Mirti liejimas vs gravitacijos liejimas: Aliuminio liejimo komponentai

Aliuminio liejimo technologija siūlo kelis gamybos maršrutus, su „Die Casting“ ir „Gravity Casting“, vaizduojančiu du plačiausiai pritaikytus metodus.

Abu procesai paverskite išlydytą aliuminį į tikslų, Funkcinės formos, Bet jie labai skiriasi nuo slėgio taikymo, Pelėsio dizainas, metalurgijos rezultatai, Gamybos greitis, ir ekonominis tinkamumas.
Mirti liejimas paprastai puikiai tinka gaminti ploną sieną, Aukštos apimties, ir sudėtingai detalūs komponentai, turintys puikų paviršiaus apdailą ir matmenų konsistenciją.

Gravitacijos liejimas - nesvarbu, Geresnės šilumos apdorojamos mikrostruktūros, ir patobulintas mechaninis konstrukcinių ar slėgio turinčių programų veikimas.

1. Kas yra aliuminio komponentų liejimas

Mirti liejimas yra aukšto slėgio gamybos procesas, kurio metu išlydytas aliuminis-paprastai kaitinamas iki 650–700 ° C.—Suteikiama į daugkartinio naudojimo plieninę formą (mirti) esant intensyviam slėgiui, paprastai 10–175 MPA (1,500–25 000 psi).
Taikomas slėgis verčia išlydytą metalą į sudėtingas pelėsių ertmes, užtikrinant greitas užpildymas viduje 0.01–0,5 sekundės ir labai tikslus smulkių detalių pakartojimas.

Kai metalas sukietėja - paprastai viduje 5–60 sekundžių, priklausomai nuo sienos storio - atidaromas štampas, Ir dalis yra išmesta.
Šis greito užpildymo ir kontroliuojamo aušinimo derinys leidžia gaminti komponentus, kurių tolerancija yra griežta, Plonos sienos, Ir puiki paviršiaus apdaila.

Proceso variantai:

• Karštos kameros štampo liejimas -naudoja panardintą purkštuką, kad įšvirkštų žemai tirpstančius lydinius (tokių kaip cinkas ar magnis). Retai taikoma aliuminiui, nes aukštas aliuminio lydymosi taškas gali sugadinti įpurškimo sistemą.
• Šaltojo kameros štampas - aliuminio standartas. Išlydytas metalas yra susmulkintas į atskirą, Nerastas įpurškimo cilindras, prieš pradedant į štampą esant aukštam slėgiui.
  Tai apsaugo mašinos komponentus nuo šiluminio skilimo, tuo pačiu leidžia tiksliai valdyti šūvio tūrį ir slėgį.

Dažni lydiniai:

„Die Casting“ paprastai naudojami aliuminio lydiniai, sukurti dideliam sklandumui, Minimalus susitraukimas, ir geros mechaninės savybės. Populiarūs pasirinkimai apima:

• A380 -Plačiausiai naudojamas aliuminio štampo lydinys, Siūlo puikų stiprybės derinį, atsparumas korozijai, ir matmenų stabilumas.
• A383 - Panašus į A380, tačiau su pagerėjusiu atsparumu korozijai ir geresniam srautui sudėtingoms formoms.
• ADC12 - Japonijos atitikmuo A383, su geromis mechaninėmis savybėmis ir geresniu apdirbamumu.
• Alsi9CU3 - Įprasta Europos programose; Geras atsparumas dėvėjimams ir didelis šilumos laidumas.

2. Kas yra aliuminio komponentų gravitacijos liejimas

Gravitacijos liejimas yra metalo liejimo procesas, kurio metu išlydytas aliuminis pilamas į nuolatinę formą arba smėlio formą Vien po sunkio jėgos, be išorinio slėgio.

Pelėsis paprastai pašildomas 150–250 ° C. Norėdami užtikrinti tinkamą metalo srautą ir sumažinti šiluminį smūgį.

Užpildymo laikas yra lėtesnis nei liejimo metu - dažnai 2–20 sekundžių- išlydyto metalo, kad būtų galima natūraliai patekti į ertmę, ir sukietėja esant atmosferos slėgiui.

