1. Увођење
Првобитно развијено у 1960-има, Улишење мале притиска Одлив је одговорио на питања порозности и инклузије које су мучиле алуминијумске компоненте гравитације.
Рани усвојитељи - на пример, Европски аутоматис - открили су да се пријављују само 0,1-0,5 бара инертног притиска гаса у топљење произведено
чворишта на точковима и кућишта мотора са до 30 % већа затезна чврстоћа и 50 % Мање унутрашњих оштећења.
Од тада, Ливење мале под притиском је стекао вучу у ваздухопловству, ХВАЦ, и сектори е-мобилности, где су материјални учинак и лагани дизајн најважнији.
Како произвођачи теже да смање стругање, Побољшајте приносе циклуса, и испуните чвршће толеранције, ЛПДЦ се истиче мешањем пуњења ниског турбуленције прецизном термичком контролом.
Сходно томе, Данашњи ЛПДЦ системи рутински постижу <1 % порозност по запремини, дебљине зида до 1.5 мм, и димензионалне толеранције унутар ± 0,1 мм-Покретање метрике које изазивају и гравитацију и методе високог притиска.
2. Шта је ливење умирања ниског притиска?
У срцу, ниски притисак ливење Користи запечаћену пећ и керамичку или графитну преносну цев за померање растаљених метала према горе умрлих.
За разлику од кастинга високог притиска - где клип забиљежи метал у калуп на стотинама бар-ниског притиска ливења који је умрели скромно, прецизно контролисани притисак гаса (обично 0,1-0,8 бара).
Ова нежна попуњавања минимизира турбуленција, Смањује уношење оксида, и подстиче усмерено очвршћивање одоздо према горе.
Као резултат, ЛПДЦ делови рутински показују мање од 1% порозност по запремини, у поређењу са 3-5% у гравитационим одливама и променљивом порозности у деловима високог притиска.
3. Темељни принципи ливења мале притиска
Основни принцип који стоји иза ниског притиска умивао је у свом механизму контролисаног пуњења. Растопљени метал се држи у запечаћеној пећи испод умирања.
Увођењем инертног гаса (обично аргон или азот) у комору пећи, незнатна прецена присиљава метал кроз керамичку цев и у шупљину умре.
Ова метода осигурава да метал испуњава калуп одоздо према горе, Смањење формирања оксида и минимизирање порозности.
Једном попуњено, Притисак се одржава све док се ливење потпуно не учвршћује, који повећава храњење и смањује недостатке скупљања.
У поређењу са гравитационим ливењем, где метал слободно тече само под утицајем гравитације, Ливење мале под притиском омогућава бољу контролу над процесом пуњења.
У поређењу са ливењем умирања високог притиска (ХПДЦ), ЛПДЦ делује на знатно нижим притисцима, резултирајући смањеним премештеним хабањем и побољшаним интегритетом дела.
4. Површински ток поступака за ливење ниског притиска
Дие калинг мале притиска (ЛПДЦ) ток рада се одвија у чврсто контролисаној секвенци, Осигуравање сваког ливења испуњава захтевне стандарде за порозност, тачност димензија, и површински завршетак.
Испод је корак по корак слом типичног циклуса ливења малих притиска:
Припрема и кондиционирање топљења
Прво, Инжењери наплаћују индукцијску пећ са пре-легираним инготима који су уобичајено ал-СИ или ал-мг разреде - и загрејати их на циљну температуру (Обично 700-750 ° Ц).
Прецизна контрола температуре (± 2 ° Ц) Спречава хладне снимке и прекомерне урођевине гаса.
Током ове фазе, Аутоматизовани системи за прочишћавање гаса или ротационих дегасирања смањују ниво водоника испод 0.1 ппм, Док флук или механички скимери уклањају дроз са површине топљења.
Заптивање цеви за ратар
Једном када легура постигне хомогеност, Оператор смањује керамичку или графитну цев за уста у топљење све до његове основне седишта против усне пећи.
Истовремено, Керамички клип се спушта да притисне на врх цеви, Стварање херметичког печата.
Овај аранжман изолира растопљење од амбијенталног ваздуха, Спречавање поновне оксидације и омогућавање прецизног притиска гаса.
