Die liešana pret gravitācijas liešanu: Alumīnija liešanas komponenti

Alumīnija liešanas tehnoloģija piedāvā vairākus ražošanas ceļus, ar die liešanu un gravitācijas liešanu, kas pārstāv divas no visplašāk pieņemtajām metodēm.

Abi procesi pārveido izkausēto alumīniju precīzi, funkcionālās formas, bet spiediena pielietojums ievērojami atšķiras, pelējuma dizains, metalurģijas rezultāti, ražošanas ātrums, un ekonomiskā piemērotība.
Die liešana parasti izceļas ar plānu sienu ražošanu, apjoms, un sarežģīti detalizētas sastāvdaļas ar lielisku virsmas apdari un izmēru konsistenci.

Smaguma liešana - neatkarīgi no tā, vai pastāvīga pelējuma vai smilšu liešana - parasti ražo daļas ar zemāku porainību, labākas termiski apstrādājamas mikrostruktūras, un uzlabota mehāniskā veiktspēja strukturāliem vai spiedieniem saturošiem lietojumiem.

1. Kas ir alumīnija komponentu liešana

Mirkšana ir augstspiediena ražošanas process, kurā izkausēts alumīnijs-parasti uzkarsēts 650–700 ° C— Ir ievadīts atkārtoti lietojamā tērauda veidnē (nomirt) zem intensīva spiediena, parasti 10–175 MPa (1,500–25 000 psi).
Lietotais spiediens piespiež izkausēto metālu sarežģītās pelējuma dobumos, nodrošinājums ātrs pildījums iekšā 0.01–0,5 sekundes un ļoti precīza smalku detaļu atkārtošana.

Kad metāls sacietē - parasti 5–60 sekundes, Atkarībā no sienas biezuma - atveras die, un daļa tiek izmesta.
Šī ātrās pildījuma un kontrolētās dzesēšanas kombinācija ļauj ražot komponentus ar stingrām pielaides, plānas sienas, un lieliska virsmas apdare.

Procesa varianti:

• Karsto kameru die liešana -Izmanto iegremdētu sprauslu, lai ievadītu zemas krāsas sakausējumus (piemēram, cinks vai magnijs). Reti pielieto alumīnijam, jo alumīnija augstais kausēšanas punkts var sabojāt iesmidzināšanas sistēmu.
• Aukstā kamera die liešana - alumīnija standarts. Izkausēts metāls ir saliekts atsevišķā, Pirms piespiešanas zem spiediena, pirms tam, kad esat piespiests zem spiediena.
  Tas aizsargā mašīnas komponentus no termiskās sadalīšanās, vienlaikus ļaujot precīzi kontrolēt šāviena tilpumu un spiedienu.

Parastie sakausējumi:

Die liešanā parasti tiek izmantoti alumīnija sakausējumi, kas izstrādāti augstai plūstamībai, Minimāla saraušanās, un labas mehāniskās īpašības. Populāras izvēles ietver:

• A380 -visplašāk izmantotais alumīnija liešanas sakausējums, Piedāvājot izcilu spēka kombināciju, izturība pret koroziju, un dimensiju stabilitāte.
• A383 - Līdzīgi kā A380, bet ar uzlabotu izturību pret koroziju un labāku plūsmu sarežģītām formām.
• ADC12 - japāņu ekvivalents A383, ar labām mehāniskām īpašībām un labāku apstrādājamību.
• ALSI9CU3 - izplatīts Eiropas lietojumprogrammās; laba nodiluma izturība un augsta siltumvadītspēja.

2. Kas ir gravitācijas liešana alumīnija komponentiem

Gravitācijas liešana ir metāla liešanas process, kurā izkusušo alumīniju ielej pastāvīgā pelējuma vai smilšu veidnē Zem smaguma spēka vien, Bez ārēja spiediena.

Parasti pelējumu uzkarsē 150–250 ° C Lai nodrošinātu pareizu metāla plūsmu un samazinātu termisko triecienu.

Pildīšanas laiki ir lēnāki nekā die liešanā - bieži vien 2–20 sekundes- Izkausēta metāla atalgošana, lai dabiski padotos dobumā un sacietētu zem atmosfēras spiediena.

