20 основных дефектов поверхности литья под давлением (и способы их устранения)

Понимание и выявление дефектов поверхности отливок под давлением является одной из основных проблем литья под высоким давлением (HPDC). Хотя целью является достижение безупречной чистоты поверхности, сам процесс представляет собой сложное взаимодействие высоких температур, экстремальных давлений, динамики расплавленного металла и сложной оснастки. Эта сложность означает, что дефекты поверхности являются распространенной проблемой.

Выявление дефекта — это только первый шаг. Истинная ценность заключается в понимании его первопричины — будь то материал, параметры процесса или сама форма — и внедрении системного и эффективного решения.

В этом подробном руководстве описаны 20 наиболее распространенных дефектов поверхности отливок, полученных методом литья под давлением . На основе всесторонней диагностики мы рассмотрим явление, основные причины и практические решения для каждого из них, предоставляя профессиональную основу для поиска и устранения неисправностей.

Более подробный анализ распространенных дефектов поверхности литья под давлением

Ниже приведен подробный анализ 20 распространенных дефектов, их причин и решений.

1.Холодный поток (Cold Laps)

Что это:

Дефект хладотекучести, также известный как холодный наплыв, представляет собой дефект поверхности, характеризующийся нерегулярными линейными узорами или швами. Он возникает, когда два или более потока расплавленного металла, уже начавшие остывать и терять текучесть, встречаются в полости формы, но не сплавляются полностью. Эти швы могут представлять собой неглубокие, непроникающие следы на поверхности или, в тяжёлых случаях, простираться через стенку отливки, значительно нарушая структурную целостность детали. Эти области часто склонны к разрушению под воздействием внешней силы.

Общие причины:

• Неадекватные температуры: Основная причина — недостаточное тепловыделение. Это может быть слишком низкая температура заливки расплавленного металла или температура пресс-формы ниже оптимального рабочего диапазона.
• Состав сплава: Химический состав сплава может не соответствовать спецификации, что приводит к плохой текучести (например, низкое содержание эвтектики).
• Литниковая система и путь потока: Нерациональное расположение литника или слишком длинный путь потока могут привести к чрезмерному охлаждению металла до полного заполнения полости. Потоки металла, вынужденные разветвляться и обтекать сложные элементы, очень уязвимы.
• Неэффективная динамика заполнения: Слишком низкая скорость заполнения (скорость впрыска) не обеспечивает достаточной скорости для надлежащего сплавления. Это часто усугубляется плохой вентиляцией, которая приводит к задержке воздуха и препятствует смыканию металлических фронтов.
• Низкое удельное давление: Недостаточное давление интенсификации (удельное давление) не может в достаточной степени заставить два охлаждающихся металлических фронта соединиться в точке их встречи.

Как диагностировать и устранить:

1. Проверьте наличие визуальных подсказок: Если поверхность отливки выглядит темной, почерневшей или на шве видны заметные завихрения потока, это является явным признаком низких температур.

• Решение: Увеличьте температуру заливки расплавленного металла и температуру формы. Убедитесь, что нагреватели формы работают исправно.

2. Анализ текучести сплава:

• Решение: Проверьте состав сплава на соответствие стандартам. Если текущий состав не подходит для конструкции детали, отрегулируйте состав сплава или выберите сплав с более высокой текучестью.

3. Оцените стробирование и поток: Обратите внимание на направление холодного потока: оно почти всегда будет указывать на место встречи струй металла.

• Решение: Модифицировать литниковую систему. Это может включать изменение положения литника для улучшения пути заполнения, увеличение площади поперечного сечения литника или добавление перепускных и вентиляционных отверстий в точном месте дефекта для отвода холодного металла и скопившегося воздуха из полости.

4. Оцените скорость заполнения: Если на детали также имеются следы неплотного прилегания или матовая поверхность, скорость заполнения может быть слишком низкой.

• Решение: Увеличьте скорость впрыска под высоким давлением (скорость второй фазы), чтобы быстрее заполнить полость, гарантируя, что потоки металла встретятся, пока они еще полностью расплавлены.

5. Проверьте давление: Если отливка кажется легкой или имеет признаки пористости, деталь не плотная.

• Решение: Увеличивайте удельное давление (интенсификация), чтобы обеспечить необходимое уплотнение отливки и заставить фронты металла сплавиться.

2. (Царапины или следы от перетаскивания)

Что это:

Деформации, более известные как следы волочения или царапины, представляют собой линии или бороздки на поверхности отливки, ориентированные параллельно направлению выталкивания. Они возникают вследствие прилипания или трения поверхности отливки о стенки формы во время выталкивания. В лёгких случаях это поверхностные линии (спайки), в тяжёлых случаях они могут превращаться в глубокие бороздки (задиры).

