Paghahagis ng mababang presyon ng haluang metal na aluminyo

1. Pangkalahatang-ideya ng teknolohiya ng low-pressure casting ng aluminum alloy

1.1 Kahulugan at prinsipyo

Ang low-pressure casting ng aluminyo ay isang makabagong Teknolohiya ng Paghahagis sa pagitan ng gravity casting at high-pressure casting. Pinapayagan nito ang likidong aluminum alloy na dahan-dahang tumaas sa ilalim ng presyon at punan ang lukab ng molde sa ilalim ng mababang presyon (karaniwan ay 0.02-0.06MPa), at pagkatapos ay tumigas sa ilalim ng presyon. Ang prinsipyo ay ang paggamit ng mababang presyon upang ang tinunaw na metal ay tumaas nang tuluy-tuloy sa ilalim ng presyon, na iniiwasan ang turbulence at air entrainment habang proseso ng pagpuno, upang makakuha ng mga castings na may siksik na istraktura at mahusay na kalidad ng ibabaw. Ang teknolohiyang ito ay malawakang ginagamit sa mga larangan tulad ng mga sasakyan at aerospace na may mataas na kinakailangan para sa kalidad ng paghahagis. Halimbawa, sa produksyon ng mga pangunahing bahagi tulad ng mga bloke ng silindro ng makina ng sasakyan at mga ulo ng silindro, ang teknolohiya ng low-pressure casting ay maaaring makabuluhang mapabuti ang mga mekanikal na katangian at katumpakan ng dimensyon ng mga castings at mabawasan ang mga rate ng scrap.

2. Daloy ng proseso at mga pangunahing parametro

2.1 Pagsusuri ng daloy ng proseso

Ang daloy ng proseso ng low-pressure casting ng aluminum alloy ay pangunahing kinabibilangan ng mga sumusunod na hakbang:

Yugto ng Paghahanda: Una, kailangang painitin ang hulmahan. Ang temperatura ng pagpapainit ay karaniwang nasa pagitan ng 200-300℃ upang matiyak na ang tinunaw na metal ay hindi lalamig nang masyadong mabilis habang isinasagawa ang pagpuno dahil sa mababang temperatura ng hulmahan, na makakaapekto sa epekto ng pagpuno. Kasabay nito, ang tinunaw na metal ay pino upang maalis ang mga dumi at gas upang matiyak ang kadalisayan ng tinunaw na metal. Halimbawa, sa pamamagitan ng paggamit ng mga refining agent at degassing equipment, ang nilalaman ng hydrogen sa tinunaw na metal ay maaaring mabawasan sa ibaba ng 0.1-0.2ml/100gAl, na epektibong binabawasan ang mga depekto sa porosity sa paghahagis.

Yugto ng Pagpuno: Ang pinainit na hulmahan ay inilalagay sa low-pressure casting machine, at pagkatapos ay ibinubuhos ang tinunaw na metal mula sa tasa ng pagbuhos papunta sa riser. Sa ilalim ng aksyon ng mababang presyon, ang tinunaw na metal ay dahan-dahang umaangat sa riser at pinupuno ang cavity ng paghahagis. Ang bilis ng pagpuno ay karaniwang kinokontrol sa 0.05-0.2m/s upang matiyak na ang tinunaw na metal ay umaangat nang maayos at maiiwasan ang turbulence at air entrainment. Halimbawa, kapag gumagawa ng mga bloke ng silindro ng makina ng sasakyan, sa pamamagitan ng tumpak na pagkontrol sa bilis ng pagpuno, ang kalidad ng ibabaw ng paghahagis ay maaaring umabot sa Ra0.8 - 1.6μm, na nakakatugon sa mga kinakailangan sa kalidad ng industriya ng automotive.

Yugto ng Pagpapatigas: Matapos mapuno ng tinunaw na metal ang lukab, patuloy na panatilihin ang isang tiyak na presyon upang patigasin ang paghahagis sa ilalim ng presyon. Ang oras ng pagpapatigas ay depende sa laki at hugis ng paghahagis, karaniwang mula sa ilang minuto hanggang sampung minuto. Sa panahon ng proseso ng pagpapatigas, ang pagpapanatili ng presyon ay nakakatulong sa tinunaw na metal na madagdagan ang pag-urong at mabawasan ang mga depekto sa pag-urong at pag-urong. Halimbawa, para sa malalaking paghahagis sa aerospace, ang oras ng pagpapatigas ay maaaring umabot ng 30-40 minuto upang matiyak na siksik ang panloob na istraktura ng paghahagis.

Yugto ng pagbubukas at pag-alis ng amag: Pagkatapos tumigas ang paghulma, itigil ang paglalagay ng presyon, buksan ang amag, at tanggalin ang paghulma. Sa oras na ito, mataas pa rin ang temperatura ng paghulma, at kinakailangan ang naaangkop na paggamot sa pagpapalamig, tulad ng pagpapalamig sa hangin o pagpapalamig sa tubig, upang maiwasan ang deformasyon o pagbitak ng paghulma habang nasa proseso ng pagpapalamig. Halimbawa, para sa ilang manipis na dingding na paghulma, ang pagpapalamig sa hangin ay maaaring maiwasan ang mga bitak na dulot ng labis na bilis ng paglamig.

2.2 Kontrol ng mga pangunahing parameter

Sa proseso ng low-pressure casting gamit ang aluminum alloy, ang pagkontrol sa mga pangunahing parameter ay may mahalagang epekto sa kalidad ng mga castings:

Pagkontrol ng Presyon: Ang presyon ng low-pressure casting ay isa sa mga pangunahing parametro na nakakaapekto sa kalidad ng mga castings. Karaniwan itong nahahati sa filling pressure at holding pressure. Ang filling pressure ay karaniwang kinokontrol sa 0.02-0.06MPa, at ang holding pressure ay inaayos ayon sa laki at kasalimuotan ng paghahagis, kadalasan sa pagitan ng 0.05-0.1MPa. Halimbawa, kapag gumagawa ng mga cylinder head ng makina ng sasakyan, ang filling pressure ay pinipili na 0.04MPa at ang holding pressure ay 0.08MPa, na maaaring epektibong matiyak ang integridad ng pagpuno at panloob na kalidad ng paghahagis at gawing higit sa 98% ang density ng paghahagis.

