Die Casting Mold

Mikä on painevalumuotti / työkalut

Valumuotti, myös tunnetaan nimellä painevalutyökaluttäyttää suljetun ontelon sulalla metallilla korkeassa paineessa ja lämpötilassa. Metalli jäähdytetään nopeasti, kunnes kovettuneesta osasta tulee riittävän jäykkä, jotta se voidaan irrottaa muotista. 

Muotin on oltava valmistettu korkealaatuisesta työkaluteräksestä, kuten H13, DIN1.2343 tai 8407. Se on lämpökäsiteltävä oikeaan kovuuteen, yleensä HRC 48-52. Muotti on myös työstettävä tarkkojen standardien mukaisesti, jotta se kestäisi pitkään tässä tilassa.

In order to produce a high-quality casting part that meets customers’ required shape and design, the two die halves are placed in a die casting machine that is operated at the necessary temperatures and pressures. The customer’s requirements for part size and geometry features will directly affect the die casting tooling cost.

Onteloiden määrä, tarvittavien ydinten tai liukujen määrä, painevalumuotin paino, työstöprosessi, pintakäsittelyvaatimukset, kiillotus ja pinnoitus ovat kaikki tekijöitä, jotka vaikuttavat oikeiden painevalutyökalujen valintaan, muutamia mainitakseni. Tekeminen mukautettu painevalumuotti on monimutkainen tehtävä.

Kun valitset painevalutyökaluja, ota huomioon sellaiset tekijät kuin tarvittavien onteloiden, ytimien tai liukujen määrä. Mieti myös muotin painoa, työstöprosessia, pintakäsittelyvaatimuksia, kiillotusta ja pinnoitusta. Jokaisella näistä tekijöistä on merkitystä päätöksentekoprosessissa. Tekeminen mukautettu painevalumuotti on monimutkainen tehtävä.

Tässä artikkelissa keskustelemme painevalutyökaluista ja siitä, miten painevalun painevalumuotin valmistaja valmistaa korkealaatuisia painevalukomponentteja taloudellisimpia tuotantomenetelmiä käyttäen.

Muottiinvalussa käytetään erilaisia metalleja, kuten sinkkiä, magnesiumia, lyijyä, kuparia, ja alumiini ( tai alumiini ). Kullakin metallilla on erityisiä vaatimuksia valuprosessissa käytettävälle muotille. Esimerkiksi sinkkiä voidaan käyttää Zamak 3-, 5- ja ZA-sarjoissa. Alumiinia voidaan käyttää myös A356-, A380-, ADC 12-, AL6061-, AL6061-, jne. malleissa.

Tässä artikkelissa esitetyt kuvaukset ja asetukset ovat yleisiä näiden vaihteluiden vuoksi. Vaihtoehtoja on annettu mahdollisuuksien mukaan, mutta niitä tulisi käyttää vain perusohjeena. Asiakkaan ja painevalumuotin valmistajan on neuvoteltava keskenään ennen lopullisten päätösten tekemistä.

A-LIITÄNTÄ	B-LEADER/OPAS PIN & BUSHING	C- Valuosa	D- Mold CAVITY & CORE	E-RUNNER & GATES	F-COLD KAMARI	F1-SPRUE HOLE & SPRUE PIN
Pinta, jossa kaksi muotin puolikasta tulla yhteen	Kohdista kaksi muotin puolikasta oikeaan asentoon, kun muotti suljetaan.	Valuosa asiakkaan tarvitsema	Valumuotoilun väliaine / muokkausmuotoilun väliaine	Metallin syöttö pursotusreikä tai kylmäkammio muotin onteloon	Kanava, joka metallia syöttää juoksuputkia ja portteja kylmäkammiossa.	Spure-juoksuputket ja -portit kuumakammiollisessa painevalumuotissa
G-CORE INSERTS	H-kiinnitys/A-levy	I-RETURN PIN	J-EJECTOR PIN	K-LIIKKUVA/B-LEVY	L-TUKILEVY	M- ULOSHEITTOLEVYT
Pieni pyöreä tappi tai neliönmuotoinen insertti, jota käytetään reikien tai syvien kylkiluiden valamiseen.	Kiinnitys/A levy, joka sisältää ja tukee ontelotäytteet.	Ejektoritappi, joka työntää ejektorilevyn takaisin.	tappi, joka irrottaa päällysteen muotista	B-kilpi, joka sisältää ja tukee ydinsarjat.	B-levyn ja ejetor-levyn tukeminen ja kiinnitysurat	Kiinnittää ja työntää ulosheittotapit.
N-TUKIPILARI	O-EJECTION-OHJAUSJÄRJESTELMÄ	P-KIINNITYSRAKO
Ominaisuudet, jotka pitävät B-levyn vakaana injektion aikana	Ohjausjärjestelmä heittotappien johtamiseksi	Palaset, joilla muotin puolikkaat kiinnitetään koneeseen.

Valumuottien tyypit

There are several varieties of die-casting molds, each serving a specific requirement for the consumer. Typically, the type of die casting mold depends on the customer’s requirements. Below is a is a list some normal types of die-casting molds.

1. Prototyyppien painevalumuotti

Asiakkaat pyytävät yleensä prototyyppejä, jotta he voivat valmistaa pienen määrän valukappaleita tuotanto-olosuhteissa. Ennen täystuotantoon siirtymistä ne mahdollistavat laajan tuotetestauksen ja markkinoille altistumisen. Tätä käytetään tavallisesti uuden, kehitysvaiheessa olevan projektin yhteydessä. Tämän prototyyppien painevalun avulla voit saada korkealaatuisia osia ilman, että sinun tarvitsee maksaa työkalukustannuksista.