Lėtesnis aušinimo greitis, Palyginti su aukšto slėgio metodais, paprastai gamina a tankesnė grūdų struktūra su mažiau įstrigusių dujų porų, o tai pagerina mechanines savybes ir šilumos apdorojimą.

Proceso variantai:

• Nuolatinis pelėsio gravitacijos liejimas - naudoja daugkartinio naudojimo plieną arba geležies formą; Tinka vidutinio ir didelio gamybos tūriui, kurio matmenys ir paviršiaus apdaila.
• Smėlio gravitacijos liejimas - didesnėms smėlio formoms naudoja brangios smėlio formos, kompleksas, arba mažos tūrio dalys; Siūlo dizaino lankstumą, tačiau tikslumo tikslumui reikia antrinio apdirbimo.
• Pakreipimo liejimas - Forma pakreipiama pilant, Sumažinkite oksidaciją ir dujų įkalinimą.

Dažni lydiniai:

Gravitacijos liejimas dažnai naudoja aliuminio lydinius, optimizuotus stiprybė, ausmingumas, ir atsparumas korozijai, daugelis iš jų yra termiškai apdorojami:

• Alsi7mg (A356) - Puikus atsparumas korozijai, Aukštas lankstumas, ir idealiai tinka T6 termiškai apdoroti; plačiai naudojamas kosmoso ir automobilių komponentuose.
• Alsi9mg - Geros sklandumo ir mechaninės savybės; Tinka vidutinio stiprumo konstrukcinėms reikmėms.
• Alsi12 - Didelis silicio kiekis, kad būtų puikus atsparumas dėvėjimams ir sklandumui; Paprastai naudojamas sudėtingoms geometrijoms.
• Alcu4timg (206) -Didelio stiprumo, šilumos apdorojamas lydinys, reikalaujantis kosmoso ir karinių dalių.

3. Metalurginės savybės: Mirti liejimas vs. Gravitacijos liejimas

Poringumas ir tankis

• Mirti liejimas - Didelis injekcijos slėgis gali patekti į dujas (oras, vandenilis), Paprastai sukuria dispersinį poringumo lygį 3–8% pagal tūrį, Dažnai koncentruojami šalia storų sekcijų ar paviršiaus sluoksnių.
  Nors priimtina daugeliui konstrukcinių naudojimo būdų, Šis poringumas gali pakenkti hidraulinėms ar pneumatinėms sistemoms nutekėjimui.
• Gravitacijos liejimas - Lėtai, Užpildymas be slėgio žymiai sumažina dujų įkalinimą, pasiekti poringumą <2% pagal garsumą.
  Kontroliuojamas kietėjimas skatina kryptinį grūdų augimą ir didesnį bendrą tankį, kad šios dalys būtų tinkamos Slėgio sulaikymo programos tokių kaip cilindrų galvutės, Variklio blokai, ir degalų korpusai.

Mechaninis stiprumas

• Mirti liejimas -Greitas aušinimas sukuria smulkiagrūdį mikrostruktūrą, užtikrinantis aukštą tempimo stiprumą 200–300 MPa.
  Tačiau, įgimtas poringumas riboja lankstumą (pailgėjimas 2–8%) ir atsparumas smūgiams, padaryti dalis labiau linkusios į nuovargio įtrūkimus dinaminėmis apkrovomis.
• Gravitacijos liejimas -Paprastai tempimo stiprumas paprastai yra mažesnis (180–250 MPa), Bet šilumos procedūros, tokios kaip T6 gali padidinti tempimo jėgą ~ 240 MPa ir pailgėjimas 10–12%, pranokdami štampuotus lydinius iš viso Atsparumas ir nuovargis.

Suvirinamumas ir apdirbamumas

• Mirti liejimas - Įprasti lydiniai, tokie kaip A380, turi didelį silicio kiekį, kuris, kartu su poringumu, Sumažina suvirinimo patikimumą dėl dujų išplėtimo kaitinimo metu.
  Aparatas yra puikus, su įrankių nusidėvėjimo greičiu 10–15% mažesnis nei dėl gravitacinio plintančio komponentų dėl baudos, vienoda mikrostruktūra.
• Gravitacijos liejimas - Mažas poringumas ir tinkami lydinio pasirinkimai suteikia galimybę stipriai, Patikimos suvirinimo siūlės - dažnai išlaikant 80–90% iš žiaurių metalų stiprumo.
  Makinimas yra geras, tačiau reikalauja ryškesnių pjovimo įrankių ir optimizuotų tiekimų, kad būtų galima valdyti šiurkščios grūdų struktūras.