Kontrol sa temperatura: kabilang ang temperatura ng tinunaw na metal at temperatura ng amag. Ang temperatura ng tinunaw na metal ay karaniwang kinokontrol sa 650-750℃. Ang sobrang taas na temperatura ay magdudulot ng oksihenasyon at paglanghap ng hangin sa tinunaw na metal, at ang sobrang mababang temperatura ay makakaapekto sa epekto ng pagpuno. Ang temperatura ng amag ay karaniwang pinainit sa 200-300℃ at nananatiling medyo matatag sa panahon ng proseso ng produksyon. Halimbawa, kapag gumagawa Paghahagis ng Aluminyo na Haluang metalPara sa aerospace, ang mga mekanikal na katangian ng mga castings ay maaaring mapabuti nang malaki sa pamamagitan ng tumpak na pagkontrol sa temperatura ng tinunaw na metal at temperatura ng molde, na may tensile strength na 300-350MPa at elongation na 3%-5%.

Pagkontrol sa bilis ng pagpuno: Ang makatwirang pagkontrol sa bilis ng pagpuno ay maaaring maiwasan ang turbulence at air entrainment ng tinunaw na metal habang nasa proseso ng pagpuno. Karaniwan itong kinokontrol sa 0.05-0.2m/s. Halimbawa, kapag gumagawa ng mga gulong ng sasakyan, sa pamamagitan ng pag-optimize sa bilis ng pagpuno, ang kalidad ng ibabaw ng paghahagis ay maaaring umabot sa Ra1.6-3.2μm, habang binabawasan ang pagbuo ng mga depekto sa butas at pinapabuti ang pangkalahatang kalidad ng paghahagis.

Pagkontrol sa oras ng pagtigas: Ang haba ng oras ng pagtigas ay direktang nakakaapekto sa panloob na kalidad at katumpakan ng dimensyon ng paghahagis. Para sa maliliit na paghahagis, ang oras ng pagtigas ay karaniwang ilang minuto; para sa malalaking paghahagis, ang oras ng pagtigas ay maaaring umabot ng sampung minuto o mas matagal pa. Halimbawa, kapag gumagawa ng malalaking aerospace castings, sa pamamagitan ng pagpapahaba ng oras ng pagtigas sa 30-40 minuto, ang mga depekto sa pag-urong at pag-urong ay maaaring epektibong mabawasan, na ginagawang mas siksik ang panloob na istraktura ng paghahagis at ang katumpakan ng dimensyon ay nasa loob ng ±0.5mm.

3. Mga kinakailangan sa kagamitan at amag

3.1 Mga Katangian ng kagamitan sa paghahagis na may mababang presyon

Ang kagamitan sa low-pressure casting na yari sa aluminum alloy ay isang mahalagang kagamitan para sa pagsasakatuparan ng proseso ng low-pressure casting, at ang disenyo at pagganap nito ay direktang nakakaapekto sa kalidad at kahusayan sa produksyon ng mga castings.

Sistema ng pagkontrol ng presyon: Ang kagamitan ay nilagyan ng high-precision pressure control system na kayang kumokontrol nang tumpak sa presyon ng pagpuno at presyon ng paghawak. Halimbawa, ang katumpakan ng pagkontrol ng presyon ng mga modernong low-pressure casting machine ay maaaring umabot sa ±0.001MPa, na tinitiyak na ang tinunaw na metal ay maaaring umahon nang maayos habang nasa proseso ng pagpuno upang maiwasan ang turbulence at air entrainment. Ang high-precision pressure control na ito ay mahalaga para sa produksyon ng mga de-kalidad na kumplikadong castings tulad ng mga bloke ng silindro ng makina ng sasakyan.

Sistema ng pagkontrol ng temperatura: Ang kagamitan ay nilagyan ng isang mahusay na sistema ng pagkontrol ng temperatura na maaaring sabay na kontrolin ang temperatura ng tinunaw na metal at ang temperatura ng molde. Ang katumpakan ng pagkontrol ng temperatura ng tinunaw na metal ay karaniwang nasa loob ng ±5℃, at ang katumpakan ng preheating at holding ng temperatura ng molde ay nasa loob ng ±10℃. Halimbawa, kapag gumagawa ng mga casting ng aluminum alloy para sa aerospace, ang tumpak na pagkontrol ng temperatura ay maaaring makabuluhang mapabuti ang mga mekanikal na katangian ng mga casting, kung saan ang tensile strength ay umaabot sa 300-350MPa at ang elongation ay umaabot sa 3%-5%.

Awtomasyon: Ang mga modernong kagamitan sa paghahagis na may mababang presyon ay lubos na awtomatiko at kayang isagawa ang buong proseso ng awtomatikong operasyon mula sa pag-iniksyon ng likidong metal, pagpuno ng hulmahan, pagpapatigas hanggang sa pagbubukas ng hulmahan at pag-aalis ng mga bahagi. Ang pagpapabuti ng automation ay hindi lamang nagpapabuti sa kahusayan ng produksyon, kundi binabawasan din ang epekto ng mga salik ng tao sa kalidad ng paghahagis. Halimbawa, ang kahusayan ng produksyon ng mga awtomatikong kagamitan ay 30%-50% na mas mataas kaysa sa tradisyonal na manu-manong operasyon, at ang rate ng scrap ng mga castings ay nababawasan sa 2%-3%.

Pagganap sa kaligtasan: Ang kagamitan sa low-pressure casting ay dinisenyo nang may lubos na pagsasaalang-alang sa kaligtasan sa pagpapatakbo. Ang kagamitan ay nilagyan ng mga pasilidad sa kaligtasan tulad ng emergency stop device, safety protection door, at leakage detection system. Halimbawa, ang safety protection door ng kagamitan ay awtomatikong isinasara habang ginagamit upang maiwasan ang pagtalsik ng likidong metal at pagkapinsala ng mga tao, at maaaring subaybayan ng leakage detection system ang presyon at temperatura sa loob ng kagamitan nang real time upang matiyak ang kaligtasan ng proseso ng operasyon.