Erilaisia prototyyppitekniikoita voidaan käyttää painevaletun komponentin simuloimiseen myöhempää painevalun valmistusta varten. Näihin kuuluvat CNC-koneistusprototyypit ja hiekkavalu, johon sisältyy kipsimuottiprosessi.

2. Nopea painevalutyökalut

Nopeassa painevalutyökalujen valmistuksessa muotit ja insertit valmistetaan perinteistä menetelmää nopeammin. Tässä prosessissa ohitetaan vaiheet, kuten karkeakäsittely, lämpökäsittely ja viimeistely. Se mahdollistaa painevalussa tarvittavien työkalujen nopeamman valmistuksen.

Pikavalutyökaluissa käytetään yleensä valmiiksi karkaistua terästä pieniin määriin, muutamasta sadasta tuhanteen. Joskus käytetään investointivalua tai painovoimavalua näihin pieniin määriin.

3. Tuotanto painevalumuotti

Nämä ovat yleisimmät painevalumuotit tehty. Muotit voivat vaihdella yksinkertaisista monimutkaisiin, ja niissä voi olla erilainen määrä onteloita ja kalvoja. Ontelot valmistetaan korkealaatuisesta työkaluteräksestä (DIN 1.2343, DIN 1.2344, H13, 8407), ja niitä pitää paikallaan kiinteä pidinlohko, jota kutsumme A- ja B-levyksi. Alla on lueteltu painevalumuottien tyypit.

• Yhden ontelon painevalutyökalut: tällä työkalulla valmistetaan yksi valukappale kerrallaan.
• Usean ontelon painevalumuotti: tämä muotti tuottaa useamman kuin yhden painevalukappaleen kerrallaan.
• Perhevalutyökalut: Tällä työkalulla valmistetaan useita eri perheiden painevaluseoksesta valmistettuja osia yhdellä syklillä.

4. Trim Die casting -työkalut

Trim die casting -työkalut ovat työkaluja, jotka poistavat valukomponenteista juoksutuksen, ylivuodon ja leimahduksen. Trim-työkalut ovat yhden tai useamman ontelon työkaluja, joilla on sama kokoonpano kuin painevalutyökaluilla.

Seosvalukappaleiden valamiseen käytettävä leikkuumuotti voi olla yksinkertainen tai monimutkainen. Joissakin on perusrakenne, joka avautuu ja sulkeutuu, kun taas toisissa on useita liukuja painevaluprosessia varten. Joissakin tapauksissa käytetään usean aseman trimmausmuotin valutyökaluja myöhempiä trimmaustoimintoja varten.

Trim die casting tooling needs careful design and high-quality materials to last. It’s just as important as die casting tools to ensure productivity and longevity. Conventional casting dies come in a variety of shapes.

Die-Casting Mold rakenne ja harkinta

Painovalu-työkalujen monimutkaisuus määräytyy painovaluosien geometrian ja rakenteen mukaan. Valukappaleen pieni koko ja yksinkertainen rakenne johtavat alhaisiin kustannuksiin sekä painevalutyökalujen että tuotannon osalta.

Kun aloitat painevaluprojektin, sinun on tarkasteltava valua valmistuskustannusten kokonaisuuden kannalta. Muotinvalumuotin valmistaja auttaa asiakasta määrittämään, voidaanko valettavan osan malli valaa. Se auttaa myös mahdollisesti tarvittavissa lisävaiheissa, kuten koneistuksessa, viimeistelyssä tai tiettyjen toleranssien täyttämisessä.

Valettavuus ja painevalutyökalujen kustannukset määräytyvät seuraavien tekijöiden perusteella:

Do the ribs and walls have consistent thicknesses, or do they differ significantly? Will the design’s thin channels produce a tiny, standing steel insert in the die cavity? If you have any designs that would require incredibly small inserts, making them challenging to cast? Does the design have any sharp corners that encourage stress cracks?

Pintakäsittelyä, jälkityöstöä ja painetiiviyttä koskevat vaatimukset on otettava perusteellisesti huomioon, jotta korkealaatuiset tuotantokäyttöön tarkoitetut painevalutyökalut voidaan rakentaa oikein. Jotta painevalumuotti voidaan suunnitella siten, että huokoisuus minimoidaan koneistettavilla valukappaleen alueilla, nämä valukappaleen alueet on käsiteltävä perusteellisesti heti alussa.

There will be particular stages involved in completing the die’s cavities in order to meet the casting’s surface finish requirements. The customer should explain the final requirements of the die casting components in advance to the die casting manufacturer.

Tavallisesti painevalumuotit koostuvat neljästä osasta: muottipohjasta, muottipesästä ja -ytimestä, ulosheittojärjestelmästä, jäähdytysjärjestelmästä ja syöttöjärjestelmästä. Alla on oppaita, joissa selitetään, mitä useimmat osat ovat painevalumuotissa.

Muotin valu Muottipohja

Die Casting Molds are made up of many components. The mold base serves as a structural support that is used to hold all the other mold components together. Mold base is divided into two halves: “moving half” and “fixing half.” The splitting line is called the tooling parting line.

