Система вентиляционных щелей напрямую определяет частоту возникновения дефектов, связанных с удержанием газа, в формах для литья алюминия. Общий коэффициент площади вентиляционных отверстий, зазор в щелях, соотношение длины к ширине и склонность к забиванию являются количественными показателями оценки при проектировании форм для литья под противодавлением методами LPDC и CPC.
Для конструктивной части формы EV, используемой при литье под противодавлением методом CPC, минимальный общий коэффициент площади вентиляционных отверстий составляет 0,6 % от площади проекции отливки. Коэффициент ниже этого значения значительно повышает риск образования газовых пористостей, независимо от качества дегазации алюминиевого расплава на литейном производстве алюминиевых сплавов.
Зазор в вентиляционных пазах должен составлять 0,08–0,12 мм для литья под высоким давлением. Зазор >0,15 мм приводит к образованию значительных обломов; зазор <0,05 мм приводит к недостаточной производительности системы вытяжки газов даже при достаточной общей длине вентиляционных пазов для литейных форм LPDC.
Рекомендуемая ширина одного канала вентиляционной щели: 8–15 мм. Слишком узкие щели быстро забиваются остатками алюминия; чрезмерно широкие щели увеличивают трудозатраты на удаление облоя, не повышая при этом эффективность отвода газов при проектировании форм для алюминиевых колес.
Эффективная глубина вентиляционного канала должна составлять 3–5 мм до расширения в выпускную полость. Чрезмерно глубокая узкая щель подвержена частичной закупорке; остатки алюминия невозможно полностью удалить во время плановой очистки форм в цехе серийного производства.
Принцип расположения вентиляционных каналов: размещайте вентиляционные каналы в конечной точке заполнения, рассчитанной с помощью CAE-моделирования Procast. Размещение вентиляционных каналов в зонах раннего заполнения приводит к неэффективному использованию вентиляционной способности и не позволяет удалить газ, запертый внутри тонкостенных участков, заполняемых позже, в отливках конструкционных деталей электромобилей.
Правило контроля износа: зазор в вентиляционной щели постепенно увеличивается под воздействием термомеханического износа. После 800–1200 циклов необходимо измерить зазор в щели; если локальный зазор превышает 0,15 мм, вставка вентиляционной щели для формы литья под противодавлением CPC требует ремонта или замены.
Не следует путать зазор вентиляционной щели с зазором между сердечником и полостью. Многие инженеры на производстве путают эти два параметра: увеличение зазора посадки вставки не может заменить профессиональную конструкцию вентиляционной щели, но создает риск появления неконтролируемых обломов и всасывания воздуха в формах для литья под действием силы тяжести.
Оценка засорения алюминиевыми остатками: эффективная площадь вентиляционных отверстий может снизиться на 39 % после 800 непрерывных циклов без очистки. Даже хорошо спроектированная система вентиляционных каналов теряет функциональность при засорении; регулярный цикл очистки должен быть включён в стандартную операционную процедуру (SOP) по техническому обслуживанию форм.
Разделенная форма с несколькими вставками требует независимой схемы расположения вентиляционных каналов для каждого отсека полости. Общий вентиляционный канал между разделёнными зонами вызывает обратный поток газа; обратный поток газа приводит к появлению разбросанных периодических дефектов пористости в отливках структурных деталей электромобилей со сложной геометрией.
Выбор материала вставок вентиляционных каналов: сталь H13 с азотированием повышает износостойкость кромок пазов вентиляционных каналов. Неазотированные вставки вентиляционных каналов подвергаются быстрому износу кромок, что приводит к постепенному увеличению зазора и росту частоты образования облома при литье по методу LPDC.
Приемочный контроль системы вентиляции включает измерение зазора, расчет общей площади и проверку моделирования последовательности заполнения. Визуальный осмотр не может гарантировать реальную эффективность системы вентиляции при трансграничном приемочном контроле пресс-формы.
(Количество слов: 894)
Часто задаваемые вопросы
В: Каков минимальный коэффициент общей площади вентиляционных каналов для форм литья под противодавлением (CPC)?
О: Минимум 0,6 % от проецируемой площади отливки для подавления пористости, вызванной удержанием газа.
В: Каков целевой диапазон зазора для вентиляционных пазов форм для литья под высоким давлением?
О: 0,08–0,12 мм; необходимо соблюдать баланс между производительностью вытяжки и требованиями к контролю облоя.
В: Какова рекомендуемая ширина одного канала при проектировании вентиляционных пазов формы?
О: 8–15 мм; это позволяет избежать быстрого засорения и образования избыточного облоя.
В: Где следует располагать вентиляционную щель согласно результатам моделирования заполнения в Procast CAE?
О: Расположите вентиляционную щель в последней зоне завершения заполнения геометрии отливки.
В: Какое количество циклов требует проведения проверки зазора вентиляционной щели?
О: Измеряйте зазор вентиляционной щели после 800–1200 циклов непрерывного литья.
В: Может ли увеличенный зазор в сборке вставки заменить специальную конструкцию вентиляционного паза?
О: Нет; неправильная эксплуатация приводит к образованию облоя и дефектам, вызванным всасыванием воздуха под отрицательным давлением.
В: Какая обработка материала повышает износостойкость вставок на кромках вентиляционного паза?
О: Сталь H13 с надлежащей азотированием замедляет истирание кромок вентиляционного паза.