3.2 Disenyo ng hulmahan at pagpili ng materyal

Ang hulmahan ang pangunahing bahagi sa proseso ng low-pressure casting, at ang disenyo at pagpili ng materyal nito ay may mahalagang epekto sa kalidad at gastos sa produksyon ng paghahagis.

Disenyo ng hulmahan: Ang disenyo ng hulmahan ay kailangang komprehensibong isaalang-alang ang mga salik tulad ng hugis, laki, at kapal ng dingding ng paghahagis. Halimbawa, para sa masalimuot na hugis ng ulo ng silindro ng makina ng sasakyan, ang disenyo ng hulmahan ay gumagamit ng isang bloke na istraktura upang mapadali ang pag-demold ng paghahagis at pagpapanatili ng hulmahan. Kasabay nito, kailangan ding isaalang-alang ng disenyo ng hulmahan ang daloy ng tinunaw na metal, at bawasan ang mga depekto ng mga pores at slag inclusions sa pamamagitan ng pag-optimize sa disenyo ng gate at exhaust system. Halimbawa, ang na-optimize na disenyo ng hulmahan ay maaaring gawing abot sa Ra0.8 - 1.6μm ang kalidad ng ibabaw ng paghahagis, na nakakatugon sa mga kinakailangan sa kalidad ng industriya ng automotive.

Pagpili ng Materyales: Ang mga materyales sa molde ay karaniwang gawa sa mataas na lakas, matibay sa temperatura, at hindi tinatablan ng pagkasira na haluang metal na bakal. Halimbawa, ang H13 steel ay isang karaniwang ginagamit na materyal sa molde na may mahusay na thermal stability at thermal fatigue resistance, at kayang tiisin ang paulit-ulit na thermal shock at mechanical stress. Kapag gumagawa ng malalaking aerospace castings, ang buhay ng serbisyo ng materyal sa molde ay maaaring umabot ng 10,000 - 15,000 beses, na epektibong nakakabawas sa gastos sa produksyon.

Paggamot sa ibabaw: Ang ibabaw ng molde ay karaniwang espesyal na ginagamot, tulad ng hard chrome plating, nitriding, atbp., upang mapabuti ang resistensya sa pagkasira at kalawang ng molde. Halimbawa, ang katigasan ng ibabaw ng molde pagkatapos ng hard chrome plating ay maaaring tumaas sa HRC60-65, at ang buhay ng serbisyo ay maaaring pahabain ng 20%-30%. Kasabay nito, ang hindi pangkaraniwang pagdikit sa ibabaw ng paghahagis ay nababawasan, at ang kalidad ng ibabaw ng paghahagis ay napapabuti.

Katumpakan ng paggawa ng hulmahan: Ang katumpakan ng paggawa ng hulmahan ay direktang nakakaapekto sa katumpakan ng dimensyon at kalidad ng ibabaw ng paghahagis. Ang modernong paggawa ng hulmahan ay gumagamit ng mga kagamitan sa machining na CNC na may mataas na katumpakan, at ang katumpakan ng dimensyon ng hulmahan ay maaaring umabot sa ±0.05mm, at ang pagkamagaspang ng ibabaw ay maaaring kontrolin sa loob ng Ra0.4-0.8μm. Halimbawa, kapag gumagawa ng mga gulong ng sasakyan, ang paggawa ng hulmahan na may mataas na katumpakan ay maaaring umabot sa loob ng ±0.1mm ang katumpakan ng dimensyon ng paghahagis at ang kalidad ng ibabaw ay umaabot sa Ra1.6-3.2μm, na natutugunan ang pangangailangan ng merkado para sa mga de-kalidad na paghahagis.

4. Mga Kalamangan at Larangan ng Aplikasyon

4.1 Pagsusuri ng mga Kalamangan ng Proseso

Kung ikukumpara sa tradisyonal na proseso ng paghahagis, ang teknolohiya ng low-pressure casting na may aluminum alloy ay may mga makabuluhang bentahe sa proseso, na siyang dahilan kung bakit ito popular sa modernong pagmamanupaktura.

Mga de-kalidad na paghahagis: Ang teknolohiyang low-pressure casting ay epektibong nakakaiwas sa turbulence at air entrainment ng tinunaw na metal habang nasa proseso ng pagpuno sa pamamagitan ng maayos na pagpuno at pagtigas sa ilalim ng presyon sa mas mababang presyon, na binabawasan ang mga depekto tulad ng mga pores, pag-urong, at pag-urong sa mga paghahagis. Halimbawa, ang densidad ng mga bloke ng silindro ng makina ng sasakyan na nalilikha ng low-pressure casting ay maaaring umabot ng higit sa 98%, ang mga mekanikal na katangian ay lubos na napabuti, ang tensile strength ay umaabot sa 300-350MPa, ang elongation ay umaabot sa 3%-5%, at ang scrap rate ay nababawasan sa 2%-3%.

Mataas na katumpakan sa dimensyon: Kayang kontrolin ng proseso ang bilis ng pagpuno at oras ng pagtigas upang matiyak ang katumpakan sa dimensyon ng paghahagis. Halimbawa, kapag gumagawa ng malalaking paghahagis sa aerospace, sa pamamagitan ng pagpapahaba ng oras ng pagtigas sa 30-40 minuto, ang katumpakan sa dimensyon ng paghahagis ay maaaring umabot sa loob ng ±0.5mm, na nakakatugon sa mga kinakailangan sa mataas na katumpakan.

Mataas na kahusayan sa produksyon: Ang mga modernong kagamitan sa low-pressure casting ay lubos na awtomatiko at kayang isagawa ang buong proseso ng awtomatikong operasyon mula sa pag-iniksyon ng likidong metal, pagpuno ng molde, pagpapatigas hanggang sa pagbubukas ng molde at pag-aalis ng mga bahagi. Ang kahusayan sa produksyon ng mga awtomatikong kagamitan ay 30% - 50% na mas mataas kaysa sa tradisyonal na manu-manong operasyon, habang binabawasan ang epekto ng mga salik ng tao sa kalidad ng mga paghahagis.

