Với sự phát triển nhanh chóng của ngành công nghiệp ô tô và nhu cầu về ô tô nhẹ, các bộ phận đúc khuôn bằng nhôm, magiê và các hợp kim khác đã tăng lên đáng kể, mang lại triển vọng rộng lớn cho sự phát triển hơn nữa của ngành công nghiệp đúc khuôn. Do nhu cầu về các bộ phận nhẹ, các yêu cầu về tính năng của vật liệu hợp kim, cấu trúc sản phẩm và thiết kế và kiểm soát quá trình nghiêm ngặt hơn.

Yêu cầu đối với các bộ phận đúc của các nhà máy ô tô khác nhau ngày càng trở nên nghiêm ngặt hơn. Yêu cầu về độ xốp của các bộ phận đúc khuôn thường là 5% -10%, và yêu cầu đối với một số bộ phận thậm chí cao tới 3%. Đối với phương pháp phát hiện và vị trí phát hiện của đúc chết khuyết tật, có thể sử dụng phân tích mô phỏng máy tính để tiến hành nghiên cứu thử nghiệm trong quá trình lựa chọn đúc chết thiết kế máy, khuôn và thiết kế quy trình, và sử dụng phần mềm P-Q2 để tối ưu hóa.

Phân tích độ xốp và giải pháp đúc khuôn

Các lỗ rỗng, lỗ co ngót và khuyết tật lỗ xỉ của vật đúc chết xảy ra bên trong vật đúc, và lý do của các khuyết tật là khác nhau. Để loại bỏ khuyết tật, điều quan trọng là phải xác định các loại khuyết tật và phân tích nguyên nhân của chúng, các công cụ và phương pháp kiểm tra các bộ phận sẽ ảnh hưởng đến phán đoán cuối cùng. Dưới đây, tác giả chỉ trình bày cách giải quyết vấn đề lỗ rỗng trong khuôn đúc hợp kim nhôm và magie.

1. Kiểm tra khí quản

Để kiểm tra lỗ rỗng của khuôn đúc, một số vị trí phải được xem xét:

 ①Vị trí ứng suất lớn nhất của phân tích phần tử hữu hạn; 

②Phân tích mô phỏng phần của vị trí cuốn theo; 

③Các bộ phận chính của các bộ phận (chẳng hạn như bề mặt làm kín, v.v.).

Nói chung, các bộ phận đúc khuôn có thể được kiểm tra bằng tia X; sau khi các khuyết tật được tìm thấy, các bộ phận được cắt để kiểm tra thêm. Trong quá trình kiểm soát, nó được kiểm soát theo ASTM E505 cấp độ 2 và các bộ phận quan trọng phải được kiểm soát theo ASTM E505 cấp độ 1.

Các khí khổng nhìn chung có bề mặt nhẵn, hình tròn hoặc bầu dục, đôi khi cô lập, đôi khi tập hợp lại với nhau. Hình 1 cho thấy bề mặt lỗ của một bộ phận đúc khuôn.

Khoang co ngót và độ xốp co ngót có hình dạng không đều, bề mặt có màu sẫm và không nhẵn. Dưới kính hiển vi và kính hiển vi điện tử có thể nhận thấy có một cấu trúc đuôi gai ở vị trí khuyết tật. 

2. Sự hình thành khối u

2.1. Lỗ chân lông hydro

Hình 3 cho thấy các lỗ rỗng hydro. Các lỗ khí hydro rất nhỏ, hình kim và phân bố đều, có thể được quan sát thấy sau khi bề mặt của bộ phận được xử lý. Do thành khuôn mỏng nên tốc độ đông đặc của kim loại nóng chảy nhanh, và đôi khi các lỗ khí hydro khó quan sát bằng mắt thường. Hơi nước là nguồn cung cấp hydro chính, có thể đến từ khí đốt lò, dụng cụ nấu chảy, thỏi nhôm / các bộ phận tái chế, chip gia công bị nhiễm dầu và các chất tinh chế ướt.

Thông thường đúc hợp kim nhôm sử dụng thiết bị khử khí quay (xem Hình 4). Nguồn khí thường sử dụng argon, nitơ hoặc clo. Khí được đưa vào kim loại nóng chảy và cắt thành một số lượng lớn các bong bóng nhỏ qua rôto. Do sự khác biệt về nồng độ giữa bên trong và bên ngoài các bong bóng, hydro bị hút vào các bong bóng và thải ra khỏi kim loại nóng chảy cùng nhau (xem Hình 5).