4. Geometrinės galimybės & Projektavimo taisyklės

Dalinės sudėtingumas

• Mirti liejimas - Geba gaminti Labai sudėtinga geometrija su sienų storiu taip mažu 0.5–6 mm, Įtraukiamos puikios funkcijos, tokios kaip 0.5 mm šonkauliai arba 1 mm skylės, taip pat sudėtingi pobūdžiai.
  Didelis įpurškimo slėgis užtikrina visišką plonų ir detalių skyrių užpildymą, paverčiant tai tinkamiausiu pasirinkimu Tikslūs komponentai tokių kaip vožtuvo kūnai su vidinėmis ištraukomis, Elektroniniai korpusai, ir sudėtingi laikikliai.
• Gravitacijos liejimas - suvaržytas lėtesnis, Metalo srautas be slėgio, todėl sudėtinga užpildyti ploną (<3 mm) arba labai sudėtingi skyriai.
  Geriausiai tinka Vidutinis sudėtingumas ir Storos sienos dalys (3–50 mm), tokių kaip siurblių korpusai, Pavarų dėžės korpusai, arba variklio laikikliai.

Dydžio galimybė

• Mirti liejimas - Ribotas spaudos talpa; optimalus sveriantiems komponentams 5 G - 10 kg.
  Gamindamas labai dideles dalis (Pvz., 50 „KG Automotive“ rėmai) dėl įrankių masės ir įpurškimo jėgos reikalavimų tampa ekonomiškai ir techniškai sudėtinga.
• Gravitacijos liejimas -gerai tinka didelis, sunkūs komponentai iki 100 kg ar daugiau.
  Paprastai naudojamas pramoninių mašinų korpusams, Jūrų sraigto centrai, ir dideli konstrukciniai liejiniai, kai dydis viršija smulkaus detalės reikalavimus.

5. Matmenų tikslumas & Paviršiaus apdaila

Matmenų nuokrypiai

• Mirti liejimas - pasiekia Aukščiausias matmenų tikslumas Dėka griežtų plieno mirčių, stabilios šiluminės sąlygos, ir kontroliuojamas kietėjimas.
  Tipiški nuokrypiai yra ± 0,02–0,1 mm 100 mm, Net ir sudėtingoms geometrijoms.
  Šis tikslumo lygis suteikia daugybę funkcijų (Siūlai, sandarinimo grioveliai, Bosų nustatymas) gaminti tinklo formą, sumažinti ar panaikinti po jo.
• Gravitacijos liejimas - eksponatai laisvesni nuokrypiai iš ± 0,1–0,5 mm 100 mm, Daugiausia dėl smėlio ar nuolatinio pelėsio išplėtimo/susitraukimo kaitinimo ir aušinimo metu.
  Matmenų kitimas didėja didesniame, storesnės sekcijos. Norint atitikti surinkimo ir sandarinimo reikalavimus, dažnai reikalingas apdirbimas.

Paviršiaus apdaila

• Mirti liejimas - Gamina lygus, aukštos kokybės paviršiai su tipiškomis šiurkštumo vertėmis Ra 1.6–3.2 μm tiesiai iš pelėsio.
  Puikios tekstūros, logotipai, ir dekoratyvinės detalės gali būti integruotos į štampą, kad jis būtų idealus matomoms ar kosmetinėms dalims be papildomo apdailos.
• Gravitacijos liejimas - Paviršiaus apdaila labai priklauso nuo pelėsio tipo:

• • Smėlio pelėsis: Ra 6.3–12.5 μm (Reikia apdirbti ar šaudyti į kosmetikos paviršių sprogdinimą).
  • Nuolatinis pelėsis: Ra 3.2–6.3 μm (Geriau, bet vis tiek ne taip sklandžiai kaip liejimas).
    Paviršiaus poringumas paprastai yra mažesnis nei liejant, kuris gali pagerinti dažų ir anodavimo dangos sukibimą.

