Oprzyrządowanie do pras krawędziowych

Ostateczne objawienie formy odlewniczej

Odlewanie ciśnieniowe

W obliczu krajowej koniunktury budowlanej w XXI wieku, przedsiębiorstwa formujące muszą dostosować się do rozwoju gospodarki rynkowej, a przemysł samochodowy, który jest przemysłem filaru narodowego, zwiększy produkcję lekkich samochodów, stawiając tym samym wyższe wymagania dla precyzja i jakość odlewów formowych. Ze względu na długi cykl produkcyjny, wysokie koszty inwestycyjne oraz wysoką precyzję wykonania form odlewniczych, koszt jest również stosunkowo wysoki. Dlatego wiele przedsiębiorstw odlewniczych ma nadzieję, że formy odlewnicze mają długą żywotność, zmniejszając w ten sposób koszty produkcji przedsiębiorstwa. Jednak pod wpływem szeregu czynników wewnętrznych i zewnętrznych, takich jak surowce i obróbka mechaniczna, powszechne jest zjawisko przedwczesnej awarii i złomowania form odlewniczych, co skutkuje dużym marnotrawstwem ekonomicznym przedsiębiorstw.

forma odlewnicza

Wczesne sytuacje awaryjne formy obejmują głównie: pęknięcie stempla, zapadnięcie się krawędzi wnęki formy, pęknięcie wylewki przy mostku, pęknięcia na dnie wnęki formy, pękanie w narożach, zużycie i erozja, itp. Głównymi przyczynami awarii form odlewniczych są wady samego materiału formy, przetwarzania, użytkowania, konserwacji i obróbki cieplnej formy.

  • Wady samego materiału formy

Jak wszyscy wiemy, warunki stosowanie form odlewniczych, są niezwykle surowe. Na przykładzie aluminiowej formy do odlewania ciśnieniowego temperatura topnienia aluminium wynosi 580-740 ℃, a temperatura stopionego aluminium jest kontrolowana podczas użytkowania na poziomie 650-720 ℃. W odlewaniu ciśnieniowym bez wstępnego podgrzewania formy temperatura powierzchni wnęki wzrasta od temperatury pokojowej do temperatury cieczy, a powierzchnia wnęki jest poddawana dużym naprężeniom rozciągającym. Gdy górna część formy jest otwarta, powierzchnia wnęki jest poddawana dużym naprężeniom ściskającym. Po tysiącach odlewów ciśnieniowych na powierzchni formy pojawiają się wady, takie jak pęknięcia. Można zauważyć, że warunkami stosowania odlewania ciśnieniowego są szybkie nagrzewanie i szybkie chłodzenie. Materiał matrycy powinien być wykonany ze stali do pracy na gorąco o wysokiej odporności na zmęczenie cieplne, odporności na pękanie i stabilności termicznej. H13 (4Cr5MoV1Si) jest obecnie szeroko stosowanym materiałem. Według doniesień, 80% wnęk zagranicznych wykorzystuje H13, a 3Cr2W8V jest nadal szeroko stosowany w Chinach, ale 3Cr2W8VT ma słabą wydajność techniczną, słabą przewodność cieplną i wysoki współczynnik rozszerzalności liniowej. Podczas pracy generowane są duże naprężenia termiczne, które powodują pęknięcia lub nawet pęknięcia w formie, a po podgrzaniu łatwo ją odwęgleć, co zmniejsza odporność formy na zużycie, dlatego jest to przestarzały gatunek stali. Stal maraging jest odpowiednia na formy, które nie wymagają wysokiej odporności na zużycie i korozję przed pękaniem termicznym. Stopy żaroodporne, takie jak wolfram i molibden, są ograniczone do małych wkładek z poważnymi pęknięciami termicznymi i korozją. Chociaż stopy te są zarówno kruche, jak i wrażliwe na karb, ich zaletą jest dobra przewodność cieplna. Matryca do odlewania ciśnieniowego ma dobrą zdolność adaptacji. Dlatego przy rozsądnej obróbce cieplnej i zarządzaniu produkcją H13 nadal ma zadowalające działanie.

