Načelo dizajna i analiza optimizacije procesa kalupa za lijevanje niskog tlaka za glavčinu kotača

1. Pregled postupka lijevanja niskog tlaka glavčine kotača
Lijevanje niskog tlaka glavčine kotača Uglavnom koristi tlak zraka u spremniku zatvorenog tlaka za pritisak na rastaljenu aluminijsku leguru u šupljinu kalupa i oslanja se na kontrolu tlaka i temperature kako bi se postiglo precizno punjenje i očvršćivanje.
Kratki opis protoka procesa:
Aluminijska tekućina u peći za topljenje zagrijava se na 700-730 ° C;
Metal se gura prema tlaku zraka od 0,02-0,06 MPa kroz zatvoreni uspon;
Metalna tekućina polako se puni u šupljinu kalupa s dna kalupa kako bi se smanjila turbulencija i stvaranje pora;
Tlak se održava na određeno vrijeme pod konstantnim pritiskom kako bi se postigla dobra kompenzacija skupljanja;
Nakon hlađenja na unaprijed postavljenu temperaturu, kalup se otvara i odlijevanje se izbacuje;
Unesite sljedeće procese poput toplinske obrade i obrade.
Prednosti procesa:
Može se postići sekvencijalno očvršćivanje i kompenzacija usmjerenja;
Unutarnja struktura lijevanja je gusta, a zrno rafinirano;
Punjenje kalupa je stabilniji, prikladniji za složene strukture kotača;
Veća upotreba materijala i brzina prinosa.

2. Analiza načela dizajna kalupa
Kalup za glavčinu kotača ne samo da mora udovoljavati funkciji geometrijskog lijevanja, već također udovoljava zahtjevima toplinske ravnoteže, raspodjele naprezanja i automatiziranog procesa, te imati dobru strukturnu krutost, otpornost na toplinski umok i prilagodljivost procesa.
Dizajn strukture šupljine
Načela dizajna površine:
Očijalno se vodoravno razdvajanje obično usvaja kako bi se osiguralo glatko otvaranje kalupa;
Linija razdvajanja trebala bi izbjegavati glasnoće i područja s visokim stresom kako bi se smanjila bljeskalica;
Prijelaz između rebara i debljine zida:
Područja žbica i središnje rupe moraju biti dizajnirane s glatkim prijelazima i rebrima kako bi se spriječila koncentracija stresa;
Debljina rebra treba kontrolirati na 0,6–0,8 puta veću od debljine lijevanja.
Konfiguracija mehanizma za povlačenje jezgre:
Povlačenje jezgre kontrolira cilindar ili nagnute vodičice za unutarnji prostor ili dekorativnu rupu glavčine.
Dizajn sustava lijevanja
INGATE LAYOUT:
Obično se nalazi na dnu govora kako bi se postigao punjenje odozdo prema gore i izbjegavao oksidne filmske inkluzije;
Pokušajte zadržati simetrični izgled kako biste dobili stabilno polje protoka.
Ključne točke dizajna uspona:
Dizajn promjera cijevi mora uzeti u obzir i kontrolu gubitka tlaka i kontrole protoka, obično s promjerom od 30-50 mm;
Podizanje mora biti opremljen keramičkim filtrom za presretanje inkluzija oksida.
Dizajn oduška:
Na vrhu ili kutu kalupa otvara se vitak otvor za odzračivanje ili vakuum;
Spriječite površinske oštećenja poput nepotpunog punjenja i hladnog zatvaranja.
Dizajn sustava hlađenja
Raspodjela kanala za hlađenje vode:
Vodeni kanal prolazi kroz vruću zonu (poput žbica i naplataka), a za hlađenje plijesni koriste se bakreni rukavi ili čelične cijevi;
Promjer vodenog kanala obično je 8-12 mm kako bi se osigurao učinkovit prijenos topline.
Kontrolirajuće hlađenje:
Temperaturna razlika u svakom dijelu kalupa može se kontrolirati podešavanjem brzine protoka, solenoidnih ventila, termoelesa i drugih sustava;
Sustav regulatora temperature kalupa može se uvesti kako bi se postigla kontrola temperature zatvorene petlje.
Materijal za plijesni i površinski tretman
Odabir čelika kalupa:
One obično se koriste kao što su H13, 8407, SKD61 itd. Imaju visoku temperaturnu čvrstoću i toplinsku otpornost na pukotinu;
Za područja u kojima je toplinski napon koncentriran, mogu se upotrijebiti umetci bakrene legure visoke toplinske vodljivosti (poput BECU).
Postupak jačanja površine:
Tretman nitridera: poboljšati površinsku tvrdoću i spriječiti da se plijesan zalijepi;
PVD premaz: otpornost na oksidaciju visoke temperature, dug život;
Životni vijek kalupa može doseći 50 000-100 000 puta, a područja vrućeg pucanja i nošenja treba redovito pregledavati.

