Šta je listiranje manjih pritiska?

1. Uvod

Prvobitno razvijen u 1960-ima, Lijevanje manjim pritiskom odgovorilo je na poroznost i inkluzivna pitanja koja su mukiraju aluminijske komponente koji se bave gravitacijom.

Rani usvojitelji - na primjer, Evropski proizvođači automobila - otkrili su da primjenjuju samo 0,1-0,5 bara inertnog pritiska plina u rastopu

Nabori kotača i kućišta motora sa do 30 % veća zatezna čvrstoća i 50 % Manje internih oštećenja.

Od tada, Livenje manjih pritiska steklo je vuča u vazduhoplovstvu, Hvac, i sektori e-mobilnosti, gdje su performanse materijala i lagani dizajn najvažniji.

Kako proizvođači nastoje smanjiti otpad, Poboljšati prinose ciklusa, i upoznajte čvršće tolerancije, LPDC se izdvaja spajanjem punjenja niskog turbulencija preciznom toplotnom kontrolom.

Samim tim, Današnji LPDC sistemi rutinski postižu <1 % poroznost zapremine, Debljina zida dolje na 1.5 mm, i dimenzionalne tolerancije unutar ± 0,1 mm--Formacijske metrike koji izazivaju metode gravitacije i visokog pritiska.

2. Šta je listiranje manjih pritiska?

U njenoj jezgri, niski pritisak livenje pod pritiskom koristi zapečaćenu peć i keramičku ili grafitnu tubu za prijenos za pomicanje rastopljenog metala prema gore u matricu.

Za razliku od lijevanja visokog pritiska - gdje klipni klip metal u kalup u kalupu u stotinama bacanja sa niskim pritiskom, primjenjuje se skromno, Precizno kontrolirani pritisak plina (obično 0,1-0,8 bara).

Ova nježna popuna minimizira turbulenciju, Smanjuje ulaz u oksidu, i podstiče usmjerenu solifikaciju odozdo prema gore.

Kao rezultat, LPDC dijelovi rutinski izlažu manje od 1% poroznost zapremine, u odnosu na 3-5% u gravitacionim odljevom i promjenjivom poroznosti u dijelovima visokog pritiska.

3. Temeljni principi livenja malim pritiskom

Osnovni princip iza lijevanja matičnog pritiska leži u njenom kontroliranom mehanizmu za punjenje. Molten metal se drži u zapečaćenoj peći ispod umiranja.

Uvođenjem inertnog plina (obično argona ili azot) u komoru za peć, Lagano nadtlak za nadziralo je metal gore kroz keramičku cijev i u matičnu šupljinu.

Ova metoda osigurava da metal ispunjava kalup s odozdo prema gore, Smanjivanje formiranja oksida i minimiziranje poroznosti.

Jednom ispunjen, Tlak se održava dok se lijevanje u potpunosti učvršćuje, Što se pojačava hranjenje i smanjuje nedostatke skupljanja.

U poređenju sa gravitacionim livenjem, gdje metal teče slobodno pod utjecajem gravitacije, Livenje manjih pritiska pruža bolju kontrolu nad postupkom punjenja.

U poređenju sa livenjem die pritiska (HPDC), LPDC radi na znatno nižim pritiscima, rezultirajući smanjenim nošenjem i poboljšanim dijelom integriteta.

4. Proces livenog tipa niskog pritiska

Livenje malog pritiska (Lpdc) Tijek rada se odvija u čvrsto kontroliranom nizu, Osiguravanje svakog livenja ispunjava zahtjevne standarde za poroznost, tačnost dimenzija, i obrada površine.

Ispod je korak po korak sloj tipičnog ciklusa lijevanja niskog tlaka:

Priprema rastopiranja i kondicioniranje

Prvo, Inženjeri napune indukcijsku peć sa unaprijed legitimnim ingotima - obično al-SI ili al-mg ocjenama - i zagrijte ih na ciljnu temperaturu (obično 700-750 ° C).

Precizna kontrola temperature (± 2 ° C) Sprječava hladno snimke i prekomjerne plinske opreme.

