Alüminium ərintisi aşağı təzyiqli tökmə

1. Alüminium ərintisindən aşağı təzyiqli tökmə texnologiyasına ümumi baxış

1.1 Tərif və prinsip

Alüminium ərintisi aşağı təzyiqli tökmə qabaqcıl bir üsuldur Tökmə Texnologiyası cazibə qüvvəsi ilə tökmə və yüksək təzyiqli tökmə arasında. Bu, maye alüminium ərintisinin təzyiq altında yavaş-yavaş qalxmasına və aşağı təzyiq altında (adətən 0,02-0,06MPa) qəlib boşluğunu doldurmasına və sonra təzyiq altında bərkiməsinə imkan verir. Prinsip, əridilmiş metalın təzyiq altında sabit şəkildə qalxması üçün aşağı təzyiqdən istifadə etmək, doldurma prosesi zamanı turbulentlik və havanın daxil olmasının qarşısını almaq və bununla da sıx quruluşa və yaxşı səth keyfiyyətinə malik tökmələr əldə etməkdir. Bu texnologiya tökmə keyfiyyətinə yüksək tələblər qoyan avtomobillər və aerokosmik sahələrdə geniş istifadə olunur. Məsələn, avtomobil mühərriki silindr blokları və silindr başlıqları kimi əsas komponentlərin istehsalında aşağı təzyiqli tökmə texnologiyası tökmələrin mexaniki xüsusiyyətlərini və ölçülü dəqiqliyini əhəmiyyətli dərəcədə yaxşılaşdıra və qırıntı nisbətlərini azalda bilər.

2. Proses axını və əsas parametrlər

2.1 Proses axınının təhlili

Alüminium ərintisinin aşağı təzyiqli tökmə prosesinin axını əsasən aşağıdakı addımları əhatə edir:

Hazırlıq mərhələsi: Əvvəlcə qəlib əvvəlcədən qızdırılmalıdır. Əvvəlcədən qızdırma temperaturu adətən 200-300℃ arasındadır ki, qəlibin aşağı temperaturu səbəbindən əridilmiş metalın doldurma prosesi zamanı çox tez soyumamasını təmin etsin və bu da doldurma effektinə təsir göstərsin. Eyni zamanda, əridilmiş metalın təmizliyini təmin etmək üçün çirkləri və qazları təmizləmək üçün əridilmiş metal təmizlənir. Məsələn, təmizləyici maddələr və deqazasiya avadanlıqlarından istifadə etməklə, əridilmiş metaldakı hidrogen miqdarı 0,1-0,2 ml/100 qAl-dan aşağı endirilə bilər və bu da tökmədəki məsaməlilik qüsurlarını effektiv şəkildə azalda bilər.

Doldurma mərhələsi: Əvvəlcədən qızdırılmış qəlib aşağı təzyiqli tökmə maşınına quraşdırılır və sonra əridilmiş metal tökmə stəkanından qaldırıcıya tökülür. Aşağı təzyiqin təsiri altında əridilmiş metal qaldırıcı boyunca yavaş-yavaş qalxır və tökmə boşluğunu doldurur. Əridilmiş metalın hamar şəkildə qalxmasını və turbulentlik və havanın axmasının qarşısını almasını təmin etmək üçün doldurma sürəti ümumiyyətlə 0,05-0,2 m/s səviyyəsində idarə olunur. Məsələn, avtomobil mühərriki silindr blokları istehsal edərkən, doldurma sürətini dəqiq idarə etməklə, tökmənin səth keyfiyyəti Ra0,8 - 1,6 μm-ə çata bilər ki, bu da avtomobil sənayesinin keyfiyyət tələblərinə cavab verir.

Bərkimə mərhələsi: Əridilmiş metal boşluğu doldurduqdan sonra, təzyiq altında tökməni bərkitmək üçün müəyyən bir təzyiqi saxlamağa davam edin. Bərkimə müddəti tökmənin ölçüsündən və formasından asılıdır və ümumiyyətlə bir neçə dəqiqədən on dəqiqəyə qədər dəyişir. Bərkimə prosesi zamanı təzyiqin saxlanması əridilmiş metalın büzülməsini tamamlamasına və büzülmə və büzülmə qüsurlarını azaltmasına kömək edir. Məsələn, böyük aerokosmik tökmələr üçün tökmənin daxili strukturunun sıx olmasını təmin etmək üçün bərkimə müddəti 30-40 dəqiqəyə qədər ola bilər.

Qəlibin açılması və çıxarılması mərhələsi: Tökmə bərkidikdən sonra təzyiq tətbiq etməyi dayandırın, qəlibi açın və tökməni çıxarın. Bu zaman tökmənin temperaturu hələ də yüksəkdir və soyutma prosesi zamanı tökmənin deformasiyasının və ya çatlamasının qarşısını almaq üçün hava ilə soyutma və ya su ilə soyutma kimi müvafiq soyutma müalicəsi tələb olunur. Məsələn, bəzi nazik divarlı tökmələr üçün hava ilə soyutma həddindən artıq soyutma sürətindən yaranan çatların qarşısını ala bilər.

2.2 Əsas parametr nəzarəti

Alüminium ərintisindən aşağı təzyiqli tökmə prosesində əsas parametrlərin idarə olunması tökmələrin keyfiyyətinə mühüm təsir göstərir:

Təzyiq nəzarəti: Aşağı təzyiqli tökmənin təzyiqi tökmələrin keyfiyyətinə təsir edən əsas parametrlərdən biridir. Ümumiyyətlə doldurma təzyiqi və saxlama təzyiqinə bölünür. Doldurma təzyiqi adətən 0,02-0,06MPa səviyyəsində idarə olunur və saxlama təzyiqi tökmənin ölçüsünə və mürəkkəbliyinə görə tənzimlənir, ümumiyyətlə 0,05-0,1MPa arasındadır. Məsələn, avtomobil mühərriki silindr başlıqları istehsal edilərkən doldurma təzyiqi 0,04MPa, saxlama təzyiqi isə 0,08MPa olaraq seçilir ki, bu da tökmənin doldurma bütövlüyünü və daxili keyfiyyətini effektiv şəkildə təmin edə və tökmənin sıxlığını 98%-dən çoxa çatdıra bilər.