Контролисана фаза пуњења
Са заптивањем на месту, ПЛЦ(Програмибилни логички регулатор)-Вођени регулатор притиска Рампа инертна гас (азот или аргон) у запечаћену пећ.
Преко 1-2 секунде, Притисак се пење на задану тачку на пуњење (обично 0,3-0,5 бара), Њежно присиљавање течно метала према успону у шупљину умре.
Ова надокнада на дну минимизира турбуленција и усани у оксиду. Времена попуњавања распона 1 до 5 секунди, Зависно од диоског обима и дизајна врата.
Држите и усмерени учвршћивање
Одмах након пуњења, Систем смањује притисак на ниво "натопине" (0.1-0.3 бар) и држи 20-40 секунди.
Током овог интервала, Канали са воденим хлађењем у диењу одржавају температуре калупа од 200-300 ° Ц, Промовисање смерног очвршћивања.
Док се зидови умировања прво очврсне, Преостали течни метал наставља да се храни од успона, Елиминисање шаркираних шупљина и обезбеђивање унутрашњег интегритета.
Отварање и избацивање
Једном када ливење достигне довољно крушке, ПЛЦ(Програмибилни логички регулатор) Окиничари дие раздвајање.
Испуштање хидрауличних или механичких стезаљка, и игле за избацивање гурају чврсту улогу ван језгре.
Времена циклуса - укључујући повлачење клизача и затварање - обично се садрже 30-90 секунди. Аутоматизовани системи за вађење делова или роботи затим преносе ливење у резаницу.
Третман пост-бацања
Коначно, Одливци подвргнути било којем потребном уређењу, пескање, или термичко лечење.
У овој фази, капије и остаци за успоне се уклањају, а делови могу примати површинске завршне обраде - као што су пуњење, обрада, или премаз - да испуни коначне димензионалне и спецификације перформанси.
5. Уобичајени легуре ливења мале под притиском
Ливење мале под притиском смештају разне обојене легуре, сваки је изабран за јединствену комбинацију флуидности, снага, отпорност на корозију, и термичке перформансе.
Табела обичних материјала за ливење ниског притиска
| Типлукциони тип | Номинална композиција | Кључне карактеристике | Типична својства | Типичне апликације |
|---|---|---|---|---|
| А356 | Ал-7Си-0.3Мг | Добра капитаљивост, снага, отпорност на корозију | Утс: 250 МПА, Издужење: 6% | Аутомотиве, ваздухопловство |
| А357 | Ал-7Си-0.5Мг | Већа снага, користи се у структурним деловима | Утс: 310 МПА, Издужење: 4% | Шасија, Структурни делови |
| 319 | АЛ-6СИ-3.5ЦУ | Отпоран на топлоту, јак, користи се у блоковима мотора | Утс: 230 МПА, Добра отпорност на топлоту | Блокови мотора |
| А319 | АЛ-6СИ-3ЦУ | Побољшана дуктилност и отпорност на хабање | Утс: 200 МПА, Побољшана дуктилност | Кућишта преноса |
| 443 | Ал-6Си-0.5Мг | Одлична капитаљивост, добро за танке зидове | Умерена снага, добар ливење танког зида | Танке зидне компоненте |
А380 |
АЛ-8СИ-3.5Ц | Легура опште намене, Добра димензионална стабилност | Утс: 320 МПА, Бринелл: 80 | Опште кућишта |
| А413 | Ал-12Си | Висока топлотна проводљивост, прецизан ливење | Фина површина, добра флуидност | Осветљење кућишта |
| Силафонт-36 | АЛ-10СИ-МГ | Висока дуктилност и отпорност на ударце | Издужење: 10%, Снага високог удара | Структуре отпорне на судар |
| И АЦ-44300 | АЛ-6.5СИ-0.3Мг | Висока отпорност на корозију | Одлична заштита од корозије | Хидрауличне компоненте |
| И АЦ-42100 | АЛ-8СИ-3Ц | Свестран, Добар механички баланс | Избалансирана снага и израда | Декоративни делови |
| АЗ91 | Мг-9ал-1зн | Уобичајено легуре мг, висока чврстоћа на тежини | Утс: 270 МПА, лаган | Структурни делови |
| АМ60 | Мг-6ал-0.3Мн | Висока дуктилност, Идеално за компоненте склоне утицајима | Издужење: 10%, Отпорност на високи утицај | Аутомобилска седишта, кућишта |
