> Zasoby > Blog

HY przedstawia kompletny proces odlewania ciśnieniowego (część 1)

2024-01-09

Co to jest odlewanie ciśnieniowe?

Odlewanie ciśnieniowe to szeroko stosowany, długotrwały proces odlewania metali, podczas którego stopiony metal wtapia się w „formę” pod ciśnieniem od 0,7 do 700 MPa, gdzie zestala się, tworząc odlew metalowy. Odlewy ciśnieniowe, czasami nazywane odlewami ciśnieniowymi, są stosowane w obudowach samochodów, elementach elektrycznych i zabawkach.

Przykład formy odlewniczej

Metale nieżelazne: aluminium, cynk, miedź, magnez, ołów i Inconel są szeroko stosowane do produkcji wytrzymałych, złożonych komponentów o wysokiej jakości. Do stopionego metalu dodaje się różne pierwiastki chemiczne, aby zmienić pierwotny skład chemiczny metalu w celu zaspokojenia potrzeb różnych części produktu. W zależności od złożoności, rozmiaru i materiału części, ostateczna wyprodukowana część może być pojedynczym odlewem lub wieloma odlewami. W formie znajduje się jedna wnęka, wiele wnęk, a nawet wiele różnych wnęk na części lub zestaw jednostek formy utworzonych przez wiele form połączonych razem.

Historia form odlewniczych

Proces ten wprowadzono w połowie XIX wieku i po raz pierwszy zastosowano go do produkcji części dla przemysłu poligraficznego. Następnie stał się jednym z najważniejszych procesów produkcyjnych. Wraz z postępem współczesnej nauki i technologii stał się jednym z coraz ważniejszych procesów produkcyjnych i znajduje szerokie zastosowanie w przemyśle motoryzacyjnym.

Jak pokazano poniżej, odlewanie ciśnieniowe może wytwarzać części o złożonych cechach i doskonałym wykończeniu powierzchni. Może również konkurować z innymi technikami produkcyjnymi, takimi jak tłoczenie blach, kucie i inne procesy odlewania.

Azalety i wady procesu odlewania ciśnieniowego

Zalety odlewania ciśnieniowego

Części odlewane ciśnieniowo są tańsze, a wytwarzana jakość jest stabilna i stała. Stanowią one jedną z części nadających się do procesów produkcji masowej. Półautomatyczne lub w pełni zautomatyzowane procesy produkcyjne zmniejszają koszty pracy. Można z łatwością odlewać złożone elementy o dużej precyzji, a rozmiary części wahają się od 25 g do 25 kg. Ze względu na wysokie ciśnienie stosowane w procesie grubość ścianek części może wynosić zaledwie 0,38 mm. Ponieważ roztopiony metal szybko stygnie na ściankach formy, odlew ma drobnoziarnistą skorupę, która jest bardzo mocna i twarda. Dlatego wraz ze wzrostem grubości ścianki wzrasta wytrzymałość odlewanych ciśnieniowo części. Łożyska, które pierwotnie wymagały obróbki, zostały wyprodukowane bez dodatkowej obróbki i bezpośrednio wytworzyły gładką powierzchnię. Odlewanie ciśnieniowe HY umożliwia wytwarzanie produktów o gładkich i czystych powierzchniach z dużą szybkością, prawie bez konieczności obróbki końcowej. Doskonała dokładność wymiarowa części i dobre wykończenie powierzchni przy - 0,8-3,2 um Ra.

Proces odlewania ciśnieniowego jest stosowany nie tylko w przypadku dużych części, mniejsze części można również wytwarzać przy użyciu wielogniazdowych form odlewniczych lub mikroodlewania ciśnieniowego.

Wady odlewów ciśnieniowych

Ze względu na wysoki koszt sprzętu odlewy ciśnieniowe nadają się do masowej produkcji wielu metali, ale nie nadają się do metali i stopów o wysokiej temperaturze topnienia. Nie nadają się również do metali żelaznych, takich jak stal nierdzewna, stal węglowa i stal stopowa, które są podatne na rdzę. Koszt formy jest wysoki, a czas dostawy projektu stosunkowo długi. Zmiana projektów części jest czasochłonna i kosztowna, dlatego prototypowanie części wymaga potwierdzenia wszystkich szczegółów z klientem przed przystąpieniem do produkcji odlewu ciśnieniowego.

