стійкість до корозії та знижені механічні властивості при високих температурах, основні міркування при виборі матеріалу.
- AZ91D: Це широко використовуваний магнієво-алюмінієвий сплав середньої міцності, хороші ливарні властивості, і корозійна стійкість.
Сплав AZ91D легко обробляється і підходить для виготовлення різних деталей лиття під тиском. - AM50A: Це магнієво-кремнієвий сплав, який відомий своєю хорошою пластичністю та високою ударною міцністю, що робить його придатним для литих під тиском деталей, які потребують певного ступеня пружності.
- 1AS71: Це магнієво-цинковий сплав з високою міцністю і твердістю при збереженні хороших ливарних властивостей, що робить його придатним для виготовлення високоміцних литих деталей.
- ZK60: Це магнієво-цинково-мідний сплав з дуже високою міцністю і твердістю, але відносно погані ливарні властивості, що робить його придатним для виготовлення високоефективних невеликих литих деталей.
- WE54: Це магнієво-рідкісноземельний сплав із чудовими високотемпературними характеристиками та здатністю проти повзучості,
що робить його придатним для виготовлення деталей лиття під тиском для високотемпературних робочих середовищ.
Цинк сплави лиття під тиском
Цинкові сплави, з хорошими ливарними властивостями і високою міцністю, виготовлення декоративної та функціональної частини костюма. Мідні сплави, відомий чудовою електро- та теплопровідністю, відмінні в електричних і теплообмінних програмах. ти.
- Навантаження 2: Це універсальний литий під тиском цинковий сплав з хорошими механічними властивостями та обробкою поверхні, підходить для виготовлення різних складних за формою деталей,
наприклад, автомобільні запчастини, Електричні корпуси, тощо. - Навантаження 3: Як найбільш часто використовуваний литий під тиском цинковий сплав, Навантаження 3 має відмінну текучість і стійкість до корозії,
який підходить для виготовлення вимогливих виробів, такі як апаратні аксесуари, предмети побуту, тощо. - Навантаження 5: У порівнянні з ZAMAK 3, Навантаження 5 має підвищену міцність і міцність, підходить для виготовлення деталей, що вимагають підвищених навантажень,
наприклад, автомобільні запчастини, частини будівельної техніки, тощо. - ЗА-8: ZA-8 - це високоякісний литий під тиском цинковий сплав з чудовими властивостями обробки поверхні та стабільністю розмірів, часто використовується при виготовленні точних деталей і декоративних виробів.
- AZ91D: Це алюмінійсодержащий цинковий сплав, який володіє хорошою міцністю і термостійкістю,
і зазвичай використовується у виробництві деталей в автомобільній та аерокосмічній промисловості. - ZA-27: ZA-27 - це різновид високоалюмінієвого сплаву на основі цинку, який долає низькотемпературну крихкість деяких сплавів, має високу міцність і подовження,
і широко використовується при виготовленні підшипникових втулок, втулки валів, черв'ячна передача, тощо,
в основному використовується в гірничому обладнанні, цементні машини, та інше важке машинне обладнання. - За-8: ZA-8 — єдиний цинковий сплав для лиття під тиском з гарячою камерою в серії ZA, з більшою міцністю на розрив, твердість, і властивості повзучості,
підходить для виготовлення деталей в автомобільній та аерокосмічній промисловості, особливо ті, що потребують високої щільності, висока сила, і висока довговічність.
Конструктивні міркування при лиття під тиском
Проектування лиття під тиском передбачає складний процес, що включає вибір матеріалу, дизайн цвілі, та оптимізація параметрів процесу.
Ось основні фактори, які слід враховувати під час проектування литих під тиском деталей:
- Матеріальні властивості: Виберіть відповідне лиття під тиском сплави на основі необхідних механічних властивостей, Корозійна стійкість, Теплопровідність, і електропровідність залежно від застосування.
- Дизайн прес-форми: Конструкція прес-форми повинна забезпечувати точні розміри та якість поверхні для відлитих деталей.
Розгляд повинен включати компоновку системи воріт, оптимізація системи охолодження, ефективна вентиляція, і вибір ліній проділу. - Параметри обробки: температури, тиск, і швидкості значно впливають на якість лиття.
Визначення оптимальних параметрів процесу шляхом експериментів та аналізу моделювання. - Структурна оптимізація: Оптимізуйте конструкцію литих під тиском компонентів, щоб мінімізувати нерівномірну товщину стінок,
і внутрішні дефекти, такі як пористість і усадочні порожнечі, і підвищити загальну силу. - Економічність: Фактор витрат, включаючи матеріали, виготовлення прес-форм, та ефективність виробництва на етапі проектування.
- Технологічність: Переконайтеся, що конструкції відповідають існуючим можливостям машин для лиття під тиском щодо сили затиску, потужність пострілу, і здатність до охолодження.
Останні тенденції та технології в дизайні
- Точне лиття під тиском: Для задоволення вимог високої продуктивності, Технології прецизійного лиття під тиском дають високоточні виливки з гладкою поверхнею.
- Комп'ютерне проектування (CAE): Розширюється роль технології CAE у виявленні та вирішенні потенційних проблем на ранній стадії проектування, оптимізація конструкцій.
- Розумне виробництво: Датчики IoT і аналітика даних відстежують процеси лиття та стан форми в реальному часі, підвищення продуктивності та якості продукції.
- Легкі конструкції: У таких галузях, як автомобільна та авіакосмічна промисловість, тенденція до більш легких литих компонентів, щоб зменшити споживання енергії та покращити паливну ефективність.
- Стійкі матеріали: Зростаюча обізнаність щодо навколишнього середовища спонукає досліджувати матеріали, які можна переробляти або біологічно розкладати, у секторі лиття під тиском.
Ключові моменти під час проектування
При проектуванні, пам’ятайте про наступні моменти:
- Уникайте гострих кутів і складних внутрішніх структур: Такі особливості можуть пришвидшити знос прес-форми та створити дефекти виробництва.
Забезпечте адекватні кути тяги: Сприяє легкому вийманню литих деталей із форм.
- Враховуйте показники усадки: Враховуйте усадку під час охолодження, щоб уникнути невідповідності розмірів.
- Специфікації допуску: Розумно вибирайте допуски, щоб забезпечити сумісність литих під тиском компонентів та інших вузлів.
Висновок
Лиття під тиском залишається критично важливим виробничим процесом, який забезпечує масове виробництво високоякісних виробів, довговічний, і складні металеві деталі.
Його точність, швидкість, і ефективність роблять його найкращим рішенням для галузей промисловості, які вимагають великого обсягу виробництва зі стабільною якістю.
Оскільки технології виробництва продовжують розвиватися, лиття під тиском, ймовірно, збереже свій статус наріжного каменю промислового виробництва.
Незалежно від того, чи хочете ви створити легкі аерокосмічні компоненти чи складні електронні корпуси,
лиття під тиском забезпечує ідеальне поєднання точності та масового виробництва.