Temperatur nəzarəti: əridilmiş metalın temperaturu və qəlibin temperaturu daxil olmaqla. Əridilmiş metalın temperaturu ümumiyyətlə 650-750℃ səviyyəsində idarə olunur. Çox yüksək temperatur əridilmiş metalın oksidləşməsinə və hava ilə inhalyasiyasına səbəb olacaq, çox aşağı temperatur isə doldurma effektinə təsir edəcək. Qəlibin temperaturu adətən 200-300℃-ə qədər qızdırılır və istehsal prosesi zamanı nisbətən sabit qalır. Məsələn, istehsal zamanı Alüminium ərintisi tökməAerokosmik sənayedə tökmələrin mexaniki xüsusiyyətləri, əridilmiş metalın temperaturunu və qəlibin temperaturunu dəqiq idarə etməklə əhəmiyyətli dərəcədə yaxşılaşdırıla bilər, dartılma möhkəmliyi 300-350MPa və uzanma müddəti 3%-5% təşkil edir.

Doldurma sürətinin idarə olunması: Doldurma sürətinin ağlabatan idarə olunması, doldurma prosesi zamanı əridilmiş metalın turbulentliyinin və havanın axmasının qarşısını ala bilər. Bu, ümumiyyətlə 0,05-0,2 m/s sürətində idarə olunur. Məsələn, avtomobil təkərləri istehsal edərkən, doldurma sürətini optimallaşdırmaqla, tökmənin səth keyfiyyəti Ra1,6-3,2 μm-ə çata bilər, eyni zamanda məsamə qüsurlarının yaranmasını azaldır və tökmənin ümumi keyfiyyətini yaxşılaşdırır.

Bərkimə müddətinə nəzarət: Bərkimə müddətinin uzunluğu tökmənin daxili keyfiyyətinə və ölçü dəqiqliyinə birbaşa təsir göstərir. Kiçik tökmələr üçün bərkimə müddəti ümumiyyətlə bir neçə dəqiqədir; böyük tökmələr üçün bərkimə müddəti on dəqiqəyə və ya daha uzun ola bilər. Məsələn, böyük aerokosmik tökmələr istehsal edərkən, bərkimə müddətini 30-40 dəqiqəyə qədər uzatmaqla, büzülmə və büzülmə qüsurları effektiv şəkildə azaldıla bilər, tökmənin daxili strukturunu daha sıx və ölçü dəqiqliyini ±0,5 mm daxilində edə bilər.

3. Avadanlıq və qəlib tələbləri

3.1 Aşağı təzyiqli tökmə avadanlıqlarının xüsusiyyətləri

Alüminium ərintisi aşağı təzyiqli tökmə avadanlığı aşağı təzyiqli tökmə prosesini həyata keçirmək üçün əsas vasitədir və onun dizaynı və performansı tökmələrin keyfiyyətinə və istehsal səmərəliliyinə birbaşa təsir göstərir.

Təzyiq idarəetmə sistemi: Avadanlıq doldurma təzyiqini və saxlama təzyiqini dəqiq idarə edə bilən yüksək dəqiqlikli təzyiq idarəetmə sistemi ilə təchiz olunmuşdur. Məsələn, müasir aşağı təzyiqli tökmə maşınlarının təzyiq idarəetmə dəqiqliyi ±0,001MPa-ya çata bilər ki, bu da əridilmiş metalın doldurma prosesi zamanı turbulentlik və havanın daxil olmasının qarşısını almaq üçün hamar şəkildə qalxmasını təmin edir. Bu yüksək dəqiqlikli təzyiq idarəetməsi avtomobil mühərriki silindr blokları kimi yüksək keyfiyyətli mürəkkəb tökmələrin istehsalı üçün vacibdir.

Temperatur nəzarət sistemi: Avadanlıq əridilmiş metalın temperaturunu və qəlibin temperaturunu eyni vaxtda idarə edə bilən səmərəli temperatur nəzarət sistemi ilə təchiz olunmuşdur. Əridilmiş metalın temperaturunun nəzarət dəqiqliyi adətən ±5℃, qəlibin temperaturunun əvvəlcədən qızdırılması və saxlanması dəqiqliyi isə ±10℃ arasındadır. Məsələn, aerokosmik üçün alüminium ərintili tökmələr istehsal edərkən, dəqiq temperatur nəzarəti tökmələrin mexaniki xüsusiyyətlərini əhəmiyyətli dərəcədə yaxşılaşdıra bilər, dartılma möhkəmliyi 300-350MPa-ya, uzanma isə 3%-5%-ə çatır.

Avtomatlaşdırma: Müasir aşağı təzyiqli tökmə avadanlığı yüksək dərəcədə avtomatlaşdırılmışdır və metal mayesinin vurulmasından, qəlibin doldurulmasından, bərkidilmədən tutmuş qəlibin açılmasına və hissələrin çıxarılmasına qədər bütün avtomatlaşdırılmış əməliyyat prosesini həyata keçirə bilir. Avtomatlaşdırmanın təkmilləşdirilməsi təkcə istehsal səmərəliliyini artırmaqla yanaşı, həm də insan amillərinin tökmə keyfiyyətinə təsirini azaldır. Məsələn, avtomatlaşdırılmış avadanlığın istehsal səmərəliliyi ənənəvi əl ilə işləmə ilə müqayisədə 30%-50% yüksəkdir və tökmələrin qırıntı nisbəti 2%-3%-ə endirilir.

