Что такое плесень в литье?

Мастинг Die является одним из наиболее эффективных и широко используемых производственных процессов металлов. Начиная от компонентов автомобильного двигателя до корпусов потребительской электроники, литье Die позволяет производство сложных, высоких металлических деталей в масштабе. В основе этого процесса лежит плесень - специально разработанный инструмент, который формирует расплавленный металл в конечный продукт.

Но что именно такое плесень в литье? Как он спроектирован, производится и поддерживается? Почему это так важно для успеха кастинга умирают?

Эта статья предоставляет всеобъемлющее руководство, которое поможет вам понять формы для литья (также называемые Dies), их строительство, принципы работы, материалы, конструктивные соображения, проблемы и будущие тенденции.

1. Введение в Die Casting

Прежде чем мы определим форму, давайте кратко рассмотрим себя.

Мастинг-лить -это металлический процесс литья, который заставляет расплавленные неплодовидные металлы, такие как алюминий, цинк или магний-в полость пресс-формы под высоким давлением. Как только металл охлаждается и затвердевает, плесень открывается, и готовая часть выброшена.

Этот процесс широко используется, потому что он предлагает:

• Высокие показатели производства

• Отличная точность размеров

• Гладкая поверхность отделка

• Способность снимать сложную геометрию

• Последовательность в массовом производстве

2. Что такое плесень в кастинге?

В литью матрицы плесень (или матрица) - это инструмент, используемый для формирования расплавленного металла в желаемую часть. Он функционирует аналогично плесени в литье пластиковой инъекции, но должен выдерживать гораздо более высокие температуры и давления из -за расплавленного металла вместо пластика.

Форма для литья, как правило, изготовлена ​​из закаленной стали и состоит из двух половинок:

1. Крышка наполовину (стационарная, прикрепленная к машине)

2. Эжектотор умирает наполовину (подвижный, ответственный за выброс части)

Когда две половинки закреплены вместе, они образуют полость формы - точный негатив окончательной части. Расплавленный металл впрыскивается в эту полость, затвердевает и принимает форму плесени.

Короче говоря, форма является основой литья матрицы , определяющей точность части, качество и эффективность затрат.

3. Компоненты листовой формы.

Плесень - это больше, чем только два стальных блока. Это инженерная система, предназначенная для эффективного обработки расплавленного металла. Ключевые компоненты включают:

3.1 полость плесени и ядро

• Полость - это пустое пространство в форме, как и последняя часть .

• Ядро образует внутренние особенности детали (например, отверстия, углубления) .

3.2 Система стробирования

Каналы, которые направляют расплавленный металл от точки впрыска к полости формы. Включает в себя:

• Sprue: Главный канал, где входит расплавленный металл.

• Бегуны: горизонтальные каналы, которые распространяют металл в разные полости.

• Гейтс: отверстия, которые позволяют металлу войти в полость.

3.3 Вентиляционная система

Крошечные вентиляционные отверстия, которые позволяют ловушковому воздуху сбежать из полости, чтобы предотвратить дефекты, такие как пористость или неполное заполнение.

3.4 Система охлаждения

Каналы, через которые вода или нефть циркулируют, чтобы регулировать температуру формы. Охлаждение имеет решающее значение для сокращения времени цикла и обеспечения качества части.

3.5 Система выброса

После затвердевания штифты эжектора, пластины или рукава выталкивают лить из формы.

3.6 слайды и атлеты

Для запчастей с подрезок или сложной геометрией, слайды и подъемники помогают освободить часть, не повреждая ее.

4. Материалы, используемые для форм литья матрицы

Поскольку плесень сталкиваются с экстремальными условиями - температурами металла до 700 ° C, высокое давление и повторное механическое напряжение - они должны быть изготовлены из прочных материалов.

Общие материалы включают:

H13 Инструментальная сталь

L наиболее широко используется.

L Отличная прочность, термическая сопротивление и износ.

Другие инструментальные стали с горячей работой (например, H11, H21)

• Обеспечить различные остатки прочности, прочности и тепловой стабильности.

Медные сплавы (в качестве вставки)

L Высокая теплопроводность для более быстрого охлаждения.

L обычно используется в вставках для плесени, а не во всей форме.

Покрытия и обработка поверхности

• Нитривая, PVD -покрытия или тепловая диффузия для повышения устойчивости к износу и уменьшения пайки (металлическая прилипания к плесени).

Выбор материала зависит от листового сплава, объема производства и частичной сложности.

5. Типы форм литья матрицы

Формы литья матрицы классифицируются на основе применения и сложности.

5.1 Однократная плесень

Производит одну часть за цикл. Используется для более крупных или малообъяснных отливок.

5.2 Multi-Cavity плесень

Содержит несколько идентичных полостей, позволяющих произвести несколько частей за один цикл. Повышает эффективность.

5.3 Комбинация (семейная) плесень

Дома полости для разных частей одной и той же сборки. Полезно для компонентов, которые должны соответствовать друг другу.