Aluminiowa forma do odlewania ciśnieniowego

Materiał użyty do produkcji formy odlewniczej powinien spełniać wymagania projektowe pod każdym względem, aby zapewnić, że forma odlewnicza może osiągnąć projektowany okres użytkowania w normalnych warunkach użytkowania. Dlatego przed wprowadzeniem do produkcji należy przeprowadzić szereg kontroli materiałów, aby zapobiec przedwczesnemu złomowaniu form i marnowaniu kosztów przetwarzania spowodowanych wadliwymi materiałami. Powszechnie stosowane metody inspekcji obejmują makroskopową inspekcję korozyjną, inspekcję metalograficzną i inspekcję ultradźwiękową.

  1. Makroskopowa inspekcja korozyjna. Przede wszystkim sprawdzić porowatość, segregację, pęknięcia, pęknięcia, wtrącenia niemetaliczne, pęknięcia młotkowe i szwy materiału.
  2. Inspekcja metalograficzna. Kontroluje głównie segregację, stan rozmieszczenia, krystaliczność i wtrącenia międzyziarnowe węglików na granicach ziaren materiału.
  3. Badanie ultrasonograficzne. Sprawdza głównie wady i rozmiary wewnątrz materiału.
  • Przetwarzanie, użytkowanie, naprawa i konserwacja form odlewniczych

Przy określaniu prędkości wtrysku maszyny do odlewania ciśnieniowego maksymalna prędkość procesu odlewania ciśnieniowego nie powinna przekraczać 100m/s. Jeśli prędkość odlewania jest zbyt wysoka, łatwo jest spowodować korozję formy i zwiększyć osady na wnęce i rdzeniu; ale ustawienie prędkości wtrysku jest zbyt niskie. Wady odlewów. Dlatego minimalna prędkość wtrysku ciśnieniowego odlewu aluminiowego powinna być ustawiona na 18 m/s, maksymalna prędkość wtrysku ciśnieniowego odlewu aluminiowego nie powinna przekraczać 53 m/s, a średnia prędkość wtrysku powinna być ustawiona na 43 m/s.

odlewanie ciśnieniowe

W procesie przetwarzania grubszych szablonów nie można nakładać, aby zapewnić ich grubość. Ponieważ grubość blachy stalowej jest podwojona, odkształcenie gięcia zmniejsza się o 85%, a laminacja może odgrywać tylko rolę nakładającą się. Odkształcenie zginania dwóch desek o tej samej grubości co deska pojedyncza jest 4 razy większe niż w przypadku deski pojedynczej. Ponadto przy obróbce kanałów wody chłodzącej należy zwrócić szczególną uwagę na zapewnienie koncentryczności podczas obróbki po obu stronach. Jeśli rogi głowy nie są ze sobą koncentryczne, to podczas użytkowania połączone rogi pękną. Powierzchnia układu chłodzenia powinna być gładka i najlepiej bez śladów obróbki.

EDM jest coraz szerzej stosowany w obróbce gniazda formy, ale po obróbce na powierzchni gniazda pozostaje utwardzona warstwa. Wynika to z samonawęglania i hartowania powierzchni formy podczas obróbki. Grubość utwardzonej warstwy zależy od natężenia i częstotliwości prądu podczas obróbki, a podczas obróbki zgrubnej jest płytsza. Niezależnie od grubości utwardzonej warstwy powierzchnia formy jest poddawana dużym naprężeniom. Po wykonaniu wnęki formy EDM należy usunąć utwardzoną warstwę lub odciążyć. W przeciwnym razie podczas użytkowania na powierzchni formy pojawią się pęknięcia, wżery i pęknięcia.

proces odlewania ciśnieniowego

Dostępne odciążenie warstwy utwardzonej lub odciążenie naprężeń:

  1. Utwardzoną warstwę usunąć osełką lub szlifierką;
  2. Pod warunkiem nie zmniejszania twardości naprężenia można odciążyć poniżej temperatury odpuszczania, co może znacznie zmniejszyć naprężenia powierzchniowe wnęki formy.