6. Slėgis & Terminis apdorojimas

Slėgis

• Mirti liejimas -Dėl dujų įstrigimo didelės spartos injekcijos metu, AS-CAST-CAST-CAST aliuminio dalyse dažnai yra Mikro-portrumas (3–8% pagal tūrį), kuris gali pakenkti slėgio vientisumui.
  Standartinės mirties dalys gali atlaikyti iki 20–35 barų be nuotėkio, Bet dėl didesnio slėgio (Pvz., Hidrauliniai kolektoriai >100 Baras), impregnavimas su dervomis dažnai būtina.
  Visiškai pašalinti poringumą yra sudėtinga, neprarandant ciklo laiko ar didinant laužo normas.
• Gravitacijos liejimas - Lėtai, Laminarinis užpildymo procesas labai sumažina dujų įkalinimą, dėl to poringumas žemiau 2%.
  Tai daro gravitacijos plintančius komponentus iš prigimties, kad būtų daugiau slėgio, su daugybe dizainų neatlaiko >150 Baras tokiomis sąlygomis.
  Ši savybė yra labai svarbi variklio blokams, cilindro galvutės, ir degalų sistemos komponentai.

Šilumos apdorojimo galimybė

• Mirti liejimas -Aukšto silicio štampo lydiniai (Pvz., A380, ADC12) paprastai negali būti visiškai apdorotas T6 Dėl rizikos pūslelinė iš įstrigusių dujų.
  Kai kurie mažo porotelio mirties liejiniai (Naudojant vakuuminius štampus arba suspaudžiant liejimą) galima gydyti T5 Dėl vidutinio sunkumo turto patobulinimų, Tačiau jėgos padidėjimas yra ribotas (~ 10–15% padidėja).
• Gravitacijos liejimas - Suderinamas su pilnu T6 terminis apdorojimas, kuris apima tirpalo gydymą, gesinimas, ir dirbtinis senėjimas.
  Pavyzdžiui, A356-T6 Gravitacijos liejiniai gali pasiekti 240–280 MPA tempimo stiprumas ir 10–12% pailgėjimo, padaryti juos tinkamus didelio streso struktūrinėms reikmėms.

7. Įrankiai: Kaina, Gyvenimo trukmė, ir lankstumas

Įrankių kaina ir sudėtingumas

• Miršta miršta: Reikalingos didelės pradinės investicijos, paprastai $50,000- 500 000 USD+ iki, priklausomai nuo dydžio ir sudėtingumo.
  Štampai yra tiksliai pritaikyti sukietėjęs įrankių plienas (Pvz., H13) ir įtraukti aušinimo kanalai, Išmetimo kaiščiai, ir sudėtingos ertmės ypatybės.
  Šios didelės išlaidos pirmiausia yra pateisinamos Didelės apimties gamyba Dėl greito ciklo laiko ir minimalių reikalavimų po užduoties.
• Gravitacijos liejimo formos: Žymiai pigiau, paprastai $10,000- 100 000 USD, nes jiems nereikia atsparumo aukšto slėgio ar integruotos aušinimo sistemos.
  Pelėsiai dažniausiai gaminami ketaus ar švelnaus plieno, kuriuos lengviau pritaikyti ir modifikuoti. Dėl to gravitacijos liejimas yra ekonomiškai perspektyvus žemas- iki vidutinės tūrio gamybos.

Gyvenimo trukmė ir techninė priežiūra

• Miršta miršta: Ypač patvarus, su 100,000–1 000 000 ciklų pasiekiama aliuminio dalims.
  Tačiau, Reikia išlaikyti matmenų tikslumą Reguliarus poliravimas, Išmetimo kaiščių pakeitimas, ir aušinimo kanalų taisymas. Aukštas susidėvėjimas plonose arba sudėtingose sekcijose gali padidinti priežiūros dažnį.
• Gravitacijos liejimo formos: Trumpesnė gyvenimo trukmė, paprastai 50,000–300 000 ciklų, Dėl Šiluminis nuovargis nuo pakartotinio šildymo ir aušinimo.
  Jie yra, Tačiau, Lengviau taisyti - dažnai gali būti pažeistos teritorijos suvirintas ar pakartotinis—Paudojate didesnį lankstumą dizaino pokyčiams ar iteracijoms.

