Применение технологии высоковакуумного литья под давлением в оболочковых изделиях

Используя принцип работы механического вакуумного клапана в сочетании с требованиями к качеству и эксплуатационным характеристикам отливок из алюминиевых сплавов, для испытаний разрабатываются различные процессы вакуумирования, а также изучается корреляция между внутренним качеством отливок из алюминиевых сплавов и процессом вакуумирования с помощью рентгеновских лучей. При этом изучается влияние отказа механического вакуумного клапана на изделие.

С развитием науки и техники легкий автомобиль становится одним из наиболее эффективных средств экономии энергии и повышения топливной экономичности. Замена стали алюминием - важное направление развития автомобилей. Литье под давлением является одним из важнейших методов формования деталей из алюминиевого сплава, и то, как в полной мере использовать технические преимущества, повысить эффективность производства и снизить затраты, является важным направлением будущего развития отрасли литья под давлением. Применение технологии литья под высоким вакуумом снижает пористость отливок из алюминиевых сплавов, улучшает внутреннее качество отливок, повышает твердость корпуса отливок и механические свойства отливок, что привлекло внимание предприятий литья под давлением.

Вакуумное литье под давлением обычно подразделяется на метод закалки с выпускным желобом (метод массового выпуска) и метод механического вакуумного клапана. Данная тема посвящена литью под давлением корпуса автомобильной коробки передач из алюминиевого сплава и знакомит с процессом вакуумирования для улучшения внутреннего и внешнего качества изделия. Исследовать применение технологии вакуумирования методом механического вакуумного клапана при литье под давлением, проверить эффект вакуумирования путем проверки различных степеней вакуума и применения различных методов вакуумирования, чтобы найти наилучшие технологические средства для улучшения качества продукции.

1 Метод механического вакуумного клапана, вакуумное испытание полости

Целью данного испытания является улучшение внутреннего качества корпуса коробки передач. До внедрения вакуумного процесса рентгенография продукта показывала наличие локальных пор, особенно по толщине стенки водяного хвоста, поэтому попробуйте использовать вакуумный процесс для улучшения внутреннего качества продукта. Используйте машину для литья под давлением Lijin 16 000 кН, выберите систему управления высоким вакуумом типа NHVDC-S и используйте метод гидравлического механического вакуумного клапана для вакуумирования. В первом испытании вакуумируется только полость. Простой принцип показан на рисунке 1.

Рисунок 1. Принципиальная схема принципа вакуумирования механической полости

Перед впрыском вакуумная гидравлическая станция накапливает энергию, а вакуумный клапан закрывается. Когда впрыск начнется, система управления вакуумом проверит информацию о положении инжекционного стержня, связавшись с кодером. Когда положение открытия X1 вакуумного клапана установлено путем настройки, вакуумный клапан будет открыт, и сердечник вакуумного клапана будет открыт одновременно (управляемый гидравлической станцией). Когда положение закрытия равно X3, гидравлическая станция получает сигнал закрытия, закрывает сердечник клапана, и вакуумная машина одновременно закрывает вакуумный клапан вакуумной машины, завершая процесс вакуумирования. При открытии формы гидравлическая станция управляет сердечником вакуумного клапана формы, чтобы открыть его, клапан сжатого воздуха вакуумной машины открывается, и поток воздуха проходит по трубопроводу, сдувая алюминиевые отходы, и поступает внутрь и вокруг сердечника клапана, чтобы гарантировать бесперебойную работу вакуумного клапана в следующем цикле.

Всего было проведено 8 серий испытаний с различными условиями процесса. При условии степени вакуума -70 кПа, когда положение открытия X1 вакуумного клапана было установлено как a, положение закрытия вакуума X3 составляло 300, 400, 500, 600 мм соответственно. Проверка (По опыту, общее максимальное значение меньше заданного значения второго положения впрыска, цель - предотвратить попадание сердечника клапана в материал). Увеличьте вакуум до -90 кПа, а положение X3 также проверяют при 300, 400, 500, 600 мм. Маркируйте изделия каждой группы испытаний и используйте рентгеновский аппарат для дефектоскопии, чтобы проверить внутреннее качество изделий (распределение пористости).

(1) После вакуумирования изделия блеск поверхности изделия становится выше, а холодоизоляция значительно снижается. Рентгеновское обнаружение показывает, что внутренняя структура вакуумированного продукта более плотная, что указывает на то, что вакуумный процесс может эффективно улучшить внутреннее качество продукта. На рисунках 2 и 3 представлены внешний вид и частичные рентгеновские снимки отливки в процессе литья под давлением без вакуума, а на рисунках 4 и 5 представлены внешний вид и частичные рентгеновские снимки отливки в процессе литья под давлением с вакуумом.

Рисунок 2. Общий вид отливки (без вакуума)

Рисунок 3. Частичная рентгенография (невакуумная)

Рисунок 4 Общий вид отливки (вакуум)

Рисунок 5. Частичная рентгенография (вакуум)

(2) Установите различные параметры вакуумирования, отметьте каждую группу образцов и выполните рентгеновскую дефектоскопию. Было обнаружено, что при увеличении расстояния вакуумирования (или максимальном увеличении времени вакуумирования) внутренние поры отливки демонстрируют признаки уменьшения, что может сделать внутреннее качество отливки более плотным. Повышение степени вакуума полости (степени вакуума вакуумной машины) может улучшить эффект вакуумирования, что в большей степени способствует уменьшению образования пор в отливке и улучшению внутреннего качества отливки. На рисунках 6 и 7 представлены рентгеновские снимки различных степеней вакуума и положения, в котором вакуум прекращается.

