Ливење алуминијума под високим притиском: Детаљни водич

Концепт ливења под високим притиском

Ливење под високим притиском (ХПДЦ) је процес ливења метала који се користи за масовну производњу сложених металних делова високог интегритета и облика скоро мреже. Процес укључује убризгавање растопљеног метала у унапред дизајнирани калуп под високим притиском, обично између 1000 и 25000 ПСИ (фунти по квадратном инчу). Висок притисак се одржава све док се растопљени метал не очврсне и уклони из калупа.

Овај процес се изводи помоћу машине за ливење под притиском или у врућој или хладној комори. Машина са топлом комором се користи за материјале ниске тачке топљења као што је цинк, док се машина са хладном комором користи за материјале високе тачке топљења као што су алуминијум и магнезијум. ХПДЦ се широко користи у индустријама као што су аутомобилска, ваздухопловна и медицинска, због своје способности да производи висококвалитетне делове са уским толеранцијама и сложеним облицима.

Важност концепта ливења под високим притиском у различитим индустријама

Ливење под високим притиском (ХПДЦ) је важан концепт у различитим индустријама због бројних предности. Ево неких индустрија које имају користи од ХПДЦ концепта:

Цонсумер Елецтроницс: Потрошачка електроника као што су паметни телефони, лаптопови и таблети захтевају мале, лагане делове који се лако могу произвести помоћу ХПДЦ процеса. Овај процес омогућава производњу сложених дизајна и прецизних компоненти са високом прецизношћу.

Медицал Екуипмент: Медицинска индустрија такође има користи од ХПДЦ концепта, који омогућава производњу лаких, прецизних компоненти за употребу у медицинским уређајима и опреми. Процес обезбеђује висококвалитетне компоненте са одличним завршним обрадама површине, што га чини идеалним за строге захтеве индустрије.

Одбрамбена индустрија: ХПДЦ има предност у одбрамбеној индустрији омогућавајући производњу сложених компоненти високе чврстоће са одличном димензионалном тачношћу, које су кључне за војна возила, авионе и системе наоружања. Ово омогућава континуиране иновације и развој како би се задовољили напредни технолошки захтеви војне опреме. Материјали компатибилни са ливењем под високим притиском

Следећи кратак преглед компатибилних материјала ће вам помоћи да утврдите да ли је ХПДЦ одговарајући производни процес или треба користити алтернативни метод.

Алуминијум: Ово је материјал који се широко користи у ливењу под високим притиском због његових својстава као што су лагана тежина, стабилност димензија, електрична проводљивост, отпорност на корозију и топлотна отпорност.

Материјал има добар проток када се топи под високим притиском, али захтева систем хладне коморе за производњу висококвалитетних одливака. Уобичајене легуре алуминијума које се користе у процесу укључују 380, 390, 412, 443 и 518. Овај материјал се обично користи у индустријама као што су аутомобилска и ваздухопловна индустрија.

магнезијум: Ово је још један лагани материјал који се обично користи у хпдц процесу. Има високу обрадивост и погодан је за ливење у врућој комори због ниже тачке топљења. Уобичајене легуре магнезијума које се користе у процесу укључују АЗ91Д, АМ60, АС41Б и АЕ42.

цинк: Ово је материјал који највише одговара произвођачима од три уобичајена ХПДЦ материјала. Погодан је за системе са топлим и хладним коморама. Уобичајене легуре за ливење цинка под високим притиском укључују Замак, 2, 3 и 5. Материјали ливени под притиском од цинка су јаки, издржљиви и погодни за машинску обраду.

Шта је ливење алуминијума под високим притиском

Ливење алуминијума под високим притиском (ХПДЦ) је процес ливења метала који укључује убризгавање растопљеног алуминијума под високим притиском у унапред дизајнирани калуп за стварање висококвалитетних металних делова. Алуминијум је под притиском на нивоима у распону од 1.000 до 25.000 ПСИ да би се испунила шупљина калупа и поновио облик жељеног дела. Изводи се коришћењем машине за ливење под притиском у топлој или хладној комори, у зависности од тачке топљења легуре алуминијума.

Када треба да изаберем ХПДЦ процес?

Постоје две врсте опреме која се користи за ливење под високим притиском: хладна комора и опрема за ливење под високим притиском. За ливење алуминијума под високим притиском потребно је користити машине са хладном комором.

Ливење под високим притиском (ХПДЦ) је брза и исплатива производна техника погодна за ливење обојених метала. Идеалан је за високе производне захтеве и може произвести делове танких зидова са бољим квалитетом завршне обраде. Међутим, постоји ризик од порозности унутар одливака, што може угрозити структурни интегритет и учинити га непогодним за топлотну обраду.