Təhlükəsizlik göstəriciləri: Aşağı təzyiqli tökmə avadanlığı əməliyyat təhlükəsizliyini tam nəzərə alaraq hazırlanmışdır. Avadanlıq təcili dayandırma cihazı, təhlükəsizlik mühafizə qapısı və sızma aşkarlama sistemi kimi təhlükəsizlik vasitələri ilə təchiz olunmuşdur. Məsələn, avadanlığın təhlükəsizlik mühafizə qapısı metal mayesinin sıçraması və insanlara xəsarət yetirməsinin qarşısını almaq üçün əməliyyat zamanı avtomatik olaraq bağlanır və sızma aşkarlama sistemi əməliyyat prosesinin təhlükəsizliyini təmin etmək üçün avadanlığın içərisindəki təzyiqi və temperaturu real vaxt rejimində izləyə bilər.

3.2 Kalıp dizaynı və material seçimi

Qəlib aşağı təzyiqli tökmə prosesində əsas komponentdir və onun dizaynı və material seçimi tökmənin keyfiyyətinə və istehsal dəyərinə mühüm təsir göstərir.

Qəlib dizaynı: Qəlib dizaynı tökmənin forması, ölçüsü və divar qalınlığı kimi amilləri hərtərəfli nəzərə almalıdır. Məsələn, avtomobil mühərrikinin silindr başlığının mürəkkəb forması üçün qəlib dizaynı tökmənin sökülməsini və qəlibin saxlanılmasını asanlaşdırmaq üçün blok quruluşundan istifadə edir. Eyni zamanda, qəlib dizaynı həmçinin əridilmiş metalın axın yolunu da nəzərə almalı və qapı və egzoz sisteminin dizaynını optimallaşdırmaqla məsamələrin və şlak daxilolmalarının qüsurlarını azaltmalıdır. Məsələn, optimallaşdırılmış qəlib dizaynı tökmənin səth keyfiyyətini Ra0.8 - 1.6μm-ə çatdıra bilər ki, bu da avtomobil sənayesinin keyfiyyət tələblərinə cavab verir.

Material seçimi: Qəlib materialları adətən yüksək möhkəmliyə, yüksək temperatura davamlılığa və aşınmaya davamlı ərintili poladdan hazırlanır. Məsələn, H13 poladı yaxşı istilik stabilliyinə və istilik yorğunluğuna davamlılığa malik geniş istifadə olunan qəlib materialıdır və təkrarlanan istilik şokuna və mexaniki gərginliyə tab gətirə bilir. Böyük aerokosmik tökmələr istehsal edərkən qəlib materialının xidmət müddəti 10.000-15.000 dəfəyə çata bilər və bu da istehsal xərclərini effektiv şəkildə azaldır.

Səth emalı: Qəlibin səthi adətən qəlibin aşınma müqavimətini və korroziyaya davamlılığını artırmaq üçün xüsusi olaraq işlənir, məsələn, sərt xrom örtük, nitridləmə və s. Məsələn, sərt xrom örtükdən sonra qəlibin səth sərtliyi HRC60-65-ə qədər artırıla bilər və xidmət müddəti 20%-30% uzadıla bilər. Eyni zamanda, tökmə səthindəki yapışma fenomeni azalır və tökmənin səth keyfiyyəti yaxşılaşır.

Qəlib istehsal dəqiqliyi: Qəlibin istehsal dəqiqliyi tökmənin ölçü dəqiqliyinə və səth keyfiyyətinə birbaşa təsir göstərir. Müasir qəlib istehsalında yüksək dəqiqlikli CNC emal avadanlığı istifadə olunur və qəlibin ölçü dəqiqliyi ±0,05 mm-ə çata bilər və səth pürüzlülüyü Ra0,4-0,8μm daxilində idarə oluna bilər. Məsələn, avtomobil təkərləri istehsal edərkən yüksək dəqiqlikli qəlib istehsalı tökmənin ölçü dəqiqliyini ±0,1 mm-ə, səth keyfiyyətini isə Ra1,6-3,2μm-ə çatdıra bilər və bu da yüksək keyfiyyətli tökmələrə olan bazar tələbatını ödəyir.

4. Üstünlüklər və Tətbiq Sahələri

4.1 Proses Üstünlüklərinin Təhlili

Ənənəvi tökmə prosesləri ilə müqayisədə, alüminium ərintisi aşağı təzyiqli tökmə texnologiyası əhəmiyyətli proses üstünlüklərinə malikdir ki, bu da onu müasir istehsalda populyar edir.

Yüksək keyfiyyətli tökmələr: Aşağı təzyiqli tökmə texnologiyası, aşağı təzyiqdə təzyiq altında hamar şəkildə doldurulması və bərkiməsi ilə doldurma prosesi zamanı əridilmiş metalın turbulentliyini və hava sızmasının qarşısını effektiv şəkildə alır, tökmələrdə məsamələr, büzülmə və kiçilmə kimi qüsurları azaldır. Məsələn, aşağı təzyiqli tökmə ilə istehsal olunan avtomobil mühərriki silindr bloklarının sıxlığı 98%-dən çox ola bilər, mexaniki xüsusiyyətlər əhəmiyyətli dərəcədə yaxşılaşır, dartılma möhkəmliyi 300-350MPa-ya çatır, uzanma 3%-5%-ə çatır və qırıntı sürəti 2%-3%-ə endirilir.

Yüksək ölçülü dəqiqlik: Proses tökmənin ölçülü dəqiqliyini təmin etmək üçün doldurma sürətini və bərkimə müddətini dəqiq idarə edə bilər. Məsələn, böyük aerokosmik tökmələr istehsal edərkən, bərkimə müddətini 30-40 dəqiqəyə qədər uzatmaqla, tökmənin ölçülü dəqiqliyi yüksək dəqiqlik tələblərinə cavab verərək ±0,5 mm-ə çata bilər.

Yüksək istehsal səmərəliliyi: Müasir aşağı təzyiqli tökmə avadanlığı yüksək dərəcədə avtomatlaşdırılmışdır və metal mayesinin vurulmasından, qəlibin doldurulmasından, bərkidilmədən qəlibin açılmasına və hissələrin çıxarılmasına qədər bütün avtomatlaşdırılmış əməliyyat prosesini həyata keçirə bilər. Avtomatlaşdırılmış avadanlığın istehsal səmərəliliyi ənənəvi əl ilə işləməyə nisbətən 30% - 50% daha yüksəkdir və tökmələrin keyfiyyətinə insan faktorunun təsirini azaldır.

