Aplicación de la tecnología de fundición a presión de alto vacío en productos de carcasa

Utilizando el principio de funcionamiento de la válvula de vacío mecánica, combinado con los requisitos de calidad y rendimiento de las piezas fundidas de aleación de aluminio, se formulan diferentes procesos de vacío para realizar pruebas y se estudia mediante rayos X la correlación entre la calidad interna de las piezas fundidas a presión de aleación de aluminio y el proceso de vacío. Al mismo tiempo, se estudia la influencia del fallo mecánico de la válvula de vacío en el producto.

Con el desarrollo de la ciencia y la tecnología, el peso ligero de los automóviles es uno de los medios más eficaces para ahorrar energía y mejorar el ahorro de combustible. Reemplazar el acero por aluminio es una dirección importante para el desarrollo de los automóviles. La fundición a presión es uno de los métodos más importantes para formar piezas de aleación de aluminio, y cómo aprovechar al máximo las ventajas técnicas, mejorar la eficiencia de la producción y reducir los costos es una dirección importante para el desarrollo futuro de la industria de la fundición a presión. La aplicación de la tecnología de fundición a presión de alto vacío reduce la porosidad de las piezas fundidas a presión de aleación de aluminio, mejora la calidad interna de las piezas fundidas y mejora la dureza del cuerpo de las piezas fundidas y las propiedades mecánicas de las piezas fundidas, lo que ha atraído la atención de las empresas de fundición a presión.

La fundición a presión al vacío generalmente se divide en el método de ranura de escape de enfriamiento (método de ventilación masiva) y el método de válvula de vacío mecánica. Este tema está dirigido a la fundición a presión de aleaciones de aluminio de carcasas de cajas de cambios de automóviles e introduce el proceso de aspiración para mejorar la calidad interna y externa del producto. Investigar la aplicación de la tecnología de aspiración por método de válvula de vacío mecánica en fundición a presión, verificar el efecto de aspiración verificando diferentes grados de vacío y adoptando diferentes métodos de aspiración, con el fin de encontrar los mejores medios tecnológicos para mejorar la calidad del producto.

1 Método de válvula de vacío mecánica Prueba de vacío de cavidad

Esta prueba tiene como objetivo mejorar la calidad interna de la carcasa de una caja de cambios. Antes de adoptar el proceso de vacío, la radiografía del producto mostró que había poros locales, especialmente el espesor de la pared de la cola de agua, así que intente utilizar el proceso de vacío para mejorar la calidad interna del producto. Utilice la máquina de fundición a presión Lijin de 16 000 kN, seleccione el sistema de control de alto vacío tipo NHVDC-S y utilice el método de válvula de vacío mecánica hidráulica para evacuar. En la primera prueba sólo se evacua la cavidad. El principio simple se muestra en la Figura 1.

Figura 1 Diagrama esquemático del principio de aspiración de cavidades mecánicas

Antes de la inyección, la estación hidráulica de vacío almacena energía y se cierra la válvula de vacío. Cuando comienza la inyección, el sistema de control de vacío verificará la información de posición de la varilla de inyección comunicándose con el codificador. Cuando la posición de apertura X1 de la válvula de vacío se establece mediante ajuste, la válvula de vacío se abrirá y el núcleo de la válvula de vacío se abrirá al mismo tiempo (controlado por la estación hidráulica). Cuando la posición de cierre es X3, la estación hidráulica recibe la señal de cierre, cierra el núcleo de la válvula y la máquina de vacío también cierra la válvula de vacío de la máquina de vacío al mismo tiempo para completar la acción de vacío. Cuando se abre el molde, la estación hidráulica controla el núcleo de la válvula de vacío del molde para que se abra, se abre la válvula de aire comprimido de la máquina de vacío y el flujo de aire pasa a través de la tubería para soplar los restos de aluminio y los frentes dentro y alrededor del núcleo de la válvula, para garantizar que la válvula de vacío pueda funcionar sin problemas en el siguiente ciclo.

Se establecieron un total de 8 conjuntos de pruebas con diferentes condiciones de proceso. Bajo la condición de grado de vacío de -70 kPa, cuando la posición de apertura X1 de la válvula de vacío se estableció como a, la posición de vacío de cierre X3 fue de 300, 400, 500, 600 mm respectivamente. Verificación (Según la experiencia, el valor máximo general es menor que el valor establecido de la segunda posición de la inyección, el objetivo es evitar que el núcleo de la válvula entre en el material). Aumente el vacío a -90 kPa y la posición X3 también se prueba a 300, 400, 500, 600 mm. Marque los productos de cada grupo de pruebas y utilice la máquina de rayos X para la detección de fallas para verificar la calidad interna de los productos (distribución de porosidad).

