Scăderea în turnarea de investiții este o durere de cap obișnuită care poate strica dimensiunile și calitatea produsului final. În calitate de furnizor de turnare pentru investiții, m-am ocupat de această problemă de mai multe ori decât pot număra. În acest blog, voi împărtăși câteva modalități practice de a compensa contracția și de a vă asigura că obțineți piese turnate de top.
Înțelegerea contracției în turnarea de investiții
Înainte de a trece la soluții, să înțelegem rapid despre ce este vorba despre contracție. Când metalul topit se răcește și se solidifică în timpul procesului de turnare, se contractă în mod natural. Această contracție sau contracție poate duce la piesele mai mici decât specificațiile de proiectare originale. Există două tipuri principale de contracție: contracția prin solidificare și contracția termică. Contracția prin solidificare are loc atunci când metalul trece de la o stare lichidă la o stare solidă, iar contracția termică are loc pe măsură ce metalul solid continuă să se răcească la temperatura camerei.
Factori care afectează contracția
Mai mulți factori pot influența cantitatea de contracție în turnarea de investiție. Tipul de metal folosit este unul mare. Diferitele metale au coeficienți diferiți de dilatare termică și caracteristici de solidificare. De exemplu, oțelul și aluminiul se contractă la rate diferite. Designul de turnare joacă, de asemenea, un rol. Formele complexe cu grosimi diferite ale peretelui pot suferi o contracție neuniformă, ceea ce duce la distorsiuni. Sistemul de blocare, care controlează fluxul de metal topit în matriță, poate ajuta sau împiedica compensarea contracției. Un sistem de blocare proiectat prost poate provoca o răcire neuniformă și o contracție crescută.
Compensarea contracției
1. Modificări de proiectare
Una dintre cele mai eficiente moduri de a compensa contracția este prin modificări de proiectare. Când creați modelul pentru turnarea cu investiții, puteți adăuga material suplimentar în zonele în care este de așteptat contracția. Aceasta este cunoscută sub numele de alocație de contracție. Aportul de contracție este de obicei un procent adăugat la dimensiunile piesei finale. Procentul exact depinde de tipul de metal și de procesul de turnare. De exemplu, pentru piesele turnate din aluminiu, se folosește în mod obișnuit o toleranță de contracție de aproximativ 1,2% - 1,8%, în timp ce pentru turnarea din oțel, poate fi de aproximativ 2% - 2,5%.
De asemenea, puteți optimiza designul piesei pentru a reduce impactul contracției. De exemplu, încercați să păstrați grosimile pereților cât mai uniforme posibil. Acest lucru asigură o răcire uniformă și reduce probabilitatea de contracție neuniformă. Dacă trebuie să modificați grosimea peretelui, faceți tranziția treptată. Un alt sfat de design este folosirea strategică a nervurilor și a șefilor. Aceste caracteristici pot ajuta la întărirea piesei și, de asemenea, pot controla contracția. Consultați-neSenzor de temperatură de turnare pentru investiții Bosspentru un exemplu de turnare bine concepută care ține cont de contracție.
2. Designul matriței și selecția materialelor
Mucegaiul joacă un rol crucial în compensarea contracției. Tipul de material al matriței poate afecta viteza de răcire a metalului topit. De exemplu, matrițele ceramice sunt adesea folosite în turnarea pentru investiții, deoarece pot rezista la temperaturi ridicate și oferă o precizie dimensională bună. Cu toate acestea, au și proprietăți termice diferite în comparație cu alte materiale de matriță. Puteți alege un material de matriță care are un coeficient de dilatare termică similar cu metalul turnat. Acest lucru ajută la asigurarea că matrița și turnarea se contractă la o rată similară, reducând stresul asupra turnării și minimizând distorsiunea.
Designul matriței în sine poate fi, de asemenea, optimizat. De exemplu, utilizarea unei matrițe din mai multe piese poate permite un control mai bun al procesului de răcire. Puteți proiecta matrița în așa fel încât să ofere mai multă răcire în zonele în care contracția este o problemă. Sistemul de deschidere și ridicare din matriță este, de asemenea, important. Un sistem de blocare bine proiectat asigură că metalul topit umple matrița în mod uniform și asigură o alimentare continuă cu metal pentru a compensa contracția în timpul solidificării. Riserele, care sunt rezervoare de metal topit, pot alimenta turnarea pe măsură ce aceasta se micșorează, prevenind formarea de goluri.