Hiệu quả khử khí bị ảnh hưởng bởi các yếu tố như thiết bị, lựa chọn khí, tốc độ rôto khử khí và thời gian khử khí, và được đo bằng cách phát hiện mật độ của kim loại nóng chảy sau khi khử khí. Lấy một lượng nhôm lỏng nhất định đổ vào chén nhỏ, đưa vào buồng nén, cô đặc dưới áp suất giảm, đem cân trong không khí và nước lần lượt rồi thu được khối lượng riêng tương đối của mẫu theo công thức sau.

Trong công thức, ρs là khối lượng riêng tương đối của mẫu đông đặc; ma là khối lượng của mẫu trong không khí, g; mw là khối lượng của mẫu trong nước, g.

2.2. Khí khổng gió

Các lỗ thoát khí hình tròn, bên trong sạch sẽ, bề mặt tương đối nhẵn và sáng bóng. Không khí đôi khi tồn tại đơn lẻ hoặc tụ lại với nhau. Hình 6 và Hình 7 là các đặc điểm hiển vi điện tử vĩ mô và quét của khí khổng gió. Sự cuốn vào thường xảy ra trong hệ thống đột, hệ thống chạy và khoang.

2.2.1 Sự dẫn động của hệ thống đột lỗ

Trong quá trình kim loại nóng chảy chảy từ buồng áp suất hoặc ống cổ ngỗng đến cổng bên trong, rất nhiều không khí sẽ được hút vào. Quá trình đúc khuôn thông thường không thể thay đổi mô hình dòng chất lỏng hỗn loạn, nhưng hệ thống cấp liệu có thể được cải thiện để giảm khối lượng cuốn kim loại nóng chảy vào cổng trong.

Đối với đúc khuôn buồng lạnh, mức độ đầy cần được xem xét, tức là tỷ lệ giữa lượng kim loại lỏng được đổ vào máy đúc khuôn buồng lạnh với thể tích của buồng áp suất. Khi thiết kế các thông số của quá trình, độ đầy phải lớn hơn 50%, tốt nhất là 70% -80%. Hình 8 cho thấy mối quan hệ giữa độ đầy và khối lượng cuốn theo của một bộ phận đúc khuôn.

Trong quá trình lựa chọn máy đúc và thiết kế khuôn, thường được tính toán bằng phần mềm P-Q2 (P là áp suất, Q là lưu lượng), và chọn kích thước và độ đầy của buồng áp suất thích hợp. Sau khi xác định được kích thước của thùng bắn, cần xem xét tốc độ rót từ gáo vào thùng bắn. Nếu độ đầy dưới 50%, không gian phía trên của buồng áp suất lớn, và kim loại nóng chảy sẽ tạo ra sóng và chuyển động qua lại giữa quả đấm và khuôn. Khi cú đấm bắt đầu di chuyển về phía trước, các sóng phản xạ từ phía trước cú đấm và giữa ống chụp hợp nhất, và hiện tượng hỗn loạn và cuốn theo sẽ xảy ra. Bằng cách này, độ xốp của vật đúc được tăng lên, đồng thời kim loại lỏng trong buồng áp suất sẽ được làm lạnh, điều này không thuận lợi cho quá trình điền đầy.

Giải pháp tốt nhất là cú đấm bắt đầu chuyển động trước khi sóng kim loại phản xạ, tức là hướng của cú đấm và làn sóng ban đầu giống nhau, điều này có thể làm giảm lực cuốn theo rất nhiều. Ngoài ra, sử dụng phần mềm P-Q2 để lựa chọn các thông số thiết kế hợp lý hơn, đáp ứng đầy đủ ít nhất 50%.

Trong quá trình phát triển và thiết kế sản phẩm, các yếu tố quy trình sau cũng cần được xem xét: ①Đối với khuôn đúc buồng lạnh, bao gồm tốc độ rót, thời gian trễ phun, gia tốc phun áp suất thấp, tốc độ cổng, cổng đến điểm chuyển mạch phun tốc độ thấp, Tốc độ phun áp suất thấp và điểm bắt đầu phun nhanh; ②Đối với khuôn đúc buồng nóng, nó bao gồm điểm chuyển đổi từ tăng tốc phun áp suất thấp, tốc độ phun áp suất thấp sang phun nhanh. Điều chỉnh và giám sát các thông số trên một cách thích hợp để giảm thiểu mức độ cuốn theo.