Pinch hazards are created near the mold parting line by the die-casting mold’s opening and closing during regular operation. Given how dangerous this pinch hazard can be, every worker needs to be aware of it.

Jos painevalutyökalua ei ole täysin suljettu ruiskutuksen aikana, sulaa metalliseosta voi myös suihkuta ulos muotin erotuslinjan kautta. Tämä voi aiheuttaa palovammoja kaikille painevalumuotin lähellä oleville henkilöille. Yleensä tätä aluetta suojataan turvaovilla ja -suojilla.

Muottipohjat valmistetaan tavallisesti S50C:stä; joskus A/B-paleteissa ja heittolevyissä käytetään 1.2311- tai P-20-muovia.

Die Casting Mold Slider

Jotta valettuun kappaleeseen voidaan valaa alileikkausominaisuuksia, painevalumuottiin suunnitellaan kiinteät ytimet ja ytimen liukusäätimet. Tämä poistaa tarpeen valukappaleen jälkikoneistukseen. Ytimen liukusäätimiä voidaan liikuttaa erityyppisillä liikkeillä, kuten holkki- tai nokkaliikkeillä. Useimmiten käytetään kulmatappeja ja hydraulisylintereitä.

Kulmatappia ohjaa painevalumuotin avautuminen ja sulkeutuminen. Joitakin sen etuja ovat muun muassa hydrauliikan ja rajoitusventtiilien puuttuminen sekä yleisesti kustannustehokkaampi valmistusprosessi. Se on rajoitettu lyhyeen liukumatkan pituuteen, eikä liukuvetosykliä voida hallita. Sitä ei suositella käytettäväksi ylemmissä liukupinnoissa.

Its limitations are that it can only be used for short-side action movements and that you can’t change how often the slide pulls. When designing the die casting mold, it is not recommended to design this type of slider on the top of the mold (a slider with a hydraulic cylinder is recommended in that case).

Hydraulinen tapa siirtää liukusäätimiä mahdollistaa eri syklien valinnan, liukusäätimien asettamisen painevalumuotin päälle ja valukappaleen ottamisen pois muotista ilman ongelmia (kuten kulmatapin kanssa).

Rack and pinion, ejector lifter, and cam bars are some of the other ways to move things. Which motion to use varies depending on things like the number of parts being made, the size of the die, the length of the slide’s traveling distance, the size of the area being cored out, and the shape of the cast part.

Voit luottaa siihen, että painevalumuotin valmistaja antaa sinulle parhaat neuvot ydinkappaleiden liukulaitteista. Jos et ole varma, mikä malli sopii parhaiten painevaluprojektiisi, ota rohkeasti yhteyttä meihin, niin tarjoamme sinulle parhaat vaihtoehdot kappalemallisi mukaan.

Die Casting Tooling Parting Line

Erotusviiva on valukappaleen ontelon ja ytimen raja, joka merkitsee painevalumuotin kahden puoliskon (kiinnityspuoliskon ja liikkuvan puoliskon) välistä erotusaluetta. Tämä viiva määrittää, kumpi puoli on muotin kiinnityspuoli ja kumpi poistopuoli.

Tämä linja vaikuttaa myös kaikkiin toleransseihin, jotka on säilytettävä tässä osassa valua. Alla on esimerkkejä kahdesta erotuslinjatyypistä, Engineering and Design esittelee toleranssikriteerit, jotka on räätälöity kappaleen ominaisuuksien mukaan muotin erotuslinjalla.

On a casting drawing, it is not always clear where the parting line should be designed. In cases when the part designer indicates an unreasonable parting line, the die casting mold manufacturer must verify the designer’s purpose, welcome to painevalumuotin suunnittelu sivulla lisätietoja muottien suunnittelusta painevalua varten.

Jotta valukappale voidaan valmistaa suunniteltujen parametrien mukaisesti, on ratkaisevan tärkeää sopia ihanteellisesta jakolinjan sijainnista. Kun osa vaatii kosmeettisen pinnan, muotin kiinnityspuoli on yleensä suunniteltu antamaan tämä ulkonäköpinta, ja ydinpuolelle sijoitetaan ulostyöntökappaleet, insertit ja mahdolliset kaiverrusmerkit.

Jos valu ei vaadi ulkonäköpintaa, sitä voidaan muuttaa parhaiden valutilanteiden hyödyntämiseksi. Kosmeettisen pinnan valukappaleissa asiakkaan on selitettävä tämä etukäteen painevalumuotin valmistajalle, jotta painevalutyökaluja valmistava yritys voi miettiä porttien, ylivuotojen ja tuuletusaukkojen sijaintia sen varmistamiseksi, että ulkonäköpinnat eivät häiritse tai että vaatimuksen täyttämiseksi ei käytetä toissijaisia prosesseja.

Where cosmetic criteria exist and because regular, incremental die erosion is inherent in the die casting production process, the client will want to consider particular die maintenance measures to extend the die-casting mold’s ability to create casting components with the needed high-quality surface finish. Secondary operations on the mold cavity surface, such as polishing, should be negotiated in order to maintain cast part standards.

 

Kuva 2 Vaiheen jakolinja "A" on suljettu jakolinja, joka tekee painevalun työkalusta monimutkaisemman ja ei hyvän tuloksen. Erotuslinjan "B" sijainti mahdollistaa paremman valutäytön ja puhtaamman valun leikkauksen, mikä mahdollistaa pidemmän valumuotin käyttöiän ja pienemmät valumuotin valmistuskustannukset.