3. Controlul procesului
Controlul strict al procesului este esențial pentru compensarea contracției. Trebuie să monitorizați și să controlați cu atenție temperatura metalului topit. Dacă metalul este prea fierbinte, se poate micșora mai mult în timpul răcirii. Pe de altă parte, dacă este prea rece, este posibil să nu curgă corect în matriță, ceea ce duce la alte defecte. Contează și viteza de turnare. O viteză mică de turnare poate face ca metalul să înceapă să se solidifice înainte de a umple întreaga matriță, în timp ce o viteză mare de turnare poate provoca turbulențe și captarea aerului.
Viteza de răcire a turnării este un alt factor critic. Puteți controla viteza de răcire ajustând temperatura matriței, folosind canale de răcire în matriță sau aplicând metode externe de răcire. De exemplu, puteți folosi o cămașă răcită cu apă în jurul matriței pentru a accelera procesul de răcire în anumite zone. Prin controlul vitezei de răcire, vă puteți asigura că turnarea se micșorează uniform și reduce riscul de denaturare.
4. Operațiuni post-turnare
Uneori, chiar și cu cel mai bun design și control al procesului, pot apărea totuși o oarecare contracție. În astfel de cazuri, se pot utiliza operații post-turnare pentru a corecta dimensiunile. Prelucrarea este o operație obișnuită post-turnare care poate fi folosită pentru a îndepărta excesul de material sau pentru a aduce piesa la dimensiunile dorite. Cu toate acestea, prelucrarea ar trebui să fie planificată cu atenție pentru a evita îndepărtarea prea multă material sau introducerea de noi solicitări în piesă.
Tratamentul termic poate fi, de asemenea, utilizat pentru a reduce tensiunile interne din turnare și pentru a îmbunătăți stabilitatea dimensională a acesteia. De exemplu, recoacerea poate fi utilizată pentru a reduce duritatea turnării și a o face mai maleabilă. Acest lucru poate ajuta la corectarea oricăror distorsiuni minore cauzate de contracție.
Exemple din lumea reală
Să aruncăm o privire la câteva exemple reale despre cum funcționează aceste metode de compensare a contracției. Luați în considerareCasting Eight - carcasă de rulment în formă. Această piesă complexă are grosimi de perete diferite, ceea ce poate duce la o contracție neuniformă. Pentru a compensa acest lucru, am adăugat o alocație de contracție la designul modelului. De asemenea, am optimizat sistemul de trecere pentru a asigura umplerea și răcirea uniformă a matriței. În timpul procesului de turnare, am controlat cu atenție temperatura și viteza de turnare. După turnare, am folosit o combinație de prelucrare și tratament termic pentru a obține dimensiunile finale și a îmbunătăți calitatea piesei.
Un alt exemplu este al nostruBloc de ancorare pentru accesorii de construcție. Această piesă necesită o precizie dimensională ridicată. Am folosit o matriță ceramică cu un sistem de închidere bine conceput pentru a controla contracția. Forma a fost proiectată pentru a oferi mai multă răcire în zonele în care era de așteptat contracția. Controlând cu atenție viteza de răcire și utilizând prelucrarea post-turnare, am reușit să producem un bloc de ancorare de înaltă calitate care a îndeplinit cerințele dimensionale stricte.
Concluzie
Compensarea contracției în turnarea de investiții este un proces cu mai multe fațete care necesită o combinație de modificări de proiectare, designul matriței și selecția materialului, controlul procesului și operațiunile post-turnare. Înțelegând factorii care afectează contracția și implementând metodele corecte de compensare, vă puteți asigura că piesele turnate de investiție îndeplinesc dimensiunile și standardele de calitate dorite.
Dacă sunteți pe piață pentru piese turnate de înaltă calitate și doriți să aflați mai multe despre cum vă putem ajuta cu compensarea contracției, nu ezitați să contactați. Suntem aici pentru a discuta cerințele dumneavoastră specifice și pentru a vă oferi cele mai bune soluții pentru nevoile dumneavoastră de turnare.
Referințe
- Campbell, J. (2003). Turnări. Butterworth - Heinemann.
- Flemings, MC (1974). Procesare de solidificare. McGraw - Hill.
- Samuel, F. și Samuel, AM (eds.). (2013). Aliaje de aluminiu: fabricație, caracterizare și aplicații. Editura Woodhead.