| АС41 | МГ-4АЛ-1СИ | Термички стабилан, Добро за делове мењача и преноса | Стабилан под термичким оптерећењима | Кућишта за мењаче |
АЕ4 |
Мг-4ал-2ре | Отпоран на пузање, Побољшани за апликације са високим температурама | Отпоран на деформацију на високим темповима | Повертраин Системс |
| 206 | Ал-4.5цу-0.25Мг | Отпор велике чврстоће и умора | Утс: 450 МПА, отпоран на умор | Аероспаце структуре |
| ЗА-27 | Ал-Зн-2.7Цу | Висока отпорност на хабање, Погодно за делове за тешке оптерећење | Високи капацитет, Бринелл: 100 | Зупчаници, лежајеви |
| 354 | Ал-7Си-1Ц | Топлотни, робусна својства ливења | Затезна чврстоћа: 310 МПА | Одбрана, ваздухопловство |
| 356-Т6 | Ал-7Си-0.3Мг (Т6) | Топлоте за боља механичка својства | Затезна чврстоћа: 310 МПА, Тврдоћа: 80 Хб | Ваздухопловство, одбрана |
| Алси14мгцу | Ал-14Си-1.2МГ-1Ц | Ниска топлотна експанзија, Одлична отпорност на хабање | Отпоран на хабање, Минимална експанзија | Компресори, Блокови мотора |
6. Предности и ограничења ливења мале притиска
Дие ливење мале притиска (обично се користи за алуминијум и легуре магнезијума) нуди равнотежу квалитета, контрола, и економичност.
Предности ливења мале притиска
Побољшани металуршки квалитет
- Поступак управљаног пуњења минимизира турбуленција, Смањење заробљености ваздуха и формирање оксида.
- Резултати у нижа порозност и Појачана механичка својства, као што је повећана снага и дуктилност.
Димензионална тачност и поновљивост
- Процес омогућава Тешке димензијске толеранције, Погодно за компоненте које захтевају прецизност, као што су блокови мотора и кућишта преноса.
- Поновна контрола циклуса омогућава доследан излаз преко серија.
Одлична површинска завршна обрада
- Смањена турбуленције и једнолично учвршћивање доприносе глатке површине, Минимизирање захтева након обраде попут обраде или брушења.
Способност танког зида
- Спор, стабилан попуњавање растопљеног метала под притиском подржава ливење сложене, Танки зидни геометрије са мање оштећења у поређењу са гравитационим ливењем.
Појачани принос
- За разлику од ливења средњег притиска (ХПДЦ), Системи ниског притиска обично користе пуњење одоздо према горе, Побољшање употребе метала и Ефикасност приноса.
Доњи дие и хабање машине
- Нежан, Попуните ниско-брзину смањује механички стрес на алату, Проширење животног века умрлих и спуштање Трошкови одржавања алата.
Компатибилност са топлотним легурама
- ЛПДЦ подржава употребу алуминијумске легуре са топлотним лечењем (Нпр., А356, 206), дозвољавајући Прилагођени механички перформанс пост-ливење.
Еколошки прихватљив
- Овај поступак обично генерише мање отпада и може бити аутоматизован Да би се побољшала енергетска и материјална ефикасност.
Ограничења ливења мале притиска
Спорији циклуси за производњу
- У поређењу са ливењем умирања високог притиска, Времена циклуса су дуже због спори за пуњење и очвршћавање, што је мање погодно за масовну производњу.
Већа почетна капитална улагања
- Захтев за Пећи регулисане под притиском, Запечаћени системи, и контроле аутоматизације резултира а Већи трошак подешавања у поређењу са гравитационим ливењем.
Ограничена на обојене легуре
- Обично ограничено на алуминијум, магнезијум, и неке легуре бакра, Као обојене материјале захтевају много веће температуре обраде које нису погодне за стандардне ЛПДЦ системе.
Сложена контрола процеса
- Постизање висококвалитетних захтева за одливљивање прецизна контрола Преко профила притиска, температура топљења, и услови умирања. Ово захтева квалификоване оператере и напредни системи за праћење.