Mataas na antas ng paggamit ng materyal: Sa proseso ng low-pressure casting, ang tinunaw na metal ay unti-unting umaangat at pinupuno ang lukab sa ilalim ng presyon, na binabawasan ang pagtalsik at pag-aaksaya ng tinunaw na metal. Halimbawa, kapag gumagawa ng mga gulong ng sasakyan, ang antas ng paggamit ng materyal ay maaaring tumaas ng 15% - 20%, na binabawasan ang mga gastos sa produksyon.

Malakas na kakayahang umangkop: Ang prosesong ito ay angkop para sa produksyon ng mga hulmahan ng iba't ibang materyales na haluang metal na aluminyo at mga kumplikadong hugis, mula sa mga hulmahang manipis ang dingding hanggang sa malalaki at makapal ang dingding na hulmahan. Halimbawa, para sa mga gulong ng sasakyan na manipis ang dingding at malalaking hulmahang panghimpapawid, ang low-pressure casting ay maaaring matugunan ang kanilang mga kinakailangan sa kalidad at pagganap.

4.2 Pagpapalawak ng mga larangan ng aplikasyon

Ang teknolohiyang low-pressure casting ng aluminum alloy ay malawakang ginagamit sa maraming larangan dahil sa mga natatanging bentahe nito, at ang mga bagong direksyon ng aplikasyon ay patuloy na pinalalawak.

Industriya ng Sasakyan: Ang mga pangunahing bahagi tulad ng mga bloke ng silindro ng makina ng sasakyan at mga ulo ng silindro ang pangunahing layunin ng teknolohiya ng low-pressure casting. Halimbawa, mahigit 70% ng mga pandaigdigang tagagawa ng sasakyan ang gumagamit ng teknolohiya ng low-pressure casting upang makagawa ng mga bloke ng silindro ng makina, at ang pagpapabuti ng kalidad ng kanilang mga castings ay direktang nagpapabuti sa pagganap at pagiging maaasahan ng makina. Bukod pa rito, ang low-pressure casting ay malawakang ginagamit din sa paggawa ng mga gulong ng sasakyan, na hindi lamang nagpapabuti sa lakas at magaan na antas ng mga gulong, kundi binabawasan din ang mga gastos sa produksyon.

Larangan ng aerospace: Ang larangan ng aerospace ay may napakataas na mga kinakailangan para sa kalidad at pagganap ng mga castings, at ang teknolohiya ng low-pressure casting ay kayang matugunan ang mga hinihingi nitong pangangailangan. Halimbawa, kapag gumagawa ng malalaking castings sa aerospace, ang teknolohiya ng low-pressure casting ay maaaring gawing mas siksik ang panloob na istraktura ng mga castings, ang katumpakan ng dimensyon ay maaaring umabot sa loob ng ±0.5mm, at ang mga mekanikal na katangian ay lubos na mapabuti. Ayon sa mga istatistika, ang mga castings sa aerospace na ginawa ng low-pressure casting ay bumubuo ng higit sa 40% ng kabuuang castings sa larangang ito, at ang proporsyon na ito ay patuloy na lumalaki.

Industriya ng motorsiklo: Ang teknolohiyang low-pressure casting ay malawakang ginagamit din sa produksyon ng mga bloke ng silindro ng makina ng motorsiklo, mga ulo at gulong ng silindro, at iba pang mga bahagi. Halimbawa, isang kilalang tagagawa ng motorsiklo ang gumagamit ng teknolohiyang low-pressure casting upang makagawa ng mga silindro ng makina, at ang rate ng scrap ng produkto nito ay nababawasan sa 2% - 3%, at ang kahusayan ng produksyon ay tumataas ng 30% - 50%, na makabuluhang nagpapahusay sa kompetisyon ng kumpanya sa merkado.

Industriya ng paggawa ng makinarya: Sa larangan ng paggawa ng makinarya, ang teknolohiya ng low-pressure casting ay ginagamit upang makagawa ng mga castings ng aluminum alloy na may iba't ibang kumplikadong hugis at mga kinakailangan sa mataas na pagganap, tulad ng mga hydraulic valve bodies, pump bodies, atbp. Halimbawa, ang isang kumpanya ng paggawa ng makinarya ay gumagamit ng teknolohiya ng low-pressure casting upang makagawa ng mga hydraulic valve bodies, at ang densidad ng mga castings nito ay umaabot sa higit sa 98%, ang mga mekanikal na katangian ay lubos na napabuti, at ang buhay ng serbisyo ay pinahaba ng 20% ​​- 30%.

Mga umuusbong na larangan ng aplikasyon: Kasabay ng patuloy na pagsulong ng teknolohiya, ang teknolohiya ng low-pressure casting ng aluminum alloy ay nagpakita rin ng malawak na posibilidad ng aplikasyon sa mga umuusbong na larangan tulad ng mga bagong sasakyang pang-enerhiya at kagamitan sa komunikasyon na 5G. Halimbawa, sa produksyon ng mga battery pack shell at motor housing ng mga bagong sasakyang pang-enerhiya, ang teknolohiya ng low-pressure casting ay maaaring matugunan ang kanilang mga kinakailangan sa magaan at mataas na pagganap, at mapabuti ang pangkalahatang pagganap at tibay ng mga bagong sasakyang pang-enerhiya.