Tokom ove faze, Automatizirani sustavi za pročišćavanje plina ili rotacijskih degacija smanjuju nivoi vodonika u nastavku 0.1 ppm, Dok flukse ili mehanički skimmeri uklanjaju drolje sa površine topline.

Brtvljenje cijevi Riser

Jednom kada legura postigne homogenost, Operator smanjuje keramičku ili grafitnu cijev za riser u topljenje sve dok njegova osnovna sjedala na usnu peći.

Istovremeno, Keramički klip se spušta da bi pritiskao na vrh cijevi, Stvaranje hermetičke pečate.

Ovaj aranžman izolira talutu od ambijentalnog zraka, Sprečavanje ponovne oksidacije i omogućavanje preciznog pritiska na plin.

Faza kontrolirane punjenja

Sa pečatom na mjestu, PLC(Programabilni logički kontroler)-Vozeni regulator pritiska rampe inertni plin (azot ili argon) u zatvorenu peć.

Preko 1-2 sekunde, Pritisak se penje na zadanu vrijednost puna (Obično 0,3-0,5 bara), lagano forsirajući tekući metal podignutu u matičnu šupljinu.

Ovaj odozdo prema gore ispunjava minimalizira turbulenciju i ulaz u oksidu. Vrijeme popunjavanja raspona od 1 do 5 sekundi, Ovisno o količini dijela i dizajnu vrata.

Držite i usmjereno učvršćivanje

Odmah nakon punjenja, Sistem smanjuje pritisak na nivo "natop" (0.1-0.3 Bar) i drži 20-40 sekundi.

Tokom ovog intervala, Vodeni hlađeni kanali u matrini održavaju temperature kalupa od 200-300 ° C, Promocija usmjerene učvršćenja.

Dok su se zbiri u obliku dimnih učvršćuju, preostali tečni metal nastavlja se hraniti iz uspona, Eliminiranje skupljačkih šupljina i osiguranje unutrašnjeg integriteta.

Otvaranje i izbacivanje die

Jednom kada livenje dobije dovoljnu krutost, PLC(Programabilni logički kontroler) okidači umiru odvajanje.

Hidrauličke ili mehaničke stezaljke oslobađaju, a igle za izbacivanje guraju čvrsti dio iz jezgre.

Times ciklusa - uključujući uvlačenje klinača i zatvaranje - obično raspon 30-90 sekundi. Automatizirani sustavi za vađenje dijela ili roboti potom prenose livenje na stanicu za obrezivanje.

Tretman za odvod

Konačno, Odljevci se prolaze bilo koji potrebni linijski obrezivanje, pucanj, ili toplotni tretman.

U ovoj fazi, Uklonjeni su kapiji i usporedi, a dijelovi mogu primati površinske završne obrade - kao što su pucanj, obrada, ili premaz - za ispunjavanje završnih dimenzionalnih i specifikacija performansi.

5. Uobičajeni leguri za lijevanje niskog pritiska

Livenje manjih pritiska može udovoljiti raznim obojenim legurima, svaki odabrani za svoju jedinstvenu kombinaciju fluidnosti, snaga, Otpornost na koroziju, i toplotne performanse.

Tabela zajedničkog materijala za livenje niskog pritiska

6. Prednosti i ograničenja livenja malim pritiskom

Livenje niskog pritiska (obično se koristi za aluminijum i legure magnezijuma) Nudi ravnotežu kvaliteta, kontrola, i ekonomičnost.

Prednosti livenje malim pritiskom

Poboljšana metalurška kvaliteta

• Kontrolirani proces punjenja minimizira turbulenciju, Smanjivanje uhvata zraka i formiranje oksida.
• Rezultira in donja poroznost i Poboljšana mehanička svojstva, poput povećane čvrstoće i duktilnosti.

Dimenzijska tačnost i ponovljivost

• Proces omogućava Uske dimenzionalne tolerancije, Pogodno za komponente koje zahtijevaju preciznost, kao što su blokovi motora i kućišta za prijenos.
• Kontrola ciklusa ponovljivih ciklusa omogućava dosljedan izlaz preko serija.