Ограничења за дизајн
- Иако је добро за сложене облике, веома замршени геометрије или компоненте са Опсежне поткољенице може захтевати језгре или додатна накнадна обрада, Повећање сложености производње.
Ограничења величине дела
- Док је погодан за средње до велике компоненте, изузетно Велики или тешки делови Може прећи капацитет стандардних машина за ливење мале под притиском или захтевати прилагођене подешавање.
Дуже време вођења алата
- Потреба за Прилагођено дие алате може резултирати дужим временским временима током фазе развоја, који не могу да одговарају пројектима са чврстим временским линијама.
7. Примене ливења малих притиска
Дие ливење мале притиска (обично се користи са легурима алуминијума и магнезијума) све више се усваја у широком распону индустрија у којима је снага, тачност димензија, и квалитет површине су најважнији.
Аутомобилска индустрија
Тхе аутомобилске Сектор је један од највећих корисника ЛПДЦ-а.
Гурните према лаганим циљевима за ефикасност и електрификацију горива значајно је повећана потражња за деловима од алуминијума.
- Точкови (Алуминијске фелне)
Алуминијумске фелне од алуминијумских алуминијумских алуминија често се производе путем ливења мале притиска због врхунске контроле порозности и структурног интегритета. - Компоненте огибљења
Контролне наоружање, Крунке за управљање, и подгласаци имају користи од способности ливења да би се испунила уска механичка спецификације имовине. - Електрично возило (Ев) Кућишта
Кућиште батерије, кућишта мотора, и вентилатори у ЕВС-у захтевају и снаге снаге и корозије, У идеалном случају пружају алуминијумске легуре од бацања под притиском. - Случајеви преноса & Главе цилиндра
Ове компоненте захтевају прецизне димензије и унутрашњу звучност, често се састају кроз топлотну легуру која се баца помоћу методе ниског притиска.
Аероспаце и одбрана
- Авионицс кућишта и прекривачи инструмента
Захтевају отпорност на корозију, чврсте толеранције, и електромагнетски оклоп - све достижно кроз ЛПДЦ. - Структуре топлоте
Користи се у термичким системима управљања због њихових танких зидова и побољшане површине. - Структурни носачи и плоче
Компоненте које захтевају и крутост и лагана својства.
Индустријска опрема
- Тела за пумпе и намере
Користи се у уљу & гас, хемијски, и постројења за пречишћавање воде. Ливење мале под притиском пружа отпорност на корозију и прецизност димензија потребне у опреми за динамике течности. - Компресорски компоненти
Кућиште и ротори одливено у висококвалитетним легурима алуминијума смањују укупну тежину и побољшавају расипање топлоте. - ХВАЦ компоненте
Фан Бладес, канали, и тела вентила имају користи од одличног површинског и поузданости ЛПДЦ-а.
Потрошачка електроника и уређаји
- Кућишта за дисипацију топлоте
Легуре магнезијума и алуминијума користе се у кућиштима електронике у којима су потребни термички перформансе и ЕМИ оклопни. - Структурни оквири за лаптопове / таблете
Захтевају лагану тежину, јак, и прецизно-готови тела која су често умрла и обрађена.
Системи обновљивих извора енергије и напајања
- Јединице за контролу ветра турбина & Претворени кућишта
Оне захтевају отпорни на корозију, Кућиште на временским отпорностима са структуралном крутом. - Системи за монтажу соларних монтажа и разводне кутије
Лагане ливене компоненте смањују оптерећење инсталације и побољшати једноставну монтажу.
Медицинска и лабораторијска опрема
- Оквири за обраду уређаја за обраду слика
Захтевају прецизне унутрашње функције и заштиту, који ЛПДЦ може да понуди великом поновљивошћу. - Делови компатибилни са аутоклавом
Потребна је отпорност на корозију и стабилност димензија под поновљеним циклусима стерилизације.
ХВАЦ и опрема за руковање течношћу
ЛПДЦ је идеалан за производњу кућишта, подметач, раздјелнике, и тела вентила која захтевају минималну порозност и уска толеранције.