Ejektoritapit

After the liquid metal alloy has been formed and the casting has been solidified in the die casting mold, ejector pins are used to push it out of the die. The ejector pins’ locati0n, quantity, and size are determined by the casting’s geometry design, size, and other specifications.

Die casting-työkalujen toimittajan tulisi suunnitella ulosheittotapit päällysteen muuhun kuin toiminta-alueeseen ja varmistaa, että päällyste voidaan purkaa helposti ilman vaurioita tai halkeamia. Valukappaleiden toimittajien suositukset ulostyöntötappien koosta, sijoittelusta ja lukumäärästä ovat ratkaisevia valukappaleiden valmistuksen onnistumisen kannalta.

Each ejector pin has to be the right size and place for the casting in the die, and it will leave a small ejector mark on the surface of the casting. Because of this, they are not allowed to put the part’s appearance on the on the surface..

Valetut insertit

Each die casting tooling is different from others; an insert that is molded into the casting may be necessary to accommodate a bearing surface, internal thread, or other unique feature in certain castings. The die casting mold company can frequently satisfy this requirement as part of the standard casting process. This “insert molding” provides the benefit of securely embedding an insert into the casting, enabling it to be machined, pierced, and tapped. Nevertheless, this benefit is rarely sufficient to compensate for the additional expenses associated with the insert casting process.

Lisävaluprosessilla on Lisäkustannukset johtuvat pidemmästä valuprosessin sykliajasta, joka tarvitaan insertin lataamiseksi muottiin, sekä lämmitystekniikasta, jota tarvitaan inserttien lämmittämiseen ennen niiden asettamista muotin puolikkaaseen. Mutta niin kauan kuin tämä prosessi toimii ja ratkaisee ongelmasi hyvin, se on sen arvoista.

Ohjaustapit

Kahden muotin puolikkaan kohdistus varmistetaan ohjaustapeilla ja ohjausholkeilla (on olemassa perhekomponentteja), jotka sijaitsevat muotin neljässä kulmassa. Valukappaleilla on kriittisiä mittavaatimuksia, jotka koskevat sellaisen paikallaan olevan muotin puolikkaan piirteen kohdistamista, joka liittyy liikkuvan muotin puolikkaan piirteeseen. Tätä linjausta ylläpitävät ohjausholkit toisessa muotin puolikkaassa ja ohjaustapit toisessa. Ohjaustapit voidaan suunnitella kumpaan tahansa muotin puolikkaaseen.

Kun valukappaleet poistetaan muotista tai kun muottiin ruiskutetaan muotin irrotusainetta, ohjaustapit voivat aiheuttaa vaaran tarttua kiinni, koska ne työntyvät ulos jakolinjasta. Lisäksi ohjaustapit toimivat korkeassa lämpötilassa ja voivat aiheuttaa palovaaran.

Jotta estetään muotin virheellinen kokoaminen, yksi neljästä ohjaustapista on yleensä siirretty. Tietyissä poikkeustapauksissa nämä tapit voivat olla pyöreiden sijaan suorakaiteen muotoisia. Kutsumme tätä tavallisesti virheenkestäväksi rakenteeksi.

Ohjausholkit

Pyöreitä reikiä muotin neljässä kulmassa kutsutaan ohjausholkeiksi, jotka ovat ohjaustappien perhettä. Ohjaustapit kulkevat ohjausholkkien läpi, kun muotti sulkeutuu ja avautuu. Ohjaustappien ja ohjausholkkien tarkoituksena on kohdistaa kaksi muotin puolikasta. Jos painevalumuotissa käytetään ohjainlohkoja, ohjainholkkien sijasta käytetään kulumislevyjä ohjainlohkojen molemmilla puolilla.

Tukipilarit

Ejektorilaatikon sisällä liikkuvan puolimuotin pohjaan on suunniteltu pylväät, jotka tuottavat paremman valukappaleen ejektorilevyjen kautta konelevyyn tai puristinlevyyn. Nämä pyöreät tai neliönmuotoiset pylväät sijaitsevat samassa linjassa muotin onteloiden kanssa, ja niiden tarkoituksena on tukea muottipohjaa ja kestää ruiskutuksen voima.

The ejector system is located within the ejector chamber. This serves as one of the four critical die functions, which is to “enable the removal of the solidified metal.”

Ejektorijärjestelmä koostuu vähintään ejektorilevyistä ja -tapeista, ja siihen voi kuulua myös ejektorin ohjaustappeja ja -holkkeja sekä muita kehittyneitä komponentteja, jotka mahdollistavat erityiset ejektointiominaisuudet.

Palautusnastat

The ejector system is returned back to its “home” position using return pins before the next cycle. There are four return pins, which are designed on the ejector plate and extend to the parting line. The return pins do not have any force during the ejection stroke; rather, they travel along with the ejector pins. The return pins contact the fixing half-parting line and press the ejector plate back to the “home” position when the machine closes.

Joissakin tapauksissa työntötanko (K.O.) kytketään ulosheittolevyn ja painevalukoneen väliin siten, että paluutapit käyvät tarpeettomiksi ja ulosheittosylinteri vetää levyn takaisin perusasentoon ennen painevalumuotin sulkemista. Palautusnastoja suositellaan edelleen varmistamaan, että heittolevyt palautuvat takaisin vikatilanteessa, vaikka ne ovatkin tarpeettomia.