Общие причины:

• Дизайн пресс-формы: Недостаточный угол уклона (конусности) в полости формы или на стержнях.
• Повреждения плесени: Царапины, сколы или эрозия на поверхностях полости или сердечника.
• Прилипание сплава (пайка): Расплавленный сплав (в частности, алюминий) химически связывается со сталью формы.
• Проблемы с выбросом: Несоосность выталкивающих штифтов или выталкивание детали под углом.
• Процесс/Материал: Шероховатая поверхность формы, низкое содержание железа (Fe) в алюминиевых сплавах (<0.6%), чрезмерные температуры или высокая скорость впрыска, вызывающие удары.
• Недостаточная смазка: Неравномерное или недостаточное нанесение разделительного состава.

Как диагностировать и устранить:

1. Небольшие царапины/полированный вид:

• Решение: Проверьте и скорректируйте производственный уклон пресс-формы. Убедитесь, что все поверхности имеют достаточную конусность.

2. Сильные разрывы/раздражения:

• Решение: Устраните имеющиеся пятна давления и задиры на поверхности формы. Рассмотрите возможность повторной закалки или нанесения нового азотирования.

3. Прилипание сплава (пайка):

• Решение (Материал): Увеличить содержание железа в сплаве до 0.6% – 0.8%.
• Решение (процесс): Снизьте температуру заливки и/или температуру формы.
• Раствор (плесень): Убедитесь, что поверхность формы должным образом отполирована, азотирована и равномерно смазана.

4. Локализованные царапины:

• Решение: Проверьте, не сместился ли сердечник. Отрегулируйте положение литника, чтобы избежать прямого удара о стенку формы.

5. Шум выброса:

• Решение: Исправьте конструкцию и выравнивание выталкивающего штифта.

 3. Неправильное выполнение (неполное заполнение)

Что это:

Неполное заполнение (или недолив) — это дефект, при котором расплавленный металл не полностью заполняет полость формы, что приводит к образованию неполных или неполных участков. В месте неправильного заполнения детали будут закруглённые, гладкие края, что указывает на то, что металл затвердел до достижения конца полости. Это часто встречается в тонкостенных деталях или в конце длинных путей потока.

Общие причины:

• Плохая текучесть металла: Высокое содержание газа или шлака; низкая температура заливки или формы.
• Неадекватные параметры заполнения: Скорость впрыска слишком низкая или давление в аккумуляторе/удельное давление слишком низкое.
• Плохое стробирование: Площадь поперечного сечения затвора слишком мала, что ограничивает поток.
• Захваченный воздух (противодавление):

• Плохая вентиляция препятствует выходу воздуха.
• Избыточная или влажная смазка превращается в газ, блокируя поток металла.

Как диагностировать и устранить:

1. Проверьте текучесть: Если качество продукта низкое и в нем присутствуют пузырьки газа.

• Решение: Очистите расплавленный сплав. Удалите весь шлак и примеси и обеспечьте надлежащую дегазацию.

2. Проверьте наличие следов хладотекучести:

• Решение: Увеличьте температуру заливки сплава и температуру формы.

3. Проверьте наличие ямок/впадин: Если на поверхности изделия имеются небольшие углубления, это указывает на наличие скопившегося воздуха.

• Решение: Увеличьте давление впрыска.

4. Анализ стробирования: Если ошибка сохраняется в конце длинного пути потока.

• Решение: Оптимизируйте литниковую систему. Переместите литник, увеличьте площадь его поперечного сечения или добавьте вспомогательные литники.

5. Анализ вентиляции: Если поверхность темная или на ней имеются черные отложения «сажи».

• Решение: Улучшите вентиляцию. Добавьте или увеличьте вентиляционные отверстия и переливы. Убедитесь, что существующие вентиляционные отверстия чистые.

6. Анализ смазочного материала:

• Решение: Нанесите смазку тонким и равномерным слоем. Убедитесь, что она полностью высохла (распылилась), прежде чем закрывать форму.

4.Волдыри (пузырьки газа)

Что это:

Пузыри – это выпуклые, похожие на пузырьки, дефекты на поверхности отливки. Они образуются из-за газа (захваченного воздуха или газа, выделяющегося из расплавленного металла), скопившегося непосредственно под затвердевшей коркой детали. Этот подповерхностный газ расширяется, выталкивая наружу ещё пластичную корку.

Общие причины:

• Высокая температура пресс-формы: Форма слишком горячая, или деталь выталкивается слишком рано, до того, как оболочка станет достаточно прочной, чтобы выдержать внутреннее давление газа.
• Высокая скорость наполнения: Слишком высокая скорость впрыска создает турбулентность и захватывает больше воздуха.
• Проблемы со смазкой: Смазочный материал (разделительный состав) нанесен слишком обильно или не полностью распылен (остается влажным) перед впрыском, что приводит к его испарению и застреванию.
• Плохая вентиляция: Полость формы не вентилируется должным образом.
• Проблемы со сплавом: Температура плавления сплава слишком высокая (увеличивается поглощение газа) или расплав не дегазирован должным образом.

Как диагностировать и устранить:

1. Проверьте температуру формы: Используйте пирометр для измерения температуры поверхности формы.

• Решение: Снизьте температуру формы. Увеличьте время охлаждения или используйте локальное охлаждение.

2. Проверьте наличие «ярких» областей: Если поверхность около входного отверстия значительно ярче, это указывает на чрезмерную скорость заполнения.

