Pakalbėkime apie žemo slėgio smėlio liejimą. Tai dažnai neteisingai supranta net kai kurie prekybos žmonės. Tai ne tik gravitacinis smėlio liejimas, bet ir šiek tiek oro. Pagrindinė idėja yra naudoti kontroliuojamas žemo slėgio dujas – paprastai sausą orą arba inertines dujas – stumti išlydytą metalą aukštyn aukštyn vamzdžiu į smėlio formos ertmę iš apačios. Slėgis palaikomas tol, kol liejinys sukietėja. Didžiausias klaidingas supratimas? Kad jis skirtas tik paprastoms, nekritinėms dalims. Mačiau, kad tokia prielaida veda prie daugiau nei vieno nesėkmingo projekto.
Mechanika ir kur ji tinka
Sąranka atrodo nesudėtinga: sandari krosnis, laikanti lydalą, į jį panardinamas stovo vamzdis ir ant viršaus prispausta smėlio forma. Taikote gal 0,5–1 baro slėgį. Būtent švelnus stūmimas lemia skirtumą. Skirtingai nei liejant aukšto slėgio slėgiu, metalas nepriverčiamas dideliu greičiu, o tai reiškia mažiau turbulencijos, mažiau dujų įstrigimo ir geresnį metalurginį vientisumą. Kontroliuojamas užpildymas iš apačios į viršų taip pat skatina kryptingą sukietėjimą tiekimo galvutės link, o tai labai svarbu patikimumui.
Taigi kur jis šviečia? Tai puikiai tinka vidutinio tūrio dalių, kurioms reikia geresnės kokybės nei standartinio žalio smėlio liejimo, serijoms, tačiau nepateisina visos partijos liejimo investicinių išlaidų. Pagalvokite apie tokius dalykus kaip aliuminio lydinio kompresorių korpusai, tam tikri automobilių konstrukciniai laikikliai ar net kai kurie didesni pavarų dėžės korpusai. Tai yra vidurys. Įmonės mėgsta Qingdao Qiangsenyuan Technology Co., Ltd. (QSY), turintys dešimtmečius liejimo apvalkalų ir investicijų liejimą, žiūrėtų į žemo slėgio smėlio liejimą kaip į papildomą procesą konkrečių klientų poreikiams tenkinti, kai kiti jų metodai gali būti pernelyg sudėtingi arba ne visai tinkami geometrijai.
Tačiau jūs negalite tiesiog mesti bet kokios dalies dizaino. Vartų sistemos konstrukcija yra labai svarbi – viskas priklauso nuo tų vienintelių, iš apačios įleidžiamų vartų. Jei dalis turi labai plonas dalis toli nuo vartų, galite susidurti su priešlaikinio sukietėjimo problemomis. Jums reikia gerai suprasti šiluminius gradientus. Tai nėra „pilk ir melskis“ procesas; tai yra skaičiavimo, valdymo ir stebėjimo priemonė.
Medžiagos svarstymai ir proceso niuansai
Nors dažniausiai tai matome su aliuminio ir magnio lydiniais, jis taikomas kai kuriems vario lydiniams ir net kai kuriems ketaus gaminiams. Svarbiausia yra metalo sklandumas ir tai, kaip jis reaguoja į lėtą, slėginį užpildymą. Pavyzdžiui, naudojant aliuminį, gaunamos puikios mechaninės savybės, nes tylus užpildymas sumažina oksidų susidarymą. Bet jūs turite būti kruopštus dėl metalo švaros. Bet koks krosnyje esantis šlakas ar nuodegos patenka tiesiai į formą. Dėl geros filtravimo sistemos stovo vamzdyje arba prie vartų negalima derėtis.