Pidennettyinä paluutapit aiheuttavat sekä takertumis- että palovaaran. Käyttäjän on oltava tietoinen niiden sijainnista, kun hän kurottautuu ulos laukausta ottaessaan, jotta hän ei takertuisi paluutappeihin tai koskettaisi niitä.

Ejektorin levy

Kaikkien heittotappien päät on kiinnitetty heittolevyllä ja heittotappien kiinnityslevyllä. Kun ulosheittolevy menee eteenpäin, se vetää tappeja ja heittää valukappaleen ulos muotista. Koneen liike työntää ulosheittolevyä eteenpäin.

Ejektorin kiinnityslevy

The bolted-on ejector plate holds the ejector pin heads in place. When the ejector system is put back into its “home” position, this plate is essential for keeping the ejector pins in place.

Ohjattu heittojärjestelmä

In some cases, ejector guide pings and guide bushings are added to the ejector plate and ejector retainer plate. This is similar to the parting line’s guide pins and bushings that used to guarantee that the ejector system functions uniformly and effortlessly.

Jäähdytyslinjat

Muottien ontelossa ja ytimessä on aina oltava jäähdytyskanavia, joiden tehtävänä on luovuttaa lämpöä sulasta metallista valun jähmettämiseksi.

Jäähdytyskanavat voidaan konfiguroida kuljettamaan jäähdytysaineena joko öljyä tai vettä.Jäähdytyskanavat on varustettu erityisillä korkeapaine- ja korkealämpötilaletkuilla ja liitäntäkappaleilla, jotka on pidettävä erinomaisessa kunnossa. Vian seurauksena voi syntyä palovaara. Palovaaran lisäksi liitososat on huollettava vuotojen estämiseksi, ja vuodot on korjattava nopeasti liukastumisvaaran vuoksi.

Keksilohko

Kylmäkammion painevalutyökalut sisältävät tyypillisesti erillisen AISI H-13 -teräksen kappaleen, joka on kylmäkammiota vastapäätä olevassa liikkuvassa muotin puoliskossa. Tämä kappale merkitsee valukolojen metalliseoksen jakelujärjestelmän (runner) alkua.

Ruiskun holkki

Kuumakammion painevalumuotissa on tärkeä tehtävä nestemäisen seoksen ja kiinteän seoksen välisenä rajapintana. Suuttimen ja ruiskuholkin yhtymäkohdassa suuttimessa olevan metallin on aina pysyttävä nestemäisenä, kun taas ruiskuholkin metallin on kovetuttava.
Sprue post.
Kylmäkammion painevalumuotin keksilohkon kanssa samoja tehtäviä on myös pursotuspylväällä. Metallia varten tolppa on järjestelmän ensimmäinen osa. Jotta painevalutyökalu toimisi johdonmukaisesti, on erittäin tärkeää, että tolppa jäähdytetään asianmukaisesti.

Pysäytyspainikkeet (Matkustusrajoitussarake)

Pysäytyspainikkeilla säädetään, kuinka pitkälle ulosheittolevyt voivat liikkua eteen- ja taaksepäin. Ulostyöntöjärjestelmä työntää ulosheittolevyjä eteenpäin pysäytyspainikkeisiin ulostyöntöliikkeen aikana. Ensin heittojärjestelmä tai palautustapit työntävät tai vetävät levyn takaisin takapysäytykseen. Näin muotti saadaan valmiiksi seuraavaa ajoa varten.

Yhteenveto

Die casting-muotissa on monia muita pieniä komponentteja, kuten ruuveja, liukupaloja, onteloita, ydintappeja jne., mutta lopulta olemme tiivistäneet, että die casting-työkalut sisältävät viisi suurta osaa, jotka on lueteltu alla:

1. Muottipohja, mukaan lukien puolen muottipohjan kiinnittäminen ja puolen muottipohjan siirtäminen.
2. Heitinjärjestelmä, joka heittää painevalukappaleen ulos muottipesästä.
3. Muotin ontelot ja ytimet, jotka muodostavat valuominaisuudet.
4. Jäähdytysjärjestelmät jäähdyttävät ontelon, jotta valuosa saadaan kiinteäksi.
5. Syöttöjärjestelmä, joka täyttää painevalumuotin ontelon.

Die Casting Mold Materiaalit

Kun suunnittelet painevalutyökalujen valmistusta, käyttämiesi työkalumateriaalien tulisi olla vähintään korkealaatuisia ja mieluiten ensiluokkaisia. Nämä säännöt perustuvat siihen, että painevalussa käytetään erittäin korkeita lämpötiloja ja paineita.
Tarvittavan työkalun laatu riippuu siitä, mitä työkalun osaa käytetään, mitä seosta painevaletaan, kuinka tärkeä valettavan osan muotoilu on ja kuinka monta valukappaletta painevalutyökalulla valmistetaan. Ennen työkalumateriaalin valintaa kysymme yleensä asiakkaalta, mikä on tarvittavien osien yhteinen määrä.