Yüksək material istifadəsi nisbəti: Aşağı təzyiqli tökmə prosesi zamanı əridilmiş metal yavaş-yavaş qalxır və təzyiq altında boşluğu doldurur, əridilmiş metalın sıçramasını və israfını azaldır. Məsələn, avtomobil təkərləri istehsal edərkən material istifadəsi nisbəti istehsal xərclərini azaltmaqla 15% - 20% artırıla bilər.

Güclü uyğunlaşma: Bu proses nazik divarlı tökmələrdən tutmuş böyük qalın divarlı tökmələrə qədər müxtəlif alüminium ərinti materiallarından və mürəkkəb formalardan ibarət tökmələrin istehsalı üçün uyğundur. Məsələn, nazik divarlı avtomobil təkərləri və böyük aerokosmik tökmələr üçün aşağı təzyiqli tökmə onların keyfiyyət və performans tələblərinə cavab verə bilər.

4.2 Tətbiq sahələrinin genişləndirilməsi

Alüminium ərintisindən aşağı təzyiqli tökmə texnologiyası özünəməxsus üstünlüklərinə görə bir çox sahədə geniş istifadə olunur və yeni tətbiq istiqamətləri daim genişlənir.

Avtomobil sənayesi: Avtomobil mühərrikinin silindr blokları və silindr başlıqları kimi əsas hissələr aşağı təzyiqli tökmə texnologiyasının əsas tətbiq obyektləridir. Məsələn, qlobal avtomobil istehsalçılarının 70%-dən çoxu mühərrik silindr blokları istehsal etmək üçün aşağı təzyiqli tökmə texnologiyasından istifadə edir və tökmələrinin keyfiyyətinin yaxşılaşdırılması mühərrikin işini və etibarlılığını birbaşa artırır. Bundan əlavə, aşağı təzyiqli tökmə avtomobil təkərlərinin istehsalında da geniş istifadə olunur ki, bu da təkərlərin möhkəmliyini və yüngüllüyünü artırmaqla yanaşı, istehsal xərclərini də azaldır.

Aerokosmik sahə: Aerokosmik sahənin tökmələrin keyfiyyəti və performansı üçün son dərəcə yüksək tələbləri var və aşağı təzyiqli tökmə texnologiyası onun tələbkar tələblərini ödəyə bilər. Məsələn, böyük aerokosmik tökmələr istehsal edilərkən, aşağı təzyiqli tökmə texnologiyası tökmələrin daxili quruluşunu daha kompakt edə bilər, ölçü dəqiqliyi ±0,5 mm-ə çata bilər və mexaniki xüsusiyyətlər əhəmiyyətli dərəcədə yaxşılaşır. Statistikaya görə, aşağı təzyiqli tökmə ilə istehsal olunan aerokosmik tökmələr bu sahədəki ümumi tökmələrin 40%-dən çoxunu təşkil edir və bu nisbət hələ də artmaqdadır.

Motosiklet sənayesi: Aşağı təzyiqli tökmə texnologiyası motosiklet mühərrikinin silindr bloklarının, silindr başlıqlarının və təkərlərinin və digər hissələrinin istehsalında da geniş istifadə olunur. Məsələn, tanınmış bir motosiklet istehsalçısı mühərrik silindrləri istehsal etmək üçün aşağı təzyiqli tökmə texnologiyasından istifadə edir və onun məhsul tullantıları nisbəti 2% - 3%-ə endirilir və istehsal səmərəliliyi 30% - 50% artırılır ki, bu da şirkətin bazar rəqabət qabiliyyətini əhəmiyyətli dərəcədə artırır.

Maşınqayırma sənayesi: Maşınqayırma sahəsində, hidravlik klapan gövdələri, nasos gövdələri və s. kimi müxtəlif mürəkkəb formalara və yüksək performans tələblərinə malik alüminium ərintili tökmələr istehsal etmək üçün aşağı təzyiqli tökmə texnologiyasından istifadə olunur. Məsələn, maşınqayırma şirkəti hidravlik klapan gövdələri istehsal etmək üçün aşağı təzyiqli tökmə texnologiyasından istifadə edir və tökmələrinin sıxlığı 98%-dən çox olur, mexaniki xüsusiyyətlər əhəmiyyətli dərəcədə yaxşılaşır və xidmət müddəti 20% - 30% uzadılır.

İnkişaf etməkdə olan tətbiq sahələri: Texnologiyanın davamlı inkişafı ilə alüminium ərintili aşağı təzyiqli tökmə texnologiyası yeni enerji nəqliyyat vasitələri və 5G rabitə avadanlığı kimi inkişaf etməkdə olan sahələrdə də geniş tətbiq perspektivləri göstərmişdir. Məsələn, yeni enerji nəqliyyat vasitələrinin batareya paketi qabıqlarının və mühərrik korpuslarının istehsalında aşağı təzyiqli tökmə texnologiyası onların yüngül və yüksək performans tələblərinə cavab verə bilər və yeni enerji nəqliyyat vasitələrinin ümumi performansını və davamlılığını artıra bilər.