Lēnāks dzesēšanas ātrums, Salīdzinot ar augsta spiediena metodēm, parasti ražo a blīvāka graudu struktūra ar mazāk ieslodzīto gāzes porām, kas uzlabo mehāniskās īpašības un termiski apstrādājamību.

Procesa varianti:

• Pastāvīga pelējuma gravitācijas liešana - Izmanto atkārtoti lietojamu tērauda vai dzelzs veidni; Piemērots vidējam vai lielam ražošanas apjomam ar konsekventiem izmēriem un virsmas apdari.
• Smilšu gravitācijas liešana - Izmanto lielākiem patērētam smilšu veidnes, komplekss, vai maza apjoma detaļas; Piedāvā dizaina elastību, bet precizitāte prasa sekundāru apstrādi.
• Nolieciet ielejas gravitācijas liešanu - pelējums ir noliekts liešanas laikā, lai kontrolētu metāla plūsmu un samazinātu turbulenci, oksidācijas un gāzes ieslodzījuma samazināšana līdz minimumam.

Parastie sakausējumi:

Gravitācijas liešanā bieži tiek izmantoti alumīnija sakausējumi, kas optimizēti izturība, elastība, un izturība pret koroziju, daudzi no tiem ir termiski apstrādājami:

• Alsi7mg (A356) - lieliska izturība pret koroziju, augsta elastība, un ideāli piemērots T6 termiskai apstrādei; plaši izmanto kosmosa un automobiļu komponentos.
• Alsi9mg - Laba plūstamība un mehāniskās īpašības; Piemērots vidējas izturības strukturālām lietojumiem.
• ALSI12 - Augsts silīcija saturs lieliskai nodiluma pretestībai un plūstamībai; parasti izmanto sarežģītām ģeometrijām.
• Alcu4timg (206) -augstas izturības, Siltumizolācijas sakausējums aviācijas un militāro daļu pieprasīšanai.

3. Metalurģiskās īpašības: Die casting vs. Gravitācijas liešana

Porainība un blīvums

• Liešana - Augsts injekcijas spiediens var izjust gāzes (gaisa, ūdeņradis), Izveidot izkliedētu porainības līmeni parasti 3–8% pēc tilpuma, bieži koncentrējas tuvu biezām sekcijām vai virsmas slāņiem.
  Kaut arī daudziem strukturāliem lietojumiem pieņemams, Šī porainība var kompromitēt noplūdes necaurlaidību hidrauliskās vai pneimatiskās sistēmās.
• Gravitācijas liešana - lēns, Pildījums bez spiediena ievērojami samazina gāzes ieslodzījumu, panākot porainības līmeni <2% pēc tilpuma.
  Kontrolēta sacietēšana veicina virziena graudu augšanu un lielāku kopējo blīvumu, padarot šīs detaļas labi piemērotas spiediena aizturēšanas lietojumprogrammas piemēram, cilindru galvas, motora bloki, un degvielas korpusi.

Mehāniskā izturība

• Liešana -Ātra dzesēšana rada smalkgraudainu mikrostruktūru, piegādājot augstas kā izturīgas stiepes stiprības 200–300 MPa.
  Tomēr, raksturīgā porainība ierobežo elastību (pagarinājums 2–8%) un trieciena pretestība, Padarot detaļas vairāk pakļauties noguruma plaisāšanai dinamiskās slodzēs.
• Gravitācijas liešana -AS-liešanas stiepes izturība parasti ir zemāka (180–250 MPa), bet siltuma procedūras, piemēram, T6 var paaugstināt stiepes izturību līdz ~ 240 MPa un pagarinājums 10–12%, pārspēj die-cast sakausējumus kopumā izturība un izturība pret nogurumu.

Metināmība un apstrādājamība

• Liešana - Parastiem sakausējumiem, piemēram, A380, ir augsts silīcija saturs, kas, apvienojumā ar porainību, samazina metināšanas uzticamību gāzes izplešanās dēļ apkures laikā.
  Mašīnīgums ir lieliska, ar instrumentu nodiluma ātrumu 10–15% zemāks nekā gravitācijas sastāvdaļās soda naudas dēļ, Vienota mikrostruktūra.
• Gravitācijas liešana - Zema porainība un piemērota sakausējuma izvēle ļauj spēcīgi, Uzticamas metināšanas - bieži vien saglabāšana 80–90% parasta metāla stiprības.
  Mašīnīgums ir labs, taču nepieciešami asāki griešanas rīki un optimizētas plūsmas, lai pārvaldītu rupjākas graudu struktūras.

