휠 허브 오토바이 주조 금형 최적화 솔루션 주조 정확도 향상

휠 허브 오토바이 주조 금형 높은 차원 정확도, 동적 균형 및 기계적 강도가 필요합니다. 체계적인 곰팡이 및 공정 최적화는 수축, 다공성, 포함 및 변형을 크게 줄일 수 있으며, "빈 정확도 사후 처리"요소를 최소화하여 비용을 줄이고 수율을 향상시킬 수 있습니다. 주조 시뮬레이션은 생산 전에 열 흐름 및 응고 문제를 식별하고 수정하여 광범위한 시험 금형 재 작업을 피할 수 있습니다.

1) 설계 단계에서 주조 시뮬레이션을 사용하십시오
배경 및 목적 : 시뮬레이션은 곰팡이 제조 및 트라이 아웃 전에 유동, 냉각, 공기 포획, 불충분 한 공급 및 핫스팟 위치를 예측하여 트라이 아웃 및 스크랩 속도의 수를 크게 줄일 수 있습니다. 많은 회사들이 시뮬레이션을 위험과 비용을 줄이기 위해 "필수"라고 생각합니다.
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수행 가능한 단계
CAD CLEANUP : 불필요한 작은 모자 및 갭을 제거하십시오. 얇은 쉘 표면을 병합하고 고체에 갭이 없음을 확인하십시오.
모델링 재료 및 경계 조건 : 합금의 온도 의존적 열 물리학 적 특성 (밀도, 열 전도도, 비열)을 입력하고 금형/코어 박스 초기 온도, 쏟아지는 온도, 쏟아지는 속도 및 계면 열 저항을 설정하십시오.
메쉬 및 시간 단계 : 얇은 벽과 세부 사항에서 메쉬를 개선하십시오. 메쉬 수렴 분석을 수행하십시오.
"실험의 가상 설계 (DO)": 게이트 위치, 쏟아지는 온도, 공급 크기/위치, 곰팡이 온도 및 기타 매개 변수에서 매개 변수 스윕을 수행하여 다공성, 수축, 냉간 셧다운 및 분리에 가장 큰 영향을 미칩니다. 주요 출력 설명 : 충전 중 속도 필드 (백 플로우/에디 전류가 있는지), 온도 필드 (핫 스팟), 응고 전후의 최종 액체 영역 (공급 거리) 및 예측 된 수축 및 다공성 윤곽에 중점을 둡니다.
반복 : 시뮬레이션 결과에 따라 쏟아지는/공급/냉각 조정을 조정하고 열 흐름/고화 시퀀스가 "멀리부터 얇은 곳에서 두껍게"의 방향 응고 원리를 충족 할 때까지 시뮬레이션을 다시 실행하십시오.
검증 : 시험 금형의 첫 번째 배치에 대해 기록 된 온도 곡선을 주물의 측정 된 열 균열/다공성 위치와 비교하십시오. 불일치가 상당한 경우 입력 오류에 대한 재료 데이터 또는 경계 조건을 검토하십시오.

2) 게이팅 및 수유 시스템을 최적화하십시오
주요 원리 : 우수한 게이팅 시스템은 부드러운 충전물 (낮은 표면 난기류)을 보장하는 반면, 공급 시스템 (Riser)은 액체 금속이 고정기 동안 중요한 영역에 공급되도록하여 수축 공동 및 균열을 피합니다. 방향성 응고 및 측면 게이트/수유의 배치가 중요합니다. Amazon Web Services, Inc.
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특정 실행 가능한 솔루션
게이팅 프로세스 설계 : 크고 두꺼운 늑골이있는 영역에서 얇은 벽 영역에서 "역"방식으로 용융물을 공급하십시오 (즉, 얇고 원위 끝을 먼저 굳히고 두껍고 중앙 영역이 지속됨).
STEPPED GATE (Sprue → Runner → Gate) : 러너 단면의 단계적 수축 또는 확장을 설정하여 속도를 제어하고 스 패터를 줄입니다.
필터와 버블 트랩을 사용하여 금형 공동으로 산화물 내포물의 진입을 줄입니다. MDPI 연구에 따르면 필터, 소용돌이 게이트 또는 트라이던트 게이트를 추가하면 산화물 내포물 및 다공성이 효과적으로 감소 할 수 있습니다.
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라이저 설계 : 시뮬레이션을 사용하여 어떤 영역이 가장 적게 굳어지고 라이저를 배치 할 위치를 결정하십시오. 가능할 때마다 회복을 향상시키기 위해 상환되지 않거나 쉽게 제거 가능한 위치에 라이저를 배치하십시오 (자동 최적화 도구를 사용하여 라이저 모양 및 위치를 조정할 수 있음).
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사물의 규칙/노트
게이팅 경로에서 갑자기 단면적을 줄입니다 (갑작스런 단면은 국소화 된 속도 점프와 난기류를 유발할 수 있음). 수축이 발생하기 쉬운 지역에 대한 국부적 인 오한 (지점 6 참조) 또는 측면 주입 우선 순위를 정합니다.
일반적인 함정 : 게이트가 핫스팟에서 너무 멀어서 피드가 도달하지 못하거나 라이저가 너무 빨리 냉각되어 효과적이기 때문에 시뮬레이션을 사용하여 예측 및 수정할 수 있습니다.