5. Keyfiyyətə nəzarət və qüsurların qarşısının alınması

5.1 Keyfiyyət yoxlaması metodları

Alüminium ərintisindən aşağı təzyiqli tökmənin keyfiyyət yoxlaması tökmələrin standartlara cavab verdiyini təmin etmək üçün əsas halqadır. Əsasən aşağıdakı metodlardan istifadə olunur:

Qeyri-dağıdıcı sınaq: ultrasəs sınaq, radioqrafik sınaq (məsələn, rentgen və KT müayinəsi) və maqnit hissəciklərinin sınaqdan keçirilməsi daxildir. Ultrasəs sınaq tökmələrin içərisindəki çatlar və büzülmə dəlikləri kimi qüsurları millimetr səviyyəsinə qədər aşkarlama dəqiqliyi ilə aşkar edə bilər; radioqrafik sınaq tökmələrin daxili quruluşunu intuitiv şəkildə göstərə bilər və mürəkkəb formalı tökmələrin daxili qüsurlarının aşkarlanmasına əhəmiyyətli təsir göstərir; maqnit hissəciklərinin sınaqdan keçirilməsi əsasən səthdə və ya səthə yaxın çatlar kimi qüsurları aşkar etmək üçün istifadə olunur. Məsələn, aerokosmik sahədə böyük alüminium ərintili tökmələrin KT müayinəsi diametri 0,5 mm-dən az olan daxili məsamələri və daxilolmaları aşkar edə bilər və bu da tökmələrin yüksək keyfiyyətini təmin edir.

Ölçü yoxlaması: Tökmələrin ölçü dəqiqliyini yoxlamaq üçün üç koordinatlı ölçmə cihazları və lazer skanerləri kimi avadanlıqlardan istifadə edin. Üçölçülü ölçmə maşınının ölçmə dəqiqliyi ±0,01 mm-ə çata bilər ki, bu da tökmənin xarici ölçülərini və daxili struktur ölçülərini dəqiq ölçə bilər; lazer skaneri tökmənin üçölçülü ölçü məlumatlarını tez bir zamanda əldə edə, onu dizayn modeli ilə müqayisə edə və ölçü sapmasını aşkar edə bilər. Məsələn, avtomobil mühərriki silindrlərinin istehsalında üçölçülü ölçmə maşını silindr gövdəsinin əsas ölçülərini, məsələn, dəlik diametrini və dəlik boşluğunu aşkar etmək üçün istifadə olunur ki, bu da onun dəqiqliyinin montaj tələblərinə cavab vermək üçün ±0,05 mm daxilində olmasını təmin edir.

Mexaniki xüsusiyyətlər sınağı: Tökmələrin mexaniki xüsusiyyətləri dartılma testləri, sərtlik testləri və digər üsullarla sınaqdan keçirilir. Dartılma testi tökmənin dartılma möhkəmliyini, axıcılıq möhkəmliyini və uzanmasını müəyyən edə bilər; sərtlik testi tökmənin səthində və içərisində sərtlik paylanmasını qiymətləndirmək üçün istifadə olunur. Məsələn, aşağı təzyiqli tökmə yolu ilə istehsal olunan alüminium ərintili disklər üçün dartılma testinin nəticələri göstərir ki, onun dartılma möhkəmliyi 280-320MPa-ya çata bilər, uzanma 3%-5% təşkil edir və sərtlik testinin nəticələri göstərir ki, onun səth sərtliyi istifadə tələblərinə cavab verir.

Metalloqrafik analiz: Dənə ölçüsü və faza tərkibi kimi xüsusiyyətləri təhlil etmək üçün tökmənin mikrostrukturunu metaloqrafik mikroskop vasitəsilə müşahidə edin. Metalloqrafik analiz tökmənin bərkimə prosesi zamanı yarana biləcək problemləri, məsələn, iri dənəciklər və ayrılmaları aşkar edə bilər. Məsələn, aerokosmik üçün alüminium ərintili tökmələr istehsal edərkən, metalloqrafik analiz dənəcik ölçüsünün 50-100μm arasında idarə olunduğunu, strukturun vahid olduğunu və aşkar ayrılma olmadığını göstərir ki, bu da tökmənin yüksək performansını təmin etməyə kömək edir.

5.2 Ümumi qüsurlar və profilaktik tədbirlər

Alüminium ərintilərinin aşağı təzyiqli tökmə zamanı bir çox qüsurlar yarana bilər. Bu qüsurlar təkcə tökmələrin görünüş keyfiyyətinə təsir etmir, həm də onların mexaniki xüsusiyyətlərini və xidmət müddətini azalda bilər. Aşağıdakılar ümumi qüsurlar və onların qarşısının alınması tədbirləridir:

Məsaməlilik qüsuru: Məsaməlilik, əsasən doldurma prosesi zamanı əridilmiş metalda qazın ilişib qalması və ya qəlibin zəif işlənməsi nəticəsində yaranan alüminium ərintilərinin aşağı təzyiqli tökməsində ən çox yayılmış qüsurlardan biridir. Profilaktik tədbirlərə aşağıdakılar daxildir:

Əridilmiş metalın turbulentliyinin və içəri girməsinin qarşısını almaq üçün doldurma sürətini optimallaşdırın və onu 0,05-0,2 m/s səviyyəsində idarə edin.

Kalıp egzoz sisteminin maneəsiz olduğundan əmin olun və egzoz yivinin və egzoz dəliyinin yerini və ölçüsünü ağlabatan şəkildə dizayn edin.

Çirkləri və qazları təmizləmək üçün əridilmiş metalı tam təmizləyin və 0,1-0,2 ml/100 qAl-dan aşağı hidrogen tərkibini idarə edin.

Kalıbın temperaturunu 200-300℃ səviyyəsində saxlayın, doldurma prosesi zamanı əridilmiş metalın soyutma sürətini azaldın və qaz çöküntüsünün məsamələrin əmələ gəlməsinə səbəb olmasının qarşısını alın.

Məsələn, avtomobil mühərriki silindrlərinin istehsalında doldurma sürətini və egzoz sisteminin dizaynını optimallaşdırmaqla məsamə qüsuru nisbəti 50%-dən çox azaldılmış və tökmənin sıxlığı əhəmiyyətli dərəcədə yaxşılaşdırılmışdır.