• Решение: Уменьшите скорость впрыска. Если литник слишком тонкий, увеличьте его толщину, чтобы снизить скорость.

3. Проверьте применение смазки: Если он выглядит «мыльным» или белым, значит, он слишком густой или влажный.

• Решение: Замените смазку или отрегулируйте соотношение воды и смазки. Обеспечьте мелкодисперсное распыление.

4. Осмотрите на предмет наличия копоти/нагара: Явный признак плохой вентиляции.

• Решение: Добавьте или увеличьте вентиляционные отверстия. Убедитесь, что существующие вентиляционные отверстия не засорены.

5. Проверьте плотность детали:

• Решение: Возьмите пробу и проверьте её плотность. Если она низкая, сплав газообразный. Очистите и дегазируйте расплав.

5. Следы течения (полосы)

Что это:

Следы течи – это видимые линии, полосы или «цветочные узоры» на поверхности отливки, которые отражают путь движения расплавленного металла. Они возникают, когда первый поступивший, более холодный металл образует тонкую корку на стенке формы, которая затем продавливается и сминается последующим потоком металла. Эти следы имеют исключительно эстетическое значение и, как правило, не поддаются полировке.

Общие причины:

• Неправильное стробирование: Питатель слишком мал или неправильно расположен, что приводит к тому, что металл поступает в виде высокоскоростной струи («струйное выбрасывание»).
• Низкая температура пресс-формы: Слишком холодная форма (например, ниже $180^\circ \text{C}$ для алюминия) приводит к слишком быстрому затвердеванию первоначального потока металла.
• Высокая скорость наполнения: Может вызывать струйную циркуляцию и турбулентность.
• Избыток смазки: Создает барьер, препятствующий течению металла.
• Недостаточное давление: Не прижимает полузатвердевшие слои к стенке формы.

Как диагностировать и устранить:

1. Проверьте наличие «сажевых» отложений: Если в полости плесени видны черные следы сажи.

• Решение: Измените конструкцию литникового канала для достижения синхронного и параллельного заполнения. Измените сечение литникового канала, его положение или направление потока.

2. Проверьте температуру формы: Используйте пирометр.

• Решение: Отрегулируйте температуру формы до оптимального диапазона.

3. Проверьте наличие «ярких» пятен: Если область вокруг ворот слишком яркая.

• Решение: Отрегулируйте скорость наполнения (впрыска), чтобы изменить состояние наполнения.

4. Проверьте наличие остатков:

• Решение: Отрегулируйте нанесение смазки. Обеспечьте тонкий и равномерный слой.

5. Проверьте на «матовость» отделки:

• Решение: Вероятно, давление слишком низкое. Отрегулируйте давление впрыска.

6. Утяжины (утяжка)

Что это:

Утяжина — это неглубокое, локализованное углубление или «ямка» на поверхности отливки, часто расположенное напротив утолщённого участка, например, выступа или ребра. Это разновидность усадочной пористости. Она возникает, когда толстый внутренний участок остывает и сжимается после образования внешней корки, втягивая внутрь ещё горячую, податливую поверхностную корку.

Общие причины:

• Дизайн детали: Плохо спроектированная конструкция с чрезмерно толстыми секциями, большими перепадами толщины стенок или острыми внутренними углами, создающими «горячие точки».
• Неправильное стробирование: Поперечное сечение литника слишком мало или неправильно установлено, что не позволяет подавать расплавленный металл в толстую часть во время затвердевания.
• Низкое давление впрыска: Удельное давление (усиление) слишком мало, чтобы компенсировать усадку.
• Высокая температура пресс-формы: Слишком высокая температура формы в области утяжины приводит к тому, что металл слишком долго остается расплавленным.

Как диагностировать и устранить:

1. Анализ структуры детали: Проверьте наличие толстых стенок или выступов, соответствующих утяжке.

• Решение: Если возможно, измените конструкцию детали. Уменьшите толщину стенки, удалите выступы или используйте скругления и радиусы для плавного перехода между секциями.

2. Проверка внутренней пористости:

• Решение: Увеличьте площадь поперечного сечения затвора для лучшей подачи. Убедитесь, что затвор застывает. после часть.

3. Увеличить давление:

• Решение: Увеличьте давление впрыска (интенсификация), чтобы принудительно подать больше материала в деталь во время затвердевания.

4. Анализ температуры пресс-формы: Проверьте форму на наличие горячих точек.

• Решение: Отрегулируйте тепловой баланс формы. Добавьте локальное охлаждение (например, охлаждающие каналы) в горячую точку или распылите больше смазки в этой области.

5. Проверка на наличие плесени:

• Решение: Осмотрите соответствующую область формы на предмет наличия повреждений (вмятин, смятий). Отремонтируйте форму.

7. Трещины (растрескивание)

Что это:

Трещины – это разрывы или сколы в отливке. Они могут быть непроникающими (поверхностными) или сквозными (сквозными).

