9 проверенных решений типичных дефектов литья под давлением из алюминия

Множество характеристик процесса литья под давлением обеспечивают ему большие преимущества в повышении точности, производительности и качества поверхности литьев из цветных металлов. С развитием авто- и мотоциклестроения и реализацией требований по улучшению качества литьев, снижению энергопотребления и загрязнений, сфера применения литьев из легких сплавов, особенно алюминиевых, стремительно расширяется. Одним из самых востребованных является литье под давлением из алюминия.

Данные показывают: замена стальных литьев алюминиевыми и магниевыми сплавами в индустриально развитых странах становится важным трендом. В настоящее время литье под давлением — один из самых распространенных процессов формовки алюминиевых сплавов в автопроме, составляя 49% от всех процессов формовки.

Однако в производстве литья под давлением часто возникают мелкие инциденты, приводящие к дефектам деталей. Статья обобщает 9 дефектов алюминиевых литьев под давлением и способы их устранения — надеемся, это поможет вам решить проблему при её появлении.

1. Текучие следы и узоры на поверхности алюминиевых литьев

Визуальный контроль: на поверхности литья видны полосы, соответствующие направлению течения расплава, и явные неориентированные линии, отличные по цвету от матрицы металла, без тенденции к развитию.

Причины текучих следов:

1. Слишком низкая температура формы
2. Неудачная конструкция шлицевого канала и положение внутреннего впуска
3. Слишком низкая температура материала
4. Низкая скорость наполнения и короткое время наполнения
5. Неуместная система заливки
6. Плохая выгрузка газов
7. Неправильное распыление лубриканта

Причина узоров — слишком много краски в полости или плохое качество краски. Решения и профилактика:

1. Скорректировать площадь сечения или положение внутреннего впуска
2. Повысить температуру формы
3. Отрегулировать скорость и давление во внутреннем впуске
4. Правильно подобрать краску и отрегулировать её расход

2. Холодное замыкание (cold shut) алюминиевых литьев

Визуальный контроль: на поверхности литья явные неправильные вогнутые линейные следы (два типа — проникающие и непроникающие), малые и узкие, иногда край стыка гладкий, может разрушиться под внешней нагрузкой.

Причины:

1. Два металлических потока стыкуются, но не сплавляются полностью, включений между ними нет, сила сцепления слабая
2. Низкая температура заливки или формы
3. Неправильное положение впуска или слишком длинный тракт
4. Низкая скорость наполнения

Решения и профилактика:

1. Разумно повысить температуру заливки
2. Улучшить коэффициент впрыска, сократить время наполнения, увеличить скорость впрыска
3. Улучшить выгрузку газов и условия наполнения

3. Трещины на поверхности алюминиевых литьев

Визуальный контроль: на поверхности литьев сеточные волосяные возвышенности или впадины, расширяющиеся и удлиняющиеся с ростом числа литьев.

Причины:

1. Трещины на поверхности полости литья
2. Неравномерный прогрев формы литья

Решения и профилактика:

1. Форму литья должны регулярно или после определенного числа циклов отжигать для снятия напряжений в полости
2. При наличии трещин на поверхности полости — шлифовать литейную поверхность для удаления трещинного слоя
3. Прогрев формы должен быть равномерным

4. Впадины на поверхности алюминиевых литьев

Визуальный контроль: гладкие впадины (в виде дисков) на поверхности самого толстого участка литья.

Причины:

1. Неудачная конструкция литья, вызывающая усадку: слишком большой перепад толщин стенок, неправильное положение впуска, низкий коэффициент впрыска, короткое время удержания давления, локальное перегревание формы
2. Неуместная конструкция системы охлаждения
3. Слишком раннее раскрытие формы
4. Слишком высокая температура заливки

Решения и профилактика:

1. Обеспечить равномерную толщину стенок
2. Сгладить переходы толщин
3. Правильно выбрать положение введения расплава и увеличить сечение внутреннего впуска
4. Повысить давление впрыска и удлинить время удержания
5. Умеренно снизить температуру заливки и формы
6. Локальное охлаждение зон локального перегрева
7. Улучшить условия выгрузки газов

5. Следы прилипания на поверхности алюминиевых литьев

Внешний осмотр: мелкие чешуйки, металлические или неметаллические, сваренные с матрицей металла, под действием внешней силы чешуйки сдираются.

Причины:

1. Металлические или неметаллические остатки на поверхности полости формы
2. При заливке примеси попадают и прилипают к поверхности полости

Решения и профилактика:

1. Перед литьем очистить полость, камеру наполнения и заливную систему от металлических или неметаллических прилипаний
2. Очищать заливаемый сплав
3. Подбирать подходящее покрытие, обеспечивать его равномерность

6. Слойчатое расслоение поверхности алюминиевых литьев (skinning and peeling)

Визуальный контроль или разрушающий контроль: в участке литья виден четкий металлический слой.

Причины:

1. Недостаточная жесткость формы. При наполнении расплавом пластина формы дрожит
2. Во время впрыска поршень «ползет»
3. Неуместная конструкция заливной системы

Решения и профилактика:

1. Усилить жесткость формы, затянуть детали формы для стабильности
2. Отрегулировать сопряжение впрыскивающего поршня и камеры наполнения, устранить ползание
3. Разумно спроектировать внутренний впуск

7. Теребление поверхности литьев

Визуальный контроль: на поверхности литья участки с шероховатой поверхностью.

Причины:

1. Неправильное положение, направление и форма внутреннего впуска из-за конструкции формы
2. Недостаточное охлаждение участков, обмываемых расплавом у внутреннего впуска

Решения и профилактика:

1. Улучшить положение и направление впускного канала
2. Улучшить условия охлаждения, особенно зон интенсивного обмывания расплавом
3. Нанести краску на участки tereбления
4. Отрегулировать расход расплава, чтобы избежать кавитации
5. Устранить прилипание сплава на инструменте формы

8. Эрозия

Визуальный контроль: в локальных зонах литья ямки или гряды.

Причины:

1. Неправильно задано положение внутреннего впуска
2. Плохие условия охлаждения

Решения и профилактика:

1. Толщина внутреннего впуска должна быть уместной
2. Скорректировать положение, направление и способ установки впуска
3. Усилить охлаждение эродированных участков

9. Трещины на поверхности литьев (повторный пункт в источнике, объединен)

Визуальный контроль: литой помещают в щелочной раствор, трещины темно-серые. Разрушение и трещины металлической матрицы — прямые или волнистые линии, узкие и длинные, с тенденцией к развитию под внешней нагрузкой.

Причины трещин в алюминиевых сплавах:

1. Слишком высокое содержание железа или низкое — кремния; слишком много вредных примесей, снижающих пластичность сплава; в Al-Si и Al-Si-Cu сплавах избыток цинка или меди; в Al-Mg сплавах — избыток магния
2. Слишком короткое время удержания формы и давления; резкая смена толщины стенки литья
3. Слишком большая локальная сила зажима, неравномерная сила при выталкивании

Решения и профилактика:

1. Правильно контролировать состав сплава: в некоторых случаях добавление чистого алюминия для снижения Mg; или мастер-сплав Al-Si для повышения Si
2. Повысить температуру формы; изменить конструкцию литья, отрегулировать механизм вытяжки сердечников или выровнять нагрузку на выталкиватели
3. Увеличить угол наклона и локально использовать сильный отделитель
4. Увеличить время удержания формы и время удержания давления