(1) Después de evacuar el producto, el brillo de la superficie del producto aumenta y el aislamiento en frío se reduce significativamente. La detección de rayos X muestra que la estructura interna del producto aspirado es más densa, lo que indica que el proceso de vacío puede mejorar eficazmente la calidad interna del producto. Las Figuras 2 y 3 son la apariencia y las imágenes parciales de rayos X de la pieza fundida en el proceso de fundición a presión sin vacío, y las Figuras 4 y 5 son la apariencia y las imágenes parciales de rayos X de la pieza fundida en el proceso de fundición a presión al vacío.

Figura 2 Aspecto general de la pieza fundida (sin vacío)

Figura 3 Rayos X parciales (sin vacío)

Figura 4 Aspecto general de la pieza fundida (vacío)

Figura 5 Rayos X parciales (vacío)

(2) Establezca diferentes parámetros de aspiración, marque cada grupo de muestras y realice la detección de fallas por rayos X. Se encontró que al aumentar la distancia de vacío (o prolongar el tiempo de vacío tanto como fuera posible), los poros internos de la pieza fundida mostraron signos de reducción, lo que podría hacer que la calidad interna de la pieza fundida fuera más densa. Mejorar el grado de vacío de la cavidad (grado de vacío de la máquina de vacío) puede mejorar el efecto de vacío, lo que es más propicio para reducir la generación de poros en la pieza fundida y mejorar la calidad interna de la pieza fundida. Las figuras 6 y 7 son imágenes de rayos X de diferentes grados de vacío y la posición donde se detiene el vacío.

Fig.6 Imágenes de rayos X parciales de diferentes posiciones de parada de vacío cuando el grado de vacío es -70 kPa

Fig.7 Imágenes de rayos X parciales de diferentes posiciones de parada de vacío cuando el grado de vacío es de -90 kPa

2 Método de válvula de vacío mecánica para aspirar la cavidad y la cámara de presión al mismo tiempo

Los resultados de la primera prueba muestran que ampliar adecuadamente la distancia de vacío o aumentar el grado de vacío de la cavidad puede reducir eficazmente la generación de poros en la pieza fundida y mejorar la calidad del producto.

En la segunda prueba, se abrió un orificio de vacío en el medio del canal y se añadió vacío a la cámara de presión. El principio de introducir vacío en la cámara de presión es básicamente el mismo que el de la Prueba 1. La principal diferencia es que la cavidad se evacua mientras se aumenta el vacío en la cámara de presión, primero se evacua la cámara de presión, luego se cierra el canal de vacío de la cavidad después de cerrar la cámara de presión y finalmente se completa el vacío.

Las condiciones de configuración de los parámetros del proceso de la segunda prueba son las mismas que las de la primera prueba y el grado de vacío se establece en -90 kPa. A partir de la inspección por rayos X del segundo ensayo, se sabe que se introduce el proceso de aspiración del canal, y la calidad de los poros internos de la pieza fundida es mejor que la del primer ensayo, como se muestra en las Figuras 8 y 9. Al mismo tiempo, se compara la apariencia del molde. Después de introducir el vacío en la cámara de presión, la pieza fundida tiene una mejor apariencia que la original y la apariencia de las marcas de flujo frío y otras apariencias ha mejorado significativamente, como se muestra en la Figura 10 y la Figura 11.

Figura 8 Fotografía de rayos X de fundición sin vacío

Figura 9 Fotografía de rayos X de fundición al vacío con cámara de presión

Figura 10 Aspecto de la columna evacuada de la cámara sin presión

Figura 11 Aspecto de la columna con cámara de vacío

3 La importancia del mantenimiento de la válvula de vacío mecánica

Además del ajuste razonable del tiempo de aspiración y del grado de vacío de la cavidad, que son muy importantes para la calidad del producto, el fallo de la válvula de vacío mecánica también es un factor muy crítico que afecta a la calidad del producto. Si falla la válvula de vacío, no se puede garantizar el tiempo de aspiración ni el grado de vacío, lo que tiene un impacto significativo en la calidad del producto. Por lo tanto, es muy importante cómo comprobar y mantener la válvula de vacío.