Proces odlewania powinien być ściśle kontrolowany podczas użytkowania formy. W zakresie, w jakim pozwala na to proces, spróbuj obniżyć temperaturę odlewania stopionego aluminium, prędkość wtrysku i zwiększyć temperaturę wstępnego podgrzewania formy. Temperatura wstępnego podgrzewania aluminiowej formy do odlewania ciśnieniowego wzrasta ze 100-130 ℃ do 180-200 ℃, a żywotność formy można znacznie poprawić.

Naprawa spawania jest powszechną metodą naprawy form. Przed spawaniem należy opanować rodzaj spawanej stali matrycowej, a wady powierzchni wyeliminować poprzez obróbkę skrawaniem lub szlifowanie. Powierzchnia spawania musi być czysta i wysuszona. Stosowane elektrody powinny mieć taki sam skład jak stal matrycowa, a także muszą być czyste i wysuszone. Forma jest wstępnie podgrzewana wraz z elektrodą (H13 wynosi 450℃), a po zrównaniu się temperatury powierzchni z temperaturą rdzenia jest naprawiana poprzez spawanie w osłonie gazu. Podczas procesu lutowania, gdy temperatura jest niższa niż 260℃, konieczne jest dogrzanie. Po spawaniu, gdy forma ostygnie w dotyku, podgrzej ją do 475℃ i utrzymuj w temperaturze 25mm/h. Na koniec zostaje całkowicie schłodzony w nieruchomym powietrzu, a następnie wykonywane jest przycinanie i wykańczanie ubytku. Nagrzewanie i odpuszczanie formy po spawaniu jest ważnym elementem naprawy spawalniczej, czyli wyeliminowania naprężeń spawalniczych i odpuszczania cienkiej warstwy pod nagrzewaną i hartowaną podczas spawania warstwą spawalniczą.

odlewanie formy

Po pewnym czasie użytkowania formy, ze względu na dużą prędkość wtrysku i długotrwałe użytkowanie, na wnęce i rdzeniu będą osady. Osady te powstają w wyniku połączenia środków antyadhezyjnych, zanieczyszczeń z chłodziwa i niewielkich ilości odlewanego metalu pod wpływem wysokiej temperatury i ciśnienia. Te osady są dość twarde i mocno przylegają do powierzchni wnęki i rdzenia oraz są trudne do usunięcia. Przy usuwaniu osadów nie można ich usunąć przez ogrzewanie palnikiem, co może prowadzić do powstawania miejscowych przegrzań lub miejsc odwęglenia na powierzchni formy, stając się tym samym źródłem pęknięć termicznych. Należy stosować szlifowanie lub usuwanie mechaniczne, ale inne profile nie powinny być uszkadzane, powodując zmiany wymiarowe.

Regularna konserwacja formy może utrzymać ją w dobrym stanie. Po przetestowaniu nowej formy, bez względu na to, czy test zostanie zakwalifikowany, czy nie, odpuszczanie odprężające należy przeprowadzić przed schłodzeniem formy do temperatury pokojowej. Gdy nowa forma jest odlewana ciśnieniowo 10 000 razy, wnęka formy i podstawa formy powinny być hartowane w temperaturze 450 - 480 ℃, a wnęka powinna być polerowana i azotowana, aby wyeliminować naprężenia wewnętrzne i niewielkie pęknięcia na powierzchni wnęki. W przyszłości forma musi być utrzymywana w tym samym stanie po każdych 12 000 ~ 15 000 razy pleśni. Gdy forma jest używana przez 50 000 razy, można ją konserwować co 25 000 do 30 000 razy. Powyższa metoda pozwala na znaczne spowolnienie szybkości i czasu pękania formy wywołanego naprężeniem termicznym.