5. Pagkontrol sa kalidad at pag-iwas sa depekto

5.1 Mga pamamaraan ng inspeksyon sa kalidad

Ang inspeksyon ng kalidad ng low-pressure casting ng aluminum alloy ay isang mahalagang link upang matiyak na ang mga castings ay nakakatugon sa mga pamantayan. Ang mga sumusunod na pamamaraan ay pangunahing ginagamit:

Pagsubok na hindi mapanira: kabilang ang ultrasonic testing, radiographic testing (tulad ng X-ray at CT scanning) at magnetic particle testing. Kayang tuklasin ng ultrasonic testing ang mga depekto tulad ng mga bitak at butas ng pag-urong sa loob ng mga castings na may katumpakan ng pagtuklas na hanggang milimetro; madaling maipakita ng radiographic testing ang panloob na istruktura ng mga castings, at may malaking epekto sa pagtuklas ng mga panloob na depekto ng mga castings na may kumplikadong hugis; pangunahing ginagamit ang magnetic particle testing upang tuklasin ang mga depekto tulad ng mga bitak sa ibabaw o malapit sa ibabaw. Halimbawa, sa larangan ng aerospace, ang CT scanning ng malalaking castings na gawa sa aluminum alloy ay kayang tuklasin ang mga panloob na butas at mga inklusyon na may diyametro na mas mababa sa 0.5mm, na tinitiyak ang mataas na kalidad ng mga castings.

Inspeksyon sa Dimensyon: Gumamit ng mga kagamitan tulad ng mga instrumento sa pagsukat na may tatlong coordinate at mga laser scanner upang siyasatin ang katumpakan ng dimensyon ng mga castings. Ang katumpakan ng pagsukat ng three-dimensional measuring machine ay maaaring umabot sa ±0.01mm, na maaaring tumpak na masukat ang mga panlabas na dimensyon at panloob na mga dimensyon ng istruktura ng castings; mabilis na makukuha ng laser scanner ang three-dimensional dimension data ng castings, ihambing ito sa modelo ng disenyo, at matukoy ang dimensional deviation. Halimbawa, sa paggawa ng mga silindro ng makina ng sasakyan, ginagamit ang three-dimensional measuring machine upang matukoy ang mga pangunahing dimensyon ng katawan ng silindro tulad ng diameter ng butas at pagitan ng mga butas upang matiyak na ang katumpakan nito ay nasa loob ng ±0.05mm upang matugunan ang mga kinakailangan sa pag-assemble.

Pagsubok sa mekanikal na katangian: Ang mga mekanikal na katangian ng mga castings ay sinusubok sa pamamagitan ng mga tensile test, hardness test at iba pang mga pamamaraan. Matutukoy ng tensile test ang tensile strength, yield strength at elongation ng castings; ginagamit ang hardness test upang suriin ang distribusyon ng katigasan sa ibabaw at loob ng castings. Halimbawa, para sa mga aluminum alloy wheel na ginawa sa pamamagitan ng low-pressure casting, ipinapakita ng mga resulta ng tensile test na ang tensile strength nito ay maaaring umabot sa 280-320MPa, ang elongation ay 3%-5%, at ipinapakita ng mga resulta ng hardness test na ang katigasan ng ibabaw nito ay nasa pagitan ng HRC30-35, na nakakatugon sa mga kinakailangan sa paggamit.

Pagsusuring metalograpiko: Obserbahan ang microstructure ng paghahagis gamit ang isang metalograpikong mikroskopyo upang masuri ang mga katangian tulad ng laki ng butil at komposisyon ng phase. Ang pagsusuring metalograpiko ay maaaring magbunyag ng mga problemang maaaring mangyari sa proseso ng solidification ng paghahagis, tulad ng mga magaspang na butil at segregation. Halimbawa, kapag gumagawa ng mga castings ng aluminum alloy para sa aerospace, ipinapakita ng pagsusuring metalograpiko na ang laki ng butil ay kinokontrol sa pagitan ng 50-100μm, ang istraktura ay pare-pareho, at walang halatang segregation, na nakakatulong upang matiyak ang mataas na pagganap ng paghahagis.

5.2 Mga karaniwang depekto at mga hakbang sa pag-iwas

Maraming depekto ang maaaring mangyari sa panahon ng low-pressure casting ng mga aluminum alloy. Ang mga depektong ito ay hindi lamang nakakaapekto sa kalidad ng hitsura ng mga castings, kundi maaari ring bawasan ang kanilang mga mekanikal na katangian at buhay ng serbisyo. Ang mga sumusunod ay mga karaniwang depekto at ang kanilang mga hakbang sa pag-iwas:

Depekto sa porosity: Ang porosity ay isa sa mga karaniwang depekto sa low-pressure casting ng mga aluminum alloy, na pangunahing sanhi ng pagkakulong ng gas sa tinunaw na metal habang nasa proseso ng pagpuno o mahinang paglabas ng amag. Kabilang sa mga hakbang sa pag-iwas ang:

I-optimize ang bilis ng pagpuno at kontrolin ito sa 0.05-0.2m/s upang maiwasan ang turbulence at entrainment ng tinunaw na metal.

Tiyaking walang harang ang sistema ng tambutso ng hulmahan, at makatwirang idisenyo ang posisyon at laki ng uka ng tambutso at butas ng tambutso.

Ganap na pinoin ang tinunaw na metal upang maalis ang mga dumi at gas, at kontrolin ang nilalaman ng hydrogen sa ibaba ng 0.1-0.2ml/100gAl.

Panatilihin ang temperatura ng molde sa 200-300℃, bawasan ang bilis ng paglamig ng tinunaw na metal habang ginagawa ang pagpuno, at iwasan ang pag-iipon ng gas na maaaring magdulot ng mga butas.

Halimbawa, sa produksyon ng mga silindro ng makina ng sasakyan, sa pamamagitan ng pag-optimize sa bilis ng pagpuno at disenyo ng sistema ng tambutso, ang antas ng depekto sa butas ay nabawasan ng mahigit 50%, at ang densidad ng paghahagis ay lubos na napabuti.

Mga depekto sa pag-urong at pag-urong: Ang mga depektong ito ay sanhi ng hindi sapat na kompensasyon sa pag-urong dahil sa pag-urong ng volume ng tinunaw na metal habang tumigas. Kabilang sa mga hakbang sa pag-iwas ang:

Makatwirang kontrolin ang holding pressure at oras ng solidification upang matiyak na ang tinunaw na metal ay lubos na makakabawi sa pag-urong habang nasa proseso ng solidification. Halimbawa, para sa malalaking aerospace castings, ang holding pressure ay pinipili na 0.08-0.1MPa, at ang oras ng solidification ay pinahaba sa 30-40 minuto, na maaaring epektibong mabawasan ang mga depekto sa pag-urong at pag-urong.

