18 Tips untuk Desain Die Stamping Metal

I. Pengantar Casting Die

Casting tekanan, juga dikenal sebagai casting die, adalah metode casting di mana paduan cair dituangkan ke dalam ruang tekanan, mengisi rongga cetakan baja dengan kecepatan tinggi. Paduan kemudian mengeras di bawah tekanan untuk membentuk casting.

Karakteristik utama yang membedakan casting die dari metode casting lainnya adalah tekanan tinggi dan kecepatan tinggi. ① Logam cair mengisi rongga cetakan di bawah tekanan dan mengkristal dan menguatkan di bawah tekanan yang bahkan lebih tinggi, biasanya 15-100 MPa. ② Logam cair mengisi rongga cetakan pada kecepatan tinggi, biasanya 10-50 m/s, dan kadang-kadang melebihi 80 m/s (kecepatan linier logam yang dimasukkan ke dalam cetakan melalui ingate). Ini menghasilkan waktu pengisian yang sangat singkat, sekitar 0,01-0,2 detik (tergantung pada ukuran casting).

Die - mesin casting, die - casting paduan, dan die - cetakan casting adalah tiga elemen penting dari die - casting produksi, yang masing -masing tidak diperlukan. SO - yang disebut die - proses casting adalah untuk secara organik menggabungkan tiga elemen ini untuk menghasilkan coran yang berkualitas, atau bahkan coran berkualitas - yang tinggi, dengan penampilan yang baik dan kualitas dan dimensi internal yang memenuhi persyaratan gambar atau perjanjian dengan cara yang stabil, ritme dan efisien.

1. Die - mesin casting

(1) Klasifikasi die - mesin casting

Kondisi pemanasan dari die - mesin tekan mesin casting dapat dibagi menjadi dua kategori: ruang pers panas dan ruang pers dingin. Karena penempatan ruang pers yang berbeda dan cetakan, ruang dingin die - mesin casting dapat dibagi menjadi tiga jenis mesin casting die -: vertikal, horizontal dan sepenuhnya vertikal.

2. Die - casting paduan

Paduan yang digunakan dalam casting die - terutama non - paduan ferrous. Sedangkan untuk logam besi (baja, besi, dll.), Mereka kurang digunakan saat ini karena masalah seperti bahan cetakan. Di antara non - ferrous alloy die - castings, aluminium paduan adalah yang paling banyak digunakan, diikuti oleh paduan seng.

2. Die - casting cetakan

Cetakan casting die - adalah salah satu dari tiga elemen utama die - produksi casting. Cetakan dengan struktur yang benar dan masuk akal adalah prasyarat untuk lancar kemajuan die - casting produksi dan memainkan peran penting dalam memastikan kualitas coran (off - tingkat kualifikasi mesin). Karena karakteristik unik dari proses casting die -, pemilihan parameter proses yang benar sangat penting untuk mencapai coran berkualitas tinggi- tinggi. Cetakan itu sendiri merupakan prasyarat untuk memilih dan menyesuaikan parameter ini dengan benar. Desain cetakan, pada dasarnya, adalah cerminan komprehensif dari berbagai faktor yang mungkin muncul selama die - casting produksi. Hasil cetakan sumur - yang dirancang dalam masalah produksi yang lebih sedikit dan laju hasil yang tinggi dari coran jadi. Sebaliknya, desain cetakan yang tidak tepat, seperti yang di mana cetakan dinamis dan tetap pada dasarnya memiliki gaya pembungkus yang sama, sedangkan sistem gating sebagian besar berada di cetakan tetap dan diproduksi pada guannan die - mesin pengecoran di mana punch tidak dapat memberi makan bahan setelah injeksi, mencegah produksi normal dan menyebabkan casting untuk tetap menempel pada cetakan yang difiksasi. Meskipun rongga cetakan tetap dipoles dengan sempurna, menempel pada cetakan tetap masih dapat terjadi karena rongga yang dalam. Oleh karena itu, desain cetakan membutuhkan analisis komprehensif dari struktur casting, keakraban dengan operasi mesin casting die-, memahami penyesuaian parameter mesin dan proses, memahami karakteristik pengisian dalam kondisi yang berbeda, dan mempertimbangkan metode pemesinan cetakan, pengeboran, dan metode pemasangan. Hanya dengan begitu desain cetakan praktis dapat dicapai yang memenuhi persyaratan produksi.

