Постоянное литье плесени

Постоянное литье плесени - это металлический процесс литья , в котором используются многоразовые плесени («постоянные плесени»), обычно изготовленный из металла . Наиболее распространенный процесс использует гравитацию для заполнения формы, однако давление газа или вакуум также используется. Изменение типичного процесса гравитационного литья, называемого литьем слякоти , производит полые отливки. Общие металлы литья - это алюминиевые , магниевые и медные сплавы. Другие материалы включают олово , цинк и свинцовые сплавы, а железо и сталь также отлиты в графитовые формы. ^{[ 1 ]}^{[ 2 ]}

Типичными продуктами являются компоненты, такие как шестерни , сплайны , колеса , корпуса передач , фитинги для труб , корпуса впрыска топлива и поршни автомобильных двигателей . ^{[ 1 ]}

Процесс

Существует четыре основных типа постоянного литья плесени: гравитация, слякоть, низкий давление и вакуум.

Гравитационный процесс

Процесс гравитации начинается с предварительного нагрева плесени до 150–200 ° C (302–392 ° F). Чтобы облегчить поток и уменьшить тепловое повреждение литья. Затем полость пресс -формы покрывается рефрактерным материалом или промывкой для плесени , что предотвращает прилипание литья к плесени и продлевает срок службы плесени. Затем установлены любые пески или металлические ядра , а плесень зажимается. Расплавленный металл затем изливается в форму. Вскоре после затвердевания плесень открывается, а литья удаляется, чтобы уменьшить шансы на горячие слезы . Затем процесс начинается снова, но предварительное нагревание не требуется, потому что тепло от предыдущего литья является достаточным, а рефрактерное покрытие должно длиться несколько отливок. Поскольку этот процесс обычно выполняется на больших производственных рабочих целях, автоматизированное оборудование используется для покрытия формы, налить металл и удалить литью. ^{[ 3 ]}^{[ 4 ]}^{[ 5 ]}

Металл выливается при самой низкой практической температуре, чтобы минимизировать трещины и пористость. ^{[ 4 ]} Температура заливки может значительно варьироваться в зависимости от листового материала; Например, цинк сплавов выливают примерно на 370 ° C (698 ° F), в то время как серое железо выливают примерно на 1370 ° C (2500 ° F). ^{[ 1 ]}

Форма

Формы для процесса литья состоят из двух половинок. Формы литья обычно образуются из серого чугуна, потому что она обладает наилучшей термостойкостью усталости , но другие материалы включают сталь, бронзу и графит. Эти металлы выбираются из -за их сопротивления эрозии и термической усталости. Они, как правило, не очень сложны, потому что плесень не предлагает складной, чтобы компенсировать усадку. Вместо этого плесень открывается, как только литье затвердевает, что предотвращает горячие слезы. Ядра могут быть использованы и обычно изготавливаются из песка или металла. ^{[ 4 ]}^{[ 5 ]}

Как указано выше, плесень нагревается до первого цикла литья, а затем непрерывно используется, чтобы поддерживать как можно более равномерную температуру во время циклов. Это уменьшает тепловую усталость, облегчает поток металлов и помогает контролировать скорость охлаждения листового металла. ^{[ 5 ]}

Вентиляция обычно происходит через небольшую трещину между двумя половинками пресс -формы, но если этого недостаточно, то используются очень маленькие отверстия для вентиляции. Они достаточно маленькие, чтобы позволить воздуху сбежать, но не расплавленный металл. Подъемник также должен быть включен , чтобы компенсировать усадку. Обычно это ограничивает выход менее 60%. ^{[ 5 ]}

Механические эжекторы в виде контактов используются, когда покрытия недостаточно для удаления отливок из форм. Эти контакты размещены по всей форме и обычно оставляют небольшие круглые впечатления на литью. ^{[ Цитация необходима ]}

Слякоть

Слейш -лить - это вариант постоянного литья, чтобы создать пустое литье или лосто . В процессе материал выливается в форму и дает остыть, пока в форме не будет образуется оболочка материала. Затем оставшуюся жидкость выливается, чтобы покинуть полая оболочка. Полученная литья имеет хорошие детали поверхности, но толщина стены может варьироваться. Процесс обычно используется для изготовления декоративных продуктов, таких как подсвечники , основания лампы и скульптуры , из материалов с низкой точкой с низкой точкой. ^{[ 2 ]} Аналогичная техника используется для изготовления пустых шоколадных фигур на Пасху и Рождество . ^{[ 6 ]}

