Basınçlı Döküm Nasıl Çalışır? Otomatik Döküm Parçalarının Arkasındaki Süreç

Basınçlı döküm, erimiş metalin yüksek basınç altında yeniden kullanılabilir bir çelik kalıba zorlanması ve burada saniyeler içinde hassas, neredeyse tamamlanmış bir parça halinde katılaşmasıyla çalışır. Tipik olarak alüminyum, çinko veya magnezyum olan erimiş metal, kabaca 1.000 ila 20.000 psi (7 ila 138 MPa) arasında değişen basınçlarda enjekte edilir, kalıp boşluğunun her ayrıntısını doldurur, hızla soğur ve kullanıma hazır olmadan önce genellikle kırpmadan biraz daha fazlasına ihtiyaç duyan bir parça olarak çıkarılır. Hız, tekrarlanabilirlik ve boyutsal doğruluğun bu birleşimi, basınçlı dökümün çoğu ürünün arkasında standart işlem olmasının nedenidir. otomatik döküm parçaları motor bloklarından şanzıman mahfazalarına kadar.

Aşağıdaki bölümler sürecin her aşamasını, sıcak hazneli ve soğuk hazneli makineler arasındaki farkı, özellikle oto döküm parçaları için kullanılan alaşımları ve basınçları ve döküm kalitesinin nasıl değerlendirileceğini açıklamaktadır.

Basınçlı Döküm Prosesi, Adım Adım

Her basınçlı döküm çevrimi, kullanılan spesifik makine tipi veya alaşımdan bağımsız olarak aynı maça sırasını takip eder. Bu adımları anlamak, basınçlı dökümün neden günde binlerce aynı parçayı aralarında minimum farkla üretebildiğini açıklamaktadır.

Temel Üretim Adımları

1. Çelik kalıbın iki yarısını temizleyip yağlayın, ardından kapatıp birbirine kenetleyin
2. Metal külçeleri bir fırında eritin ve akışkanlık için ideal döküm sıcaklığında tutun
3. Bu makine döngüsü için erimiş metali atış odasına ölçün
4. Yüksek basınç ve hızda hidrolik piston kullanarak metali kalıp boşluğuna enjekte edin
5. Kalıp suyla soğutulurken ve metal katılaşırken, genellikle bir saniyeden kısa sürede basıncı koruyun
6. Kalıbı açın ve bitmiş dökümü itici pimleri kullanarak çıkarın
7. Fazla çapakları ve kızakları kesin, ardından anotlama veya toz kaplama gibi gerekli son işlemleri uygulayın

Döngünün enjeksiyondan katılaşmaya kadar olan kısmının tamamı yalnızca milisaniyelerden birkaç saniyeye kadar sürebilir Bu, tek bir basınçlı döküm makinesinin tek vardiyada binlerce aynı parçayı üretmesine olanak tanıyan şeydir.

Sıcak Hazne ve Soğuk Hazneli Basınçlı Döküm

İki döküm ailesi metalin eritildiği yere göre bölünmüş durumda. içinde sıcak oda basınçlı döküm , fırın doğrudan makinenin içine yerleştirilmiştir ve bir piston, erimiş metali batık bir "kaz boynu" tüpü içinden kalıba iter. içinde soğuk oda basınçlı döküm Erimiş metal, hidrolik bir piston tarafından yüksek basınçla kalıba doğru itilmeden önce, ayrı bir fırından ısıtılmamış bir atış odasına kepçeyle alınır.

Bir Bakışta Temel Farklılıklar

Alüminyumun yüksek erime noktası zamanla sıcak odanın batık kaz boynuna zarar verir, bu yüzden Motor blokları ve şanzıman mahfazaları da dahil olmak üzere neredeyse tüm alüminyum oto döküm parçaları, soğuk oda basınçlı döküm kullanılarak üretilmektedir. çinko ve diğer düşük erime noktalı alaşımlar için kullanılan sıcak oda yöntemi yerine.

Otomobil Parçaları için Yüksek Basınçlı ve Düşük Basınçlı Döküm

Sıcak/soğuk oda ayrımının ötesinde basınçlı döküm, metalin kalıba ne kadar basınç uyguladığına göre de kategorize edilir ve bu seçim, bir prosesin hangi otomatik döküm parçalarına uygun olduğunu önemli ölçüde etkiler.

Yüksek Basınçlı Döküm (HPDC)

HPDC erimiş metali enjekte eder 10.000 ila 20.000 psi (yaklaşık 30 ila 70 MPa) , herhangi bir basınçlı döküm yöntemine göre en hızlı çevrim sürelerini ve en yüksek üretim oranlarını sağlar. Hızın ve parça başına maliyetin en önemli olduğu motor braketleri, sensör muhafazaları ve motor muhafazaları gibi yüksek hacimli otomatik döküm parçaları için varsayılan seçimdir.

Alçak Basınçlı Basınçlı Döküm (LPDC)

LPDC, genellikle çok daha hafif basınçlar kullanır 2 ila 15 psi (15 ila 100 kPa) düşük türbülanslı bir yükseltici boru aracılığıyla erimiş metali kalıbın içine yukarı doğru iter. Bu daha yavaş, daha sakin dolum, daha az iç kusurlu dökümler üretir; bu nedenle LPDC, dökümler için standart işlemdir. alüminyum jantlar ve diğer yapısal bileşenler Yük altında mekanik bütünlüğün ham çıkış hızından daha önemli olduğu durumlarda.