Büzülmə və büzülmə qüsurları: Bu qüsurlar bərkimə zamanı əridilmiş metalın həcm büzülməsi səbəbindən büzülmə kompensasiyasının kifayət qədər olmamasından qaynaqlanır. Profilaktik tədbirlərə aşağıdakılar daxildir:

Əridilmiş metalın bərkimə prosesi zamanı büzülməni tam kompensasiya edə bilməsi üçün tutma təzyiqini və bərkimə müddətini ağlabatan şəkildə idarə edin. Məsələn, böyük aerokosmik tökmələr üçün tutma təzyiqi 0,08-0,1MPa olaraq seçilir və bərkimə müddəti 30-40 dəqiqəyə qədər uzadılır ki, bu da büzülmə və büzülmə qüsurlarını effektiv şəkildə azalda bilər.

Qalın və böyük hissələrdə konsentrasiyalı büzülmənin qarşısını almaq üçün tökmələrin struktur dizaynını optimallaşdırın və əridilmiş metalın ardıcıl bərkiməsini təmin etmək üçün ağlabatan tökmə sistemi və qaldırıcı dizayn qəbul edin.

Həddindən artıq temperatur səbəbindən əridilmiş metalın oksidləşməsinin və hava ilə inhalyasiyasının qarşısını almaq üçün əridilmiş metalın temperaturunu və qəlibin temperaturunu ciddi şəkildə nəzarət edin ki, büzülmə kompensasiya effektinə təsir göstərəcək.

Məsələn, avtomobil təkərlərinin istehsalında, saxlama təzyiqini və bərkimə müddətini optimallaşdırmaqla, büzülmə boşluğu və büzülmə qüsuru nisbəti 40% azaldılmış və tökmənin daxili quruluşu daha kompakt olmuşdur.

Şlak daxilolma qüsuru: Şlak daxilolması, doldurma prosesi zamanı əridilmiş metaldakı çirklər və ya oksid qabıqları tökməyə daxil edildikdə əmələ gəlir. Profilaktik tədbirlərə aşağıdakılar daxildir:

Əridilmiş metalın saflığını təmin etmək üçün çirkləri və oksid miqyasını təmizləmək üçün əridilmiş metalı tam təmizləyin.

Doldurma prosesi zamanı əridilmiş metalın turbulentliyinin və şlakın yuvarlanmasının qarşısını almaq üçün tökmə sisteminin dizaynını optimallaşdırın.

Əridilmiş metalın hamar şəkildə qalxmasını təmin etmək və şlak daxil olma ehtimalını azaltmaq üçün tökmə və doldurma sürətini ağlabatan şəkildə idarə edin.

Böyük miqdarda çirk hissəciklərini və oksid miqyasını təmizləmək üçün əridilmiş metalı süzmək üçün filtr ekranları kimi süzgəc cihazlarından istifadə edin.

Misal üçün, alüminium lehimli disklərin istehsalında, filtrdən istifadə etməklə və tökmə sisteminin dizaynını optimallaşdırmaqla şlak daxilolma qüsuru nisbəti 30% azaldılmış və tökmələrin səth keyfiyyəti və daxili keyfiyyəti əhəmiyyətli dərəcədə yaxşılaşdırılmışdır.

Səth qüsurları: səthin pürüzlülüyü, soyuq bağlanma, axın izləri və s. Bu qüsurlar əsasən tökmələrin görünüş keyfiyyətinə və ölçü dəqiqliyinə təsir göstərir. Profilaktik tədbirlərə aşağıdakılar daxildir:

Doldurma prosesi zamanı əridilmiş metalın hamar şəkildə qalxmasını və soyuq bağlanma və axın izlərinin qarşısını almasını təmin etmək üçün doldurma sürətini və qəlib temperaturunu optimallaşdırın.

Qəlib səthini təmiz və yaxşı yağlama vəziyyətində saxlayın, əridilmiş metalın qəlib səthinə yapışmasını azaldın və tökmənin səth keyfiyyətini artırın.

Tökmənin səth keyfiyyətinə çirklərin və qazın təsirinin qarşısını almaq üçün əridilmiş metalın saflığına ciddi şəkildə nəzarət edin.

Kalıbın ölçülü dəqiqliyinin və səth pürüzlülüyünün tələblərə cavab verdiyini təmin etmək üçün yüksək dəqiqlikli qəlib istehsal avadanlıqlarından istifadə edin.

Məsələn, avtomobil mühərriki silindr başlıqlarının istehsalında, doldurma sürətini və qəlib temperaturunu optimallaşdırmaqla, səth pürüzlülüyü Ra0.8 - 1.6μm səviyyəsində idarə oluna bilər, soyuq bağlanma və axın işarəsi qüsuru dərəcəsi 60% azalır və tökmənin görünüş keyfiyyəti əhəmiyyətli dərəcədə yaxşılaşır.

6. İnkişaf Trendləri və Texnoloji İnnovasiya

6.1 Texnoloji İnkişaf Trendləri

Alüminium ərintisi aşağı təzyiqli tökmə texnologiyası artan bazar tələbatını və daha yüksək keyfiyyət tələblərini ödəmək üçün bir çox istiqamətdə inkişaf edir.

Zəka və avtomatlaşdırma təkmilləşməyə davam edir: Sənaye 4.0-ın inkişafı ilə aşağı təzyiqli tökmə avadanlıqlarının zəka və avtomatlaşdırma səviyyəsi daha da yaxşılaşdırılacaq. Məsələn, qabaqcıl sensor texnologiyası və avtomatlaşdırılmış idarəetmə sistemlərinin tətbiqi ilə təzyiq, temperatur və doldurma sürəti kimi əsas parametrlərin avtomatik tənzimlənməsi də daxil olmaqla, tökmə prosesinin real vaxt rejimində monitorinqi və dəqiq idarə olunmasına nail olmaq olar. Bu, təkcə istehsal səmərəliliyini artırmaqla yanaşı, həm də qırıntı sürətini daha da azalda və tökmə keyfiyyətinin sabitliyini artıra bilər.

