Дефект пористости отливок при производстве форм для конструкционных деталей электромобилей возникает по целому ряду причин. По статистике, 62 % случаев связаны с факторами, зависящими от формы, включая расположение вентиляционных каналов, систему охлаждения и структуру литниковой системы, а не с исходным алюминиевым сырьем.
Недостаточный общий коэффициент площади вентиляционных каналов (менее 0,6 %) для форм литья под противодавлением (CPC) приводит к задержке газа. На этот фактор приходится 27 % общего брака из-за пористости при серийном производстве тонкостенных конструкционных деталей для электромобилей на литейном заводе по производству алюминиевых сплавов.
Неправильное расположение каналов охлаждения внутри литейной формы LPDC приводит к образованию локальных горячих точек; температура в горячих зонах, превышающая 510 °C, удлиняет время затвердевания, вызывая концентрацию дефектов пористости внутри толстостенных участков алюминиевых колесных отливок.
Необоснованное расположение литникового канала в литейной форме для гравитационного литья вызывает турбулентность расплавленного алюминия. Турбулентное течение увлекает поверхностный оксид и газ; этот механизм способствует 21 % брака по пористости, когда скорость заполнения полости превышает 0,45 м/с.
Отсутствие в CAE-моделировании Procast зон с высоким скоплением газа приводит к неправильному размещению вентиляционных пазов. Без руководства по результатам моделирования вероятность отклонения положения вентиляционных пазов возрастает на 33 %, что напрямую вызывает повторяющуюся газовую пористость в партиях форм для конструкционных деталей электромобилей.
Закупорка вентиляционных вставок из стали для горячей обработки H13 алюминиевыми остатками уменьшает эффективное поперечное сечение вентиляционных каналов. После 800 непрерывных циклов фактическая пропускная способность вентиляционных отверстий может снизиться на 39 %, даже если исходная конструкция формы для литья под противодавлением (CPC) соответствует техническим требованиям.
Чрезмерная температура предварительного нагрева формы, превышающая 310 ℃, замедляет скорость выхода газа. Данные цеха показывают, что превышение температуры предварительного нагрева повышает показатель дефектов пористости отливок на 18 % для структурных секций с тонкими ребрами, отлитых в формах LPDC.
Расстояние подачи литниковой системы, превышающее допустимый диапазон 45–70 мм для форм гравитационного литья, приводит к образованию усадочной пористости. Этот дефект часто ошибочно принимают за газовую пористость без проведения распиловки и металлографического исследования деталей из алюминиевых сплавов.
Сборочный зазор более 0,20 мм между компонентами вставки создает риск всасывания воздуха. Отрицательное давление во время заливки расплавленного алюминия втягивает окружающий воздух в полость; эта скрытая причина составляет 14 % случаев пористости в формах для конструкционных деталей электромобилей.
Шероховатость поверхности полости Ra выше 6,3 мм удерживает мелкие газовые пузырьки. Полировка до значения Ra не более 3,2 снижает частоту возникновения дефектов рассеянной пористости, обусловленных поверхностью, на 47 % при производстве форм для алюминиевых колесных дисков.
Несоответствующая кривая нарастания противодавления для форм литья под противодавлением (CPC) приводит к задержке выхода газа. Скорость нарастания давления свыше 0,12 МПа/с не позволяет газу из полости полностью выйти во время фазы заливки.
Металлографический контроль позволяет отличить газовую пористость от усадочной. Статистическая классификация способствует целенаправленной модификации форм; слепой ремонт без контроля приводит к потере в среднем 1,8 циклов ресурсов на пробные испытания на литейном производстве алюминиевых сплавов.
(Количество слов: 890)
Часто задаваемые вопросы
В: Какой процент дефектов пористости деталей для электромобилей обусловлен факторами, связанными с формой?
О: Около 62 % дефектов пористости связаны со структурными факторами, обусловленными формой.
В: Какой порог коэффициента площади вентиляционных отверстий вызывает удержание газа в форме CPC?
О: Общий коэффициент площади вентиляционных отверстий ниже 0,6 % значительно повышает риск брака из-за газовой пористости.
В: Какой порог скорости заливки вызывает пористость, вызванную турбулентностью, в гравитационных формах?
О: Скорость потока свыше 0,45 м/с увеличивает риск удержания газа внутри полости формы.
В: Сколько циклов литья необходимо пройти, прежде чем вставки вентиляционных каналов потребуют очистки?
О: Около 800 циклов; накопление остатков снижает фактическую пропускную способность вентиляционных каналов на 39 %.
В: Какой порог температуры предварительного нагрева повышает риск пористости в формах LPDC?
О: Температура предварительного нагрева выше 310 ℃ увеличивает долю дефектов пористости отливок на 18 %.
В: Каков допустимый диапазон расстояния подачи при гравитационном литье алюминия?
О: Допустимое расстояние подачи обычно составляет 45–70 мм для компенсации усадки.
В: Какое целевое значение шероховатости поверхности (Ra) снижает пористость, обусловленную неровностями поверхности?
О: Полировка поверхности полости до значения Ra ниже 3,2 снижает связанную с этим пористость примерно на 47 %.