Seperti yang disebutkan sejak awal, waktu pengisian logam cair yang sangat singkat, ditambah dengan laju tekanan dan aliran spesifik yang tinggi, menciptakan kondisi kerja yang sangat keras untuk cetakan casting die -. Selain itu, dampak dari tekanan bergantian dari pendinginan dan pemanasan yang cepat secara signifikan berdampak pada masa pakai cetakan.

Kehidupan layanan cetakan umumnya mengacu pada jumlah cetakan (termasuk jumlah penolakan selama die - casting produksi) yang dapat dilemparkan, bahkan dengan desain dan manufaktur yang cermat, dalam penggunaan normal, dan dengan pemeliharaan yang baik, sebelum dihapus tidak dapat diperbaiki karena kerusakan alami.

Dalam produksi aktual, kegagalan jamur terutama terjadi dalam tiga cara: 1. Kegagalan karena retak kelelahan termal; 2. Kegagalan karena fragmentasi; dan 3. Kegagalan karena korosi.

Many factors contribute to mold failure, including external factors (eg, casting temperature, mold preheating, amount of water-based coating sprayed, inappropriate die-casting machine tonnage, excessive die-casting pressure, excessive ingate speed, cooling water startup not synchronized with die-casting production, casting material type and Konten Fe, ukuran dan bentuk casting, ketebalan dinding, jenis lapisan, dll.). Ada juga faktor internal (misalnya, kualitas metalurgi dari bahan cetakan, proses penempaan untuk kosong, rasionalitas desain struktur cetakan, rasionalitas desain sistem gating, tegangan internal yang dihasilkan selama pemesinan cetakan (pemesinan elektromekanis), proses perlakuan panas cetakan, dan berbagai persyaratan untuk akurasi dan lapisan akhir).

Jika cetakan gagal sebelum waktunya, perlu mengidentifikasi faktor internal dan eksternal sehingga perbaikan di masa depan dapat dilakukan.

① cetakan retak kelelahan termal

Selama die - produksi casting, cetakan berulang kali mengalami pendinginan dan pemanasan yang cepat, menyebabkan deformasi pada permukaan cetakan dan interiornya. Interaksi ini menciptakan tekanan termal siklus, yang menyebabkan kerusakan struktural dan kehilangan ketangguhan, yang pada gilirannya memicu pembentukan microcrack dan perambatan lebih lanjut. Setelah retak meluas, masuknya logam cair dan tegangan mekanik yang berulang mempercepat pertumbuhan retak.

Untuk alasan ini, cetakan harus sepenuhnya dipanaskan pada awal casting die -. Selain itu, cetakan harus dipertahankan dalam kisaran suhu operasi tertentu di seluruh proses casting die - untuk mencegah retak dan kegagalan prematur. Selain itu, penting untuk memastikan bahwa faktor -faktor internal tidak ada sebelum cetakan dimasukkan ke dalam produksi dan selama pembuatan. Dalam produksi aktual, sebagian besar kegagalan cetakan disebabkan oleh retak kelelahan termal.

② Kegagalan fragmentasi

Di bawah pengaruh tekanan injeksi, retakan akan dimulai pada titik terlemah cetakan. Ini terutama benar di mana goresan atau tanda pemesinan listrik pada permukaan cetakan belum dipoles, atau di mana sudut -sudut bersih telah terbentuk. Microcracks ini pertama -tama akan muncul. Ketika fase rapuh atau butiran kasar hadir pada batas butir, fraktur lebih mungkin. Fraktur rapuh sering menyebabkan perambatan retak, menjadikannya faktor yang sangat berbahaya untuk kegagalan fragmentasi cetakan. Oleh karena itu, semua goresan dan tanda pemesinan listrik pada permukaan cetakan harus dipoles, bahkan jika terjadi dalam sistem gating. Selain itu, bahan cetakan yang digunakan harus memiliki kekuatan tinggi, keuletan yang baik, dan dampak yang sangat baik dan ketangguhan patah.

③ Kegagalan peleburan

Seperti yang disebutkan sebelumnya, casting paduan - yang umum digunakan termasuk paduan seng, paduan aluminium, paduan magnesium, dan paduan tembaga. Pure Aluminium Die - casting juga dimungkinkan. Zn, Al, dan Mg adalah elemen logam yang relatif aktif dan memiliki afinitas yang baik dengan bahan cetakan. Al, khususnya, cenderung mati - menggigit. Ketika kekerasan cetakan tinggi, resistensi korosi lebih baik, sedangkan jika ada bintik -bintik lunak pada permukaan cetakan, resistensi korosi tidak baik. Namun, dalam produksi aktual, korosi hanya terlokalisasi dalam cetakan. Sebagai contoh, area yang langsung disiram oleh gerbang (inti, rongga) rentan terhadap korosi, dan paduan aluminium cenderung menempel pada cetakan di area lunak.