Según el resumen de la experiencia de producción, el proceso de mantenimiento de la válvula de vacío es aproximadamente el siguiente: ①Sujete la llave ajustable en el cuerpo de la válvula hasta que quede plana, sujete firmemente la cola de la llave ajustable con ambas manos, retire el cuerpo de la válvula en sentido antihorario, abra la tapa y saque la bola de acero sucia, sople y limpie el interior del cuerpo de la válvula con una pistola de aire comprimido, y luego reemplácelo con una nueva bola de acero. La frecuencia de reemplazo de la bola de acero es cada 2 días; ② Presione el mandril de unión de la tubería de agua para sacar la tubería de agua y presione el tornillo de la varilla de fijación del cilindro en sentido antihorario. Sácalo, sujeta el tubo de aceite del cilindro de aceite con ambas manos, agítalo suavemente y sácalo, retira el cilindro de aceite y verifica visualmente si la mesa colgante del bloque de conexión está desgastada, si hay desgaste, se debe reemplazar un nuevo bloque de conexión (al reemplazar un nuevo bloque de conexión, se utiliza para bloquear. Los tornillos del bloque de conexión deben estar recubiertos con un fijador de tornillos); ③ Desmonte los tornillos de la placa de presión del asiento de la válvula y atornille los dos extractores en el sentido de las agujas del reloj en los orificios para tornillos de la placa de presión. Tire del extractor con ambas manos al mismo tiempo, retire la placa de presión del asiento de la válvula, saque el núcleo de la válvula de vacío y el asiento de la válvula, verifique visualmente si el vástago de la válvula está tirado, desgastado o doblado en cada posición y reemplácelo. Retire el tornillo en la parte inferior del asiento de la válvula, saque el manguito guía del asiento de la válvula, verifique si el manguito guía está desgastado o envejecido y reemplácelo. Es necesario reemplazar el manguito guía y el vástago de la válvula cada 25.000 piezas de productos producidos; ④ Verifique visualmente si el vástago de la válvula está tirado en varias posiciones, desgastado o doblado, y debe reemplazarse cuando ocurran los problemas anteriores. Antes de reemplazar el vástago de la válvula, es necesario verificar si el espacio coincidente entre el vástago de la válvula y el asiento de la válvula cumple con los requisitos del dibujo mediante coincidencia de moldes, y luego reemplazarlo después de confirmar que está calificado; Active el botón de control de la estación hidráulica, empuje hacia afuera el vástago de la válvula Utilice el medidor de altura para medir la altura del vástago de la válvula cuando se expulsa (0,2 mm más alto que la superficie de separación), devuelva el vástago de la válvula y utilice el medidor de altura para medir la altura del vástago de la válvula cuando se expulsa (por debajo del perfil diminuto de 9,2 mm), la longitud estándar del vástago de la válvula es la siguiente: la carrera activa del vástago de la válvula es 0,5~1 mm más corta que la carrera del cilindro y la carrera activa del vástago de la válvula es 9~9,5 mm. Cierre el botón de control de la estación hidráulica y apriete firmemente la cabeza del vástago de la válvula con ambas manos Actividades delanteras y traseras. Si el vástago de la válvula puede moverse hacia adelante y hacia atrás y la distancia virtual excede los 0,3 mm, se debe ajustar la matriz fija para verificar si la rosca de la cabeza de conexión y el eje del cilindro está aflojada, y si el tornillo de la base del cilindro está aflojado.

4 Conclusión

El proceso de fundición al vacío puede reducir eficazmente los poros de la fundición, lo que puede hacer que la calidad interna de la fundición sea más densa, y también se puede mejorar la calidad de apariencia del producto; en condiciones adecuadas, aumentando el tiempo de aspiración de la cavidad, se puede mejorar la calidad interna de la fundición. Una buena mejora es proporcional al tiempo de aspiración; mejorar la capacidad de vacío en la cavidad (cuanto menor sea el vacío, mejor), puede producir piezas fundidas de mayor calidad; en condiciones adecuadas, aumentar el vacío de la cámara de presión para que el efecto del vacío sea mejor, y también puede mejorar la calidad interna y externa de la pieza fundida en su conjunto; El perfecto mantenimiento de la válvula de vacío mecánica juega un papel vital en la calidad del producto.