• Горячие Трещины (Горячие Слезы): Возникают при высоких температурах во время затвердевания, когда усадка затруднена формой. Поверхность трещины окисляется (темнеет).
• Холодные трещины: Возникают при более низких температурах, часто во время выталкивания или обработки, из-за высоких внутренних напряжений. Поверхность трещины будет чистой и блестящей.

Общие причины:

• Структура детали: Неудачная конструкция с резкими перепадами толщины стенок, малыми радиусами галтелей или секциями, которые легко забиваются при усадке.
• Проблемы с выбросом: Выталкивающие штифты смещены, неравномерно нагружены или сила выталкивания слишком велика.
• Температура пресс-формы: Температура формы слишком низкая (что приводит к появлению холодных трещин) или слишком высокая/низкая в определенных зонах стержня.
• Задержанный выброс: Деталь остается в форме слишком долго, что приводит к ее усадке на стержни, которые препятствуют усадке.
• Состав сплава: Сплав неподходящий или загрязнён. Некоторые примеси могут снизить пластичность в горячем состоянии и способствовать растрескиванию.

Как диагностировать и устранить:

1. Анализ структуры детали:

• Решение: По согласованию с заказчиком улучшить структуру отливки: увеличить радиусы, уменьшить разностенность.

2. Проверьте выброс: Наблюдайте за процессом выброса.

• Решение: Проверьте и отрегулируйте механизм выталкивателя. Убедитесь, что все выталкиватели выровнены и прикладывают равномерное усилие.

3. Проверьте температуру и время:

• Решение: При появлении холодных трещин увеличьте температуру формы. При появлении горячих трещин на стержне проверьте температуру стержня. Сократите время открытия формы и извлечения стержня.

4. Анализ сплава:

• Решение: Отправьте образец сплава на спектроскопический анализ. Убедитесь, что все элементы соответствуют спецификации.

5. Проверьте наличие соответствующих характеристик пресс-формы:

• Решение: Если трещина постоянно появляется в толстом участке, улучшите охлаждение. Если она появляется вблизи сердечника, проверьте его на наличие повреждений или перекосов.

8. Следы от выталкивателей (следы от штифтов)

Что это:

Следы от выталкивателей — это углубления или, наоборот, выпуклые кольцевые выступы на поверхности отливки, непосредственно соответствующие местам расположения выталкивателей. Они возникают в результате взаимодействия выталкивателей с деталью при извлечении из формы.

Общие причины:

• Смещение выталкивающего штифта: Штифты не установлены на нужную высоту (утоплены или выступают) или изношены.
• Неравномерный выброс: Сила выброса распределяется неравномерно.
• Малая площадь штифта: Общая площадь поверхности выталкивающих штифтов слишком мала для размера отливки, что приводит к чрезмерному локальному давлению.
• Выброс в горячем состоянии: Деталь выталкивается, когда она еще слишком горячая и мягкая.
• Усадка и прилипание: Деталь плотно прилегает к сердечникам пресс-формы, что требует приложения чрезмерного усилия выталкивания.

Как диагностировать и устранить:

1. Проверьте состояние контакта: Проверьте высоту выталкивающего штифта, выравнивание и наличие износа.

• Решение: Отрегулируйте, отремонтируйте или замените выталкивающие штифты, чтобы обеспечить их идеальное прилегание к поверхности формы.

2. Проверьте наличие неровных отметок:

• Решение: Проверьте пластину и механизм выталкивателя на предмет деформации или перекоса. Убедитесь, что все штифты движутся как единое целое, квадратной формы.

3. Проверьте размер/количество штифтов:

• Решение: Добавьте больше выталкивающих штифтов или увеличьте диаметр существующих штифтов, чтобы лучше распределить нагрузку.

4. Проверьте на прилипание:

• Решение: Улучшите угол наклона в проблемной зоне. Отполируйте остатки пайки. Увеличьте задержку открытия/выброса формы, чтобы дать детали остыть и затвердеть.

9. Трещины в сети (тепловая проверка)

Что это:

Этот дефект проявляется на отливке в виде тонкой, выпуклой сетки пересекающихся линий, или «прожилок». Это прямой отпечаток дефекта на поверхности формы. Сама форма образует мелкие трещины (термические трещины) из-за многократного циклического воздействия температур. Расплавленный металл затем под высоким давлением заполняет эти мельчайшие трещины.

Распространенные причины (появления плесени):

• Термическая усталость: Срок службы материала формы подошел к концу.
• Неправильный материал формы/термическая обработка: Сталь пресс-формы не соответствовала данному применению или термообработка была проведена неправильно.
• Экстремальные термические градиенты: Слишком большая разница температур на поверхности формы.
• Высокая температура заливки: Постоянная эксплуатация расплавленного сплава при чрезмерно высокой температуре ускоряет термическую усталость.
• Высокая скорость впрыска: Высокоскоростной поток металла вызывает эрозию, которая усугубляет образование трещин.

Как диагностировать и устранить:

1. Осмотрите форму: Дефект будет соответствовать точно, в определенное место на форме.

• Решение (краткосрочное): Заварите трещины на поверхности формы и заново отполируйте.
• Решение (долгосрочное): Срок службы полости или сердечника формы подошел к концу, и их необходимо изготовить заново.