W przypadku silnej erozji i pękania można przeprowadzić azotowanie na powierzchni formy w celu poprawy twardości i odporności na zużycie powierzchni formy. Jednak twardość osnowy azotowania powinna wynosić 35-43HRC. Gdy twardość jest niższa niż 35HRC, warstwa azotowana nie może być trwale połączona z osnową. Po pewnym czasie odpadnie na duże kawałki. Jeśli jest wyższy niż 43HRC, łatwo jest spowodować pęknięcia w wypukłych częściach powierzchni ubytku. Podczas azotowania grubość warstwy azotującej nie powinna przekraczać 0,15 mm. Jeśli jest zbyt gruba, odpadnie na powierzchni rozdzielającej i ostrych rogach.

  • Obróbka cieplna form

Prawidłowa obróbka cieplna jest bezpośrednio związana z żywotnością formy. Z powodu nieprawidłowego procesu obróbki cieplnej i zasad procesu, forma jest złomowana z powodu deformacji, pękania, a naprężenia szczątkowe obróbki cieplnej powodują awarię formy, co stanowi około 50% współczynnika uszkodzeń formy.

Wnęka formy odlewniczej wykonana jest z wysokiej jakości stali stopowej. Cena tych surowców jest stosunkowo wysoka, a koszty przetwarzania i łączny koszt są bardzo wysokie. Jeżeli z powodu niewłaściwej obróbki cieplnej lub złej jakości obróbki cieplnej złom lub żywotność nie spełni wymagań projektowych, spowoduje to duże straty ekonomiczne. Dlatego podczas obróbki cieplnej należy zwrócić uwagę na następujące punkty:

  1.  Odkuwki są sferoidyzowane i wyżarzane przed schłodzeniem do temperatury pokojowej.
  2. Dodatkowe hartowanie i odpuszczanie jest dodawane po obróbce zgrubnej i przed wykończeniem. Aby twardość nie była zbyt wysoka i nie powodowała trudności w obróbce, twardość jest ograniczona do 25-32 HRC, a odpuszczanie odprężające odbywa się przed wykończeniem.
  3. Należy zwrócić uwagę na odwęglenie i wzrost zawartości węgla na powierzchni wnęki podczas obróbki cieplnej. Niewłaściwe odwęglenie spowoduje uszkodzenie formy i pęknięcia o dużej gęstości; wzrost węgla zmniejszy odporność na zmęczenie cieplne.
  4. Podczas azotowania należy zauważyć, że na powierzchni azotowanej nie powinny znajdować się plamy oleju. Czyszczonej powierzchni nie wolno dotykać bezpośrednio ręką, należy nosić rękawice, aby zapobiec zabrudzeniu azotowanej powierzchni olejem i powstaniu nierównej azotowanej warstwy.
  5.  Pomiędzy dwoma procesami obróbki cieplnej, gdy temperatura poprzedniego procesu zostanie obniżona do dotyku, zostanie przeprowadzony kolejny proces i nie należy go schładzać do temperatury pokojowej.
  6. Zwróć uwagę na krytyczne punkty Ac1 i AC3 stali oraz czas utrzymywania podczas hartowania, aby zapobiec zgrubieniu austenitu. Podczas hartowania utrzymuj temperaturę 20 mm/h, a liczba hartowania jest zwykle 3 razy większa. W przypadku azotowania można pominąć trzecie odpuszczanie.
forma matrycy

Powyżej kilka powierzchownych spostrzeżeń i analiz HARSLE na jak poprawić żywotność form odlewniczych?. W rzeczywistym procesie produkcyjnym na żywotność form odlewniczych wpływa wiele czynników i obejmuje wiele aspektów. Jak poprawić żywotność form odlewniczych jest złożonym problemem. Kompleksowy problem zasługuje na dalsze omówienie i zbadanie przez personel fachowy i techniczny.

Szacowany czas czytania: 11 minuty

2 myśli na temat „The Ultimate Revelation of Die Casting Mold

  1. Awatar Taylor Taylor pisze:

    Dziękuję za udostępnienie, bardzo mi to pomaga.

    1. Awatar Mayo Mayo pisze:

      Cała przyjemność po mojej stronie!

Dodaj komentarz

Twój adres e-mail nie zostanie opublikowany. Wymagane pola są oznaczone *