Yaşıl tökmə və enerjiyə qənaət və istehlakın azaldılması: Qlobal ekoloji məlumatlılığın artması fonunda, aşağı təzyiqli tökmə texnologiyası yaşıl inkişafa daha çox diqqət yetirəcək. Bir tərəfdən, proses parametrlərini və avadanlıq dizaynını optimallaşdırmaqla enerji istehlakı və işlənmiş qaz emissiyaları azaldıla bilər; digər tərəfdən, ətraf mühitə çirklənməni azaltmaq üçün ekoloji cəhətdən təmiz qəlib materialları və örtüklərindən istifadə olunur. Məsələn, bəzi yeni enerjiyə qənaət edən aşağı təzyiqli tökmə maşınları istilik sistemlərini və izolyasiya tədbirlərini təkmilləşdirməklə enerji istehlakını 20% - 30% azalda bilər.

Yüksək performanslı alüminium ərinti materiallarının tətbiqi: Aerokosmik və yeni enerji nəqliyyat vasitələri kimi yüksək səviyyəli sahələrdə tökmə performansına dair daha yüksək tələbləri ödəmək üçün yüksək performanslı alüminium ərinti materiallarının tədqiqi, inkişafı və tətbiqi gələcək inkişafın diqqət mərkəzinə çevriləcəkdir. Məsələn, xüsusi ərinti elementləri əlavə etməklə və istilik emalı proseslərini optimallaşdırmaqla, aşağı təzyiqli tökmə texnologiyasının tətbiq dairəsini daha da genişləndirmək üçün daha yüksək möhkəmliyə, sərtliyə və korroziyaya davamlılığa malik alüminium ərinti materialları hazırlanır.

Mürəkkəb strukturlu tökmələrin istehsalı: Məhsul dizaynının artan mürəkkəbliyi ilə aşağı təzyiqli tökmə texnologiyasının mürəkkəb strukturlu tökmələr istehsal etmək qabiliyyətinə daha yüksək tələblər qoyulur. Qəlib dizaynını və doldurma texnologiyasını təkmilləşdirməklə və qabaqcıl kompüter simulyasiya texnologiyası ilə tökmə prosesini optimallaşdırmaqla daha mürəkkəb formalara malik tökmələrin yüksək keyfiyyətli istehsalına nail olmaq olar. Məsələn, doldurma yolunu və bərkitmə prosesini optimallaşdırmaq üçün kompüter simulyasiya texnologiyasından istifadə mürəkkəb strukturlu tökmələrdəki qüsurları effektiv şəkildə azalda və onların işini və etibarlılığını artıra bilər.

6.2 İnnovativ Texnologiyaların Tətbiqi Halları

Aşağı Təzyiqli Tökmədə Ağıllı İdarəetmə Sistemlərinin Tətbiqi: Avtomobil hissələri istehsal edən bir şirkət, alüminium ərintisindən aşağı təzyiqli tökmə istehsal xətti üçün qabaqcıl ağıllı idarəetmə sistemini təqdim etdi. Sistem, qəlib və avadanlıqlara çoxsaylı yüksək dəqiqlikli sensorlar quraşdıraraq tökmə prosesində təzyiq, temperatur və doldurma sürəti kimi məlumatları real vaxt rejimində toplayır və proses parametrlərini avtomatik olaraq tənzimləmək üçün qabaqcıl alqoritmlər vasitəsilə onları təhlil edir və emal edir. Məsələn, avtomobil mühərriki silindr blokları istehsal edərkən, ağıllı idarəetmə sistemi doldurma sürətini və saxlama təzyiqini real vaxt rejimində optimallaşdıra bilər, tökmələrin qırıntı sürətini 30% azaldır, istehsal səmərəliliyini 20% artırır və tökmələrin mexaniki xüsusiyyətlərini əhəmiyyətli dərəcədə yaxşılaşdırır, dartılma möhkəmliyini 10% - 15% artırır.

Yaşıl tökmə texnologiyası təcrübəsi: Aerokosmik hissələr istehsalçısı yaşıl tökmə texnologiyasının tədqiqi, inkişafı və tətbiqinə sadiqdir. Onlar yaxşı sökülmə performansına və yüksək temperatura davamlılığa malik yeni növ ekoloji cəhətdən təmiz qəlib örtüyündən istifadə edirlər, eyni zamanda istifadə zamanı ənənəvi örtüklərin yaratdığı zərərli qaz tullantılarını azaldır. Bundan əlavə, şirkət aşağı təzyiqli tökmə avadanlıqlarının enerjiyə qənaət edən transformasiyasını da həyata keçirib, istilik sistemini optimallaşdırmaq və səmərəli izolyasiya materiallarından istifadə etməklə avadanlıqların enerji istehlakını 25% azaldıb. Böyük aerokosmik tökmələr istehsal edərkən yaşıl tökmə texnologiyasının tətbiqi təkcə istehsal xərclərini azaltmır, həm də tökmələrin keyfiyyətini və səth örtüyünü yaxşılaşdırır və aerokosmik sahənin ciddi tələblərinə cavab verir.

Yüksək performanslı alüminium ərinti materiallarının hazırlanması və tətbiqi: Yeni enerji nəqliyyat vasitələri istehsalçısı, yeni enerji nəqliyyat vasitələri üçün batareya paketi qabıqları və mühərrik qabıqlarının istehsalı üçün xüsusi olaraq yeni bir növ yüksək performanslı alüminium ərinti materialı hazırlamaq üçün material tədqiqat və inkişaf müəssisəsi ilə əməkdaşlıq etdi. Bu alüminium ərinti materialı nadir torpaq elementləri əlavə etməklə və istilik emalı prosesini optimallaşdırmaqla daha yüksək möhkəmliyə və daha yaxşı korroziyaya davamlılığa malikdir. Batareya paketi qabıqları istehsal etmək üçün aşağı təzyiqli tökmə texnologiyasından istifadə edərkən, yeni alüminium ərinti materialı tökmənin dartılma möhkəmliyini 380-420MPa-ya çatdırır, uzanma 20%-30% artırılır və tökmənin çəkisi 10%-15% azalır ki, bu da yeni enerji nəqliyyat vasitələrinin dözümlülüyünü və təhlükəsizliyini effektiv şəkildə artırır.