Vaizdo laikas įrankiams

• Miršta miršta: Ilgas pristatymas 8–16 savaičių Dėl tikslaus apdirbimo ir sudėtingų projektavimo reikalavimų, Padaryti štampą mažiau tinkamą greitas prototipų kūrimas ar mažos gamybos veiksmai.
• Gravitacijos liejimo formos: Greičiau gaminti, paprastai 4–8 savaitės, kuris leidžia greitesnis laikas iki rinkos žemai- į vidutinio tūrio komponentus ir palengvina projektavimo pakeitimus prieš viso masto gamybą.

8. Kokybės rizika & Valdikliai

Poringumas ir susitraukimo defektai

• Mirti liejimas: Didelis įpurškimo slėgis gali sulaikyti dujas ir sukurti poringumas, ypač šalia plonų sienų ar kampų.
  Poringumo lygis paprastai svyruoja nuo 3–8% pagal tūrį, įtakos Slėgis ir nuovargio atsparumas. Susitraukimo ertmės taip pat gali atsirasti storose dalyse, jei aušinimas yra netolygus.
• Gravitacijos liejimas: Lėtas, Užpildymas be slėgio sumažina dujų įkalinimą, dėl to apatinis poringumas (<2%).
  Tačiau, susitraukimo defektai Dėl natūralaus kietėjimo gali atsirasti storose dalyse, reikalauti pakilusio ir tiektuvų kompensacijai.

Paviršiaus defektai

• Mirti liejimas: Įprasti klausimai yra Šaltas uždaromas, Srauto linijos, ir mirti littis, Paprastai sukelia netinkama štampo temperatūra, injekcijos greitis, arba metalo temperatūra.
  Šie defektai turi įtakos Paviršiaus apdaila ir matmenų tikslumas.
• Gravitacijos liejimas: Tipiniai defektai yra klaidingai, intarpai, ir paviršiaus šiurkštumas Dėl nepilno pelėsių užpildymo ar prasto metalo švaros.
  Tai dažnai galima ištaisyti apdirbimas ar poliravimas, Tačiau kritiniams paviršiams gali prireikti antrinio apdailos.

Neardomieji bandymai (Ndt) ir valdikliai

• Mirti liejimas: Pažangios NDT metodai, tokių kaip Rentgeno tikrinimas, Ultragarsinis bandymas, ir dažų skverbimosi testavimas, yra naudojami vidiniam poringumui ir paviršiaus įtrūkimams aptikti.
  Proceso valdikliai apima Št. Temperatūros stebėjimas, metalo deginimasis, ir šūvio slėgio optimizavimas.
• Gravitacijos liejimas: NDT metodai, tokie kaip Radiografija, Ultragarsinis bandymas, ir slėgio bandymai Užtikrinkite struktūrinį vientisumą.
  Naudojimas šaltkrėtis, RISERS, ir kontroliuojamas kietėjimas padeda sumažinti susitraukimą ir vidinius defektus.

Proceso valdikliai

• Mirti liejimas: Pagrindiniai parametrai yra metalo temperatūra (650–700 ° C.), injekcijos greitis, laikantis slėgį, ir mirti įkaitindamas.
  Automatizuoti jutikliai ir grįžtamojo ryšio sistemos padeda išlaikyti nuoseklumą dideliuose gamybos etapuose.
• Gravitacijos liejimas: Kontrolė daugiausia dėmesio skiria Pilimo temperatūra, Pelėsio pašildymas, ir vartų dizainas Norėdami užtikrinti visišką užpildymą ir vienodą kietėjimą.
  Lėtesni aušinimo normos leidžia kryptinis grūdų augimas, tobulinant mechaninį vientisumą.

9. Aliuminio komponentų taikymas: Mirti liejimas vs. Gravitacijos liejimas

Mirti liejimo programos

„Die Casting“ yra idealus komponentams, kuriems reikia Aukštas tikslumas, Sudėtinga geometrija, ir lygaus paviršiaus apdaila.