Odlična površinska obrada

• Smanjena turbulencija i ujednačena učvršćivanje doprinose Glatke površine, minimiziranje zahtjeva za post obrade poput obrade ili brušenja.

Sposobnost tankog zida

• Spor, Stalni napunila rastopljenog metala pod pritiskom podržava livenje kompleks, Tenki zidne geometrije Sa manje oštećenja u odnosu na gravitacijsku livenju.

Pojačani prinos

• Za razliku od livenje die visokog pritiska (HPDC), Sistemi niskog pritiska obično koriste Ispunjavanje odozdo prema gore, poboljšanje upotrebe metala i efikasnost prinosa.

Donja matična i mašinska habanja

• Nježan, Napuna niskog brzine smanjuje mehanički stres na alatu, Proširenje vijek trajanja i spuštanja Troškovi održavanja alata.

Kompatibilnost sa legurama sa toplom

• LPDC podržava upotrebu Aluminijske legure za topline (npr., A356, 206), dopuštajući Prilagođeni mehanički performans post-livenje.

Ekološki prihvatljiv

• Ovaj proces obično generira manje otpada i može biti automatizovan Poboljšati energetsku i materijalnu efikasnost.

Ograničenja livenje manjih pritiska

Sporije proizvodni ciklusi

• U poređenju sa livenjem die pritiska, Vremena ciklusa su duže zbog sporije punjenje i učvršćivanje, čineći manje pogodnim za masovnu proizvodnju.

Veća početna kapitalna ulaganja

• Zahtjev za Peći koje reguliraju pritisak, Zaptiveni sistemi, i kontrole automatizacije rezultira a Trošak većeg podešavanja u poređenju sa gravitacionim livenjem.

Ograničeno na obojene legure

• Obično ograničeno na aluminijum, magnezijum, i neke legure bakra, Kako se obojeni materijali zahtijevaju mnogo veće temperature prerade koje nisu pogodne za standardne LPDC sisteme.

Složena kontrola procesa

• Postizanje visokokvalitetnih zahteva za odlivce Precizna kontrola preko profila pritiska, Temperatura topline, i umrijeti uslove. Ovo zahtijeva kvalificirane operatere i napredne sisteme za praćenje.

Ograničenja dizajna

• Iako je dobro za složene oblike, vrlo zamršene geometrije ili komponente sa Opsežne podrezice može zahtijevati jezgre ili dodatnu naknadnu obradu, Povećavanje proizvodnih složenosti.

Ograničenja veličine dijela

• Dok je pogodan za srednje do velike komponente, izuzetno veliki ili teški dijelovi može prelaziti kapacitet standardnih mašica za livenje niskog pritiska ili zahtijevaju prilagođene postavke.

Duže vrijeme vode za alate

• Potreba za Prilagođeni Alat za die može rezultirati dužim vremenima olova tokom faze razvoja, što ne može odgovarati projektima sa tijesnim vremenskim rokovima.

7. Primjene lijevanja manjih pritiska

Livenje niskog pritiska (Obično se koristi sa aluminijumskim i magnezijuma) sve se više usvaja u širokom rasponu industrija u kojima je snaga, tačnost dimenzija, i kvaliteta površine su najvažniji.

Automobilska industrija

The automobilski Sektor je jedan od najvećih korisnika LPDC-a.

Pritisak prema laganoj težini za ekonomičnost i elektrifikaciju za gorivo značajno je povećana potražnja za lijevanjem aluminijskih dijelova.

• Točkovi (Legura)
  Aluminijske aluminijske aluminijumske aluminijske felne često se proizvode prelivom niskog pritiska zbog superiorne kontrole metode preko poroznosti i strukturnog integriteta.
• Komponente ovjesa
  Kontrolno oružje, Upravljački zglobovi, i subframes ima koristi od sposobnosti lijevanja da se upozna u tijesnim mehaničkim specifikacijama imovine.
• Električno vozilo (Ev) Kućišta
  Kućišta baterije, Motorni kućišta, i pretvarač u EVS-u zahtijevaju i snagu i otpornost na koroziju, U idealnom slučaju daju aluminijske legure tlaka.
• Slučajevi prenosa & Glave cilindra
  Ove komponente zahtijevaju precizne dimenzije i unutarnju zvučnost, često se susreli kroz legure toplotne legure koristeći metodu niskog pritiska.