Метод был разработан Уильямом Британии в 1893 году для производства ведущих игрушечных солдат . Он использует меньше материала, чем твердое литье, и приводит к более легкому и менее дорогому продукту. Полые лисовые фигуры обычно имеют небольшое отверстие, в котором изливалась избыточная жидкость. ^{[ Цитация необходима ]}

Точно так же процесс, называемый слякочным формованием, используется в производстве автомобильной панели приборной панели, для интерьеров с мягкой панелью с искусственной кожей, где свободно продуманное (которое ведут себя как жидкое) пластиковое соединение, либо из ПВХ, либо ТПУ, выливается в горячее, горячее, горячий, горячий, горячий, горячий, горячий, горячий, горячий, горячий, горячий, горячий Полая плесень и формы вязкой кожи. Затем избыточная сляния сливают, плесень охлаждается, а литьевый продукт разряжается. ^{[ 7 ]}

Низкий давление

) низкое давление В отличие от постоянного плесени ( LPPM используется газ при низком давлении, обычно от 3 до 15 фунтов на квадратный дюйм (от 20 до 100 кПа), чтобы протолкнуть расплавленное металл в полость формы. Давление оказывается на вершину бассейна жидкости, что заставляет расплавленный металл подниматься с огнеупорной трубкой и, наконец, в дно формы. Заливающая трубка простирается до нижней части ковша, так что материал, просачиваемый в форму, исключительно чистый. Не требуется стояка, потому что приложенное давление заставляет расплавленный металл, чтобы компенсировать усадку. Урожай, как правило, превышает 85%, потому что в заливном трубе нет в заливную трубку. ^{[ 2 ]}^{[ 8 ]}

Подавляющее большинство литей LPPM взята из алюминия и магния, но некоторые из них являются медными сплавами. Преимущества включают в себя очень небольшую турбулентность при заполнении плесени из -за постоянного давления, что сводит к минимуму пористость газа и образование дросса . Механические свойства примерно на 5% лучше, чем гравитационные постоянные отливки. Недостатком является то, что циклы времени длиннее, чем гравитационные постоянные отливки. ^{[ 8 ]}

Вакуум

Вакуумное постоянное литье плесени сохраняет все преимущества литья LPPM, плюс растворенные газы в расплавленном металле сведены к минимуму, а чистота расплавленного металла еще лучше. Процесс может обрабатывать тонкостенные профили и дает превосходную поверхность . Механические свойства обычно на 10-15% лучше, чем гравитационные постоянные отливки. Процесс ограничен весом до 0,2 до 5 кг (от 0,44 до 11,02 фунта). ^{[ 8 ]}

Преимущества и недостатки

Основными преимуществами являются многоразовая плесень, хорошая поверхностная отделка, точность хорошей размерности и высокие скорости производства. Типичные допуски составляют 0,4 мм для первых 25 мм (0,98 дюйма) для первого дюйма) и 0,02 мм для каждого дополнительного сантиметра (0,002 на за дюйма); Если измерение пересекает линию расставания, добавьте дополнительное 0,25 мм (0,0098 дюйма). Типичные поверхностные отделки составляют от 2,5 до 7,5 мкм (100–250 мкн) среднеквадратичных сред . Требуется черновик от 2 до 3 °. Толщина стен ограничена от 3 до 50 мм (от 0,12 до 1,97 дюйма). Типичные размеры деталей варьируются от 100 г до 75 кг (от нескольких унций до 150 фунтов). Другие преимущества включают в себя легкость выявления направленного затвердевания путем изменения толщины стенки плесени или путем нагрева или охлаждения части формы. Скорость быстрого охлаждения, созданные с помощью металлической формы, приводит к более тонкой структуре зерна, чем литья песка. Выдвижные металлические ядра могут использоваться для создания подрезков при сохранении формы быстрого действия. ^{[ 2 ]}^{[ 3 ]}

