Painevalumuotin suunnittelu ja valmistus

Kohtuullinen muottien suunnittelu on tärkeä edellytys painevalumuottien käyttöiän pidentämiselle. Oikea seinämän paksuus ja jäähdytyskanavan suunnittelu voivat varmistaa muotin lujuuden ja lämpötasapainon. Muotin suunnittelussa tulee erityisesti huomioida jännityskeskittymä ja kovat kulumisalueet. Kunkin osan tarkkuuden tulee olla järkevää: liiallinen välys johtaa huonoon lämmönjohtamiseen, mikä aiheuttaa lämpöväsymisvaurioita; kun taas riittämätön välys aiheuttaa puristus- ja vetojännitystä. Muotin valmistuksen aikana syntyy helposti sisäisiä jännityksiä, mikä vaikuttaa merkittävästi muotin käyttöikään. Siksi sisäisiä jännityksiä tulee välttää mahdollisimman paljon valmistuksen aikana ja oikea-aikainen jännityksenpoisto tulee suorittaa karkean työstön jälkeen. Sähköpulssiteknologia voi korvata EDM:n vähentämään pintavetolujuutta.

Painevalumuotin pintakäsittelytekniikka

Käsittelemällä painevalumuotin pintaa tiukasti ja kohtuullisesti, sen suorituskykyä ja käyttöikää voidaan parantaa merkittävästi. Painevalumuotin pintakäsittelytekniikka voidaan yleensä jakaa kolmeen luokkaan: perinteisten lämpökäsittelyprosessien parantaminen; pinnan modifiointitekniikka, kuten pintalaserkäsittelytekniikka; pinnoitustekniikka.

1. (1) Perinteisten lämpökäsittelyprosessien parantaminen. Perinteinen painevalumuotin lämpökäsittelyprosessi sisältää karkaisun ja karkaisun. Perinteisten lämpökäsittelyprosessien parantamisessa yhdistyvät karkaisu ja karkaisu edistyneisiin pintakäsittelytekniikoihin. Esimerkiksi NQN (eli hiiletys-nitraus-sammutus-hiiletys-nitraus-komposiittivahvistus) johtaa korkeampaan muotin pinnan kovuuteen, lisääntyneeseen sisäiseen lujuuteen, kohtuulliseen hiiltyneen kerroksen kovuusgradienttiin, parantuneeseen karkaisun vakauteen ja korroosionkestävyyteen, mikä parantaa merkittävästi kokonaisvaltaista suorituskykyä ja käyttöikä.

2. Pintamuokkaustekniikka. Pintamuokkausteknologialla tarkoitetaan muottien pintaominaisuuksien muuttamista fysikaalisilla tai kemiallisilla menetelmillä. Yleensä on olemassa kahta tyyppiä: pintalämpö-, laajennus- ja tunkeutumistekniikka sekä pintalaserkäsittelytekniikka.

(2) Pinnan lämpö-, laajenemis- ja tunkeutumistekniikkaan kuuluvat hiiletys, nitraus, boridointi sekä hiiletys-nitraus, rikki-hiili-nitridaus jne. Hiiletys auttaa vahvistamaan muottien pinnan kovuutta. Hiiletysmenetelmiä ovat kiinteä jauhehiiletys, kaasuhiiletys, tyhjiöhiiletys ja ionihiiletys. Tyhjiö- ja ionihiiletyksellä on nopeat tunkeutumisnopeudet, tasaiset hiiltyneet kerrokset, kevyet hiilipitoisuuden gradientit ja minimaalinen työkappaleen muodonmuutos. Nitraus on kätevää, ja muotin typpisellä kerroksella on korkea kovuus ja hyvä kulutuskestävyys, mikä osoittaa erinomaisen tarttumisenestokyvyn. Boriding osoittaa merkittävin parannus pinnan suorituskyvyssä: muotin kovuus, kulutuskestävyys, korroosionkestävyys ja tarttumisenestokyky ovat lisääntyneet, mutta prosessiolosuhteet ovat vaativat.

Muottien laserpintakäsittely on noussut esiin kolmen viime vuosikymmenen aikana, mikä parantaa muotin pinnan suorituskykyä kahdella tavalla. Yksi tapa on sulattaa muotin pinta laserilla ja sitten yhdistää se prosesseihin, kuten hiiletys, nitridaus tai pinnoitus. Toinen tapa on yhdistää laserpintakäsittelytekniikka joihinkin metallilisäaineisiin, joilla on hyvät fysikaaliset ominaisuudet, integroimalla ne painevalumuotin pintaan.

3. (3) Pinnoitetekniikka. Päällystysteknologiaan kuuluu pinnoitekerroksen levittäminen muotin pinnalle, joka toimii muotin suojavaatteena. Esimerkiksi polytetrafluorieteenikomposiittipinnoitusta käytetään pääasiassa muotin kulumiskestävyyden, korroosionkestävyyden sekä kylmän ja lämmönkestävyyden parantamiseen.

Painevalumuotin käyttö

Kohtuullisten painevaluprosessien ja huollon valitseminen on ratkaisevan tärkeää muottien käyttöiän kannalta. Merkittävä osa homevaurioista johtuu väärästä käytöstä ja riittämättömästä tieteellisestä huollosta. Ensinnäkin on kiinnitettävä erityistä huomiota muotin lämpötilan hallintaan. Muotin esikuumennus ennen tuotantoa ja sopivan lämpötila-alueen ylläpitäminen tuotannon aikana voi estää pintahalkeamia tai jopa halkeamia, jotka johtuvat liiallisista lämpötilagradienteista ontelon sisällä ja ulkopuolella. Toiseksi tulee käyttää korkealaatuisia painevaluirrotusaineita, joiden paksuus on kohtuullinen ja levitetty tasaisesti muotin pinnalle, mikä on ratkaisevassa roolissa muottimateriaalien suojaamisessa. Lopuksi lämpöjännityksen kertymisen vähentämiseksi ja painevalumuotin halkeilun estämiseksi säännöllinen jännityksenpoisto tekniikoilla, kuten karkaisulla, on välttämätöntä.

Johtopäätös

Painevalumuotimateriaalit, muotin suunnittelu ja valmistus, muotin pintakäsittelytekniikka ja muotin käyttö vaikuttavat kattavasti muotin suorituskykyyn ja käyttöikään. Kun otetaan huomioon nämä tekijät kattavasti ja toteutetaan tehokkaita toimenpiteitä, painevalumuotin suorituskykyä voidaan parantaa tehokkaasti ja painevalumuotin käyttöikää pidentää.