Компоненте машине за ливење под високим притиском

Ако произвођач намерава да набави ХПДЦ машину, ево неких компоненти машине и њихових функција.

Калуп под притиском 

То је главна компонента машине, обично направљена од челика. Има дизајн који представља предвиђени производ и одговоран је за обликовање растопљеног метала у жељени облик. Калуп за ливење под притиском има две половине, покретну и фиксну половину, које стежу под силом када оператер убризгава растопљени метал.

Ејецтор Пинс 

Ово су компоненте које помажу у избацивању ливеног под притиском након очвршћавања. Углавном се налазе на половини покретне матрице и помажу при уклањању ливених делова из калупа.

Клип

Он производи притисак који убризгава растопљени метал из коморе за дување у калуп. У зависности од типа машине, може се аутоматизовати.

Хеатинг Цомпонентс

Они се састоје од грејног елемента, термоелемента и коморе за дување (локација растопљеног метала). Функционишу да загревају метал док чувају и одржавају температуру растопљеног метала. Компоненте грејања су одсутне у систему хладне коморе.

Рисер Тубе: Ово служи као пролаз за растопљени метал у калуп за ливење под притиском.

Кораци процеса ливења под високим притиском

Следеће информације пружају свеобухватно разумевање како функционишу процеси ливења под високим притиском:

Први корак је припрема калупа: Укључује чишћење калупа и подмазивање његових унутрашњих зидова ради лакшег избацивања и регулације температуре.

Други корак је ињекција: Може се урадити коришћењем система убризгавања у врућој или хладној комори, у зависности од врсте материјала који се користи. Систем врућих комора је погодан за метале ниске тачке топљења као што су цинк и магнезијум, док се хладна комора користи за метале високе тачке топљења као што су алуминијум и месинг.

Трећи корак је уклањање делова: Укључује коришћење игле за избацивање да би се ослободила шупљина калупа и истиснули очврснути одливци.

Последњи корак је обрезивање: Укључује уклањање додатних материјала који се налазе на ливењу и калупу коришћењем различитих метода, као што су матрица или тестера.

Предности и ограничења ливења под високим притиском

Предности

Више стопе производње

Фаза убризгавања у ХПДЦ је витални корак и брзо се завршава, што резултира високим стопама производње. Ово чини процес корисним за брзу израду прототипа, посебно за производњу великог обима, и бржим у поређењу са другим методама ливења као што је ЛПДЦ.

Квалитетни ливени под високим притиском

ливени делови произведени коришћењем ХПДЦ имају високу тачност димензија, одличну униформност и добру завршну обраду. Они такође задржавају механичка својства основног материјала и обично захтевају минималну машинску обраду.

Производи са танким зидовима

ХПДЦ може постићи дебљину танког зида мању од 0,40 мм, а процес омогућава додавање уметака или заједничких ливених делова. Ова карактеристика смањује број компоненти потребних током склапања.

Сложена дизајнерска достигнућа

ХПДЦ је погодан за креирање производа са сложеним облицима калупа због флексибилности дизајна калупа. Ова флексибилност олакшава склапање произведених делова.

Дурабле Диес

Калупи за ливење под притиском који се користе у ХПДЦ-у су веома издржљиви, што омогућава њихову употребу у више производних циклуса. Ова издржљивост смањује ливење под притиском по јединичној цени.

Ограничења

Присуство ваздуха 

Ово је уобичајен проблем у ХПДЦ-у, што доводи до ваздушних џепова у коначном производу. Ово чини ХПДЦ неприкладним за производе који захтевају херметичност, јер заробљавање ваздуха може проузроковати порозност и површинске пликове када се термички обрађује. У таквим случајевима ливење под ниским притиском може бити боља алтернатива.

Почетни трошкови покретања 

Трошкови покретања личне ХПДЦ машине могу бити значајни, због чега се многи појединци и предузећа одлучују да своје потребе ливења под притиском предају добављачу услуга.

Минимизирање дефеката матрице у ХПДЦ

Испод су неке од најчешћих типова кварова и како их минимизирати:

Порозност

Ово је чест проблем са којим се сусрећемо током ХПДЦ процеса. Иако је тешко у потпуности елиминисати порозност, можете је минимизирати уградњом вакуумске технологије у опрему.

Фласх

Бљесак је још једна уобичајена појава у ливењу алуминијума под високим притиском, што је вишак материјала који цури дуж линија раздвајања. Ово је обично узроковано када притисак убризгавања премаши силу стезања. Један од начина за спречавање флеш дефекта је употреба опреме за ливење под притиском са довољном тонажом.

Вруће кидање

Ово може бити последица неуједначеног хлађења и може изазвати кидање на врућим местима ваших делова. Неуједначено хлађење често настаје због варијације дебљине зида у одливу, али се то може решити побољшањем дизајна.

