دایکستینگ چگونه کار می کند؟ فرآیند پشت قطعات ریخته گری خودرو

ریخته گری با فشار زیاد فلز مذاب را در قالب فولادی قابل استفاده مجدد تحت فشار بالا وارد می کند، جایی که در عرض چند ثانیه به یک قطعه دقیق و تقریباً تمام شده جامد می شود. فلز مذاب، معمولاً آلومینیوم، روی یا منیزیم، در فشارهایی از حدود 1000 تا 20000 psi (7 تا 138 مگاپاسکال) تزریق می‌شود، تمام جزئیات حفره قالب را پر می‌کند، به سرعت سرد می‌شود و به‌عنوان قطعه‌ای که اغلب قبل از استفاده نیاز به تراش دادن دارد، خارج می‌شود. این ترکیبی از سرعت، تکرارپذیری و دقت ابعادی دقیقاً به همین دلیل است که ریخته گری قالب فرآیند استانداردی است که در بسیاری از موارد وجود دارد. قطعات ریخته گری خودرو ، از بلوک موتور گرفته تا محفظه گیربکس.

بخش‌های زیر در هر مرحله از فرآیند، تفاوت بین ماشین‌های محفظه گرم و اتاق سرد، آلیاژها و فشارهای مورد استفاده برای قطعات ریخته‌گری خودکار و نحوه قضاوت در مورد کیفیت ریخته‌گری توضیح می‌دهند.

فرآیند ریخته گری قالب، گام به گام

هر چرخه ریخته گری بدون توجه به نوع ماشین خاص یا آلیاژ مورد استفاده، از همان ترتیب هسته پیروی می کند. درک این مراحل توضیح می دهد که چرا دایکستینگ می تواند هزاران قطعه یکسان را در روز با حداقل تغییرات بین آنها تولید کند.

مراحل اصلی تولید

1. دو نیمه قالب فولادی را تمیز و روغن کاری کنید، سپس آنها را ببندید و به هم ببندید
2. شمش های فلزی را در یک کوره ذوب کنید و آنها را در دمای ریخته گری ایده آل برای سیالیت نگه دارید
3. فلز مذاب را در محفظه شات برای آن چرخه ماشین اندازه گیری کنید
4. با استفاده از یک پیستون هیدرولیک با فشار و سرعت بالا، فلز را به داخل حفره قالب تزریق کنید
5. فشار را در زمانی که قالب با آب خنک می شود و فلز جامد می شود، نگه دارید، اغلب در کمتر از یک ثانیه
6. قالب را باز کنید و با استفاده از پین های اجکتور، ریخته گری تمام شده را بیرون بیاورید
7. فلاش و رانرهای اضافی را کوتاه کنید، سپس هر نوع پرداخت مورد نیاز مانند آنودایز یا پوشش پودری را اعمال کنید

کل بخش تزریق تا انجماد چرخه می تواند تنها چند میلی ثانیه تا چند ثانیه طول بکشد. که به یک ماشین ریخته گری تکی اجازه می دهد هزاران قطعه یکسان را در یک شیفت تولید کند.

اتاق داغ در مقابل ریخته گری اتاق سرد

دو خانواده ریخته گری در جایی که فلز ذوب می شود از هم جدا می شوند. در ریخته گری اتاق گرم ، کوره مستقیماً در دستگاه تعبیه شده است و یک پیستون فلز مذاب را از طریق یک لوله غاز غازی به داخل قالب فشار می دهد. در ریخته گری اتاق سرد فلز مذاب قبل از اینکه پیستون هیدرولیک آن را با فشار زیاد به داخل قالب وارد کند، از یک کوره جداگانه به داخل یک محفظه شات گرم نشده ریخته می شود.

تفاوت های کلیدی در یک نگاه

نقطه ذوب بالای آلومینیوم به مرور زمان به گردن غاز غازی محفظه داغ آسیب می رساند، به همین دلیل است. تقریباً تمام قطعات ریخته‌گری خودکار آلومینیوم، از جمله بلوک‌های موتور و محفظه‌های گیربکس، با استفاده از ریخته‌گری در اتاق سرد تولید می‌شوند. به جای روش محفظه داغ که برای روی و سایر آلیاژهای با نقطه ذوب پایین در نظر گرفته شده است.

ریخته گری فشار بالا در مقابل فشار پایین برای قطعات خودرو

فراتر از تقسیم محفظه گرم/سرد، ریخته‌گری با فشار بر اساس فشاری که فلز را وارد قالب می‌کند، طبقه‌بندی می‌شود، و این انتخاب به‌طور قابل‌توجهی بر روی قطعات ریخته‌گری خودکار تأثیر می‌گذارد.

ریخته گری فشار بالا (HPDC)

HPDC فلز مذاب را در آن تزریق می کند 10000 تا 20000 psi (تقریبا 30 تا 70 مگاپاسکال) ، سریعترین زمان چرخه و بالاترین نرخ تولید را در بین هر روش ریخته گری دایکاست. این انتخاب پیش‌فرض برای قطعات ریخته‌گری خودکار با حجم بالا مانند براکت‌های موتور، محفظه حسگر و محفظه موتور است که سرعت و هزینه هر قطعه بیشترین اهمیت را دارد.

ریخته گری فشار کم (LPDC)

LPDC معمولاً از فشارهای بسیار ملایم تری استفاده می کند 2 تا 15 psi (15 تا 100 کیلو پاسکال) ، فلز مذاب را از طریق یک لوله بالابر با تلاطم کم به سمت بالا به داخل قالب فشار می دهد. این پر کردن کندتر و آرام تر، ریخته گری با عیوب داخلی کمتر تولید می کند، به همین دلیل LPDC فرآیند استاندارد برای چرخ های آلومینیومی و سایر اجزای ساختاری جایی که یکپارچگی مکانیکی تحت بار بیشتر از سرعت خروجی خام اهمیت دارد.