2. Обзор обслуживания пресс-форм:

• Решение: Строго соблюдайте график обслуживания и предварительного нагрева пресс-форм. Всегда предварительно нагревайте пресс-формы до рабочей температуры, чтобы снизить тепловой удар.

3. Проверьте параметры процесса:

• Решение: Уменьшите температуру заливки сплава до минимально возможной в пределах технологического окна.

4. Обзор конструкции пресс-формы:

• Решение: Для новых пресс-форм убедитесь в правильном выборе стали (например, H13) и правильной термообработке. Проектируйте с учётом сбалансированного охлаждения.

10. Изменение цвета (пятна)

Что это:

Этот дефект проявляется в виде обесцвеченных пятен или участков на поверхности отливки, обычно вызванных отложениями обугленного материала (сгоревшей смазки) или примесями.

Общие причины:

• Избыток смазки: Нанесено слишком много разделительного состава. При попадании расплавленного металла излишки сгорают, оставляя чёрный углеродный налёт (сажу).
• Высокое содержание графита в смазке: Смазка содержит слишком много графита, который может испачкать деталь.
• Раннее опрыскивание: Распыление смазки на форму до деталь была полностью выброшена, что привело к разбрызгиванию.
• Загрязнение: Во время перемещения детали на горячую отливку попадает вода или гидравлическое масло.

Как диагностировать и устранить:

1. Проверьте применение смазки: Если пятна черные и закопченные.

• Решение: Уменьшите количество смазки. Убедитесь, что она нанесена тонким и равномерным слоем. Сдуйте излишки сжатым воздухом.

2. Проверьте тип смазки:

• Решение: Уменьшите содержание графита в смазочной смеси или перейдите на разделительный состав без графита.

3. Проверьте цикл распыления:

• Решение: Перед началом цикла распыления убедитесь, что форма полностью открыта, а деталь чистая.

4. Проверить на утечки: Если пятна красновато-коричневые или жирные.

• Решение: Вероятно, это утечка гидравлического масла из пресса (например, из плунжера). Немедленно устраните утечку.

5. Проверьте обработку деталей:

• Решение: Во время переноса защищайте деталь от попадания капель воды, масла и других загрязнений.

11. Питтинг (точечные отверстия)

Что это:

Питтинг, или оспинная коррозия, — это дефект поверхности, характеризующийся многочисленными мелкими, размером с точечный прокол, порами, сгруппированными в определённом месте. Он возникает в результате затвердевания металла вокруг мельчайших, рассеянных пузырьков газа, образующихся на границе раздела формы и металла, часто связанных с турбулентным течением.

Общие причины:

• Турбулентное заполнение: При попадании в полость расплавленный металл распыляется на мелкие капли (распыляется), захватывая микропузырьки воздуха и пары смазки.
• Тонкий вход: Толщина затвора слишком мала, что приводит к чрезмерно высокой скорости и распылению.
• Высокая скорость входа: Скорость впрыска слишком высокая.
• Низкая температура пресс-формы: Холодная поверхность формы приводит к тому, что распыляемая струя «замерзает» при ударе, прежде чем она сможет снова расплавиться.

Как диагностировать и устранить:

1. Наблюдайте за заполнением:

• Решение: Измените конструкцию литниковой системы (литника, питателя), чтобы предотвратить распыление. Улучшите вентиляцию.

2. Проверьте скорость затвора:

• Решение: Соответствующим образом уменьшите скорость впуска (скорость впрыска второй фазы).

3. Проверьте толщину затвора:

• Решение: Отрегулируйте толщину литника соответствующим образом.

4. Проверьте температуру формы:

• Решение: Увеличьте температуру формы до указанного технологического диапазона.

12. Флэш (Плавы)

Что это:

Облой — распространённый дефект, при котором тонкий нежелательный лист металла выдавливается из полости формы и затвердевает в зазорах между её компонентами. Чаще всего он появляется на линии разъема, но может также образовываться вокруг толкателей, стержней или направляющих.

Общие причины:

• Недостаточная сила зажима: Усилие зажима машины слишком мало, чтобы удерживать половинки формы вместе, выдерживая давление впрыска.
• Высокое давление впрыска: Давление или скорость впрыска слишком высокие.
• Повреждение/износ плесени: Поверхности линии разъема повреждены, изношены или зазубрены, что препятствует идеальному прилеганию.
• Плохая герметизация формы:

• Половины формы или направляющие смещены.
• На линии разъема застревают обломки, «мусор» или облой, что не позволяет полностью закрыть форму.
• Недостаточная поддержка формы: В форме не хватает опорных стоек, что позволяет ей прогибаться под давлением.

Как диагностировать и устранить:

1. Проверьте давление:

• Решение: Увеличьте усилие зажима или, что встречается чаще, уменьшите давление или скорость впрыска до минимально приемлемого уровня.

2. Очистите плесень:

• Решение: Тщательно очистите поверхности разъема и все подвижные части (ползуны, сердечники).

3. Осмотр формы:

• Решение: Проверьте линию разъема и подвижные компоненты на наличие износа или повреждений. Отремонтируйте или повторно обработайте эти поверхности.