Существуют три основных недостатка: высокая стоимость инструментов, ограниченные металлами с низкой точкой, и короткий срок службы плесени. Высокие затраты на инструмент делают этот процесс неэкономичным для небольших производственных прогонов. Когда процесс используется для литого стали или железа, срок службы плесени чрезвычайно короткий. Для более низких металлов плавления срок службы плесени длиннее, но тепловая усталость и эрозия обычно ограничивают срок службы до 10 000 до 120 000 циклов. Срок службы плесени зависит от четырех факторов: материал плесени, температуру заливки, температуру плесени и конфигурацию пресс -формы. Формы, изготовленные из серого чугуна, могут быть более экономичными для производства, но имеют короткую жизнь. С другой стороны, формы, изготовленные из инструментальной стали H13, могут иметь срок службы плесени в несколько раз больше. Температура заливки зависит от листового металла, но чем выше температура заливки, тем короче срок службы плесени. Высокая температура заливки также может вызвать проблемы с усадкой и создать более длительное время цикла. Если температура формы слишком низкая ошибка производится, но если температура формы слишком высока, время цикла длится и увеличивается эрозия плесени. Большие различия в толщине секции в плесени или литьке также могут уменьшить срок службы плесени. ^{[ 5 ]}

Ссылки

^ Jump up to: ^а ^{беременный} ^в Todd, Allen & Alting 1994 , с. 258–262.
^ Jump up to: ^а ^{беременный} ^в ^{дюймовый} Degarmo, Black & Kohser 2003 , p. 327.
^ Jump up to: ^а ^{беременный} Degarmo, Black & Kohser 2003 , p. 325.
^ Jump up to: ^а ^{беременный} ^в Kalpakjian & Schmid 2006 , с. 303–304.
^ Jump up to: ^а ^{беременный} ^в ^{дюймовый} ^и Degarmo, Black & Kohser 2003 , p. 326.
^ «Жизнь, иллюстрированная история страсти давнего коллекционера по ликвидации» . Архивировано из оригинала 2010-01-15 . Получено 2009-11-04 .
^ "Сляпка" . Словарь научных и технических терминов . МакГроу-Хилл. 2003.
^ Jump up to: ^а ^{беременный} ^в Degarmo, Black & Kohser 2003 , p. 328.

Библиография

ДеГармо, Э. Пол; Черный, JT; Kohser, Ronald A. (2003), Материалы и процессы в производстве (9 -е изд.), Wiley, ISBN 0-471-65653-4 .
Калпакджян, сероп; Шмид, Стивен (2006), Производственная техника и технологии (5 -е изд.), Пирсон, ISBN 0-13-148965-8 .
Тодд, Роберт Х.; Аллен, Делл К.; Alting, Leo (1994), Справочное руководство по производственным процессам , Industrial Press Inc., ISBN 0-8311-3049-0 .

Внешние ссылки

[todd-1] Jump up to: ^а ^{беременный} ^в Todd, Allen & Alting 1994 , с. 258–262.

[degarmo327-2] Jump up to: ^а ^{беременный} ^в ^{дюймовый} Degarmo, Black & Kohser 2003 , p. 327.

[degarmo325-3] Jump up to: ^а ^{беременный} Degarmo, Black & Kohser 2003 , p. 325.

[Kalpakjian-4] Jump up to: ^а ^{беременный} ^в Kalpakjian & Schmid 2006 , с. 303–304.

[degarmo326-5] Jump up to: ^а ^{беременный} ^в ^{дюймовый} ^и Degarmo, Black & Kohser 2003 , p. 326.

[6] «Жизнь, иллюстрированная история страсти давнего коллекционера по ликвидации» . Архивировано из оригинала 2010-01-15 . Получено 2009-11-04 .

[define-7] "Сляпка" . Словарь научных и технических терминов . МакГроу-Хилл. 2003.

[degarmo328-8] Jump up to: ^а ^{беременный} ^в Degarmo, Black & Kohser 2003 , p. 328.

[ 1 ]

[ 2 ]

[ 3 ]

[ 4 ]

[ 5 ]

[ 6 ]

[ 7 ]

[ 8 ]