4. Ģeometriskā spēja & Projektēšanas noteikumi

Daļēji sarežģītība

• Liešana - spējīgs ražot Ļoti sarežģīta ģeometrija ar tik zemu sienas biezumu 0.5–6 mm, iekļaujot tādas smalkas funkcijas kā 0.5 mm ribas vai 1 mm caurumi, kā arī sarežģītas apakšējās daļas.
  Augsts spiediens uz injekciju nodrošina pilnīgu plānu un detalizētu sekciju piepildīšanu, padarot to par vēlamo izvēli Precīzas sastāvdaļas piemēram, vārstu ķermeņi ar iekšējiem fragmentiem, elektroniskie apvalki, un sarežģītas iekavas.
• Gravitācijas liešana - ierobežots ar lēnāku, Metāla plūsma bez spiediena, padarot to izaicinoši, lai piepildītu plānu (<3 mm) vai ļoti sarežģītas sadaļas.
  Vislabāk piemērots mērena sarežģītība un biezs daļa (3–50 mm), piemēram, sūkņa apvalki, pārnesumkārbas korpusi, vai motora kronšteini.

Lieluma spēja

• Liešana - ierobežots ar preses ietilpību; Optimāls komponentiem, kas sver 5 G - 10 kg.
  Ražo ļoti lielas detaļas (Piem., 50 KG automobiļu apakšrāmji) kļūst ekonomiski un tehniski izaicinošs instrumentu masas un injekcijas spēka prasību dēļ.
• Gravitācijas liešana -labi piemērots liels, Smagās sastāvdaļas līdz 100 kg vai vairāk.
  Parasti izmanto rūpniecisko mašīnu apvalkiem, Jūras dzenskrūves mezgli, un lielas konstrukcijas lējumi, kur lielums pārsniedz smalkās detaļas prasības.

5. Izmēra precizitāte & Virsmas apdare

Izmēru pielaides

• Liešana - sasniedz augstākā dimensijas precizitāte Pateicoties stingriem tērauda nomirst, stabili termiskie apstākļi, un kontrolēta sacietēšana.
  Tipiskas pielaides ir ± 0,02–0,1 mm uz 100 mm, pat sarežģītām ģeometrijām.
  Šis precizitātes līmenis ļauj daudzām funkcijām (pavedieni, blīvēšanas rievas, priekšnieku atrašana) jāizgatavo tīkla forma, pēcapstrādes samazināšana vai novēršana.
• Gravitācijas liešana - eksponāti brīvākas pielaides no ± 0,1–0,5 mm uz 100 mm, galvenokārt smilšu vai pastāvīgas pelējuma izplešanās/kontrakcijas dēļ apkures un dzesēšanas laikā.
  Izmēra variācija palielinās līdz ar lielāku, biezākas sekcijas. Funkcionālām virsmām bieži nepieciešama apstrāde, lai izpildītu montāžas un blīvēšanas prasības.

Virsmas apdare

• Liešana - ražo izlīdzināt, augstas kvalitātes virsmas ar tipiskām nelīdzenuma vērtībām RA 1,6-3,2 μm tieši no veidnes.
  Smalkas faktūras, logotipi, un dekoratīvās detaļas var integrēt mirstē, padarot to ideālu redzamām vai kosmētiskām detaļām bez papildu apdares.
• Gravitācijas liešana - Virsmas apdare ir ļoti atkarīga no pelējuma tipa:

• • Smilšu pelējums: RA 6,3-12,5 μm (Nepieciešama kosmētisko virsmu apstrāde vai šāvienu sprādziens).
  • Pastāvīga pelējuma: RA 3.2-6,3 μm (labāks, bet joprojām nav tik gluds kā die liešana).
    Virsmas porainība parasti ir zemāka nekā liešanā, kas var uzlabot krāsu pārklājumu un anodēšanu.