I-optimize ang disenyo ng istruktura ng mga hulmahan upang maiwasan ang purong pag-urong sa makakapal at malalaking bahagi, at gumamit ng makatwirang sistema ng pagbuhos at disenyo ng riser upang matiyak ang sunud-sunod na pagtigas ng tinunaw na metal.

Mahigpit na kontrolin ang temperatura ng tinunaw na metal at temperatura ng amag upang maiwasan ang oksihenasyon at paglanghap ng hangin ng tinunaw na metal dahil sa labis na temperatura, na makakaapekto sa epekto ng kompensasyon sa pag-urong.

Halimbawa, sa produksyon ng mga gulong ng sasakyan, sa pamamagitan ng pag-optimize sa holding pressure at oras ng solidification, ang shrinkage cavity at shrinkage defect rate ay nabawasan ng 40%, at ang panloob na istruktura ng casting ay mas siksik.

Depekto sa pagsasama ng slag: Nabubuo ang pagsasama ng slag kapag ang mga dumi o kaliskis ng oksido sa tinunaw na metal ay iniikot sa paghahagis habang isinasagawa ang proseso ng pagpuno. Kabilang sa mga hakbang sa pag-iwas ang:

Ganap na pinuhin ang tinunaw na metal upang maalis ang mga dumi at kaliskis ng oksido upang matiyak ang kadalisayan ng tinunaw na metal.

I-optimize ang disenyo ng sistema ng pagbuhos upang maiwasan ang turbulence at slag rolling ng tinunaw na metal habang nasa proseso ng pagpuno.

Makatuwirang kontrolin ang bilis ng pagbuhos at bilis ng pagpuno upang matiyak na ang tinunaw na metal ay umaangat nang maayos at mabawasan ang posibilidad ng pagsasama ng slag.

Gumamit ng mga kagamitan sa pagsasala tulad ng mga filter screen upang salain ang tinunaw na metal at maalis ang malalaking partikulo ng mga dumi at kaliskis ng oxide.

Halimbawa, sa produksyon ng mga gulong na aluminyo, ang antas ng depekto sa pagsasama ng slag ay nabawasan ng 30% sa pamamagitan ng paggamit ng isang filter at pag-optimize sa disenyo ng sistema ng pagbuhos, at ang kalidad ng ibabaw at panloob na kalidad ng mga hulmahan ay lubos na napabuti.

Mga depekto sa ibabaw: tulad ng pagkamagaspang ng ibabaw, cold shut, mga marka ng daloy, atbp. Ang mga depektong ito ay pangunahing nakakaapekto sa kalidad ng hitsura at katumpakan ng dimensyon ng mga hulmahan. Kabilang sa mga hakbang sa pag-iwas ang:

I-optimize ang bilis ng pagpuno at temperatura ng molde upang matiyak na ang tinunaw na metal ay maaaring umalsa nang maayos habang nasa proseso ng pagpuno at maiwasan ang malamig na pagsara at mga marka ng daloy.

Panatilihing malinis at nasa maayos na kondisyon ng pagpapadulas ang ibabaw ng hulmahan, bawasan ang pagdikit ng tinunaw na metal sa ibabaw ng hulmahan, at pagbutihin ang kalidad ng ibabaw ng paghulma.

Mahigpit na kontrolin ang kadalisayan ng tinunaw na metal upang maiwasan ang impluwensya ng mga dumi at gas sa kalidad ng ibabaw ng paghahagis.

Gumamit ng mga kagamitan sa paggawa ng hulmahan na may mataas na katumpakan upang matiyak na ang katumpakan ng sukat at pagkamagaspang ng ibabaw ng hulmahan ay nakakatugon sa mga kinakailangan.

Halimbawa, sa produksyon ng mga cylinder head ng makina ng sasakyan, sa pamamagitan ng pag-optimize sa bilis ng pagpuno at temperatura ng molde, ang surface roughness ay maaaring kontrolin sa Ra0.8 - 1.6μm, ang cold shut at flow mark defect rate ay nababawasan ng 60%, at ang kalidad ng hitsura ng casting ay lubos na napabuti.

6. Mga Uso sa Pag-unlad at Teknolohikal na Inobasyon

6.1 Mga Uso sa Teknolohikal na Pag-unlad

Ang teknolohiya ng low-pressure casting ng aluminum alloy ay umuunlad sa iba't ibang direksyon upang matugunan ang lumalaking demand sa merkado at mas mataas na mga kinakailangan sa kalidad.

Patuloy na umuunlad ang katalinuhan at automation: Sa pagsulong ng Industry 4.0, ang antas ng katalinuhan at automation ng mga kagamitan sa low-pressure casting ay lalong mapapabuti. Halimbawa, sa pamamagitan ng pagpapakilala ng advanced na teknolohiya ng sensor at mga automated control system, makakamit ang real-time na pagsubaybay at tumpak na kontrol sa proseso ng paghahagis, kabilang ang awtomatikong pagsasaayos ng mga pangunahing parameter tulad ng presyon, temperatura, at bilis ng pagpuno. Hindi lamang nito mapapabuti ang kahusayan ng produksyon, kundi pati na rin ang higit na pagbabawas ng scrap rate at pagpapabuti ng katatagan ng kalidad ng paghahagis.