5.4 Постоянные и временные формы

• Постоянные плесени - это стальные штампы, предназначенные для длительных производственных прогонов.

• Прототип или мягкий инструмент могут использовать более дешевые материалы для коротких прогонов.

6. Как разработаны формы для литья матрицы?

Проектирование формы литья матрицы - это междисциплинарная инженерная задача . Процесс обычно следует за этими шагами:

Шаг 1: анализировать требования к продукту

• 3D CAD модель детали

• Размерные допуски

• Поверхностные требования

• Ожидаемый объем производства

Шаг 2: DFM (дизайн для производства)

Инженеры оптимизируют конструкцию части для эффективного литья матрицы:

• Равномерная толщина стенки для предотвращения пористости

• Углы тяги для легкого выброса

• Избегание острых углов, чтобы уменьшить концентрацию стресса

Шаг 3: Моделирование потока плесени

Инструменты CAE моделируют расплавленный металлический поток внутри полости, чтобы оптимизировать:

• Схема заполнения

• Производительность охлаждения

• Воздушная вентиляция

• Потенциальные дефекты

Шаг 4: макет систем плесени

Дизайнеры включают:

• Система стробирования и бегуна

• Каналы охлаждения

• Система выброса

• Развалившая позиция линии

Шаг 5: Выбор материала плесени

В зависимости от объема производства, теплового напряжения и стоимости.

Шаг 6: Моделирование CAD

Полная трехмерная модель формы со всеми вставками, булавками и движущимися компонентами.

Шаг 7: Производство пресс -формы

Обработано с использованием ЧПУ, EDM, полировки и термообработки.

Шаг 8: Испытание и тестирование

Прототип тестов литья (T1, T2, T3) обеспечивает качество плесени перед полным производством.

7. Техническое обслуживание плесени и срок службы

Плесени стоят дорого, часто стоят десятки или сотни тысяч долларов , поэтому техническое обслуживание имеет решающее значение.

Общие задачи обслуживания плесени

• Очистка и смазка движущихся частей

• Проверка на трещины, износ или деформация

• Замена изношенных выводок или вставки

• Полировка для поддержания поверхностной отделки

Срок службы плесени

• Алюминиевые формы литья: 100 000 - 150 000 выстрелов (в зависимости от сложности)

• Цинковые формы литейных форм: до 1 000 000 выстрелов из -за более низкой температуры плавления

При правильном уходе плесени могут длиться годы и производить миллионы деталей.

8. Общие дефекты, связанные с дизайном плесени

Если плесень плохо спроектирована или поддерживается, могут возникнуть следующие дефекты:

• Пористость: вызвана захваченным газом или усадкой.

• Вспышка: тонкий избыток металла вдоль линии раздвоения из -за плохого зажима.

• Холодные отключения: металлические потоки не могут правильно объединиться.

• Пайрь: расплавленные металлические палочки до поверхности плесени.

• Горячие точки: локализованное перегрев, приводящее к плохим механическим свойствам.

Хороший дизайн, правильное охлаждение и профилактическое обслуживание помогают минимизировать эти проблемы.

9. Коэффициенты стоимости форм литья матрицы

Стоимость плесени варьируется в зависимости от сложности и потребностей в производстве. Факторы включают:

• Размер формы

• Количество полостей

• Частичная сложность (подрезки, тонкие стены, отделка поверхности)

• Материал плесени (H13 против более дешевых сталей)

• Ожидаемый объем производства

Простая плесень может стоить несколько тысяч долларов, в то время как сложные многоцелевые формы для автомобильных деталей могут превышать 100 000–200 000 долларов США..

10. Важность плесени в литье

Плесень определяет:

• Качество продукта (точность, прочность, поверхностная отделка)

• Время цикла (через эффективность охлаждения)

• Стоимость производства (стоимость инструментов против эффективности компромисс)

• Гибкость производства (способность обрабатывать сложную геометрию)

Без хорошо продуманной плесени, литье Die не достигнет своих преимуществ скорости, последовательности и экономии стоимости.

Заключение

Итак, что такое плесень в кастинге?

Это стальной инструмент с точным инженером , который формирует расплавленный металл при высоком давлении в готовые детали. Больше, чем просто пустого блока, формовка литья-литья-это сложная система с полостями, ядрами, бегунами, каналами охлаждения, эжекторами и вентиляционными отверстиями-все работают вместе, чтобы обеспечить последовательное, без дефектов производство.

От проектирования и выбора материалов до производства и технического обслуживания, плесени - краеугольный камень успешного литья. В то время как плесени являются дорогостоящими инвестициями, они окупаются через миллионы надежных, высококачественных частей.

По мере того, как отрасль движется к проектированию, управляемому искусственным интеллектом, аддитивным производством и цифровым двойным мониторингом, будущее форм для литья матрицы обещает большую эффективность, долговечность и устойчивость.