7. Sənaye standartları və spesifikasiyaları

7.1 Yerli və xarici standartların müqayisəsi

Alüminium ərintisindən aşağı təzyiqli tökmə texnologiyası istehsal prosesini və məhsul keyfiyyətini tənzimləmək üçün həm ölkə daxilində, həm də xaricdə bir sıra standartlara malikdir. ISO 945-1991 "Çuqun Metalloqrafiyasının Terminləri" kimi beynəlxalq standartlar, əsasən çuqun üçün olsa da, metalloqrafik strukturun təsvir metodu alüminium ərintisindən aşağı təzyiqli tökmənin metalloqrafik təhlili üçün də istinad təmin edir. Bundan əlavə, Beynəlxalq Standartlaşdırma Təşkilatı (ISO) həmçinin alüminium ərintisindən tökmələrin təsnifatını və əsas tələblərini aydınlaşdıran və aşağı təzyiqli tökmə alüminium ərintisindən tökmələrin təsnifatı üçün əsas təmin edən ISO 8518 "Tökmə - Alüminium və alüminium ərintisindən qum tökmələri və cazibə qüvvəsi ilə tökmələr - Terminlər, təriflər və təsnifat" kimi standartlar da dərc etmişdir.

Çində də bir sıra müvafiq standartlar hazırlanmışdır. Məsələn, tökmə alüminium ərintilərinin dərəcəsini, kimyəvi tərkibini, mexaniki xüsusiyyətlərini və digər tələblərini müəyyən edən və alüminium ərintilərinin aşağı təzyiqli tökmə üçün xammalın seçilməsi və keyfiyyətə nəzarət üçün ətraflı rəhbərlik təmin edən GB/T 11351-2009 "Alüminium ərintilərinin tökmə" standartı. GB/T 13288.1-2009 "Tökmə səthlərinin pürüzlülüyünün qiymətləndirilməsi üsulları Hissə 1: Vizual müqayisə metodu" alüminium ərintilərinin aşağı təzyiqli tökmələrinin səth keyfiyyətinin qiymətləndirilməsi üçün xüsusi bir metod təqdim edir. Beynəlxalq standartlarla müqayisədə yerli standartlar daha çox yerli istehsal təcrübələrini və bazar tələbatını birləşdirməyə yönəldir və bəzi xüsusi texniki göstəriciləri və sınaq metodlarını təkmilləşdirir və əlavə edir. Məsələn, kimyəvi tərkibə nəzarət baxımından yerli standartlar müxtəlif yerli sənaye sahələrində alüminium ərintiləri tökmələrinin performans tələblərini daha yaxşı qarşılamaq üçün yerli alüminium ərintilərinin istehsalı və tətbiqinə əsaslanaraq bəzi ərinti elementlərinin tərkib diapazonunu müvafiq şəkildə tənzimləmişdir.

7.2 Sənaye spesifikasiyalarının tətbiqi

Çində alüminium ərintisindən aşağı təzyiqli tökmə sənayesində spesifikasiyaların ümumi tətbiqi yaxşıdır. Bir tərəfdən, bazar rəqabətinin güclənməsi ilə müəssisələr məhsul keyfiyyətini və bazar rəqabət qabiliyyətini artırmaq üçün sənaye standartlarının tətbiqinə getdikcə daha çox diqqət yetirirlər. Məsələn, avtomobil OEM-lərinin hissələrin keyfiyyətinə dair ciddi tələblərinə cavab vermək üçün bir çox avtomobil hissələri istehsalçıları alüminium ərintisindən aşağı təzyiqli tökmə istehsalı üçün GB/T 11351-2009 və digər standartlara ciddi şəkildə əməl edir və xammal tədarükündən, istehsal prosesinin nəzarətindən hazır məhsulun yoxlanılmasına qədər tam keyfiyyət idarəetmə sistemi yaratmışlar. Digər tərəfdən, müvafiq dövlət idarələri də alüminium ərintisindən aşağı təzyiqli tökmə sənayesinə nəzarəti gücləndirmiş və müəssisələri keyfiyyətə nəzarət yoxlamaları, istehsal lisenziyasının idarə edilməsi və digər vasitələrlə sənaye spesifikasiyalarını ciddi şəkildə tətbiq etməyə təşviq etmişdir. Məsələn, son illərdə yerli keyfiyyətə nəzarət idarələri alüminium ərintisindən tökmə istehsalçılarında çoxsaylı yoxlamalar aparmış, standartlara cavab verməyənləri düzəldib cəzalandırmış və sənaye normalarının tətbiqini effektiv şəkildə təşviq etmişdir.

Bununla belə, bəzi problemlər də mövcuddur. Bəzi kiçik və orta müəssisələrdə məhdud texniki səviyyə və kapital qoyuluşu səbəbindən sənaye standartlarının tətbiqi kifayət qədər sərt deyil. Məsələn, bəzi kiçik motosiklet hissələri istehsalçılarında tökmə səthinin pürüzlülüyünün qeyri-dəqiq aşkarlanması və kimyəvi tərkibə kifayət qədər nəzarət edilməməsi kimi problemlər yarana bilər. Bundan əlavə, alüminium ərintisi aşağı təzyiqli tökmə texnologiyasının davamlı inkişafı və tətbiq sahələrinin genişlənməsi ilə bəzi yeni problemlər və çətinliklər mövcud sənaye normalarının tətbiqi üçün daha yüksək tələblər irəli sürmüşdür. Məsələn, yeni enerji nəqliyyat vasitələri sahəsində alüminium ərintisi aşağı təzyiqli tökmələrin yüngül və yüksək performanslılığına olan tələblər getdikcə artır və müəssisələrin istehsal təcrübələrini daha yaxşı istiqamətləndirmək üçün müvafiq standartları və spesifikasiyaları daha da təkmilləşdirmək lazımdır.