Електрична возила (ЕВС)
У индустрији ЕВ, ЛПДЦ се користи за производњу станова за батерију, моторна кућишта, и структурални оквири.
Процес омогућава велико, сложени одливци са интегрисаним хладним каналима и високом термичком проводљивошћу.
Електроничка система хлађења
ЛПДЦ омогућава производњу топлотних судопера, ЛЕД кућишта, и регали сервера са прецизним геометријама и одличним својствима топлотне дисипације.
8. Поређење са другим методама ливења
Дие ливење мале притиска (Такође познат као стални калуп са ниским притиском) заузима стратешки положај међу технологијама за ливење метала.
Да разумеју његову јединствену вредност, Важно је да се систематски упоредите са другим широко коришћеним методама ливења, укључујући гравитација дие ливење, Улишење умирућег притиска, ливење песка, и Инвестициони ливење.
Дие Цастинг мале под притиском вс. Гравитација дие ливење
| Критеријуми | Дие ливење мале притиска | Гравитација дие ливење |
|---|---|---|
| Метода убризгавања метала | Притиском на притисак са дна (обично 0.7-1.5 бар) | Гравитација са врхом |
| Карактеристике пуњења | Контролисан, гладак, смањује турбуленцију | Може да произведе турбуленција и ваздушни ухват руке |
| Механичка својства | Бољи интегритет, мање порозност | Умерен интегритет, Потенцијалне празнине скупљања |
| Димензионална тачност | Виши | Умерен |
| Примена | Структурни делови (точкови, суспензија) | Делови средње сложености (раздјелнике, кућишта) |
| Продуктивност | Виши (полу-аутоматизован) | Нижи (Ручни или полу-приручнички) |
Дие Цастинг мале под притиском вс. Улишење умирућег притиска
| Критеријуми | Дие ливење мале притиска | Улишење умирућег притиска |
|---|---|---|
| Брзина убризгавања | Низак и контролисан (споро испуњење) | Веома висок (до 100 м / с) |
| Порозност гаса | Минималан (Због ниске турбуленције) | Већи ризик због заробљеног ваздуха |
| Погодна дебљина зида | Танки до средње (~ 2,5-10 мм) | Врло танки зидови (~ 0,5-5 мм) |
| Легуре | Углавном алуминијум и магнезијум | Углавном алуминијум, цинка, и магнезијум |
| Трошење алата | Мање (Доњи притисци) | Високо (Због брзе ињекције метала) |
| Улагања | Умерен | Високо (Опрема и цена умрлих) |
| Примена | Точкови, кочиони чељусти, кућишта | Блокови мотора, Оквири за мобилне телефоне, фитинги |
Дие Цастинг мале под притиском вс. Ливење песка
| Критеријуми | Дие ливење мале притиска | Ливење песка |
|---|---|---|
| Површинска завршна обрада | Одличан (~ РА 3-6 μм) | Сиромашан на фер (~ РА 12-25 μм) |
| Димензионална тачност | Високо (нето облик или облик скоро нето) | Низак до умерен |
| Поновљивост на калуп | Трајно умрети (који се може више јер се може заменити) | Једноставно коришћење пешчаних калупа |
| Сложеност дизајна | Умерен до високо | Веома висок (Могућа је сложена унутрашња језгра) |
| Време циклуса | Кратак до умерен | Дугачак (Због прављења калупа и хлађења) |
| Трошак | Већи почетни трошак | Ниска цена за кратке трке |
| Примена | Аутомобилски структурни делови | Велики индустријски делови, прототипови |
Дие Цастинг мале под притиском вс. Инвестиционо ливење
| Критеријуми | Дие ливење мале притиска | Инвестиционо ливење |
|---|---|---|
| Површинска завршна обрада | Добро до одлично | Одличан |
| Димензионална толеранција | ± 0,3-0,5 мм | ± 0.1-0.2 мм |
| ЦОЛЛ ЦУСТ | Виши (метални алат) | Нижи (Обрасци воска и керамичке шкољке) |
| Флексибилност легуре | Углавном ограничена на обојено | Веома висок (челик, Супераллоис, итд.) |
| Величина серије | Средње до велике запремине | Мала до средње запремине |
| Примена | Аутомотиве, Аероспаце Цлистингс | Младе за турбине, Медицински имплантати, Прецизни делови |
9. Трендови у настајању и иновацијама у ливењу малих притиска
Како производни сектори настављају веће перформансе, ефикасност, и одрживост, ливење мале под притиском и даље се развија кроз иновације у материјалима, аутоматизација, и дигитална интеграција.