Pats smėlis yra dar vienas kintamasis. Paprastai kalbame apie derva surištas smėlio formas, tokias kaip fenolio uretanas arba natrio silikatas, kad būtų užtikrintas geresnis matmenų stabilumas ir paviršiaus apdaila. Formos stiprumas turi atlaikyti slėgį be iškraipymų, tačiau taip pat reikia pakankamai pralaidumo, kad oras galėtų išeiti. Tai pusiausvyra. Prisimenu darbą su siurblio spirale, kai ertmėje naudojome cirkonio smėlio paviršių, kad būtų galima įveikti terminį šoką ir gauti lygesnį liejimo paviršių. Tai veikė, bet pridėjo išlaidų. Kiekvienas sprendimas yra kompromisas.
Slėgio valdymas yra tikras menas. Kreivė yra ne tik įjungta ir išjungta. Galite naudoti lėto slėgio paleidimo etapą, kad metalas judėtų vamzdeliu aukštyn neaptaškydamas, pagrindinio užpildymo etapą, padidinimo slėgio etapą, kad padėtų susitraukimui, ir sulaikymą. Neteisingas profilis reiškia arba nesusipratimus, arba pelėsių eroziją. Mes registravome kiekvieno kadro duomenis – slėgį, laiką, krosnies temperatūrą – ir koreliavome juos su rentgeno rezultatais. Laikui bėgant, jūs pradedate tai jausti, tačiau duomenys yra tai, kas užkerta kelią brangiai kainuojančiam laužui.
Realaus pasaulio iššūkiai ir problemų sprendimas
Štai praktinis galvos skausmas: stovo vamzdis arba kotelis. Jis sėdi išlydyto metalo vonioje, todėl kenčia nuo stipraus terminio ciklo ir korozijos. Jei nepavyksta, turite didelį nuotėkį. Mes eksperimentavome su skirtingomis ugniai atspariomis medžiagomis vamzdžių pamušalui. Vieni sutrūkinėjo per lengvai, kiti sureagavo su lydiniu. Tiekėjo, kuris suprastų konkrečius šiluminius ir cheminius poreikius, paieška buvo pats projektas. Būtent šie pagalbiniai komponentai gali padidinti arba sumažinti jūsų gamybos patikimumą.
Kita subtili problema yra aušinimo greitis. Kadangi forma užpildyta iš karšto metalo šaltinio ir veikiant slėgiui, kietėjimo struktūra gali skirtis. Klientui, kuriam reikia konkretaus aliuminio pakabos komponento kietumo profilio, turėjome pakoreguoti formos aušinimą, strategiškai įdėdami aušinimo briaunas į formos apvalkalą ir reguliuodami slėgio išlaikymo laiką. Prireikė kelių pakartojimų. Pirmosiose keliose partijose buvo izoliuotas susitraukimo poringumas storame tvirtinimo įvoryje. Pataisymas buvo ne didesnis spaudimas, o vietinės formos geometrijos pakeitimas, siekiant sukurti geresnį šiluminį kelią. Vadovėlių sprendimams dažnai reikia keisti lauką.
Vėdinimas yra labai svarbus, bet sudėtingas. Kadangi metalas pakyla, kad užpildytų ertmę, oras turi išeiti aukštyn. Dėl netinkamų arba netinkamai išdėstytų ventiliacijos angų susidaro priešslėgis, todėl užpildymas yra nepilnas arba susidaro dujų kišenės. Prisimenu sudėtingą kolektoriaus liejimą, kai mes nuolat gaudavome smūgius šalia viršaus. Pridėjome daugiau ventiliacijos angų, bet problema išliko. Paaiškėjo, kad ventiliacijos kanalai buvo per maži ir juos užkimšo kondensuota derva iš smėlio rišiklio. Padidinus juos ir užtikrinus tiesų, atvirą kelią, tai buvo išspręsta. Visada nepastebite paprastų dalykų.