Masalah umum dengan cetakan dalam produksi casting:

1. Sistem penuangan, sistem overflow

Contoh

(1) Persyaratan untuk sariawan cetakan pada mesin casting horizontal ruang dingin:

① Ukuran diameter dalam ruang tekanan harus dipilih sesuai dengan tekanan spesifik yang diperlukan dan tingkat pengisian ruang tekanan. Pada saat yang sama, deviasi diameter bagian dalam lengan gerbang harus diperbesar dengan tepat oleh beberapa kabel dibandingkan dengan deviasi diameter dalam ruang tekanan, sehingga untuk menghindari masalah pukulan pukulan atau keausan parah yang disebabkan oleh ketidaksejajaran lengan gerbang dan diameter bagian dalam dari chamber tekanan. Ketebalan dinding lengan gerbang tidak boleh terlalu tipis. Panjang lengan gerbang umumnya harus kurang dari stroke ejeksi dari pukulan injeksi sehingga lapisan dapat dikeluarkan dari ruang tekanan.

② Lubang dalam ruang tekanan dan lengan gerbang harus ditumbuk halus setelah perlakuan panas dan kemudian ditumbuk di sepanjang sumbu. Kekasaran permukaan harus ≤Ra0.2μm. ③ Kedalaman rongga cekung dari pengalih dan lapisan sama dengan kedalaman runner silang. Diameternya cocok dengan diameter bagian dalam lengan gerbang dan memiliki kemiringan 5 ° di sepanjang arah demoulding. Ketika tipe pengantar pelapis, pelari lurus digunakan, derajat pengisian ruang tekanan dapat ditingkatkan dengan memperpendek volume panjang efektif ruang tekanan.

(2) Persyaratan untuk Runner Cross Cross

① Pintu masuk runner silang cetakan horizontal dingin umumnya harus ditempatkan pada lebih dari 2/3 diameter bagian dalam bagian atas ruang tekanan untuk mencegah logam cair di ruang tekanan memasuki pelari silang terlalu dini di bawah aksi gravitasi dan mulai mengeras lebih awal.

② Cross - area penampang runner silang harus secara bertahap berkurang dari pelari lurus ke gerbang dalam. Untuk memperluas penampang, tekanan negatif akan muncul ketika logam cair mengalir, yang akan dengan mudah menghirup gas pada permukaan perpisahan dan meningkatkan entrainment udara vortex dalam aliran logam cair. Secara umum, penampang di outlet 10-30% lebih kecil dari pada inlet.

③ Pelari harus memiliki panjang dan kedalaman tertentu. Tujuan mempertahankan panjang tertentu adalah untuk memainkan peran dalam menstabilkan aliran dan membimbing. Jika kedalamannya tidak cukup, logam cair akan mendingin dengan cepat. Jika kedalaman terlalu dalam, kondensasi akan terlalu lambat, yang akan mempengaruhi produktivitas dan meningkatkan jumlah bahan daur ulang.

④ Cross - area penampang runner harus lebih besar dari salib - area bagian ingode untuk memastikan kecepatan logam cair yang memasuki cetakan. Salib - area penampang dari pelari utama harus lebih besar dari salib - area bagian dari masing -masing pelari cabang.

⑤ Bagian bawah dan sisi pelari harus dibulatkan untuk menghindari retakan awal. Kedua sisi dapat dibuat dengan kemiringan sekitar 5 °. Kekasaran permukaan bagian pelari adalah ≤Ra0.4μm

(3) mengangkut

① Permukaan perpisahan tidak boleh ditutup segera setelah logam cair memasuki cetakan. Alur overflow dan alur knalpot tidak boleh secara langsung memengaruhi inti. Arah aliran logam cair setelah memasuki cetakan harus sedekat mungkin dengan iga cor dan heat sink, mengisi dari dinding tebal ke dinding tipis, dll.

② Saat memilih lokasi ingode, aliran logam cair harus sesingkat mungkin. Saat menggunakan banyak Ingat, perlu untuk mencegah beberapa aliran logam cair dari menggabungkan dan berdampak satu sama lain setelah memasuki cetakan, sehingga menyebabkan cacat seperti inklusi gas pusaran dan inklusi oksidasi.