4. Проверьте прочность/поддержку формы:

• Решение: Добавьте опорные стойки к основанию формы, чтобы предотвратить прогиб.

5. Проверка машины:

• Решение: Если проектируемая площадь детали слишком велика для станка, форму необходимо перенести на станок с большим усилием.

13. Ламинирование (наслаивание)

Что это:

Расслоение (или расслоение) — это дефект, при котором поверхность отливки состоит из отдельных, перекрывающих друг друга слоёв металла, не полностью сплавленных между собой. Это часто приводит к отслоению или отслаиванию поверхности. По сути, это тяжёлая форма хладотекучести.

Общие причины:

• Неправильная последовательность литников/заполнения: Полость заполняется в неправильной последовательности: один поток перетекает в полузастывший поток.
• Несоосность компонентов пресс-формы:

• Чрезмерный зазор (например, >0.1 мм) между подвижными компонентами (ползунками, стержнями) и формой.
• Изношены наконечник плунжера и втулка поршня.

• Низкая температура пресс-формы: Холодная форма приводит к преждевременному затвердеванию фронта заливки.
• Загрязнение сплава: Изменения в химическом составе сплава или загрязнения (оксиды) могут помешать правильному плавлению.

Как диагностировать и устранить:

1. Анализ последовательности заполнения: Используйте моделирование потока или наблюдайте короткие забросы.

• Решение: Перепроектируйте стробирование, чтобы обеспечить логичный, прогрессивный порядок заполнения.

2. Осмотрите компоненты пресс-формы: Измерьте зазоры между подвижными направляющими, стержнями и основной формой.

• Решение: Отремонтируйте или замените изношенные компоненты, чтобы убедиться, что все зазоры соответствуют спецификации (например, <0.1 мм).

3. Проверьте плунжер/втулку:

• Решение: Измерьте износ наконечника плунжера и втулки поршня и замените их, если зазор слишком велик.

4. Проверьте температуру формы:

• Решение: Увеличьте нагрев или отрегулируйте охлаждение, чтобы сбалансировать температуру формы.

5. Проверьте наличие Flash:

• Решение: Это указывает на проблемы с закрытием формы. Отремонтируйте форму или отрегулируйте зажимной механизм машины.

14. Деформация (искривление)

Что это:

Деформация — это дефект, при котором окончательная форма отливки не соответствует заданной геометрии: деталь изгибается, скручивается или коробится. Это происходит из-за неравномерного снятия внутренних напряжений, накопленных при охлаждении.

(Примечание: на основе предоставленного изображения «Причина/Решение».)

Общие причины:

• Плохая конструкция детали: Конструкция нестабильна, имеет большие, плоские, не имеющие опор области или имеет крайне неравномерную толщину стенок, что приводит к неравномерному охлаждению и усадке.
• Преждевременный выброс: Деталь выталкивается из формы, пока она еще слишком горячая и мягкая.
• Неравномерная сила выброса: Выталкивающие штифты установлены неправильно, что приводит к изгибу детали во время выталкивания.
• Неправильное обращение: Горячая гибкая часть укладывается, падает или с ней обращаются неправильно.
• Неравномерная температура формы: Большая разница температур между подвижной и неподвижной половинами формы приводит к неравномерной скорости охлаждения.

Как диагностировать и устранить:

1. Проверьте структуру детали:

• Решение: Измените структуру отливки (например, добавьте ребра, ребра жесткости) для повышения жесткости.

2. Проверьте выброс:

• Решение: Увеличьте время охлаждения (время цикла), чтобы обеспечить жёсткость детали перед выталкиванием. Отрегулируйте положение выталкивающих штифтов для сбалансированного усилия.

3. Проверьте температуру пресс-формы:

• Решение: Сбалансируйте тепловой профиль формы. Добавьте или отрегулируйте охлаждение/нагрев, чтобы обеспечить стабильную и равномерную температуру.

4. Проверьте обработку деталей:

• Решение: Используйте охлаждающие приспособления или кондукторы, которые будут удерживать деталь в правильной форме во время охлаждения. Избегайте складирования горячих деталей.

5. Проверьте постобработку:

• Решение: Если последующая обработка, например дробеструйная очистка, приводит к деформации, разработайте приспособления для фиксации детали.

15. Несоответствие (несоосность)

Что это:

Несоответствие — это дефект, при котором одна часть отливки, образованная одним компонентом формы (например, одной половинкой формы или ползунком), смещена или не выровнена относительно другой части отливки. Это часто проявляется в виде резкой «ступеньки» на линии разъема.

Общие причины:

• Износ компонентов пресс-формы:

• Направляющие штифты, втулки или фиксирующие конусы формы изношены или повреждены.
• Направляющие или механизмы вытягивания сердечника изношены, ослаблены или не фиксируются на месте.

• Проблемы с машиной/настройкой: Плиты машины не параллельны, или форма установлена ​​неправильно.
• Обломки: Мусор на линии разъема формы или фиксирующих конусах мешает правильному выравниванию.
• Неравномерное давление: Конструкция детали или литниковая система вызывают неравномерное давление, что физически выталкивает сердечник или ползун из положения.