3) 쏟아지는 온도, 곰팡이 온도 및 공정 창을 제어합니다
중요한 이유 : 온도는 금속 유동성, 산화/수소 흡수 속도 및 최종 응고 구조에 직접적인 영향을 미칩니다. 안정적인 용융 온도와 곰팡이 온도는 반복 가능한 정확도를 보장하기 위해 필수적입니다. 프로세스 차트에서 "합금 관리 온도 발달 온도"매트릭스를 생성하고 일일 프로파일을 기록하는 것이 좋습니다.
베트남 주철
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권장 매개 변수 및 도구
알루미늄 합금 쏟아지는 (경험 범위) : 최적화 된 온도는 일반적으로 660-750 ° C 사이입니다 (다른 합금과 공정마다 약간 다릅니다). 대부분의 알루미늄 주물의 경우, 최적의 쏟아지는 온도는 일반적으로 약 680–720 ° C입니다. (자세한 내용은 특정 알루미늄 합금 매뉴얼을 참조하십시오.) 베트남 주철
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금형/공동 온도 (다이 캐스팅/영구 금형) : 일반적으로 150-250 ° C (금형 재료 및 합금에 따라 다름). 온도가 너무 낮은 온도로 인해 냉간 닫히거나 부적절한 흐름이 발생할 수 있지만 온도가 너무 높으면 곰팡이 마모를 가속화하고 사이클 시간을 연장 할 수 있습니다.
CEX 캐스팅
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측정 및 제어 방법 : 용융물 및 금형에 열전대를 설치하고 이러한 온도를 기록합니다 (적어도 시프트 당/열 당 한 번). 중요한 단계에서 2 차 검증을 위해 IR 온도 건 또는 인라인 열전대를 사용하십시오. 온도 제어 경보 및 배치 레코드를 설정하십시오.
프로세스 제어 권장 사항
상한/하한 및 응답 계획 (온도 편차 처리 절차)을 설정하십시오.
다수의 재가열로 인한 녹지 시간 및 화학적 조성 드리프트 (특히 SR, MG 등)를 기록하고 품질 관리 절차에 통합해야합니다.

4) 적절한 캐스팅 프로세스 및 곰팡이 재료를 선택하십시오
주요 결정 지점 : 높은 정밀도 및 기계적 특성이 필요한 휠 허브와 같은 부품의 경우 고압 다이 캐스팅 (HPDC) 또는 저압 주조 (LPC)가 선호됩니다. 작은 배치 또는 복잡한 구멍의 경우 정밀 모래 곰팡이 또는 중력 상수 온도 금형도 적합합니다. 곰팡이 재료 (예 : H13) 및 표면 처리는 곰팡이 수명 및 표면 마감에 직접 영향을 미칩니다.
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운영 세부 사항
적절한 모양의 큰 배치 → 다이 캐스팅이 선호됩니다 (저렴한 비용, 치수 안정성 및 표면 마감성이 우수함).
깊은 구멍이있는 중소형 배치 → 저압 주조는 다공성을 줄이는 옵션입니다.
곰팡이 물질/표면 처리 : 열처리 (담금질 및 템퍼링)가있는 H13 또는 고강도 금형 강철 및 고착 및 마모를 줄이기 위해 필요한 경우 질화/세라믹 코팅.
디자인 중에 모임 후 참조 위치를 고려하십시오 (단일 단계 위치를 용이하게하기 위해 동일한 금형 절반의 임계 짝짓기 표면을 설계하십시오).

5) 균일 한 구조 및 벽 두께 설계 (부품 설계 조정)
원리 : 벽 두께의 갑작스런 변화는 국부적 인 "핫스팟"을 만들어 통제되지 않은 방향성 응고, 내부 수축 또는 응력 집중으로 이어질 수 있습니다. 둥근 모서리와 결합 된 균일 벽 두께는 주조 결함과 왜곡을 크게 줄일 수 있습니다.
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키 포인트 디자인 (직접 해당 가능)
두께의 갑작스런 변화를 최소화하십시오 : 점진적인 전환을 사용하고, 모퉁이를 늘리고, 코너 반경을 늘리십시오 (크기에 따라 1.5–3 mm 이상).
가능하면 국소화되지 않고 갈비뼈를 통해 강도 요구 사항을 달성하십시오. 갈비뼈 두께는 일반적으로 인접한 벽 두께의 두 배보다 크지 않아야합니다.
임계 위치/결합 표면 (베어링 구멍, 플랜지 표면)의 경우 금형에 명확한 가공 허용량을 제공하고 (지점 8 참조), 드로잉의 마크 데이 텀을 제공하십시오.

6) 다공성 및 포함 감소 : 용융 처리 진공/저압 주조
핵심 문제 : 알루미늄 합금은 액체 상태에서 수소를 쉽게 용해시킨다 (이는 응축시 기공으로 침전된다). 또한, 산화물 내포물은 난류 흐름으로 금형 공동으로 들어갈 수있다. 용융 제어 및 진공 보조는 주요 조치입니다.
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실행 가능한 아이템
용융 처리 : 용융 교반과 결합 된 회전식 탈기 또는 불활성 가스 변위 (아르곤/질소)를 사용하고 정기적으로 플럭스/슬래그를 사용하여 표면 포함을 제거합니다. 현대 보고서는 종종 표준 연습으로 회전식을 인용합니다.
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표적 수소 함량 : 전형적으로, 표적은 대략 0.2-0.3 ml/100 g (또는 더 낮은)이며 다공성을 줄입니다. (허용 값은 소스마다 약간 다르며 실험 및 측정 결과에 따라 교정해야합니다.) Migal.co
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진공/저압 주물 : 진공 보조 충전물 또는 진공 다이 캐스팅을 사용하여 실현 가능한 경우, 특히 얇은 벽의 수요가 많은 부품의 경우 공기 포획 및 다공성을 크게 줄일 수 있습니다.
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테스트 및 레코딩
인라인 또는 배치 기준으로 LECO/수소 함량 측정 장비를 사용하여 용융물의 수소 함량을 테스트하는 것이 좋습니다. X- 레이 스팟 점검도 수행/진공 조치의 효과를 확인하기 위해 수행해야합니다.