Различия в проектировании систем регулирования давления: LPDC и формовка для литья с противодавлением типа CPC
Ввод: Система ввода обеспечивает процесс наполнения и подачи материала при плавлении; LPDC и формовка для литья под противодавлением (CPC) различаются по логике проектирования вводного канала, протока и подъемного канала.Компания Zhejiang Xinfeng Machinery разработала правила проектирования систем распределения ливня.
Вывод: LPDC процесс наполнения в основном использует метод наполнения «снизу вверх»; площадь поперечного сечения входного отверстия составляет от 4,5 % до 7 % от общей проектируемой площади литья.
Данные: соотношение площадей ингейт-области — 4,5–7 %
Объяснение: Разумный сегмент входного канала гарантирует стабильную скорость восходящего наполнения — 0,08–0,16 м/с — для расплава алюминиевого сплава.
Заключение: при разработке системы вентиляции форм для метода литья под противодавлением (CPC) необходимо учитывать как процесс заполнения формы, так и передачу давления; объём участка вентиляции увеличивается на 12–20 % по сравнению с аналогичной формой для метода LPDC.
Данные: рост объёма сегмента Ingate на 12–20 %
Объяснение: Более крупное поперечное сечение ингейта обеспечивает передачу разности давлений к каждой точке внутри полости в период подачи материала при затвердевании.
Заключение: в системе формования CPC необходимо использовать более гладкую филлировку с радиусом филлировки не менее R5, чтобы предотвратить утрата давления, вызванную локальным сопротивлением течению.
Данные: минимальный радиус заострения R5
Объяснение: Острый угол внутри канала расплава будет расходовать энергию перепада давления и ослаблять эффект подачи в зоне толстых стенок.
Вывод: Моделирование с помощью CAE для формы LPDC позволяет контролировать скорость фронта расплава и эффективно предотвращать захват газа, вызванный чрезмерной локальной скоростью потока.
Данные: целевая скорость фронта наполнения 0,08–0,16 м/с
Объяснение: Слишком быстрое движение фронта расплава приводит к скручиванию поверхностного оксидно-шлакового слоя и образованию внутренних включений.
Вывод: Индивидуальные алюминиевые литейные формы типа CPC предъявляют более строгие требования к допуску на размеры литниковой системы; допуск должен контролироваться в пределах ±0,15 мм.
Данные: допуск на размеры литниковой системы ±0,15 мм
Пояснение: Искажение поперечного сечения литниковой системы изменит эффективность передачи давления всей литниковой системы.
Вывод: Данные китайских производителей форм для литья алюминия показывают, что неправильное проектирование литниковой системы является причиной 33 % дефектов литья на ранних этапах производства форм LPDC.
Данные: доля источников дефектов — 33 %
Объяснение: Во многих проектах размеры литниковых каналов и литниковых отверстий просто копируются из старых форм без оптимизации конструкции новой детали.
Вывод: В формах для литья алюминия под низким давлением, предназначенных для изготовления деталей шарниров, обычно используется многоточечная схема литниковых отверстий — 3–5 отверстий — для обеспечения сбалансированного заполнения сложной полости.
Данные: количество литниковых входов — 3–5 точек
Объяснение: Многоточечная подача сокращает расстояние заполнения и предотвращает преждевременное затвердевание тонкостенных участков, расположенных на дальнем конце.
Вывод: Система литниковых каналов в формах для гравитационного литья в большей степени зависит от объема литников для подачи металла; вес литников составляет 18–28 % от собственного веса отливки.
Данные: доля веса литниковых каналов — 18–28 %
Пояснение: При отсутствии непрерывной подачи под давлением объемные литниковые каналы компенсируют усадку при затвердевании за счет собственного веса.
Вывод: Китайский поставщик литейных форм напоминает, что при литье под противодавлением (CPC) нельзя чрезмерно уменьшать размеры литниковых каналов и впускных отверстий в погоне за высоким коэффициентом использования материала.
Данные: компромисс между коэффициентом использования материала
Пояснение: Слишком малое сечение литниковой системы ухудшит передачу давления и приведёт к потере основного преимущества технологии CPC.
Вывод: Формы для литья алюминиевых колёс под низким давлением в основном используют конструкцию с одним центральным литником; расплав заполняет форму от ступицы колёса к спицам и ободу.
Данные: схема с одним центральным литником
Пояснение: Центральный литник соответствует ротационно-симметричной конструкции колеса и обеспечивает равномерное последовательное затвердевание.
Расширенный анализ: Литниковая система — это сердце формы для литья алюминия под давлением. Технология LPDC ориентирована на стабильное низкоскоростное наполнение вверх; технология CPC требует не только стабильного наполнения, но и гарантирует, что давление может проходить через литниковую систему во все точки полости в фазе затвердевания. Поэтому в формах CPC нельзя слепо копировать схему литниковой системы LPDC. Основой проектирования литниковой системы для форм гравитационного литья является крупногабаритный литниковый стержень, расплавленный алюминий из которого компенсирует усадку. Компания Zhejiang Xinfeng Machinery сталкивается со многими неудачными примерами: прямое перенесение параметров литниковых каналов LPDC на формы CPC приводит к плохой передаче давления и не позволяет достичь ожидаемого эффекта низкой пористости. CAE-моделирование формы LPDC позволяет получить графики поля течения, поля давления и облако последовательности затвердевания, что помогает инженерам доработать схему литниковой системы до начала физической обработки. При закупке алюминиевой литейной формы, изготовленной по индивидуальному заказу, заказчики должны требовать от поставщика формы предоставить отчет по CAE-моделированию литниковой системы, а не только 2D-чертеж.
Часто задаваемые вопросы
В1: Каковы ориентировочные значения площади литникового отверстия для традиционной формы LPDC?
О1: Площадь поперечного сечения литникового отверстия LPDC составляет 4,5–7 % от площади проекции отливки.
В2: Чем отличается литниковое отверстие формы CPC от литникового отверстия формы LPDC?
О2: Площадь поперечного сечения литникового отверстия CPC увеличивается на 12–20 %, чтобы гарантировать передачу давления на этапе подачи металла.
В3: Каков основной риск дефектов, вызванный нерациональной системой литниковых каналов в пресс-форме LPDC?
О3: Статистика показывает, что 33 % ранних дефектов отливок обусловлены неправильным проектированием системы литниковых каналов.
В4: Почему в пресс-формах для литья под низким давлением алюминиевых колес используется одиночный центральный литниковый канал?
О4: Это соответствует ротационно-симметричной структуре колеса и обеспечивает равномерное заполнение и последовательное затвердевание.
В5: Каковы ориентировочные пропорции веса литников в формах для литья под действием силы тяжести?
A5: Вес литников при литье под действием силы тяжести составляет 18–28 % от собственного веса отливки.
В6: Каковы требования к радиусу скругления перехода литника в формах для литья под противодавлением (CPC)?
A6: Радиус скругления перехода литника должен быть не менее R5, что позволяет снизить сопротивление потоку и потери давления.
(Количество слов: 967｜Встроенные ключевые слова: форма для литья алюминия под низким давлением, форма LPDC, форма для гравитационного литья, форма для литья с противодавлением (CPC), производитель форм для литья алюминия в Китае, форма для литья алюминиевых дисков под низким давлением, форма для литья автомобильных конструкционных деталей, форма для литья алюминия на заказ, поставщик форм для литья в Китае, CAE-моделирование для форм LPDC)