Как диагностировать и устранить:

1. Осмотр формы: Проверьте направляющие штифты, втулки и фиксирующие конусы на предмет износа.

• Решение: Отремонтируйте или замените изношенные компоненты. Повторно обработайте фиксирующие конусы для обеспечения плотной посадки.

2. Проверьте слайды/ядра:

• Решение: Проверьте состояние запорных механизмов. Отремонтируйте или замените изношенные запорные элементы.

3. Проверить выравнивание:

• Решение: Проверьте совмещение половин формы и стержневых вставок. При необходимости выровняйте и установите прокладки.

4. Проверка машины:

• Решение: Убедитесь, что плиты машины параллельны, а форма надежно закреплена.

5. Проверьте наличие Flash:

• Решение: Очистите поверхности формы и все фиксирующие поверхности. Проверьте зажимной механизм машины.

16. Механические повреждения (устранение вмятин)

Что это:

Этот дефект возникает не в процессе литья, а из-за неправильного обращения с деталью после отливки. Он проявляется в виде вмятин, царапин или зазубрин, возникающих при ударе детали о форму, машину или другие детали.

Общие причины:

• Извлечение/удаление: Деталь повреждается во время выброса или извлечения (например, захватом робота или в результате удара машины при падении).
• Stacking: Горячие или холодные детали выбрасываются в мусорное ведро или складываются друг на друга.
• Перемещение: Детали повреждаются во время транспортировки на конвейере или в контейнере.
• Второстепенные операции: Детали повреждаются инструментами или приспособлениями во время обрезки или удаления заусенцев.

Как диагностировать и устранить:

1. Наблюдайте выброс:

• Решение: Убедитесь, что деталь выходит чисто и не ударяется о форму или машину. Отрегулируйте захват робота или создайте «захватывающую» подушку.

2. Реализовать процедуры обработки:

• Решение: НЕ складывайте детали в стопку и не выбрасывайте их в мусорное ведро. Используйте специальные подкладки или стеллажи, разделяющие каждую деталь.

3. Проверьте вторичные операции:

• Решение: Соблюдайте надлежащие рабочие инструкции. Используйте тиски с мягкими губками или защитные приспособления. Следите за тем, чтобы обрезные инструменты применялись только на предназначенных для них участках.

17. Холодные слизни

Что это:

Холодная стружка — это дефект, при котором небольшая полузастывшая «чешуйка» металла внедряется в отливку, но не сплавляется с ней полностью. Она проявляется в виде отчётливого пятна на поверхности детали. Эти дефекты возникают из-за преждевременного охлаждения металла из литниковой гильзы или литниковой системы, поступающего в полость формы.

Общие причины:

• Температура распылительной гильзы/сопла: Слишком низкая температура заливки или слишком холодный сопло/мундштук, что приводит к преждевременному застыванию металла.
• Конструкция литникового канала: Система литников не предназначена для «улавливания» этого изначально холодного металла.
• Длительная задержка: Слишком большая задержка между заливкой и впрыском, из-за чего металл успевает остыть.
• Неправильное заполнение: Фаза «медленного выстрела» происходит слишком быстро, в результате чего металл разбрызгивается и образует твердые хлопья.
• Загрязнение: Нерасплавленные кусочки смешиваются с расплавленным металлом.

Как диагностировать и устранить:

1. Проверьте температуру:

• Решение: Увеличьте температуру заливки расплавленного металла. Увеличьте температуру сопла или сопла.

2. Оптимизация стробирования:

• Решение: Перепроектируйте желоб так, чтобы в конце главного желоба перед затворами был предусмотрен «отстойник для шлама» или «ловушка для холодного шлама» для улавливания этого материала.

3. Настройте профиль снимка:

• Решение: Отрегулируйте положение начала медленного впрыска, чтобы обеспечить плавное зацепление плунжера с металлом, не разбрызгивая его.

4. Проверьте чистоту металла:

• Решение: Убедитесь, что расплавленный металл чистый, имеет равномерную температуру и не содержит твёрдых частиц. Регулярно очищайте ковш и печь от нагара.

5. Проверьте структуру детали:

• Решение: Если дефект находится в глубокой области, увеличьте давление в литнике или добавьте переливной колодец для протягивания холодной порции.

18. Эрозия (размыв)

Что это:

Эрозия — это разрушение или «размывание» стали формы (полости или стержня), вызванное многократным воздействием высокоскоростного и высокотемпературного потока расплавленного металла на одно и то же место. На отливке это проявляется в виде непреднамеренного, грубого «выступа» или «ямки», соответствующего поврежденному участку формы.

Общие причины:

• Неправильное стробирование: Затвор устанавливается таким образом, чтобы поток расплавленного металла направлялся непосредственно на стержень или стенку формы.
• Высокая скорость затвора: Литниковое отверстие слишком маленькое или скорость впрыска слишком высокая, что приводит к тому, что металл поступает с эрозионной скоростью.
• Материал формы/Твердость: Сталь пресс-формы в этой области мягкая или имеет проблемы с термообработкой.
• Высокая температура заливки: Слишком горячий расплавленный металл ускоряет процесс эрозии.