به عنوان یک قاعده کلی، اگر فشار برای ضخامت دیواره قطعه خیلی کم باشد، ممکن است فلز قبل از سرد شدن، قالب را به طور کامل پر نکند و بخش‌های ناقص یا ریخته‌گری ضعیف‌تری باقی بگذارد. تطبیق فشار با هندسه قطعه یکی از مهمترین تصمیمات فرآیندی است که یک دایکستر اتخاذ می کند.

قطعات معمول ریخته گری خودرو و آلیاژهای پشت آنها

آلومینیوم بر ریخته گری خودرو غالب است زیرا نسبت مقاومت به وزن، مقاومت در برابر خوردگی و هدایت حرارتی مورد نیاز خودروهای مدرن را ارائه می دهد. تنها در ژاپن، 76% ریخته گری آلومینیوم و 77% قطعات ریخته گری دایکاست در صنعت خودرو استفاده می شود. ، تأکید می کند که این فرآیند تا چه حد برای نحوه ساخت خودروها بسیار مهم است.

قطعات خودرو دایکاست و آلیاژهای آنها

یک دایکست محفظه انتقال آلومینیوم تقریباً 40٪ کاهش وزن را در مقایسه با معادل چدنی سنتی به دست می آورد. ، در حالی که هنوز یکپارچگی ساختاری را تحت بارهای گشتاور بیش از 200 نیوتن متر حفظ می کند. این صرفه جویی در وزن فقط یک جزئیات تولید نیست: کاهش وزن یک خودروی 1.3 تنی به میزان 10 درصد، مصرف سوخت را تا حدود 8 درصد کاهش می دهد، به همین دلیل است که خودروسازان همچنان قطعات بیشتری را از فولاد به آلومینیوم ریخته گری فشار می دهند.

چگونه کیفیت در قطعات ریخته گری خودکار تأیید می شود

از آنجایی که قطعات ریخته گری خودکار اغلب بارهای ساختاری یا سیالات آب بندی را تحت فشار حمل می کنند، کنترل کیفیت اختیاری نیست. سازندگان قبل از اینکه قطعات به خط مونتاژ برسند، دقت ابعاد و سلامت داخلی را تأیید می کنند.

معیارهای کیفیت معمولی

• ثبات ابعادی تقریباً حفظ شد 0.05 ± میلی متر در مورد محفظه های دقیق خودرو
• اهداف پایان سطح در اطراف Ra ≤1.6 میکرومتر برای قطعاتی که نیاز به سطوح جفت گیری صاف دارند
• سطح تخلخل تقریباً زیر اعتبارسنجی شده است 0.1٪ از طریق CMM و بازرسی اشعه ایکس
• نشت بند بودن با یک نشتی یاب تایید شده است، با آستانه های معمول صنعتی در حدود 12 میلی لیتر در دقیقه برای محفظه های کم فشار و 8 میلی لیتر در دقیقه برای اتاق های فشار بالا.

این بررسی‌ها اهمیت دارند زیرا ریخته‌گری می‌تواند تست استحکام استاتیکی را پشت سر بگذارد اما پس از نصب باز هم شکست می‌خورد. لرزش ناشی از انتقال دنده و چرخه حرارتی در رانندگی در دنیای واقعی می‌تواند تخلخل یا مسیرهای نشتی را نشان دهد که آزمایش نیمکت به تنهایی از دست می‌دهد، به همین دلیل است که اجزای مهر و موم شده مانند محفظه‌های گیربکس معمولاً فراتر از مشخصات طراحی اسمی خود قبل از تأیید آزمایش می‌شوند.

چرا خودروسازان به روش‌های دیگر به ریخته‌گری قالب اعتماد می‌کنند؟

در مقایسه با ریخته‌گری شن و ماسه یا ماشین‌کاری CNC از بیلت، دایکاست ترکیبی از مزایایی را ارائه می‌دهد که تطبیق آن برای قطعات مورد نیاز در حجم بالا دشوار است.

مزایای تولید خودرو

• قطعات نزدیک به شبکه که به حداقل ماشینکاری ثانویه، نیروی کار برش و ضایعات مواد نیاز دارند
• هندسه های پیچیده در یک قطعه ، جایگزینی مجموعه های چند قسمتی با یک ریخته گری
• تکرارپذیری بالا ، با یک قالب که می تواند صدها هزار چرخه کار کند
• قابلیت بازیافت قوی از آنجایی که بیش از 90 درصد قطعات ریخته گری آلومینیوم را می توان مجددا استفاده کرد و تا 95 درصد قطعات آلومینیومی ریخته گری شده خودرو از مواد بازیافتی تهیه شده است.
• قابلیت دیوار نازک با برخی از فرآیندها ضخامت دیواره‌ای به کمتر از 2 میلی‌متر در حالی که استحکام کششی تا 250 مگاپاسکال بسته به آلیاژ حفظ می‌شود.

تخمین زده می شود که استفاده گسترده از ریخته گری آلومینیومی در وسایل نقلیه به صرفه جویی در اطراف کمک کند سالانه 50 میلیون تن CO2 منتشر می شود از طریق صرفه جویی در سوخت ناشی از وسایل نقلیه سبک تر. این مقیاس ضربه نتیجه مستقیم فرآیند تولیدی است که اکثر رانندگان هرگز به آن فکر نمی کنند و هر بار که یک مدل جدید وارد تولید می شود قطعات زیر کاپوت را به آرامی شکل می دهند.