Aerospace i odbrana

• Kućišta avionike i poklopci instrumenta
  Zahtijevaju otpornost na koroziju, uske tolerancije, i elektromagnetski štitnik - sve dostižno kroz LPDC.
• Strukture hladnjaka
  Koristi se u termalnim sistemima upravljanja zbog svojih tankih zidova i poboljšane površine.
• Strukturni nosači i paneli
  Komponente koje zahtijevaju čvrsti i lagani svojst.

Industrijska oprema

• TIJELA PUMPA I INTEPLE
  Koristi se u ulju & plin, hemikalija, i postrojenja za pročišćavanje vode. Livenje malog pritiska pruža otpor korozije i dimenzionalnu tačnost potrebna u opremi za dinamiku fluida.
• Kompresorni komponente
  Kućišta i rotori bačeni u visokokvalitetnim aluminijskim legurima smanjuju ukupnu težinu i poboljšavaju rasipanje topline.
• HVAC komponente
  Oštrice ventilatora, kanali, i tijela ventila imaju koristi od izvrsne površinske završne površine i pouzdanosti LPDC-a.

Potrošačka elektronika i uređaji

• Kućište za disipaciju topline
  Legure magnezijuma i aluminija koriste se u elektroničkoj kućištu u kojima su potrebni termički i EMI zaštićeni.
• Strukturni okviri za laptopi / tablete
  Zahtijevaju laganu težinu, jak, i preciznim tijelima koja su često lijevana i obrađena.

Obnovljivi energetski i elektroenergetski sustavi

• Jedinice za upravljanje vjetrom turbinom & Kućice pretvarača
  Oni zahtijevaju otporne na koroziju, Kućišta otporna na vremenske uvjete sa strukturnom krutom.
• Solarni sustavi za ugradnju i razvodne kutije
  Lagane komponente u liveni su umanjivanje opterećenja instalacije i poboljšavaju jednostavnost montaže.

Medicinska i laboratorijska oprema

• Okviri i obručivanja uređaja za snimanje
  Zahtijevaju precizne unutarnje funkcije i zaštite, koji LPDC može ponuditi sa visokom ponovljivošću.
• Dijelovi kompatibilnih sa autoklavom
  Trebate otpornost na koroziju i dimenzionalnu stabilnost u opetovanim ciklusima sterilizacije.

HVAC i oprema za rukovanje tečnošću

LPDC je idealan za proizvodnju kućišta, impeleri, razdjelci, i tijela ventila koja zahtijevaju minimalnu poroznost i uske tolerancije.

Električna vozila (EVS)

U industriji ev, LPDC se koristi za proizvodnju kućišta baterije, motorne kućice, i strukturne okvire.

Proces omogućava velike, Složene odljeve s integriranim rashladnim kanalima i visokom toplotnom provodljivošću.

Elektronički rashladni sustavi

LPDC omogućava proizvodnju hladnjaka, LED kućišta, i nosači servera sa preciznim geometrima i odličnim toplotnim disipacijskim svojstvima.

8. Poređenje s drugim metodama za lijevanje

Livenje niskog pritiska (Poznat i kao trajni kalupi za nisko pritisak) zauzima strateško mjesto među tehnologijama od metala.

Da biste razumjeli njegovu jedinstvenu vrijednost, Važno je da ga usporedite sustavno s drugim široko korištenim metodama za lijevanje, uključujući Gravitacijsko die livenje, Livenje visokog pritiska, livenje pijeska, i Investicijska livenja.