Как диагностировать и устранить:

1. Осмотрите форму: Дефект будет непосредственно отображен на «размытой» области на стали формы.

• Решение: Ремонт формы. Часто это требует сварки и повторной обработки стали или полной замены сердечника или вставки.

2. Перепроектирование стробирования: Это самое важное решение.

• Решение: Отрегулируйте положение, угол и направление литника, чтобы предотвратить прямое попадание металла на стенки формы. Стремитесь к плавному тангенциальному заполнению.

3. Уменьшить скорость:

• Решение: Увеличьте толщину литника для снижения скорости. Уменьшите скорость впрыска на второй фазе (быстрый впрыск).

4. Проверьте температуру и твердость:

• Решение: Проверьте твёрдость материала формы. Снизьте температуру заливки (сплава) до минимально допустимого уровня.

19. Пайка (припой трением)

Что это:

Пайка — серьёзная форма прилипания сплава. Это химическое и механическое соединение литейного сплава (особенно алюминия) со сталью формы. При выталкивании отливки часть отливки отрывается и остаётся «припаянной» к форме. Последующие снимки покажут шероховатую, рваную поверхность в том же месте.

Общие причины:

• Проблемы с поверхностью плесени: Поверхность формы слишком шероховатая, или форма не была должным образом азотирована или покрыта.
• Неправильное стробирование: Затвор направляет поток металла таким образом, что создается локальная горячая точка.
• Высокие температуры: Температура формы или сплава слишком высока, что способствует химической реакции.
• Плохой проект: Недостаточный угол уклона в форме.
• Химия сплавов: Низкое содержание железа (Fe) в алюминиевых сплавах.

Как диагностировать и устранить:

1. Проверьте поверхность формы:

• Решение: Отполируйте поверхность формы. Убедитесь, что форма надлежащим образом азотирована или имеет подходящее PVD-покрытие.

2. Отрегулируйте затвор и поток:

• Решение: Отрегулируйте местоположение впускного отверстия и направление потока, чтобы избежать образования горячих точек.

3. Баланс теплового профиля:

• Решение: Используйте термический анализ для выявления горячих точек. Добавьте локальное охлаждение или увеличьте подачу смазки в эти области.

4. Проверьте и снизьте температуру:

• Решение: Уменьшите общую температуру формы и температуру заливки.

5. Проверьте на прилипание:

• Решение: Нанесите больше смазки (разделительного состава) на пораженный участок.

20. Посторонние материалы (включения)

Что это:

Этот дефект характеризуется наличием посторонних металлических или неметаллических частиц, внедрённых в поверхность отливки. Эти включения не являются частью основного сплава и могут привести к ослаблению конструкции и ухудшению качества поверхности.

Общие причины:

• Плохая чистота расплава:

• Расплавленный металл в раздаточной печи «грязный» и содержит оксиды (шлак), дросс и другие примеси.
• Расплав не очищен и не обработан флюсом должным образом.

• Материал Введение: Мусор от дробовой гильзы (например, обугленная смазка) или фрагменты огнеупорной футеровки ковша/печи.
• Загрязнение смазочного материала: Разделительная смазка для форм загрязнена.
• Остатки плесени: В полости формы остаются отходы (например, облой, отколовшаяся стружка) от предыдущего впрыска.

Как диагностировать и устранить:

1. Осмотрите расплав: Проверьте поверхность расплавленного металла в печи и ковше.

• Решение: Строго соблюдайте график очистки печи и ковшей. Перед каждым ковшом снимайте окалину с поверхности металла и регулярно офлюсуйте расплав.

2. Проверьте наличие рукава/ковша:

• Решение: Очистите разливочную камеру и ковш. Убедитесь, что покрытие ковша целое и не отслаивается.

3. Проверьте смазку:

• Решение: Убедитесь, что смазочный материал чистый и правильно перемешан.

4. Очистка пресс-формы:

• Решение: Убедитесь, что автоматизированный цикл продувки воздухом работает правильно и направлен на все глубокие карманы и углы формы, чтобы удалить любые остаточные загрязнения.

Заключение

Эти дефекты поверхности отливок редко являются результатом одной единственной, изолированной проблемы. Они представляют собой симптомы несбалансированного процесса, в котором конструкция детали, проектирование оснастки и параметры процесса не находятся в гармонии.

Системный подход имеет первостепенное значение. Правильно определив дефект, инженеры могут сформулировать гипотезу, последовательно проверить наиболее вероятные причины и внедрить целенаправленные решения. Деталь со следами текучести, вздутием и гратом одновременно указывает на сложную проблему, связанную с температурой, вентиляцией и усилием зажима.

Освоение литья под давлением — это непрерывный процесс диагностики причинно-следственных связей. Тщательно анализируя дефекты поверхности отливок , литейное производство может перейти от реактивного решения проблем к проактивному контролю процесса, гарантируя, что каждая деталь соответствует самым высоким стандартам качества.