Alla on lueteltu joitakin painevalun työkalumateriaaleja:

Valumuotti ja ontelomateriaalit

1. Sinkki/Zamak-seosten valumuotit: P-20, H13, DIN 1.2343 tai muu saman luokan teräs. Sinkkiseokset, jotka valetaan värimetalliperheen alhaisimmassa lämpötilassa, kuluttavat vähiten työkalujaan, mikä mahdollistaa heikkolaatuisen teräksen, kuten P-20:n, käytön tapauksissa, joissa osien mallit ovat suhteellisen yksinkertaisia. Ostajia on kuitenkin varoitettava, että jos määrävaatimus on hyvin suuri (yli 100 000), jotta vältetään investoiminen uusiin painevalutyökaluihin, olisi käytettävä korkealuokkaista terästä, kuten H13:aa.
2. Valumuotit alumiinille, magnesiumille ja ZA-seoksille: Kuten aiemmin mainittiin, alumiinista, magnesiumista tai ZA-seoksista valmistetuissa painevalumuoteissa tarvitaan korkealaatuista työkaluterästä. Korkealuokkaiset työkalut ovat kuitenkin aina järkevin investointi, jos kappaleiden suunnittelussa on erittäin kriittisiä ominaisuuksia tai jos harkitaan suuria tuotantosarjoja. Tällöin H13, DIN1.2344 ja DIN 1.2343 ovat parempia vaihtoehtoja.
3. Messinkiseosten valumuotit: Tällöin H13, 8407 ja 1.2343 korkealaatuinen työkaluteräs on suositeltavampi vaihtoehto messingin painevalutyökaluille.

Laadukkaalla teräksellä on alkuperäinen metallitodistus, jonka laatutyökalujen materiaalitoimittajat antavat. On olemassa joitakin laadukkaita teräsmerkkejä painevalutyökaluja varten, kuten LKM, ASSAB, FINKL, DAIDO jne.

Die Cavity Insertin materiaalit

Ontelon sisäkappaleen teräs on yleensä sama kuin muotin ontelo, mutta joidenkin pienten sisäkappaleiden tai sulkualueiden kohdalla voidaan tarvita erikoisterästä, ja ontelon ja ytimen välillä voi olla 3-5 asteen ero. Tämä suojaa onteloa siltä varalta, että sulkualueella tapahtuu halkeama tai palovamma.

Die Steel lämpökäsittely

Muototeräksen lämpökäsittelyn laatu on kriittinen vaihe painevalutyökalujen valmistusprosessissa. Laadukkaiden nopean sammutuksen lämpökäsittelymenetelmien käyttö on ratkaisevan tärkeää painevalutyökalun normaalin käyttöiän kannalta. Lämpökäsittelymenetelmä on tasapainotettava huolellisesti, jotta vältetään vääristymät ja säilytetään samalla nopeasta sammutuksesta johtuvat metallurgiset ominaisuudet.

Ammattimaisen lämpökäsittelyn toimittajan pitäisi huolehtia tästä prosessista. Lämpökäsittelyn laadun varmistamiseksi olisi toimitettava myös lämpökäsittelyraportti. Tämä on samanlainen kuin työkaluteräksen todistus; alla on lämpökäsittelytodistus.

Yhteenveto muototerästä varten

Die-steel materials are available in a variety of chemical compositions and mechanical properties. High-speed machining and wire EDM advancements have resulted in the utilization of a diverse array of tool steels, which are selected based on the complexity of the cavity and the material’s position in relation to the gate’s locati0n.

Erikoistyökaluteräksillä on ainutlaatuiset ominaisuudet, mutta oikein käytettynä ne voivat pidentää painevalutyökalujen käyttöikää. On suositeltavaa neuvotella painevalutyökalujen valmistajan kanssa mahdollisten vaihtoehtojen määrittämiseksi tietyn valumallin osalta, sillä saavutettavissa oleva muotin käyttöiän pidentyminen korvaa enemmän kuin hyvin lisääntyneet kustannukset.

Die-Casting-muotin suorituskyvyn hallinta

Huokoisuuden hallinta: Huokoset: Sulkeminen, tuuletus ja tyhjiö

Vaikka painevalukappaleilta odotetaan suurta lujuutta ja eheyttä, jotkin tuotetarpeet saattavat edellyttää ylimääräisiä menettelyjä komponenttien suunnittelussa, painevalumuottien suunnittelussa ja online-tuotantovaiheissa. Huokoisuudesta tietoiset suunnittelijat ovat tietoisia strategioista, kuten paksuseinäisten osien poistamisesta malleista. Laajat suuntaviivat löytyvät kohdasta Product Design for Die Casting. Ennen suunnitteluparametrien asettamista tietylle mallille insinöörin on aina neuvoteltava ammattimaisen painevalutoimittajan kanssa.

Given the final component design, the die caster will adhere to specified die design guidelines, including die gating, overflow, and venting slots, to appropriately remove air from the die cavity and minimize porosity to an acceptable level. Where pressure tightness is not a casting criterion, the process can be designed so that residual porosity only enters the casting’s non-functional internal portions. Porosity is tolerated in non-critical environments.

Vaikka tyhjiöjärjestelmä ei korvaa asianmukaista tuotteen ja muotin suunnittelua, se voi auttaa optimoimaan muotin täytön, vähentämään kaasuhuokoisuutta ja parantamaan mekaanisia ominaisuuksia. Tyhjiöjärjestelmän tarkoituksena on poistaa ympäröivä ilma muotin ontelosta valun aikana, jolloin syntyy alipaine tai tyhjiö. Muotti on erityisesti valmistettava siten, että se hyväksyy tyhjiöjärjestelmän, joten hyväksyttävistä huokoisuustasoista olisi keskusteltava jo kauan ennen muotinvalutyökalun suunnittelua.