2.2.2. Sự hút và xả của hệ thống chạy

Ở tốc độ 64-160km / h, một khi kim loại nóng chảy gặp phải sự thay đổi hình dạng của con chạy, lực xung động sẽ làm cho kim loại nóng chảy tạo ra xoáy, dẫn đến các lỗ thoát khí bị cuốn theo.

Để giải quyết loại hiện tượng này bằng cách thiết kế hợp lý hình dạng của con chạy, cần đảm bảo rằng kim loại nóng chảy ổn định trong toàn bộ quá trình điền đầy, và đường cong và kích thước của con chạy phải được lựa chọn hợp lý.

2.2.3 Ruột khoang

Để giảm thiểu các khuyết tật của khe bám và lỗ thoát khí, cần đảm bảo thiết kế hệ thống xả tràn hợp lý và thoát khí không bị cản trở. Hình 9 cho thấy một hệ thống tràn cho một khuôn đúc. Hệ thống xả tràn được cấu tạo bởi rãnh tràn, rãnh thoát khí và kênh xả tràn.

Hệ thống tràn cần đảm bảo xả khí phía trước của kim loại nóng chảy. Thường sử dụng ống xả hình chữ Z hoặc hình quạt, độ sâu nông và nằm ở rìa khuôn để tránh bị phụt.

Rãnh tràn và rãnh xả thường được đặt ở vị trí lấp đầy cuối cùng của kim loại lỏng. Vị trí có thể được xác định bằng phân tích dòng chảy của khuôn mà vẫn đảm bảo đủ kích thước ống xả; rãnh xả trên bề mặt phân chia thường được đặt ở cuối phía sau của rãnh tràn, Để tăng cường hiệu quả của quá trình tràn và xả. Ống xả hình răng có tác dụng thoát khí tốt. Khi thiết kế khuôn, tốt nhất là đảm bảo có ít nhất một ống xả hình răng.

Đúc khuôn chân không sẽ giúp giải quyết những vấn đề như vậy. Trước khi kim loại nóng chảy đến, hệ thống chân không đã bắt đầu hoạt động. Trong tiêu chuẩn vận hành, thời gian để cú đấm đạt đến chân không van từ cổng nên được giám sát. Nói chung, nó phải dài ít nhất 1 giây. Đôi khi cần phải điều chỉnh vị trí bắt đầu phun tốc độ thấp.

Trong khuôn đúc truyền thống, rãnh tràn và hệ thống thoát khí được sử dụng, và áp suất ban đầu tại cửa bên trong có thể đạt 180kPa và lấp đầy cuối cùng có thể đạt 400kPa; trong khuôn đúc chân không, một kênh chân không và một van chân không được sử dụng để đạt được áp suất ban đầu ở cổng bên trong. 20kPa, lần lấp đầy cuối cùng có thể đạt 18kPa. Nói chung, trong điều kiện chân không, áp suất khí trong khoang đạt 2-7kPa; và trong điều kiện không có chân không, áp suất khí trong khoang đạt hơn 300kPa. Do đó, công nghệ chân không có thể làm giảm áp suất trong khoang một cách hiệu quả.

Trong quá trình thiết kế, hãy chú ý đến những điểm sau: 

①Hệ thống người chạy phải tránh các góc vuông và đảm bảo bề mặt nhẵn của người chạy; 

②Hệ thống xả tràn phải được thiết kế ở vị trí tốt nhất để đảm bảo rằng nó chạm tới mép của khuôn, và khu vực xả đủ và đảm bảo Xả đầy đủ; 

③Hệ thống hút chân không được đặt trên bề mặt phím và phần kết nối để tránh rò rỉ và can thiệp từ môi trường xung quanh; kích thước của kênh chân không là chính xác, đặc biệt là ở lối vào của khoang; Áp suất trong khoang được đo và giám sát, và nếu nó vượt quá phạm vi giám sát, một báo động Và tự động loại bỏ các bộ phận; van chân không hoạt động bình thường; hệ thống chân không được làm sạch thường xuyên.