3. Analiza optimizacije procesa
Kontrola metalnog punjenja
Krivulja brzine punjenja:
Sporo punjenje u prednjem dijelu radi smanjenja oksidacijskih uključivanja;
Ubrzajte punjenje gornjeg područja u stražnjem dijelu kako biste poboljšali cjelovitost punjenja.
Aluminijska kontrola temperature tekućine:
Previsoko će uzrokovati skupljanje i grube zrna;
Prenizak će punjenje otežati i lako hladno zatvoriti;
Obično se kontrolira na 690 ± 10 ° C.
Kontrola temperature kalupa:
Početna temperatura kalupa 200-250 ° C;
Održavajte stabilnost pomoću regulatora temperature kalupa ili povremenog prskanja grafita.
Kontrola vrućih i hladnih čvorova
Metoda identifikacije vrućeg čvora:
Analiza toplinskog polja vruće zone provodi se uz pomoć softvera za simulaciju (kao što je Magmasoft, Procast);
Uobičajeni vrući čvorovi nalaze se u prijelaznom području između naplatka i govora.
Optimizacija kanala za hlađenje:
Povećati brzinu protoka i skraćivanje razmaka kanala;
Koristite materijale visoke toplinske vodljivosti kako biste pomogli lokalnom hlađenju.
Kontrola sekvencijalnog očvršćivanja:
Postići kompenzaciju usmjerenog skupljanja kroz kontrolu povećanja tlaka ili prisilnog hlađenja;
Smanjite skupljanje i skupljanje i poboljšajte gustoću.
Suzbijanje skupljanja i pora
Kontrola poroznosti:
Degas unaprijed aluminijska tekućina (dehidrogenacija rotora);
Upotrijebite filter za keramičku pjenu za filtriranje šljake.
Naknada za skupljanje:
Prilagoditi vrijeme povećanja zadržavanja i tlaka;
Dizajnirajte lokalni hladno željezo ili pomoćni uspon u vrućoj zoni (simulirati kanal za skupljanje).
Upravljanje životom plijesni
Snimanje i nadzor ciklusa:
Zabilježite krivulju života kalupa i analizirajte uvjete za stvaranje područja toplinskog pucanja;
Tehnologija prerade površine:
Koristite lasersku oblogu ili električno zavarivanje za iskru da biste produžili vijek trajanja toplinskog pucanja;
Simulacija toplinskog ciklusa kalupa:
Simulirajte toplinsku raspodjelu napona kalupa i predvidite područje podložnog pukotinama;
Koristi se za optimizaciju strukture kalupa ili podešavanje plana hlađenja.

4. razvojni trendovi
Kako automobilska industrija postavlja veće zahtjeve za laganom, sigurnošću i estetikom kotača, tehnologija kalupa za lijevanje niskog tlaka za kotače također predstavlja sljedeće razvojne trendove:
Inteligentna struktura plijesni
Modularni dizajn: poboljšati učinkovitost zamjene i održavanja;
Integrirani senzori: praćenje temperature kalupa u stvarnom vremenu, učinkovitost hlađenja i stupanj habanja.
Digitalizacija i AI dizajn
Digitalna simulacija procesa Twin: Optimizirajte strukturu kalupa i postupak lijevanja;
AI Inteligentni podešavanje parametara: Poboljšanje konzistentnosti lijevanja i brzine prinosa.
Zelena proizvodnja
Koristite ekološki prihvatljive sredstva za otpuštanje i sustave za uštedu vode;
Optimizirajte iskorištenost materijala, smanjite emisiju otpada i ugljika.
Multifunkcionalni integrirani kalupi
Ostvariti integrirani dizajn grijanja, hlađenja, usisavanja i drugih sustava za poboljšanje učinkovitosti automatizacije i proizvodnje.