Green casting at pagtitipid ng enerhiya at pagbabawas ng pagkonsumo: Dahil sa pagtaas ng pandaigdigang kamalayan sa kapaligiran, ang teknolohiya ng low-pressure casting ay magbibigay ng higit na atensyon sa green development. Sa isang banda, sa pamamagitan ng pag-optimize ng mga parameter ng proseso at disenyo ng kagamitan, maaaring mabawasan ang pagkonsumo ng enerhiya at mga emisyon ng tambutso; sa kabilang banda, ginagamit ang mga materyales at patong na environment-friendly na molde upang mabawasan ang polusyon sa kapaligiran. Halimbawa, ang ilang mga bagong energy-saving low-pressure casting machine ay maaaring mabawasan ang pagkonsumo ng enerhiya ng 20% ​​- 30% sa pamamagitan ng pagpapabuti ng mga sistema ng pag-init at mga hakbang sa insulasyon.

Paggamit ng mga materyales na may mataas na pagganap na aluminyo haluang metal: Upang matugunan ang mas mataas na mga kinakailangan para sa pagganap ng paghahagis sa mga high-end na larangan tulad ng aerospace at mga sasakyang pang-bagong enerhiya, ang pananaliksik at pagpapaunlad at aplikasyon ng mga materyales na may mataas na pagganap na aluminyo haluang metal ang magiging pokus ng pag-unlad sa hinaharap. Halimbawa, sa pamamagitan ng pagdaragdag ng mga partikular na elemento ng haluang metal at pag-optimize ng mga proseso ng paggamot sa init, ang mga materyales na may aluminyo haluang metal na may mas mataas na lakas, tibay at resistensya sa kalawang ay binuo upang higit pang mapalawak ang saklaw ng aplikasyon ng teknolohiya ng low-pressure casting.

Produksyon ng mga kumplikadong hulmahan ng istruktura: Dahil sa pagtaas ng pagiging kumplikado ng disenyo ng produkto, mas mataas na mga kinakailangan ang inilalagay sa kakayahan ng teknolohiya ng low-pressure casting na makagawa ng mga kumplikadong hulmahan ng istruktura. Sa pamamagitan ng pagpapabuti ng disenyo ng hulmahan at teknolohiya ng pagpuno, at pag-optimize ng proseso ng paghulma gamit ang advanced na teknolohiya ng computer simulation, makakamit ang mataas na kalidad na produksyon ng mga hulmahan na may mas kumplikadong mga hugis. Halimbawa, ang paggamit ng teknolohiya ng computer simulation upang ma-optimize ang landas ng pagpuno at proseso ng solidification ay maaaring epektibong mabawasan ang mga depekto sa mga kumplikadong hulmahan ng istruktura at mapabuti ang kanilang pagganap at pagiging maaasahan.

6.2 Mga Kaso ng Aplikasyon ng mga Makabagong Teknolohiya

Aplikasyon ng mga Matalinong Sistema ng Pagkontrol sa Low-Pressure Casting: Isang kumpanya sa paggawa ng mga piyesa ng sasakyan ang nagpakilala ng isang advanced na intelligent control system para sa linya ng produksyon ng aluminum alloy low-pressure casting. Kinokolekta ng sistema ang datos tulad ng presyon, temperatura, at bilis ng pagpuno sa proseso ng paghahagis nang real time sa pamamagitan ng pag-install ng maraming high-precision sensor sa molde at kagamitan, at sinusuri at pinoproseso ang mga ito sa pamamagitan ng mga advanced na algorithm upang awtomatikong isaayos ang mga parameter ng proseso. Halimbawa, kapag gumagawa ng mga bloke ng silindro ng makina ng sasakyan, awtomatikong ma-optimize ng intelligent control system ang bilis ng pagpuno at paghawak ng presyon batay sa real-time na datos, na binabawasan ang scrap rate ng mga castings ng 30%, pinapataas ang kahusayan ng produksyon ng 20%, at makabuluhang pinapabuti ang mga mekanikal na katangian ng mga castings, na may pagtaas ng tensile strength ng 10% - 15%.

Pagsasagawa ng teknolohiyang green casting: Ang isang tagagawa ng mga piyesa ng aerospace ay nakatuon sa pananaliksik, pagpapaunlad, at aplikasyon ng teknolohiyang green casting. Gumagamit sila ng isang bagong uri ng environment-friendly na mold coating na may mahusay na demoulding performance at resistensya sa mataas na temperatura, habang binabawasan ang mapaminsalang emisyon ng gas na nalilikha ng mga tradisyonal na coating habang ginagamit. Bukod pa rito, nagsagawa rin ang kumpanya ng energy-saving transformation ng low-pressure casting equipment, na binabawasan ang pagkonsumo ng enerhiya ng kagamitan ng 25% sa pamamagitan ng pag-optimize ng heating system at paggamit ng mahusay na insulation materials. Kapag gumagawa ng malalaking aerospace castings, ang aplikasyon ng green casting technology ay hindi lamang binabawasan ang mga gastos sa produksyon, kundi pinapabuti rin ang kalidad at surface finish ng mga castings, na nakakatugon sa mahigpit na mga kinakailangan ng larangan ng aerospace.

Pag-unlad at paggamit ng mga materyales na may mataas na pagganap na aluminum alloy: Isang tagagawa ng bagong sasakyang pang-enerhiya ang nakipagtulungan sa isang institusyon ng pananaliksik at pagpapaunlad ng materyal upang bumuo ng isang bagong uri ng materyal na may mataas na pagganap na aluminum alloy na partikular para sa produksyon ng mga battery pack shell at motor shell para sa mga bagong sasakyang pang-enerhiya. Ang materyal na aluminum alloy na ito ay may mas mataas na lakas at mas mahusay na resistensya sa kalawang sa pamamagitan ng pagdaragdag ng mga rare earth elements at pag-optimize sa proseso ng heat treatment. Kapag gumagamit ng low-pressure casting technology upang makagawa ng mga battery pack shell, ang bagong materyal na aluminum alloy ay nakakagawa ng tensile strength ng casting na umaabot sa 380-420MPa, ang elongation ay tumataas ng 20%-30%, at ang bigat ng casting ay nababawasan ng 10%-15%, na epektibong nagpapabuti sa tibay at kaligtasan ng mga bagong sasakyang pang-enerhiya.