6. Spiediena stiprums & Termiskā apstrāde

Spiediena stiprums

• Liešana -gāzes ieslodzījuma dēļ ātrgaitas injekcijas laikā, As-cast die-cast alumīnija daļas bieži satur mikrozainība (3–8% pēc tilpuma), kas var kompromitēt spiediena integritāti.
  Standarta sastāvdaļas var izturēt līdz 20–35 bāriem Bez noplūdes, Bet augstākam spiedienam (Piem., hidrauliskie kolektori >100 stieple), piesātināšana Ar sveķiem bieži ir nepieciešami.
  Pilnīga porainības novēršana ir izaicinoša, nezaudējot cikla laiku vai nepalielinot lūžņu likmes.
• Gravitācijas liešana - lēns, Laminārā pildījuma process ievērojami samazina gāzes ieslodzījumu, rezultātā Porainība zemāk 2%.
  Tas padara gravitācijas veidoto komponentus pēc būtības, ar daudziem dizainparaugiem izturīgs >150 stieple kā izturētam stāvoklī.
  Šī īpašība ir kritiska motora blokiem, cilindru galvas, un degvielas sistēmas komponenti.

Termiskās apstrādes iespējas

• Liešana -Augstā silīcija die-casting sakausējumi (Piem., A380, ADC12) parasti nevar pilnībā apstrādāt līdz t6 Sakarā ar pūslīšu risku no ieslodzītajām gāzēm.
  Daži zemas porainības mirstie lējumi (Izmantojot vakuumu, kas saistīti ar vakuumu vai izspiež liešanu) var ārstēt līdz T5 mēreniem īpašuma uzlabojumiem, Bet izturības pieaugums ir ierobežots (~ 10–15% pieaugums).
• Gravitācijas liešana - saderīgs ar pilnu T6 termiskā apstrāde, kas ietver risinājumu ārstēšanu, rūdīšana, un mākslīgā novecošanās.
  Piemēram, A356-T6 Smaguma lējumi var sasniegt 240–280 MPa stiepes izturība un 10–12% pagarinājums, Padarot tos piemērotus augstas stresa strukturālas lietojumprogrammas.

7. Instrumentus: Maksāt, Dzīves ilgums, un elastība

Instrumentu izmaksas un sarežģītība

• Die liešana mirst: Nepieciešami lieli sākotnējie ieguldījumi, parasti $50,000- 500 000 USD+ pēc, Atkarībā no lieluma un sarežģītības.
  Mirst arī precīzi, no rūdīts instrumentu tērauds (Piem., H13) un iekļaut Dzesēšanas kanāli, izgrimšanas tapas, un sarežģītas dobuma īpašības.
  Šīs augstās izmaksas galvenokārt ir pamatotas liela apjoma ražošana Straujā cikla laika un minimālu pēcapstrādes prasību dēļ.
• Gravitācijas liešanas veidnes: Ievērojami lētāks, parasti $10,000- 100 000 USD, jo tiem nav nepieciešama augsta spiediena pretestība vai integrētas dzesēšanas sistēmas.
  Veidnes parasti izgatavo no čuguna vai maiga tērauda, kurus ir vieglāk izgatavot un modificēt. Tas padara gravitācijas liešanu ekonomiski dzīvotspējīgu zems- uz vidēja apjoma ražošanu.

Dzīves ilgums un uzturēšana

• Die liešana mirst: Ārkārtīgi izturīgs, ar 100,000–1 000 000 ciklu sasniedzams alumīnija daļām.
  Tomēr, Lai saglabātu izmēru precizitāti regulāra pulēšana, izgrimšanas tapu nomaiņa, un dzesēšanas kanālu remonts. Liels plānu vai sarežģītu sekciju nodilums var palielināt uzturēšanas biežumu.
• Gravitācijas liešanas veidnes: Īsāks dzīves ilgums, parasti 50,000–300 000 ciklu, dēļ termiskais nogurums no atkārtotas apkures un dzesēšanas.
  Viņi ir, lai arī, Vieglāk salabot - izlaižamas vietas bieži var būt Metināts vai atkārtots mašīnis- lielāka elastība dizaina izmaiņām vai iterācijām.