Ekonominiai ir taikymo kompromisai
Ar tai pigiau nei investicinis liejimas? Tinkamoms dalims, absoliučiai, ypač pagal dydį. Įrankiai - smėlio formų gamybos modelis - yra daug pigesni nei vaško įpurškimo štampai ir keraminiai apvalkalai, skirti liejimui. Vienos dalies formos kaina yra didesnė nei liejant aukštu slėgiu, tačiau įrangos kapitalo sąnaudos yra mažesnės. Tai vidurio kelias: metiniai kiekiai nuo kelių šimtų iki gal 20 000 vienetų, priklausomai nuo dalies dydžio ir sudėtingumo.
Tai, kas iš tikrųjų laimi, yra materialinis derlius. Stovėjimo vamzdis dažnai yra liejinio atitvarų sistemos dalis, o neišpiltas metalas nuteka atgal į krosnį, kai atleidžiate slėgį. Išeiga gali siekti 85–95%, palyginti su 40–60% kai kurių gravitacijos smėlio procesų metu. Taip sutaupoma daug brangių lydinių luitų. Tokiai parduotuvei kaip QSY, tokio proceso integravimas būtų strateginis žingsnis siekiant pasiūlyti klientams didelio vientisumo, medžiagų efektyvumo variantą vidutinės klasės apimtims, papildančius jų esamus kevalų liejimas ir investicinis liejimas žinias, išsamias jų svetainėje tsingtaocnc.com.
Apribojimas? Ciklo laikas. Smėlio formos gamyba, suspaudimas, užpildymas ir kietėjimas esant slėgiui, aušinimas, dekoravimas – tai nėra greitas procesas. Tai ne milijonams dalių. O dalies geometriją riboja to apatinio užtvaro poreikis. Jei jums reikia kelių izoliuotų plonų sekcijų, tiekiamų iš skirtingų taškų, gali prireikti kelių stovų vamzdžių, o tai labai apsunkina mašinos konstrukciją. Kartais jūs tiesiog turite pasakyti projektavimo inžinieriui: Šią funkciją reikia perkelti arba turime pasirinkti kitą procesą.
Baigiamosios mintys iš patirties
Žemo slėgio smėlio liejimas nėra stebuklinga kulka. Tai galingas įrankis liejyklos įrankių rinkinyje, skirtas konkrečioms problemoms spręsti. Jo vertė yra tiekiant liejinius su geru matmenų tikslumu, puikia metalurgine kokybe ir dideliu medžiagų išeigumu dalims, kurios yra šiek tiek per daug reikalingos įprastam smėlio liejimui. Mokymosi kreivė yra staigi – tai yra slėgio, temperatūros, kietėjimo ir pelėsių konstrukcijos sąveikos supratimas.
Ar rekomenduočiau kiekvienam darbui? Ne. Didelės apimties, mažų aliuminio dalių atveju laimi liejimas slėginiu būdu. Itin sudėtingoms, itin lydinių turbinų mentėms – tai investicinis liejimas. Tačiau tam variklio laikikliui, transmisijos korpusui ar dideliam siurblio korpusui, kur svarbiausia patikimumas ir nedidelis tūris, tai dažnai yra protingiausias pasirinkimas. Tai reikalauja pagarbos proceso kintamiesiems. Padarykite juos teisingai ir gaminsite beveik tinklinės formos dalis su minimaliomis apdirbimo atsargomis ir puikiomis savybėmis. Supraskite juos neteisingai, ir jūs turite labai brangų būdą pagaminti laužą.
Galiausiai sėkmė priklauso nuo patyrusios procesų inžinerijos ir griežtos kontrolės. Ant popieriaus tai atrodo paprasta – tik žemas slėgis – bet velnias, kaip visada, slypi detalėse. Parduotuvės, kurioms tai pavyksta gerai, t. y. tos, kurioms patikėtumėte svarbią sudedamąją dalį, yra tos, kurios užregistravo valandas, pasimokė iš klaidų ir sukūrė gilų, beveik intuityvų suvokimą, kaip metalas elgsis po to švelnaus ir atkaklio spaudimo.