Рис.6 Частичные рентгеновские снимки различных положений вакуумной остановки при степени вакуума -70 кПа

Рис.7 Частичные рентгеновские снимки различных положений вакуумной остановки при степени вакуума -90 кПа

2 Метод механического вакуумного клапана для одновременного вакуумирования полости и камеры давления

Результаты первого испытания показывают, что правильное увеличение расстояния вакуумирования или увеличение степени вакуума полости может эффективно уменьшить образование пор в отливке и улучшить качество изделия.

Во втором испытании в середине желоба открывалось вакуумное отверстие, и в камеру давления добавлялся вакуум. Принцип введения вакуума в камеру давления в основном такой же, как и в тесте 1. Основное отличие состоит в том, что полость вакуумируют при увеличении вакуума в камере давления, сначала вакуумируют камеру давления, а затем закрывают вакуумный канал полости после закрытия камеры давления и, наконец, вакуум завершают.

Условия настройки параметров процесса второго испытания такие же, как и в первом испытании, а степень вакуума установлена на уровне -90 кПа. Из рентгеновского контроля второго испытания известно, что введен процесс вакуумирования желоба, а качество внутренних пор отливки лучше, чем при первом испытании, как показано на рисунках 8 и 9. При этом сравнивается внешний вид отливки. После введения вакуума в камеру давления отливка имеет лучший внешний вид, чем оригинал, а внешний вид следов холодного потока и других внешних видов значительно улучшен, как показано на рисунках 10 и 11.

Рисунок 8. Рентгеновское фото литья без вакуума

Рисунок 9. Рентгеновское фото вакуумного литья с камерой давления

Рисунок 10. Внешний вид колонны, откачанной из камеры без давления

Рисунок 11 Внешний вид колонны с вакуумной камерой

3 Важность обслуживания механического вакуумного клапана

Помимо разумной установки времени вакуумирования и степени вакуума полости, которые очень важны для качества продукции, отказ механического вакуумного клапана также является очень критическим фактором, влияющим на качество продукции. При выходе из строя вакуумного клапана время вакуумирования и степень вакуума не могут быть гарантированы, что существенно влияет на качество продукта. Поэтому очень важно, как проверять и обслуживать вакуумный клапан.

Согласно краткому изложению производственного опыта, процесс обслуживания вакуумного клапана примерно следующий: ①Закрепите разводной ключ на корпусе клапана, крепко удерживайте хвостовик разводного ключа обеими руками, снимите корпус клапана против часовой стрелки, откройте крышку и выньте грязный стальной шарик, продуйте внутреннюю часть корпуса клапана пневматическим пистолетом, а затем замените его новым стальным шариком. Частота замены стального шарика — каждые 2 дня; ② Нажмите на патрон соединения водопроводной трубы, чтобы вытащить водопроводную трубу, и нажмите на винт фиксирующего штока цилиндра против часовой стрелки. Выньте его, возьмитесь обеими руками за масляную трубку масляного цилиндра, осторожно встряхните ее и вытащите, снимите масляный цилиндр и визуально проверьте, не изношен ли подвесной столик соединительного блока. Если есть износ, необходимо заменить новый соединительный блок (при замене нового соединительного блока, он используется для фиксации. Винты соединительного блока должны быть покрыты винтовым фиксатором); ③ Разберите винты нажимной пластины седла клапана и ввинтите два съемника по часовой стрелке в отверстия для винтов нажимной пластины. Потяните съемник обеими руками одновременно, снимите нажимную пластину седла клапана, выньте сердечник вакуумного клапана и седло клапана, визуально проверьте, вытянут ли, изношен или согнут шток клапана в каждом положении, и замените его. Снимите винт в нижней части седла клапана, выньте направляющую втулку седла клапана, проверьте, изношена или состарена направляющая втулка, и замените ее. Требуется заменять направляющую втулку и шток клапана каждые 25 000 единиц произведенной продукции; ④ Визуально проверьте, вытянут ли шток клапана в различных положениях, изношен или согнут, и его необходимо заменить при возникновении вышеуказанных проблем. Перед заменой штока клапана необходимо проверить соответствие зазора между штоком клапана и седлом клапана требованиям чертежа путем согласования формы, а затем заменить его, убедившись в его соответствии; Включить кнопку управления гидростанции, вытолкнуть шток клапана, используйте высотомер для измерения высоты штока клапана при его выталкивании (на 0,2 мм выше поверхности разъема), верните шток клапана и используйте высотомер для измерения высоты штока клапана при его выталкивании (ниже минутного профиля 9,2 мм), стандартная длина штока клапана следующая: активный ход штока клапана на 0,5~1 мм короче хода цилиндра, а активный ход штока клапана составляет 9~9,5 мм. Закройте кнопку управления гидравлической станцией и крепко сожмите головку штока клапана обеими руками спереди и сзади. Если шток клапана может перемещаться вперед и назад, а виртуальное расстояние превышает 0,3 мм, необходимо отрегулировать неподвижную матрицу, чтобы проверить, ослаблена ли резьба соединительной головки и вала цилиндра, а также ослаблен ли винт основания цилиндра.

4 Заключение

Процесс вакуумного литья позволяет эффективно уменьшить поры отливки, что может сделать внутреннее качество отливки более плотным, а также улучшить качество внешнего вида изделия; при подходящих условиях, увеличивая время вакуумирования полости, можно улучшить внутреннее качество отливки. Хорошее улучшение пропорционально времени вакуумирования; улучшение вакуумной емкости в полости (чем ниже вакуум, тем лучше) может обеспечить более высокое качество отливок; при подходящих условиях увеличить вакуумирование камеры давления, чтобы сделать эффект вакуумирования лучше, а также улучшить внутреннее и внешнее качество отливки в целом; Идеальное обслуживание механического вакуумного клапана играет важную роль в качестве продукта.