Veiktspējas laiks instrumentiem

• Die liešana mirst: Ilgi sagatavošanās laiki 8–16 nedēļas Precīzas apstrādes un sarežģītu projektēšanas prasību dēļ, padarot die liešanu mazāk piemērotu Ātra prototipēšana vai neliela ražošanas darbība.
• Gravitācijas liešanas veidnes: Ātrāk ražot, parasti 4–8 nedēļas, kas ļauj ātrāks laiks pret zemu- uz vidēja apjoma komponentiem un atvieglo dizaina pielāgojumus pirms pilna mēroga ražošanas.

8. Kvalitātes riski & Kontrole

Porainība un saraušanās defekti

• Liešana: Augsts spiediens uz injekciju var notvert gāzes un radīt porainība, īpaši tuvu plānām sienām vai stūriem.
  Porainības līmeņi parasti svārstās no 3–8% pēc tilpuma, ietekmējošs spiediena stiprums un noguruma pretestība. Saraušanās dobumi var notikt arī biezās daļās, ja dzesēšana ir nevienmērīga.
• Gravitācijas liešana: Palēnināt, Pildījums bez spiediena samazina gāzes ieslodzījumu, rezultātā zemāka porainība (<2%).
  Tomēr, saraušanās defekti var parādīties biezās daļās dabiskas sacietēšanas dēļ, pieprasot stāvvadus un padevēju kompensācijai.

Virsmas defekti

• Liešana: Kopīgi jautājumi ietver aukstums, plūsmas līnijas, un mirst lodēšana, Parasti to izraisa nepareiza mirstības temperatūra, injekcijas ātrums, vai metāla temperatūra.
  Šie defekti ietekmē virsmas apdare un izmēru precizitāte.
• Gravitācijas liešana: Tipiski defekti ir nepareizi, ieslēgumi, un virsmas raupjums nepilnīgas pelējuma pildīšanas vai sliktas metāla tīrības dēļ.
  Tos bieži var labot apstrāde vai pulēšana, Bet kritiskām virsmām var būt nepieciešama sekundāra apdare.

Nesagraujoša pārbaude (Ndt) un kontroles

• Liešana: Uzlabotas NDT metodes, piemēram Rentgena pārbaude, ultraskaņas pārbaude, un krāsvielu iespiešanās pārbaude, tiek izmantoti, lai noteiktu iekšējo porainību un virsmas plaisas.
  Procesa vadības ierīces ietver Die temperatūras uzraudzība, metāla degviela, un šāviena spiediena optimizācija.
• Gravitācijas liešana: NDT metodes, piemēram, radiogrāfija, ultraskaņas pārbaude, un spiediena pārbaude Nodrošināt strukturālo integritāti.
  Izmantot drebuļi, stāvvieta, un kontrolēta sacietēšana palīdz samazināt saraušanos un iekšējos defektus.

Procesa kontroles

• Liešana: Galvenie parametri ietver metāla temperatūra (650–700 ° C), injekcijas ātrums, Turot spiedienu, un mirst pret sildīšanu.
  Automatizēti sensori un atgriezeniskās saites sistēmas palīdz uzturēt konsekvenci lielos ražošanas braucienos.
• Gravitācijas liešana: Kontrole koncentrējas uz Temperatūras liešanas, pelējums iepriekš uzkarsē, un vārtu dizains Lai nodrošinātu pilnīgu aizpildīšanu un vienmērīgu sacietēšanu.
  Lēnākas dzesēšanas likmes ļauj Virziena graudu augšana, Mehāniskās integritātes uzlabošana.

9. Alumīnija komponentu pielietojums: Die casting vs. Gravitācijas liešana

Die liešanas lietojumprogrammas

Die liešana ir ideāli piemērota komponentiem, kuriem nepieciešama augsta precizitāte, sarežģīta ģeometrija, un gludas virsmas apdares.