Typ odlewu ciśnieniowego

Proces w komorze gorącej i proces w komorze zimnej

Dwa podstawowe typy maszyn do odlewania ciśnieniowego to maszyny do odlewania ciśnieniowego z gorącą komorą i maszyny do odlewania ciśnieniowego z zimną komorą. Odmiany tych dwóch ważnych typów procesów odlewania to próżniowe, wytłaczanie, niskociśnieniowe i półstałe odlewanie ciśnieniowe. Różne procesy odlewania ciśnieniowego wybierane są w oparciu o materiał części, geometrię, rozmiar i złożoność.

Proces w gorącej komorze

Proces gorącej komory jest czasami nazywany procesem odlewania na gorąco lub metodą „gęsiej szyi”. W tym procesie tłok i komora mechanizmu wtryskowego są zanurzane w kąpieli roztopionego metalu w piecu metalowym i stosowane z metalami o niskiej temperaturze topnienia, które nie będą oddziaływać chemicznie na zanurzony zespół tłoka. Kiedy forma zamyka się, tłok cofa się i otwiera otwór komory, umożliwiając przepływ stopionego metalu do komory. Tłok następnie uszczelnia port, wypychając stopiony metal przez gęsią szyję i dyszę do wnęki formy. Po wejściu do gniazda formy roztopiony metal jest utrzymywany pod ciśnieniem aż do zestalenia się w formie. Ze względu na wyższe ciśnienie proces w komorze gorącej ma znacznie wyższą wydajność niż proces w komorze zimnej. Odlewanie w gorącej komorze lepiej nadaje się do obróbki metali o niższych temperaturach topnienia, takich jak cyna, cynk i stopy.

Zalety odlewania ciśnieniowego w gorącej komorze

1. Oferuje większe prędkości produkcyjne – do 18 000 przebiegów na godzinę w przypadku mniejszych części.

2. Produkuj części o niższej porowatości

3. Metal wewnątrz maszyny odlewniczej można stopić, co powoduje zmniejszenie ilości odpadów metalowych

4. Dłuższa żywotność formy ze względu na niską temperaturę topnienia

Wady odlewania ciśnieniowego w gorącej komorze

1. Opłacalne tylko w przypadku produkcji wielkoseryjnej

2. Nie można stosować metali o wysokiej temperaturze topnienia

3. Wymaga zakresu wysokiego ciśnienia

4. Mobilność metalu jest niska, co ogranicza złożoność produktu

5. Na linii separacji formy mogą pozostać ślady wyrzutu i niewielka ilość zadziorów.

Proces w chłodni

W procesie w zimnej komorze roztopiony metal wlewa się do tulei śrutowej lub części komory cylindra wtryskowego przed wciśnięciem do formy. Ponieważ tuleja nie jest podgrzewana, proces ten nazywany jest procesem w zimnej komorze. Ponieważ piec metalowy jest samowystarczalny, nie występują problemy z korozją.

Proces w komorze zimnej rozpoczyna się w momencie przeniesienia stopionego materiału z pieca do komory wtryskowej przez otwór wlewowy. Następnie siłownik hydrauliczny uszczelnia otwór komory zimnej i wtłacza metal pod ciśnieniem do gniazda formy. Zakres ciśnienia wynosi od 30 MPa do 150 MPa. Proces ten jest zwykle stosowany w przypadku stopów aluminium, magnezu i miedzi o wysokiej temperaturze topnienia, ale można go również stosować do odlewania innych metali, w tym metali żelaznych. Temperatura stopionego metalu zaczyna się od 600°C w przypadku aluminium i niektórych stopów magnezu i znacznie wzrasta w przypadku stopów na bazie miedzi i żelaza.

Zalety odlewania ciśnieniowego w zimnej komorze

1. Może produkować części o wyższej wytrzymałości

2. Ze względu na zwiększone ciśnienie podczas procesu wtryskiwania, gęstość odlewów metalowych jest większa

3. Poziom zerowy nie jest łatwy do uszkodzenia i zmniejsza koszty konserwacji.

4. Zapewnia doskonałą dokładność wymiarową części

5. Proces jest prosty i łatwy w obsłudze.

Wady odlewania ciśnieniowego w zimnej komorze

Czasy cykli urządzeń mechanicznych są wolniejsze niż w przypadku odlewania ciśnieniowego w gorącej komorze, prawdopodobnie z powodu przenoszenia metalu z pieca do komory. Podczas tego procesu poziom utlenienia i innych zanieczyszczeń pozostaje wysoki, a jakość końcowej części jest bardziej podatna na zanieczyszczenia.

Poprzedni:HY wprowadza Cię w inne aspekty stemplowania

Następny:HY przedstawia kompletny proces odlewania ciśnieniowego (część 2)