Liječenje niskog pritiska vs. Gravitacijsko die livenje

Kriteriji	Livenje niskog pritiska	Gravitacijsko die livenje
Metalna metoda ubrizgavanja	Punjenje pod pritiskom odozdo (Obično 0,7-1,5 bara)	Gravity-Fed sa vrha
Karakteristike punjenja	Kontroliran, gladak, Smanjuje turbulenciju	Mogu proizvesti turbulenciju i uhvat zraka
Mehanička svojstva	Bolji integritet, manje poroznosti	Umjeren integritet, Potencijalne praznine skupljanja
Dimenzionalna tačnost	Viši	Umjeren
Primjena	Strukturni dijelovi (točkovi, suspenzija)	Dijelovi srednje složenosti (razdjelci, Kućišta)
Produktivnost	Viši (Poluizmiran)	Donji (Priručnik ili polupriručak)

Liječenje niskog pritiska vs. Livenje visokog pritiska

Kriteriji	Livenje niskog pritiska	Livenje visokog pritiska
Brzina ubrizgavanja	Nizak i kontroliran (sporo ispuniti)	Vrlo visok (do 100 m / s)
Poroznost gasa	Minimalan (Zbog niske turbulencije)	Veći rizik zbog zarobljenog zraka
Prikladna debljina zida	Tanka do srednjeg (~ 2,5-10 mm)	Vrlo tanke zidove (~ 0,5-5 mm)
Legure	Uglavnom aluminijum i magnezijum	Uglavnom aluminijum, cink, i magnezijum
Alat	Manje (Niži pritisci)	Visoko (Zbog brzog ubrizgavanja metala)
Trošak ulaganja	Umjeren	Visoko (Oprema i die troškovi)
Primjena	Točkovi, Kočioni čeljusti, Kućišta	Blokovi motora, Okviri za mobilne telefone, Okov

Liječenje niskog pritiska vs. Livenje pijeska

Kriteriji	Livenje niskog pritiska	Livenje pijeska
Završna obrada	Odličan (~ RA 3-6 μm)	Siromašan do fer (~ RA 12-25 μm)
Dimenzionalna tačnost	Visoko (Neto oblik ili neto oblik)	Nizak do umjeren
Ponovna upotreba kalupa	Stalni umreti (za višekratnu upotrebu)	Jednostruki pijesak piska
Dizajnerska složenost	Umjeren do visokog	Vrlo visok (Moguće je složene unutrašnje jezgre)
Vrijeme ciklusa	Kratak do umjeren	Dugačak (Zbog izrade i hlađenja kalupa)
Trošak	Veći početni trošak	Niski troškovi za kratke trke
Primjena	Automobilski konstrukcijski dijelovi	Veliki industrijski dijelovi, Prototipovi

Liječenje niskog pritiska vs. Investicijska livenja

Kriteriji	Livenje niskog pritiska	Investicijska livenja
Završna obrada	Dobro do odlično	Odličan
Dimenzionalna tolerancija	± 0,3-0,5 mm	± 0,1-0,2 mm
Trošak kalupa	Viši (Metalni alat)	Donji (Voštani uzorci i keramičke školjke)
Fleksibilnost legure	Ograničena uglavnom na obojenu	Vrlo visok (čelik, Superolloys, itd.)
Veličina paketa	Srednje do visoke količine	Mali do srednje zapremine
Primjena	Automobilski, Aerospace Castings	Oštrice turbine, Medicinski implantati, Precizni dijelovi

9. Ulazni trendovi i inovacije u malim pritiskom

Kako proizvodni sektori slijede veće performanse, efikasnost, i održivost, Livenje niskog pritiska i dalje se razvija kroz inovacije u materijalima, automatizacija, i digitalna integracija.

Integracija sa aditivnom proizvodnjom

• Hibridno sredstvo i konformsko hlađenje
  3D štampanje koristi se za stvaranje složenih umetaka umiljanja s unutarnjim rashladnim kanalima koji se pažljivo u skladu s geometrije šupljine.
  Ovo poboljšava termičko upravljanje, Skraćava vremena ciklusa, i produžava die život.
• Brzo prototipiranje jezgara i kalupa
  Proizvodnja aditiva omogućava stvaranje zamršenih jezgara i komponenti plijesni brže od tradicionalnog alata, Smanjivanje razvoja vremena i omogućavanje fleksibilnosti dizajna u fazama rane proizvodnje.