Tā augstspiediena injekcija ļauj plānas sienas, stingras pielaides, un sarežģītas pazīmes, padarot to piemērotu:

Automobiļu rūpniecība

• Motora sastāvdaļas: vārsts aptver, ieplūdes kolektori, iekavas
• Transmisijas korpusi: viegls svars, lielas izturības, un dimensionāli precīzs
• Elektrisko transportlīdzekļu detaļas: akumulatoru korpusi un autoseņi

Elektronika un patēriņa produkti

• Viedtālruņu un klēpjdatoru korpusi
• Kameru korpusi
• Siltuma izlietnes elektroniskām ierīcēm

Rūpnieciskās un hidrauliskās sastāvdaļas

• Vārstu ķermeņi, sūkņu apvalki, hidrauliskās kolektori
• Pneimatiskās un šķidruma vadības sistēmas

Smaguma liešanas lietojumi

Gravitācijas liešana ir labāk piemērota liels, biezs, un strukturāli prasīgas sastāvdaļas.

Tas ir lēns, Pildījums bez spiediena rada zema porainība, blīvas mikrostruktūras, un uzticama mehāniskā veiktspēja, Ideāls:

Automobiļu un smago mašīnu

• Motora bloki un cilindru galvas
• Kravas automašīnu un celtniecības transportlīdzekļu transmisijas apvalki
• Sūkņu korpusi un pārnesumkārbas korpusi

Aviācijas un jūras pielietojums

• Gaisa kuģu konstrukcijas komponenti
• Jūras dzenskrūves mezgli un apvalki

Enerģija un rūpniecības aprīkojums

• Hidrauliskie un pneimatiskie cilindru korpusi
• Rūpniecisko mašīnu rāmji un strukturālie balsti

10. Atlases matrica: Die casting vs. Gravitācijas liešana

11. Secinājums

Die liešanas vs gravitācijas liešana ir papildinoši procesi, katrs izcils īpašos scenārijos.

Die liešana dominē lielā apjomā, Sarežģītas lietojumprogrammas, kurās ir kritiskas, stingras pielaides un zemas izmaksas uz vienu daļu, Neskatoties uz augstāku porainību.

Gravitācijas liešana ir pārāka par zemu līdz vidējiem apjomiem, biezu sienu komponenti, un lietojumprogrammas, kas prasa spiediena necaurlaidību, metināmība, vai termiski apstrādājamība.

Izlīdzinot procesa iespējas ar detaļas prasībām - tilpums, sarežģītība, Mehāniskās vajadzības, un budžets - ražotāji var optimizēt veiktspēju un izmaksas.

FAQ

Kāda ir galvenā atšķirība starp die liešanu pret gravitācijas liešanu?

Die casting izmanto augsta spiediena iesmidzināšanu, lai piepildītu tērauda veidni, Precīzs, plānas sienas, sarežģītas daļas.

Smaguma liešana paļaujas uz dabisko izkausētā alumīnija plūsmu veidnē, Ražo biezāku, lielāks, un strukturāli izturīgas sastāvdaļas ar zemākām instrumentu izmaksām.

Vai var apstrādāt ar termiski apstrādātiem alumīnija komponentiem?

Jā, Lai uzlabotu izturību.

Smaguma lopbarības komponenti parasti labāk reaģē uz siltuma apstrādi zemākas porainības un rupjākas mikrostruktūras dēļ.

Kurš process ļauj iegūt sarežģītākas ģeometrijas?

Die liešana izceļas ar sarežģītām ģeometrijām, ieskaitot plānas sienas, smalkas ribas, un sarežģītas apakšējās daļas. Gravitācijas liešana ir labāk piemērota mēreni sarežģītai, biezas sienas strukturālās daļas.

Kurš process ir piemērotāks metināšanai?

Gravitācijas-cast alumīnijs ir piemērotāks metināšanai.

Detaļas, it īpaši tie, kuriem ir augsts silīcija saturs, ir vairāk pakļauti plaisāšanai un prasīt rūpīgas metināšanas procedūras.

Vai abus procesus var izmantot lieliem alumīnija komponentiem?

Gravitācijas liešana apstrādā lielas sastāvdaļas (līdz 100 kg vai vairāk) efektīvi.

Die liešana parasti ir ierobežota ar mazākām sastāvdaļām (parasti zem 10 kg) Mašīnas un mirstības ierobežojumu dēļ.