Jos aukšto slėgio injekcija leidžia Plonos sienos, griežtos tolerancijos, ir sudėtingos savybės, todėl tai tinka:

Automobilių pramonė

• Variklio komponentai: Vožtuvo dangteliai, Įsiurbimo kolektoriai, skliaustai
• Transmisijos korpusai: lengvas, aukšto stiprumo, ir matmenis tikslus
• Elektrinės transporto priemonės dalys: akumuliatorių ir variklių korpusai

Elektronika ir vartojimo produktai

• Išmanusis telefonas ir nešiojamieji kompiuteriai
• Kameros kūnai
• Šilumos kriauklės elektroniniams prietaisams

Pramoniniai ir hidrauliniai komponentai

• Vožtuvo kūnai, siurblių korpusai, Hidrauliniai kolektoriai
• Pneumatinės ir skysčių valdymo sistemos

Gravitacijos liejimo programos

Gravitacijos liejimas geriau tinka didelis, Storos sienos, ir struktūriškai reikalaujantys komponentai.

Tai lėta, Užpildymas be slėgio gamina žemas poringumas, tankios mikrostruktūros, ir patikimas mechaninis našumas, Idealiai tinka:

Automobilių ir sunkiosios mašinos

• Variklio blokai ir cilindro galvutės
• Sunkvežimių ir statybinių transporto priemonių perdavimo korpusai
• Siurblių korpusai ir pavarų dėžės dėklai

Aviacijos ir kosmoso ir jūrinės programos

• Orlaivio konstrukciniai komponentai
• Jūrų sraigto centrai ir korpusai

Energijos ir pramoninė įranga

• Hidrauliniai ir pneumatiniai cilindrų korpusai
• Pramoninių mašinų rėmai ir konstrukcinės atramos

10. Atrankos matrica: Mirti liejimas vs. Gravitacijos liejimas

11. Išvada

„Die Casting vs“ gravitacijos liejimas yra papildomi procesai, kiekvienas tobulinamas konkrečiais scenarijais.

„Die Casting“ dominuoja didelės apimties, Sudėtingos programos, kai kritinės yra griežtos nuokrypiai ir mažos vienos dalies išlaidos, Nepaisant didesnio poringumo.

Gravitacijos liejimas yra pranašesnis nuo mažo iki vidutinio tūrio, Storų sienelių komponentai, ir programos, reikalaujančios spaudimo premijos, suvirinamumas, arba šilumos apdorojimas.

Suderindami proceso galimybes su dalių reikalavimais - tūrio, Sudėtingumas, mechaniniai poreikiai, ir biudžetas - gamintojai gali optimizuoti našumą ir kainą.

DUK

Koks yra pagrindinis skirtumas tarp štampų ir gravitacijos liejimo?

„Die Casting“ naudoja aukšto slėgio įpurškimą, kad užpildytų plieninę formą, gaminti tikslų, Plonos sienos, Sudėtingos dalys.

Gravitacijos liejimas priklauso nuo natūralaus išlydyto aliuminio srauto į formą, gamindamas storesnį, didesnis, ir struktūriškai tvirti komponentai su mažesnėmis įrankių kainomis.

Ar gali būti štampuojami aliuminio komponentai?

Taip, Aliuminis štampas gali atlikti T5 arba T6 terminį apdorojimą, kad pagerintų stiprumą.

Gravitaciniai komponentai paprastai geriau reaguoja į terminį apdorojimą dėl mažesnio poringumo ir šiurkštesnės mikrostruktūros.

Kuris procesas leidžia sudėtingesnėms geometrijoms?

„Die Casting“ išsiskiria sudėtingomis geometrijomis, įskaitant plonas sienas, Puikūs šonkauliai, ir sudėtingas pobūdis. Gravitacijos liejimas geriau tinka vidutiniškai sudėtingam, Storos sienos konstrukcinės dalys.

Kuris procesas yra labiau tinkamas suvirinimui?

Aliuminis gravitacija yra tinkamesnis suvirinimui dėl jo mažesnio poringumo ir didesnio lankstumo.

Mirštos dalys, ypač tie, kuriems yra didelis silicio kiekis, yra labiau linkę įtrūkimą ir reikalauja kruopščių suvirinimo procedūrų.

Ar abu procesai gali būti naudojami dideliems aliuminio komponentams?

Gravitacijos liejimas tvarko didelius komponentus (iki 100 kg ar daugiau) veiksmingai.

„Die Casting“ paprastai apsiriboja mažesniais komponentais (paprastai 10 kg) Dėl mašinos ir štampo apribojimų.