Digitalni blizanci i industrija 4.0

• Praćenje i prediktivna kontrola u stvarnom vremenu
  Upotrebom senzora i analitike podataka, Livnice mogu nadgledati krivulje pritiska, Temperaturni profili, i die performanse u stvarnom vremenu.
  Mašinski modeli učenja predviđaju nedostatke, Omogućavanje preventivne akcije za smanjenje otpada.
• Digitalni blizanci
  Virtualni modeli sistema za lijevanje simuliraju ponašanje u različitim scenarijima, Omogućavanje optimizacije procesa, Prediktivno održavanje, i poboljšano osiguranje kvaliteta prije početka fizičkog suđenja.

Višenamjenski i pametni premazi

• Samo-podmazivanje premaza
  Die površine tretiraju se naprednim premazima koji smanjuju trenje i habanje, Spuštanje potrebe za mazivima i produženim životom alata.
• SENZORI UGRADNJI OBLAČI
  Istraživanje istražuje ugradnju mikro-senzora u premaze ili odljeve za nadgledanje stresa u stvarnom vremenu, temperatura, ili razine korozije u službi, Omogućavanje prediktivnog održavanja.

Robotika i automatizacija u ćelijama za lijevanje

• Potpuno automatizirane LPDC ćelije
  Moderni sistemi integriraju robote za podmazivanje die, Ekstrakcija dela, obrezivanje, i kvalitetno inspekcija.
  To povećava propusnost, Smanjuje ovisnost o radnoj funkciji, i osigurava dosljedan kvalitet dijela.
• Sistemi za kontrolu zatvorenog petlje
  Automatizirani sustavi prilagođavaju pritisak, temperatura, i parametri vremena dinamički kao odgovor na povratne informacije senzora, Osiguravanje optimalnog kontrole procesa i ponovljivosti dela.

10. Zaključak

Livenje manjih pritiska nudi ubedljivu kombinaciju kvalitet, preciznost, i efikasnost.

Iskorištavanjem kontroliranog pritiska plina, Sofisticirano termalno upravljanje, i napredni alat, Livenje niskog pritiska proizvodi metalne dijelove koji ispunjavaju današnje zahtjevne standarde performansi.

Kako se industrije progone lakše, Jače komponente - uz održivost Ciljevi-LPDC balans mehaničkih integriteta i troškova učinkovitosti ga kao kamen temeljac modernog metalnog livenja.

Sa tekućim inovacijama u digitalizaciji, Alativno sredstvo, i nove legure, LPDC će se i dalje evoluirati, Osnaživačke proizvođače da sa pouzdanjem pružaju proizvode nove generacije.

U Langhe industrija, Spremni smo za partneru s vama u korištenju ovih naprednih tehnika za optimizaciju dizajna vašeg komponente, Odabir materijala, i proizvodni radni tokovi.

Osiguravanje da vaš sljedeći projekt prelazi svaku performansnu i održivost.

Kontaktirajte nas danas!

 

FAQs

Kako se matično odlično lijevanje niskog pritiska različito od lijevanja visokog pritiska?

Dok oba uključuje metalne kalupe, Livenje sa niskim pritiskom ispunjava matricu polako pod niskim pritiskom, Smanjenje turbulencija i poroznosti.

Livenje visokog pritiska koristi klip za ubrizgavanje metala pri visoki brzinu i pritisak, Omogućavanje bržih ciklusa, ali s većim rizikom od plinskog hvatanja.

Kakve se tolerancije mogu postići s lijevanjem manjim pritiskom?

Tipične dimenzionalne tolerancije su unutar ± 0,3 do ± 0,5 mm, ovisno o složenosti i veličini. Fine tolerancije mogu se postići nakon obrade nakon obrade.

Može li se lijepiti matičnim dijelovima od manjim pritiskom?

Da, Iako nije tako tanko kao i oni izrađeni sa livenjem visokog pritiska. Pogodan je za zidove oko 2,5-10 mm, ovisno o leguru i dizajnu dijela.