Lämpötilan tasapainottaminen

The painevalutyökalut on toimittava tietyssä, ennalta määrätyssä lämpötilassa, jotta ne voivat tuottaa korkealaatuisia tuotteita. Valukappaleen koko, muotin onteloiden määrä, valettava metalliseos ja koneen syklin kesto ovat joitakin muuttujia, jotka vaikuttavat tähän lämpötilaan.
Tässä hyvässä lämpötilassa seos ruiskutetaan muotin onteloon nopealla nopeudella ja jäähdytetään nopeasti, jotta se voidaan poistaa. Muotin sisäisten jäähdytyslinjojen on oltava tasapainossa, jotta tämä nopea ja toistuva jäähdytys voidaan saavuttaa.

Muotin lämpötilan oikea tasapainottaminen paremmilla jäähdytyslinjoilla lyhentää painevalusykliä, parantaa valun laatua ja pidentää painevalutyökalujen käyttöikää.

Painovalutyökalun eri osia voidaan lämmittää tai jäähdyttää eri lämpötiloihin; esimerkiksi ontelon ja ytimen muottilämpötilat vaihtelevat joskus.

Öljylämmityslinjat

Kuumaöljykanavien käyttöä painevalutyökaluissa voidaan joskus käyttää muotin eri osien erilaiseen lämmittämiseen, jotta saadaan aikaan erityisiä valun muotoiluelementtejä. Kuumaöljyjärjestelmät lämmittävät tietyn öljyn ennalta määrättyyn lämpötilaan ennen sen johtamista muotin läpi samalla tavalla kuin vesijäähdytysputket. Sekä vedenjäähdytys- että kuumaöljylämmityslinjoja voidaan käyttää.

Pidennetty painevalumuottien käyttöikä

Although high-quality tool steel is the first factor in optimum die casting tooling lifetime, there are a number of proprietary techniques that can be employed to increase a die casting tool’s lifespan. These procedures include chemically treating the mold, immersing it in specialized baths, and using shot-peening techniques.
Kun kyseessä on tietyn valukappaleen suunnittelu, painevalun valmistaja saattaa puhua tällaisten toimenpiteiden odotetusta tehokkuudesta painevalumuotin varhaisen kulumisen estämiseksi. Terminen väsymissäröily tai lämpötarkistus on yleinen muotin vikaantumistapa. Tällöin DFM (Design for Manufacturing) raportti olisi tehtävä ennen painevalutyökalujen valmistuksen aloittamista.

Halkeamien tarkistaminen.

Jonkin ajan käytön jälkeen (yleensä 70 000-10 000 laukauksen jälkeen) painevalutyökalut saavat pieniä halkeamia ja suurempia halkeamia joihinkin onteloalueisiin. Molemmat ovat tärkeitä painevalutyökalujen käyttöiän kannalta.

Alla on samanlainen särö, joka tapahtui painevalumuottiin. Tarkista ontelo ja valukappaleen pinta tarkemmin, niin huomaat, onko siinä pieniä tai suuria halkeamia. Die casting-muottiyritysten tulisi aina pitää silmällä osan laatua valutuotannon aikana.

Toissijainen työstö Esisuunnittelu

Useimmat painevalukappaleet valmistetaan "lähes käyttövalmiiksi", ja monet painevalukappaleet voidaan käyttää suoraan lopputuotteina. Prosessin toistettavuus ja painevalun mahdollistamat tiiviit toleranssit tekevät painevalukappaleista sopivia kustannustehokkaaseen jälkikäsittelyyn.

Lisäämällä paikoitusreikiä tai tasaista paikoituspintaa voidaan painevalu tehdä tarkasti työstölaitteisiin sopivaksi. Valukappaleisiin voidaan tehdä melkein mitä tahansa työstötoimintoja, kuten porausta, kierteitystä, rei'itystä, rei'itystä, lävistystä ja paljon muuta.

Muotovalimo voi tarvittaessa suorittaa koneistustoimintoja, kuten mittauksia ja muita sekundaariprosesseja. Kun osa ja painevalutyökalu suunnitellaan oikein optimaalista laatua ja jälkityöstön taloudellisuutta silmällä pitäen, lopullisen valukappaleen hinta laskee merkittävästi.

Kun sinulla on painevaluprojekti, joka edellyttää tiukkoja toleransseja, pintakäsittelyä ja muita erityisvaatimuksia, sinun on keskusteltava tästä etukäteen painevalutoimittajasi kanssa. Jos sinulla on kysyttävää, ota rohkeasti yhteyttä meihin.

Mittaamiseen liittyvät näkökohdat

Mitä mittalaitteita käytetään painevalun tuotannossa ja jälkikäsittelyssä, ja mitkä ovat painevaluohjelman kriittisiä osia?

Mittoja voidaan käyttää valukappaleen tarkastamiseen sekä valutilanteessa että koneistuksen jälkeen.

The gage could be an attribute gauge, which is essentially a “go” or “no-go” check that returns either a good or bad part. A variable gage can also be used with a computer to document variables, collect data, and record CPKs. To check a casting, more than one gage may be required: one to check it in its as-cast condition, and another to check it fully machined.

Plug and thread gages may be required, as well as finished gages or standards for painted surfaces. The customer should consider gaging as part of their tooling package. Gaging requirements should be resolved as soon as possible by both the customer’s and die caster’s quality assurance managers to ensure that the part print requirements are met.

