Anàlisi de fabricabilitat del motlle de fosa per a la connexió de tres plaques1

Una anàlisi del procés de colada

La part de suport, feta d’aliatge ZL103, té una forma complexa amb nombrosos forats i gruix prim. Això suposa reptes durant el procés d’expulsió, ja que és difícil d’expulsar sense causar problemes de deformació ni de tolerància dimensional. La part requereix una precisió dimensional d’alta dimensió i la qualitat de la superfície, fent que el mètode d’alimentació, la posició d’alimentació i la posicionament de la part tinguin consideracions crucials en el disseny de motlles.

El motlle de fosa, representat a la figura 2, adopta una estructura de tres parts de tipus de tres plaques, amb un aliment central de la porta del punt. Aquest disseny produeix resultats excel·lents i un aspecte atractiu.

Inicialment, es va utilitzar una porta directa en el motlle que es va produir. Tot i això, això va donar lloc a dificultats durant l’eliminació de materials residuals, afectant la qualitat de la superfície superior del càsting. A més, es van observar cavitats de contracció a la porta, que no complien els requisits de colada. Després de considerar acurada, es va triar una porta puntual ja que es va demostrar que produïa superfícies de fosa llises amb estructures internes uniformes i denses. El diàmetre de la porta interior es va establir a 2 mm i es va adoptar una transició de H7/M6 entre la brossa de la porta i la placa de seient de motlle fix. La superfície interior de la porta de la porta es va fer el més suau possible per assegurar la separació adequada del condensat del canal principal, amb una rugositat superficial de RA = 0,8μm.

El motlle utilitza dues superfícies de separació a causa de les limitacions de forma del sistema. La superfície de separació I s'utilitza per separar el material restant de la màniga de Sprue, mentre que la separació de la superfície II és responsable d'eliminar el material residual de la superfície de fosa. La placa desconcertada al final de la barra de corbata facilita la separació seqüencial de les dues superfícies separades, mentre que la barra de corbata manté la distància desitjada. La longitud de la màniga de la boca (material restant separat de la màniga Sprue) s’ajusta per ajudar al procés d’eliminació.

Durant la separació, la publicació de la guia sorgeix del forat de guia de la plantilla mòbil, permetent situar la inserció de la cavitat del motlle pel pistó de niló instal·lat a la plantilla mòbil.

El disseny original del motlle incloïa una barra d'empenta única per a l'expulsió. No obstant això, va donar lloc a deformacions i desviacions de mida a les llargues i fines colades a causa de l'augment de la força d'ajustament a la inserció central del motlle en moviment. Per solucionar aquest problema, es va introduir l’empenta secundària. El motlle incorpora una estructura de connexió de la frontissa, permetent el moviment simultani de les plaques d’empenta superior i inferior durant la primera empenta. Quan el moviment supera el traç límit, la frontissa es doblega i la força de la barra push només actua a la placa d'empenta inferior, aturant el moviment de la placa d'empenta superior per a la segona empenta.

El procés de treball del motlle implica la injecció ràpida d’aliatge líquid a pressió, seguit de l’obertura del motlle després de la formació. La separació inicial es produeix a la superfície de separació I-I, on el material que queda a la porta es desprèn de la màniga de Sprue. El motlle continua obrint -se i el material restant de l’ingesa s’elimina. El mecanisme d’expulsió inicia la primera empenta, en què les plaques d’empenta inferiors i superiors avancen de forma sincrònica. La colada s’allunya de manera fluïda de la placa mòbil i l’inserció central del motlle fix, permetent que s’enfonsi el nucli de l’inserció fixa. A mesura que l’eix del passador s’allunya del bloc límit, es doblega cap al centre del motlle, fent que la placa d’empenta superior perdi la força. Posteriorment, només la placa d’empenta inferior continua avançant, empenyent el producte de la cavitat de la placa d’empenta a través del tub d’empenta i la barra d’empenta, completant el procés de demoltes. El mecanisme d’expulsió es restableix durant el tancament de motlles mitjançant l’acció de la palanca de restabliment.

Durant l’ús de motlles, la superfície de colada va mostrar inicialment una malla, que es va expandir gradualment amb cada cicle de fosa. La investigació va identificar dos factors que contribueixen a aquest problema: les grans diferències de temperatura del motlle i una superfície de cavitat rugosa. Per solucionar aquestes preocupacions, el motlle es va escalfar a 180 ° C abans de l’ús i va mantenir una rugositat superficial (RA) de 0,4 μm. Aquestes mesures van millorar significativament la qualitat del càsting.

Gràcies al tractament amb nitració i a les pràctiques adequades de preescalfament i refrigeració, la superfície de la cavitat del motlle gaudeix de la resistència al desgast. El temperament de l’estrès es realitza cada 10.000 cicles de caça de matrius, mentre que el polit i la nitridació regulars augmenten encara més la vida del motlle. Fins a la data, el motlle ha completat amb èxit més de 50.000 cicles de caça de matrius, demostrant el seu rendiment i fiabilitat robustes.