③ Engate bagian tipis - harus lebih kecil dari bagian tebal untuk memastikan kecepatan pengisian yang diperlukan. Pengaturan mesin harus mudah dihapus dan tidak boleh menyebabkan cacat (makan daging) di tubuh casting.

(4) Palung overflow

① Palung luapan harus mudah dihapus dari casting dan cobalah untuk tidak merusak tubuh casting.

② Saat membuka alur ventilasi pada palung overflow, perlu untuk memperhatikan posisi port overflow untuk menghindari menghalangi alur ventilasi terlalu dini dan membuat alur ventilasi tidak efektif.

③ Tidak disarankan untuk membuka beberapa port yang meluap pada palung yang sama atau untuk membuka port meluap yang sangat lebar dan tebal untuk mencegah cairan dingin, terak, gas, lapisan, dll. Pada logam cair dari kembali ke rongga cetakan dari palung yang meluap, menyebabkan cacat casting.

2. Radius casting (termasuk sudut)

Gambar casting sering menunjukkan persyaratan seperti R2 untuk sudut yang tidak terisi. Saat membuat cetakan, kita tidak boleh mengabaikan pentingnya sudut -sudut yang tidak terisi ini dan tidak boleh membuat sudut bulat atau radius sudut yang terlalu kecil. Radius casting memastikan pengisian logam cair yang halus, memungkinkan pelepasan gas yang tertib dari rongga, dan mengurangi konsentrasi tegangan, memperpanjang umur cetakan. (Coran juga lebih kecil kemungkinannya untuk mengembangkan retakan atau cacat yang disebabkan oleh pengisian yang tidak tepat di lokasi -lokasi ini.) Misalnya, cetakan panci minyak standar memiliki banyak sudut bulat. Cetakan panci oil Brother saat ini adalah yang terbaik, dan mereka juga memiliki proporsi panci oli tugas- {6} yang lebih tinggi.

3. Draft cetakan

Pelepasan yang disengaja dalam arah draft cetakan dilarang secara ketat (ini sering terjadi ketika casting tongkat dalam cetakan selama cetakan percobaan atau ketika metode pemrosesan yang tidak tepat, seperti pengeboran atau pengahat keras, menyebabkan lekukan lokal).

4. Kekasaran permukaan

Area cetakan dan sistem gating harus dipoles dengan hati -hati sesuai kebutuhan, dan pemolesan harus diterapkan di sepanjang arah draft cetakan. Karena seluruh proses logam cair yang memasuki sistem gating dari ruang tekanan dan mengisi rongga cetakan hanya membutuhkan 0,01-0,2 detik, lapisan permukaan tinggi diperlukan untuk meminimalkan resistensi terhadap aliran logam cair dan kehilangan tekanan. Selain itu, sistem gating tunduk pada kondisi panas dan erosi yang keras, dan hasil akhir yang lebih buruk meningkatkan risiko kerusakan pada cetakan.

5. Kekerasan area pembentukan cetakan

Paduan Aluminium: Kira -kira HRC 46 °

Tembaga: kira -kira HRC 38 °

Selama pemesinan, cetakan harus disiapkan untuk perbaikan sebanyak mungkin, dengan batas atas diatur untuk menghindari pengelasan.

Persyaratan teknis untuk die - casting cetakan perakitan:

1. Paralelisme permukaan perpisahan cetakan dengan pelat cetakan.

2. Tegak lurus dari pin pemandu dan lengan pemandu ke pelat cetakan.

3. Permukaan sisipan cetakan yang dapat dipindahkan dan tetap pada permukaan perpisahan harus 0,1-0,05mm lebih tinggi dari pelat cetakan yang dapat dipindahkan dan tetap.

4. Pelat ejector dan pin reset harus rata dengan permukaan perpisahan. Pin ejector biasanya tersembunyi 0,1mm, atau seperti yang dipersyaratkan oleh pengguna.

5. Semua bagian yang bergerak pada cetakan bergerak dengan andal, tanpa kelesuan atau berkedut.

6. Slider diposisikan dengan aman, mempertahankan jarak yang jelas dari casting ketika inti ditarik. Slider dan block mate setidaknya 2/3 dari jalan setelah cetakan ditutup.

7. Pelari halus dan mulus.

8. Izin lokal antara sisipan dan permukaan perpisahan<0.05mm when the mold is closed.

9. Saluran air pendingin tidak terhalang, dengan tanda inlet dan outlet.

10. Kekasaran permukaan yang dicetak adalah Rs=0.04, bebas dari mikro - goresan.