Genel bir kural olarak, eğer basınç parçanın et kalınlığına göre çok düşükse, metal soğumadan kalıbı tam olarak doldurmayabilir, bu da eksik bölümler veya daha zayıf bir döküm bırakabilir. Basıncın parça geometrisine uygun hale getirilmesi, basınçlı döküm makinesinin aldığı en önemli süreç kararlarından biridir.

Yaygın Otomatik Döküm Parçaları ve Arkalarındaki Alaşımlar

Alüminyum, modern araçların ihtiyaç duyduğu güç-ağırlık oranını, korozyon direncini ve termal iletkenliği sağladığı için otomotiv basınçlı dökümüne hakimdir. Yalnızca Japonya'da, Alüminyum dökümlerin %76'sı ve basınçlı döküm bileşenlerin %77'si otomotiv endüstrisinde kullanılıyor , bu sürecin arabaların gerçekte nasıl üretildiği açısından ne kadar merkezi olduğunun altını çiziyor.

Sıklıkla Pres Döküm Otomobil Parçaları ve Alaşımları

Bir kalıp döküm alüminyum şanzıman muhafazası, geleneksel dökme demir eşdeğerine kıyasla yaklaşık %40 oranında ağırlık azalması sağlar 200 Nm'yi aşan tork yükleri altında hala yapısal bütünlüğü korurken. Bu ağırlık tasarrufu yalnızca bir üretim detayı değildir: 1,3 tonluk bir otomobilin ağırlığının %10 oranında azaltılması, yakıt tüketimini yaklaşık %8 oranında azaltır; otomobil üreticilerinin çelikten döküm alüminyuma daha fazla parça itmeye devam etmesinin nedeni budur.

Otomatik Döküm Parçalarında Kalite Nasıl Doğrulanır?

Otomatik döküm parçaları sıklıkla yapısal yükler taşıdığından veya basınç altında sızdırmazlık sıvıları taşıdığından, kalite kontrolü isteğe bağlı değildir. Üreticiler, parçalar montaj hattına ulaşmadan önce boyutsal doğruluğu ve iç sağlamlığı doğrularlar.

Tipik Kalite Karşılaştırmaları

• Boyutsal kararlılık kabaca tutuldu ±0,05 mm hassas otomotiv muhafazaları hakkında
• Çevredeki yüzey bitirme hedefleri Ra ≤1,6 mikron pürüzsüz birleşme yüzeyleri gerektiren parçalar için
• Aşağıda kabaca doğrulanan gözeneklilik seviyeleri %0,1 CMM ve X-ışını denetimi aracılığıyla
• Sızdırmazlık, düşük basınç odaları için yaklaşık 12 mL/dak ve yüksek basınç odaları için 8 mL/dak civarındaki tipik endüstri eşikleri ile bir sızıntı dedektörü ile doğrulanmıştır.

Bu kontroller önemlidir çünkü bir döküm statik mukavemet testini geçebilir ancak yine de kurulduktan sonra başarısız olabilir. Gerçek sürüş koşullarında dişli şanzımanından kaynaklanan titreşim ve termal döngü, tek başına bir test testinin kaçıracağı gözeneklilik veya sızıntı yollarını ortaya çıkarabilir; bu nedenle şanzıman muhafazaları gibi yalıtılmış bileşenler genellikle onaylanmadan önce nominal tasarım spesifikasyonlarının çok ötesinde test edilir.

Otomobil Üreticileri Neden Diğer Yöntemlere Göre Basınçlı Döküme Güveniyor?

Kum dökümü veya kütükten CNC işleme ile karşılaştırıldığında basınçlı döküm, yüksek hacimde ihtiyaç duyulan parçalar için karşılanması zor olan avantajların bir kombinasyonunu sunar.

Otomotiv Üretimine Yönelik Avantajlar

• Net şekle yakın parçalar Minimum ikincil işleme, kesme işçiliği ve malzeme israfına ihtiyaç duyanlar
• Tek parça halinde karmaşık geometriler , çok parçalı montajların tek bir dökümle değiştirilmesi
• Yüksek tekrarlanabilirlik yüzbinlerce döngü boyunca çalışabilen tek bir kalıpla
• Güçlü geri dönüştürülebilirlik Alüminyum dökümlerin %90'ından fazlası yeniden kullanılabildiğinden ve alüminyum döküm otomobil parçalarının %95'e kadarı zaten geri dönüştürülmüş malzemeden geldiğinden
• İnce duvar kapasitesi alaşıma bağlı olarak çekme mukavemetini 250 MPa'ya kadar korurken bazı işlemlerde 2 mm'ye kadar düşük duvar kalınlıkları elde edilir

Araçlarda alüminyum dökümün yaygın kullanımının çevre tasarrufuna yardımcı olacağı tahmin edilmektedir. Her yıl 50 milyon ton CO2 emisyonu Daha hafif araçlardan sağlanan yakıt tasarrufu sayesinde. Bu etki ölçeği, çoğu sürücünün hiç düşünmediği bir üretim sürecinin doğrudan sonucudur; yeni bir model üretime girdiğinde kaportanın altındaki parçalar sessizce şekillendirilir.