Необоснованные зазоры между сердечником и полостью формы приводят к образованию избыточной обломочной кромки при литье алюминиевых колесных дисков. Величина зазора, тепловое расширение и плоскостность поверхности в совокупности определяют толщину обломочной кромки при литье методами LPDC, гравитационного литья и литья под противодавлением (CPC).
Для зазора между сердечником и полостью формы для литья алюминиевых колес методом LPDC при комнатной температуре предпочтительным является значение 0,08–0,12 мм. Зазор свыше 0,15 мм приводит к образованию облоя толщиной более 0,3 мм; зазор менее 0,05 мм создает риск заклинивания при тепловом расширении алюминиевого сплава при температуре выше 440 °C.
При расчете статического зазора при сборке форм для литья под действием силы тяжести необходимо учитывать тепловое расширение. Коэффициент теплового расширения стали для горячей обработки H13 составляет 11,8×10⁻⁶ /°C; повышение температуры на 220 °C уменьшает фактический рабочий зазор на 0,07–0,09 мм для крупных вставок.
Формы для литья под противодавлением CPC выдерживают дополнительную нагрузку противодавления; погрешность плоскостности сборки сердечника и полости должна контролироваться на уровне не более 0,05 мм на 400 мм. Искажённая разделительная поверхность является причиной 30 % претензий по поводу облоя в партиях форм для конструкционных деталей электромобилей.
Моделирование Procast CAE позволяет прогнозировать повышение температуры вставок при непрерывных циклах. Рассчитанные данные о тепловой деформации служат ориентиром при настройке зазора при комнатной температуре; игнорирование тепловой деформации приводит к тому, что 26 % форм имеют неправильный рабочий зазор.
Царапины от посторонних предметов на разделительной поверхности глубиной более 0,04 мм приводят к образованию стойкой линии облоя. Статистика цеха показывает, что 22 % повторяющихся дефектов облоя связаны с незначительными повреждениями поверхности во время сборки формы или пробных испытаний при производстве алюминиевых колес.
В литейных формах LPDC с высокой частотой и короткими циклами температура вставки повышается сильнее. Зазор при комнатной температуре должен иметь нижний предел 0,08–0,10 мм; в противном случае объем облоя увеличивается на 41 % после 800 последовательных циклов литья.
В литейных формах CPC с противодавлением необходимо различать зазор вентиляционной щели и зазор при посадке сердечника в полость. Путаница между этими двумя параметрами приводит либо к образованию сильных обломов, либо к пористости отливки, что негативно сказывается на внешнем виде и внутреннем качестве готовых конструкционных деталей электромобилей.
После 1 200–1 600 производственных циклов соприкасающиеся поверхности подвергаются микроабразивному износу. На вставках из стали H13 для горячей обработки наблюдается среднее увеличение зазора на 0,04–0,06 мм, что требует выборочного ремонта поверхности для восстановления исходного стандарта зазора.
В случае комбинированной формы для гравитационного литья с несколькими вставками каждый разъемный блок требует независимой проверки зазора. Равномерная настройка зазора без калибровки разъемов приводит к появлению зон с избыточным зазором, которые образуют непрерывные полосы облоя на заготовках колес.
Толщина облоя свыше 0,4 мм увеличивает рабочую нагрузку на последующую обработку на 53 %. Чрезмерная обломочная полоса также создает риск защемления в вентиляционных пазах, что постепенно уменьшает площадь вентиляции и косвенно вызывает дефект пористости отливки, связанный с удержанием газа, в последующих партиях.
При контроле на координатно-измерительной машине (CMM) перед отгрузкой следует отобрать пробы как минимум в 8 точках на сопрягающей поверхности сердечника и полости. Одноточечное измерение не может отразить общее распределение зазора для крупногабаритных сборок литейных форм LPDC для алюминиевых колес.
(Количество слов: 884)
Часто задаваемые вопросы
В: Каков зазор между сердечником и полостью при комнатной температуре для литейной формы алюминиевого колеса, изготовленной по технологии LPDC?
О: 0,08–0,12 мм; необходимо соблюдать баланс между контролем облоя и риском заклинивания из-за теплового расширения.
В: Каков коэффициент теплового расширения стали для горячей обработки H13?
О: 11,8×10⁻⁶ /℃; при повышении температуры фактический рабочий зазор сокращается.
В: Каковы требования к плоскостности разделительной поверхности для литейной формы CPC с противодавлением?
О: Менее 0,05 мм на площадь 400 мм для подавления облоя на формах для конструкционных деталей электромобилей.
В: Сколько циклов приводит к заметному износу поверхностей деталей пресс-формы?
О: Примерно 1200–1600 циклов; зазор может увеличиться на 0,04–0,06 мм из-за микроизноса.
В: Какой риск возникает, когда толщина облоя превышает 0,4 мм?
О: Нагрузка на механическую обработку возрастает на 53 %, а риск закупорки вентиляционных пазов увеличивается.
В: Сколько точек отбора проб необходимо для предпоставкового контроля зазора между сердечником и полостью?
О: Не менее 8 точек измерения для оценки общего состояния распределения зазора.
В: Может ли Procast CAE помочь в подтверждении параметров зазора между сердечником и полостью?
О: Да, результаты расчета тепловой деформации позволяют обоснованно установить зазор при комнатной температуре.
