Što je visokotlačni lijev pod pritiskom?
Kako to radi
Lijevanje pod visokim tlakom (HPDC) je proizvodni proces u kojem se rastaljeni metal gura u šupljinu kalupa pod značajnim hidrauličkim pritiskom. Metal ispunjava matricu velikom brzinom i tamo ga drži teška-preša dok skrućivanje ne završi. Nakon što se odljevak ohladi, kalup se otvara i dio se izbacuje. Kocka se zatim ponovno zatvara za sljedeći ciklus. Sam alat sastoji se od dva očvrsnuta čelična bloka koji tvore geometriju šupljine kada su stegnuti zajedno.
Porijeklo procesa
Lijevanje pod pritiskom prvi put se pojavilo sredinom-1800-ih u tiskarskoj industriji. Tiskari bi izlili rastopljenu leguru olova-kositra u čelične kalupe za proizvodnju slova za tiskarske preše. Odatle se tehnologija prilično brzo proširila na druge proizvodne sektore. Godine 1914. proces je počeo uključivati legure cinka i aluminija - materijale koji i danas dominiraju industrijom. Zanimljivo je da je većina legura koje sada koristimo razvijena već sredinom 1930-ih.
Raščlamba procesa
Tipični HPDC ciklus uključuje četiri glavna koraka: pripremu kalupa, ubrizgavanje, izbacivanje i podrezivanje. Ovisno o tome što izrađujete, postoje varijacije poput vakuumskog lijevanja pod pritiskom, sporih-tehnika punjenja ili polu-čvrste obrade metala. Evo kako teče standardni postupak:
Priprema matrice
Prije svakog ciklusa operateri čiste matricu i prskaju je sredstvom za odvajanje. Sredstvo za odvajanje ima dvostruku funkciju-pomaže u kontroli temperature kalupa i sprječava da se odljevak zalijepi kada dođe vrijeme za izbacivanje.
Injekcija metala
Postoje dva načina da rastaljeni metal uđete u matricu:
Strojevi s vrućim komoramadobro funkcioniraju za metale nižeg tališta poput cinka, magnezija i olova. Mehanizam za ubrizgavanje ostaje uronjen u kupku rastaljenog metala. Klip gura metal kroz guščji vrat i u matricu-cijeli sustav radi vruće.
Strojevi za hladnu komorurukovati materijalima s višim talištem kao što su aluminij i mesing. Metal se sipa ili izlijeva u zasebnu čahuru, a zatim ga hidraulički cilindar ubacuje u matricu. Možete ih postaviti vodoravno ili okomito. Magnezij može ići u oba smjera, iako vruća komora radi bolje za manje, zamršene dijelove jer strojevi s hladnom komorom imaju ograničenja veličine.
Tlakovi ubrizgavanja obično se kreću od 1.500 do 25.000 PSI, a punjenje se događa u djeliću sekunde. Matrica mora ostati čvrsto zaključana pod pritiskom tijekom skrućivanja-to komprimira sve zarobljene plinove i kompenzira skupljanje dok se metal hladi. Moderni strojevi mogu isporučiti do 4000 tona sile stezanja kako bi sve držali na okupu.
Izbacivanje i podrezivanje
Nakon što se metal potpuno skrutne, igle za izbacivanje guraju odljevak iz šupljine. Ove su igle obično ugrađene u pokretnu polovicu matrice i postavljene tako da se izbjegne oštećenje dijela. Posljednji korak je obrezivanje vrata, vodilica i bilo kojeg bljeskalica. To se postiže pomoću matrica ili pila. Otpadni materijal obično se vraća natrag u peć za sljedeću seriju.
Zašto se HPDC koristi
U usporedbi s drugim metodama lijevanja, lijevanje pod visokim pritiskom donosi neke stvarne prednosti:
Stope proizvodnje daleko su od lijevanja pod niskim pritiskom ili gravitacije. Velika-brzina ubrizgavanja znači da možete brzo pokrenuti dijelove, zbog čega HPDC dominira u-velikoj proizvodnji.
Točnost dimenzija i završna obrada površine su izvrsni. Mnogi dijelovi idu izravno na sastavljanje bez sekundarne strojne obrade, čime se štedi vrijeme i novac. Glatka površina također dobro podnosi oplatu. Osim toga, dobivate dosljednu mikrostrukturu i solidna mehanička svojstva u cijelom dijelu.
Zidni dijelovi mogu postati nevjerojatno tanki-do 0,40 mm ili manje u nekim slučajevima. To je tanje od onoga što je praktično kod drugih postupaka lijevanja. Tanke stijenke smanjuju težinu i omogućuju vam da ulijete umetke s navojem, čahure i drugu opremu tijekom izlijevanja, smanjujući nizvodne operacije montaže.
Fleksibilnost alata znači da možete lijevati složene geometrije u jednom kadru. A matrice za tlačni lijev traju dugo, tako da se trošak alata amortizira preko velikog broja dijelova, čime se smanjuju jedinični troškovi.
Gdje se primjenjuje
Automobilizam
Ovo je daleko najveće tržište za HPDC. Blokovi motora, kućišta mjenjača, korita za ulje, nosači i strukturne komponente poput podokvira, svi se lijevaju pod pritiskom od aluminijskih ili magnezijevih legura.
Medicinski uređaji
Kirurški instrumenti, pumpe za infuziju i kućišta opreme za snimanje koriste lijevanje pod pritiskom za laganu,-veliku proizvodnju.
Aerospace
Zrakoplovna industrija treba složene, precizne komponente, a HPDC-ove mogućnosti automatizacije i niske tolerancije odgovaraju tome. Komponente motora od aluminijskih i magnezijevih legura obično dolaze iz operacija tlačnog lijevanja.