7. Mga pamantayan at detalye ng industriya

7.1 Paghahambing ng mga pamantayang lokal at dayuhan

Ang teknolohiya ng low-pressure casting ng aluminum alloy ay may serye ng mga pamantayan sa loob at labas ng bansa upang pangasiwaan ang proseso ng produksyon at kalidad ng produkto nito. Ang mga internasyonal na pamantayan tulad ng ISO 945-1991 na "Mga Tuntunin ng Cast Iron Metallography", bagama't pangunahing para sa cast iron, ang paraan ng paglalarawan ng istrukturang metalograpiko ay nagbibigay din ng sanggunian para sa metalograpikong pagsusuri ng low-pressure casting ng aluminum alloy. Bukod pa rito, ang International Organization for Standardization (ISO) ay naglabas din ng mga pamantayan tulad ng ISO 8518 na "Casting - Aluminum at aluminum alloy sand castings at gravity castings - Mga Tuntunin, kahulugan at klasipikasyon", na naglilinaw sa klasipikasyon at mga pangunahing kinakailangan ng aluminum alloy castings, at nagbibigay ng batayan para sa klasipikasyon ng low-pressure casting aluminum alloy castings.

Sa Tsina, bumuo rin ang Tsina ng serye ng mga kaugnay na pamantayan. Halimbawa, ang GB/T 11351-2009 "Paghahagis ng mga haluang metal na aluminyo", na tumutukoy sa grado, komposisyong kemikal, mga katangiang mekanikal at iba pang mga kinakailangan ng mga haluang metal na aluminyo na hinulma, at nagbibigay ng detalyadong gabay para sa pagpili ng mga hilaw na materyales at kontrol sa kalidad ng low-pressure casting ng haluang metal na aluminyo. Ang GB/T 13288.1-2009 "Mga Paraan para sa Pagsusuri ng Kagaspangan ng mga ibabaw ng paghagis Bahagi 1: Paraan ng Paghahambing na Biswal" ay nagbibigay ng isang partikular na pamamaraan para sa pagsusuri ng kalidad ng ibabaw ng mga low-pressure casting ng haluang metal na aluminyo. Kung ikukumpara sa mga internasyonal na pamantayan, ang mga pamantayang domestiko ay mas nakatuon sa pagsasama-sama ng mga kasanayan sa produksyon sa loob ng bansa at demand sa merkado, at pinipino at dinadagdagan ang ilang partikular na teknikal na tagapagpahiwatig at mga pamamaraan ng pagsubok. Halimbawa, sa mga tuntunin ng kontrol sa komposisyong kemikal, ang mga pamantayang domestiko ay naaangkop na inayos ang saklaw ng nilalaman ng ilang elemento ng haluang metal batay sa produksyon at aplikasyon ng mga haluang metal na aluminyo sa loob ng bansa upang mas matugunan ang mga kinakailangan sa pagganap ng mga casting ng haluang metal na aluminyo sa iba't ibang industriya sa loob ng bansa.

7.2 Pagpapatupad ng mga detalye ng industriya

Sa Tsina, ang pangkalahatang implementasyon ng mga espesipikasyon sa industriya ng low-pressure casting ng aluminum alloy ay mabuti. Sa isang banda, kasabay ng pagtindi ng kompetisyon sa merkado, ang mga negosyo ay lalong nagbibigay ng pansin sa pagpapatupad ng mga pamantayan ng industriya upang mapabuti ang kalidad ng produkto at kakayahang makipagkumpitensya sa merkado. Halimbawa, upang matugunan ang mahigpit na mga kinakailangan ng mga OEM ng sasakyan sa kalidad ng mga piyesa, maraming tagagawa ng mga piyesa ng sasakyan ang mahigpit na sumusunod sa GB/T 11351-2009 at iba pang mga pamantayan para sa produksyon ng low-pressure casting ng aluminum alloy, at nagtatag ng isang kumpletong sistema ng pamamahala ng kalidad mula sa pagkuha ng hilaw na materyales, pagkontrol sa proseso ng produksyon hanggang sa inspeksyon ng natapos na produkto. Sa kabilang banda, pinalakas din ng mga kinauukulang departamento ng gobyerno ang pangangasiwa sa industriya ng low-pressure casting ng aluminum alloy, at hinikayat ang mga negosyo na mahigpit na ipatupad ang mga espesipikasyon ng industriya sa pamamagitan ng mga spot check ng quality supervision, pamamahala ng lisensya sa produksyon at iba pang paraan. Halimbawa, sa mga nakaraang taon, ang mga lokal na departamento ng quality supervision ay nagsagawa ng maraming spot check sa mga tagagawa ng aluminum alloy casting, itinuwid at pinarusahan ang mga hindi nakakatugon sa mga pamantayan, at epektibong itinaguyod ang pagpapatupad ng mga pamantayan ng industriya.

Gayunpaman, mayroon ding ilang mga problema. Sa ilang maliliit at katamtamang laki ng mga negosyo, dahil sa limitadong antas ng teknikal at pamumuhunan sa kapital, ang pagpapatupad ng mga pamantayan sa industriya ay hindi sapat na mahigpit. Halimbawa, sa ilang maliliit na tagagawa ng mga piyesa ng motorsiklo, maaaring may mga problema tulad ng hindi tumpak na pagtuklas ng pagkamagaspang sa ibabaw ng paghahagis at hindi sapat na kontrol sa komposisyon ng kemikal. Bukod pa rito, sa patuloy na pag-unlad ng teknolohiya ng low-pressure casting ng aluminum alloy at ang pagpapalawak ng mga larangan ng aplikasyon, ang ilang mga bagong problema at hamon ay nagdulot din ng mas mataas na mga kinakailangan para sa pagpapatupad ng mga umiiral na pamantayan sa industriya. Halimbawa, sa larangan ng mga bagong sasakyang pang-enerhiya, ang mga kinakailangan para sa magaan at mataas na pagganap ng low-pressure castings ng aluminum alloy ay tumataas nang tumataas, at kinakailangan na higit pang pagbutihin ang mga kaugnay na pamantayan at detalye upang mas mahusay na gabayan ang mga kasanayan sa produksyon ng mga negosyo.