2.2.4. Phân tích mô phỏng

Công nghệ mô phỏng của quá trình đúc khuôn có thể mô phỏng quá trình làm đầy (trường dòng chảy) của vật đúc để dự đoán lượng khí cuốn vào trong nòng bắn, người chạy và khoang. Mô phỏng số của quá trình đổ đầy vật đúc có thể giúp các kỹ thuật viên dự đoán hiệu quả kích thước, vị trí và thời gian xuất hiện của các áp suất cuốn khác nhau có thể xảy ra trong quá trình đúc, do đó tối ưu hóa thiết kế quy trình đúc, đảm bảo chất lượng của vật đúc, và rút ngắn Chu kỳ sản xuất thử nghiệm làm giảm chi phí sản xuất. Hình 10 cho thấy phân tích mô phỏng của một luồng khí đúc khuôn nhất định và vị trí lỗ thực tế phù hợp với vị trí cuốn theo phân tích trường dòng mô phỏng.

Khi các thông số khuôn và thiết kế thông số quá trình thay đổi, việc phân tích mô phỏng nên được chạy lại và đánh giá cẩn thận để đảm bảo hoạt động hiệu quả của hệ thống tràn.

2.3. Lỗ hơi nước

Về ngoại hình, các lỗ rỗng hơi nước thường tròn, màu xám, mờ, không đồng đều và có vảy khô, như thể hiện trong Hình 11. Nếu đặc điểm này xảy ra, hãy kiểm tra sự rò rỉ của chất giải phóng phun và sự rò rỉ của đường ống nước làm mát khuôn.

Khi kim loại nóng chảy gặp nước trong quá trình làm đầy, hơi nước sẽ được hình thành. Trong quá trình chuyển hóa nước thành hơi, xảy ra hiện tượng giãn nở. Tại vị trí của các giọt nước, các bọt hơi nước được hình thành. Không gian mà các bong bóng chiếm giữ khoảng 1500 lần so với các giọt nước ban đầu. Khí rất khó xả qua hệ thống tràn, tồn tại ở đâu đó trong kim loại, và vị trí của nó rất khó đoán.

Khoảng 98% lỗ rỗng hơi nước nói chung đến từ các lớp phủ đúc. Chủ yếu xảy ra trong quá trình đúc khuôn sau: ① Sơn gốc nước được phun quá nhiều vào khuôn và khi khuôn bắt đầu đóng lại, khoang chưa khô hoàn toàn; ②Đường ống nước bị rò rỉ; 

③ Ren kết nối ống nước bị rò rỉ; 

④Các vết nứt của khuôn và nước thấm vào; 

⑤Khi đóng khuôn, các giọt nước ở đầu trên của khuôn chảy vào khoang; 

⑥ Chất lỏng thủy lực gốc nước vẫn còn trên khuôn.

Liên kết đến bài viết này : Phân tích độ xốp và giải pháp đúc khuôn

Tuyên bố Tái bản: Nếu không có hướng dẫn đặc biệt, tất cả các bài viết trên trang web này là bản gốc. Vui lòng ghi rõ nguồn để tái bản: https: //www.cncmachiningptj.com/,thanks!


Phân tích độ xốp và giải pháp đúc khuônPTJ® cung cấp đầy đủ các Độ chính xác tùy chỉnh máy gia công cnc trung quốc Chứng nhận ISO 9001: 2015 & AS-9100. Độ chính xác nhanh 3, 4 và 5 trục Cơ khí CNC dịch vụ bao gồm xay xát, tấm kim loại theo thông số kỹ thuật của khách hàng, Có khả năng gia công các bộ phận bằng kim loại và nhựa với dung sai +/- 0.005 mm. cắt laser, khoan, đúc khuôn, kim loại tấm và dậpCung cấp nguyên mẫu, chạy sản xuất đầy đủ, hỗ trợ kỹ thuật và kiểm tra đầy đủ. ô tôhàng không vũ trụ, khuôn và vật cố định, ánh sáng dẫn,y khoa, xe đạp và người tiêu dùng thiết bị điện tử các ngành nghề. Giao hàng đúng hẹn. Hãy cho chúng tôi biết một chút về ngân sách dự án của bạn và thời gian giao hàng dự kiến. Chúng tôi sẽ cùng bạn lập chiến lược để cung cấp các dịch vụ hiệu quả nhất về chi phí nhằm giúp bạn đạt được mục tiêu của mình, Chào mừng bạn đến với Liên hệ với chúng tôi ( [email protected] ) trực tiếp cho dự án mới của bạn.

Trả lời

Email của bạn sẽ không được hiển thị công khai. Các trường bắt buộc được đánh dấu *