Perityt työkalut

Yrityksessäsi voi tapahtua painevalumuotin siirto painevalumuotista toiseen, ja tämä voi aiheuttaa uudelle painevalun valmistajalle joitakin toiminnallisia kysymyksiä. Esimerkiksi painevalumuotti on laitettava erityyppiseen painevalukoneeseen, ja heidän on ehkä muutettava laukaisuhylsyn kokoa tai ulosheittojärjestelmää painevalukoneeseensa sopivaksi.

Joissakin tapauksissa asiakas voi siirtää painevalumuotin painevalutoimittajalta toiselle. Tämä herättää yleensä uuden painevalun valmistajan kannalta joitakin toiminnallisia kysymyksiä, joista asiakkaan olisi oltava tietoinen. Muotti on ehkä asetettava erityyppiseen painevalukoneeseen. Tämä saattaa vaatia joitakin muutoksia muotin ulosheittojärjestelmään ja laukaisuhylsyyn.

Tällöin sekä asiakkaan että uuden painevalutoimittajan on tarkistettava painevalutyökalut sen varmistamiseksi, ettei niissä ole näkyviä ongelmia. Heidän olisi myös tarkistettava, onko painevalumuotissa asianmukaiset rajakytkimet ja hydraulisylinterit. Tämän analyysin jälkeen voidaan määritellä mukautuskustannukset ja sopia niistä, ennen kuin uusi painevalutoimittaja investoi huomattavan määrän aikaa ja rahaa esivalmistukseen.

Tietokannan ohjeet

Kun käytetään tietokantoja, valutarjoukset perustuvat usein siihen, että työkalujen rakentamiseen ja komponenttien valmistamiseen toimitetut CAD-tietokannat ovat kattavia ja toimivia eivätkä vaadi päivityksiä.
Tietokantoja voidaan pitää epätäydellisinä ja käyttökelvottomina, jos:

1. Valetun osan geometria ei ole fyysisesti muokattavissa.
2. Luonnoskulmaa ja sädettä ei käytetä valupiirustuksessa.
3. Viiva- ja pintageometria eivät ole yhteydessä toisiinsa 0,001 tuuman sisällä.
4. Erotuslinjaa ei ole suunniteltu selkeästi.

Tietokannan tiedostomuoto on tärkeä, kun teet painevalutyökaluja. STL-tiedostoja käytetään tyypillisesti prototyyppiosien kehittämiseen. Stp- tai IGs-muotoiset tiedostot toimivat useimmiten kaikkien painevalun valmistajien kanssa; suosittelemme, että lähetät nämä tiedot toimittajallesi tarjousta varten.

2D-piirustuksessa on oltava tiukka toleranssi, toissijainen kone ja pintakäsittely. 3D-piirustusta käytetään painevalutyökalujen valmistuksessa, mutta 2D-piirustusta käytetään laadukkaan valun valmistuksessa.

Die Casting Tooling Life

Muottiinvalu valmistajilta kysytään usein: "Kuinka monta laukausta painevalutyökalut kestävät ennen uuden valmistamista?" tai "Kuinka monta laukausta te takaatte painevalutyökalujen käytön?". Parempi kysymys voisi olla: "Mitä voimme tehdä maksimoidaksemme painevalutyökalujen käyttöiän ja miten voimme minimoida vaihtokustannukset?"." Alumiini- ja kupariset painevalumuotit kuluvat nopeammin kuin sinkkiset painevalumuotit, mikä johtuu painevalettavien materiaalien aggressiivisesta luonteesta ja korkeista sulamislämpötiloista.

Part geometry, design, and shape also affect the die casting lifespan. In general, aluminum die casting tooling can run 50–70 thousand shots and may start to crack, while zinc die casting tooling can last 100 thousand shots, but this is not always the same result; some of them may be less and some of them may be more. There are many factors that affect the tool’s life. If you still have questions, then you are welcome to contact us.

RFQ

1. Minkälaista materiaalia tulisi käyttää painevalumuottien pohjien ja onteloiden lisäosien valmistuksessa?
An: Muottipohjaan voit käyttää S50C, 1.2311; ontelon ja ytimen osalta H13, 1.2344 ja 8407 ovat parempia vaihtoehtoja.

2. Mikä on oikea lämpökäsittelyaste ja -menettely painevalun muottipesien onteloille?
An: HRC48-52 astetta, ja on tarkistettava lämpökäsittelyraportti laadunvalvontaa varten.

3. Mitä eroa on prototyypin painevalumuotilla ja nopealla painevalutyökalulla?
An: Prototyyppien painevalutyökalut ovat yleensä kertatyökaluja (1-10 kappaletta), kun taas pikavalutyökalut ovat pienen määrän työkaluja (100-1000 kappaletta).

4. Miksi käytetään trim painevalutyökaluja?
An: Trimmaavia painevalutyökaluja käytetään painevalukappaleen juoksuputken trimmaamiseen.

5. Mitä meidän pitäisi lähettää toimittajalle, jotta voimme valmistaa korkealaatuisia painevalutyökaluja ja valukappaleita?
An: STP- tai IGS-muotoinen tiedosto on lähetettävä painevalun valmistajalle muotin valmistusta varten, ja 2D-piirustus on lähetettävä valutuotantoa varten. Sinun on määritettävä, onko sinulla tiukkoja toleransseja, toissijaista koneistusta tai pintakäsittelyä.