Непопуњене секције

Неиспуњени делови у шупљини калупа могу настати због различитих фактора. Овај проблем се може спречити праћењем запремине метка, брзине и температуре изливања.

Примена процеса ливења под високим притиском

Медицинска индустрија: У медицинској индустрији, ХПДЦ се обично користи за производњу опреме за снимање високе производње, инфузионих пумпи и других медицинских делова. Висока продуктивност процеса, компатибилност са различитим материјалима и способност израде сложених дизајна чине га популарним избором у овој индустрији.

Аутомотиве Индустри: Аутомобилска индустрија се ослања на ХПДЦ за производњу кључних компоненти за возила као што су блокови мотора, носачи мотора, кућишта мењача и други структурни делови. Компатибилност методе са материјалима као што су алуминијум и магнезијум, њена способност да постигне високу тачност и способност израде сложених дизајна чине је пожељним избором у овом сектору.

Ваздухопловна индустрија: Ваздухопловство такође користи ХПДЦ за производњу делова мотора користећи материјале као што су цинк, магнезијум и алуминијум. Ови метали поседују јединствена својства која их чине погодним за ливење под високим притиском, а способност методе да произведе сложене дизајне чини је идеалном опцијом за ваздухопловну индустрију.

Поређење између ХПДЦ и ЛПДЦ

    А. Алуминијумско ливење под високим притиском

Ливење алуминијума под високим притиском (ХПДЦ) је широко коришћен производни процес широм света, са приближно 701ТП3Т произвођача ливења под притиском који користе овај процес. Кораци укључени у процес ливења алуминијума под притиском су следећи:

Прво, легуре алуминијума се топе у посебној пећи. Затим, растопљени алуминијум се преноси у рукавац опреме за ливење под притиском, било ручно или помоћу роботске руке. Затим се растопљени метал гура у калуп клипом под високим притиском. Одливање се оставља да се охлади и учврсти унутар калупа током одређеног периода пре него што се половице калупа раздвоје, а готови одлив се извуче.

    Б. ливење под ниским притиском

Машине за ливење алуминијума под ниским притиском имају другачију структуру у поређењу са опремом за ливење алуминијума под високим притиском, а процес ливења под ниским притиском је описан у наставку:

Прво, легура алуминијума се топи у пећи која је затворена. Половине калупа се постављају на врх пећи и спајају помоћу цеви за подизање. Затим се из пећи примењује низак ваздушни притисак, узрокујући да се растопљени алуминијум подигне кроз цев и испуни шупљину калупа. Притисак ваздуха се одржава све док се одлив не очврсне. Коначно, матрице се отварају, а одлив се преузима.

    Ц. Када одабрати ХПДЦ или ЛПДЦ процес

Избор између ливења под високим притиском (ХПДЦ) и ливења под ниским притиском (ЛПДЦ) зависи од различитих фактора као што су сложеност дизајна дела, жељени обим производње, потребна својства материјала и разматрање трошкова.

ХПДЦ је пожељан за сложене делове са танким зидовима и сложеним детаљима, јер омогућава флексибилност замршеног дизајна калупа. Такође је идеалан за велике количине производње јер је то брз процес са високим стопама производње. ХПДЦ производи делове са високом прецизношћу димензија, добром завршном обрадом површине и одличном униформношћу. Међутим, ХПДЦ можда није погодан за делове који не могу имати ваздушне џепове или дефекте.

ЛПДЦ је, с друге стране, погодан за производњу делова са дебљим зидовима и мање сложености. Идеалан је за делове са високим механичким својствима и оне који захтевају термичку обраду, као што су компоненте мотора. ЛПДЦ такође може произвести делове са мање дефеката и мање порозности. Међутим, ЛПДЦ можда неће бити тако брз као ХПДЦ и можда неће бити погодан за велике количине производње.

Често постављана питања (ФАК)

Зашто користити ЦНЦ машинску обраду за калуп за ливење под притиском?

ЦНЦ обрада је широко пожељан производни процес за калупе за ливење под притиском због своје прецизности, тачности и способности постизања високих толеранција. Пошто калупи за ливење под притиском захтевају висок ниво детаља, ЦНЦ обрада је пожељан процес за њихову производњу.

Ливење под високим притиском: да ли је за пластику?

Важно је напоменути да се ливење под високим притиском не користи за пластику. Ињекционо ливење је пожељнији процес за пластичне полимере, док се ливење под притиском користи за метале.

Како разликујете ливење под високим притиском и ливење гравитацијом?

Главна разлика између ливења под високим притиском и ливења гравитацијом лежи у методи која се користи за пуњење калупа растопљеним металом. Ливење под високим притиском укључује убризгавање метала под високим притиском, док се гравитационо ливење ослања на силу гравитације како би се калуп напунио растопљеним металом.