Интеграција са додатком производње
- Хибридно алат и усклађено хлађење
3Д штампање користи се за креирање сложених уметки умрлих са унутрашњим хладним каналима који су уско у складу са геометријом шупљине.
Ово побољшава топлотно управљање, скраћује време циклуса, и продужава живот дие. - Брзо прототипирање језгара и калупа
Производња адитива омогућава стварање замршених језгра и компоненти калупа брже од традиционалног алата, Смањење времена за развој и омогућавање флексибилности дизајна у раним фазама производње.
Дигитални близанци и индустрија 4.0
- Праћење у стварном времену и предиктивној контроли
Коришћењем сензора и аналитике података, Ливери могу надгледати криве притиска, Профили температуре, и дие перформансе у реалном времену.
Модели учења машина предвиђају недостатке, Омогућавање превентивним акцијама за смањење отпада. - Дигитални близанци
Виртуелни модели система за ливење симулирају понашање под различитим сценаријима, Омогућавање оптимизације процеса, предиктивно одржавање, и побољшано осигурање квалитета пре почетка физичких суђења.
Мултифункционални и паметни премази
- Само-подмазивање премаза
Умрене површине се третирају напредним премазима који смањују трење и хабање, Снижавање потребе за мазива и продужавајући живот алата. - Сензорски уграђени премази
Истраживање истражује уграђивање микро-сензора у премазе или одливци за праћење стреса у реалном времену, температура, или нивои корозије у служби, Омогућавање предиктивног одржавања.
Роботика и аутоматизација у ћелијама ливења
- Потпуно аутоматизоване ЛПДЦ ћелије
Савремени системи интегришу роботе за подмазивање умрлих, екстракција дела, подрезивање, и инспекција квалитета.
Ово повећава пропусност, Смањује зависност на раду, и осигурава доследан део дела. - Системи за контролу затворених петље
Аутоматизовани системи Подешавање притиска, температура, и временски параметри динамички као одговор на повратне информације сензора, Осигуравање оптималне контроле процеса и поновљивост дела.
10. Закључак
Ливење мале под притиском нуди убедљиву комбинацију квалитет, прецизност, и ефикасност.
Користећи контролисани притисак гаса, Софистицирано термичко управљање, и напредни алат, Ливење мале под притиском производи металне делове који задовољавају данашње захтевне стандарде перформанси.
Како индустрије настављају упаљача, Јачи компоненте - поред циљева одрживости-ЛПДЦ-ова баланс механичког интегритета и економичности позиционирају га као камен темељац модерног метала.
Са текућим иновацијама у дигитализацији, адитивни алат, и нове легуре, ЛПДЦ ће се наставити развијати, Оснаживање произвођача да испоручи производе следеће генерације са поуздањем.
У Лангхе индустрија, Спремни смо да сарађујемо са вама у коришћењу ових напредних техника да оптимизирамо своје компонентне дизајне, Избор материјала, и производни токови.
Осигуравање да ваш следећи пројекат прелази све мерило перформанси и одрживости.
Често постављана питања
Како се ливење мале под притиском различито од ливења умирања високог притиска?
Док оба укључују металне калупе, Кастинг ниског притиска попуњава умирање полако под ниским притиском, Смањење турбуленције и порозности.
Улив за умирење високог притиска користи клип за убризгавање метала великом брзином и притиском, Омогућавање бржих циклуса, али са већим ризиком од заробљавања гаса.
Какве толеранције могу се постићи ниским притиском дие царинг?
Типичне димензијске толеранције су у року од ± 0,3 до ± 0,5 мм у зависности од сложености и величине дела. Финији толеранције могу се постићи пост-обрадом.
Може ли ливење мале притиска малим притиснутим дијеловима танких зидова?
Да, Иако није тако мршав као и они који су направљени од ливења умирања високог притиска. Погодан је за зидове око 2,5-10 мм, Зависно од легура и дизајна дијела.
