Application de la technologie de coulée sous pression à haut vide pour pièces de boîtier

En utilisant le principe de fonctionnement de la vanne à vide mécanique, combiné aux exigences de qualité et de performance des pièces moulées en alliage d'aluminium, différents processus de mise sous vide sont formulés pour les tests, et la corrélation entre la qualité interne des pièces moulées sous pression en alliage d'aluminium et le processus de mise sous vide est étudiée par rayons X. Parallèlement, l’influence de la défaillance mécanique de la soupape à vide sur le produit est étudiée.

Avec le développement de la science et de la technologie, l’automobile légère est l’un des moyens les plus efficaces d’économiser de l’énergie et d’améliorer l’économie de carburant. Remplacer l’acier par l’aluminium est une orientation importante pour le développement de l’automobile. Le moulage sous pression est l’une des méthodes les plus importantes pour former des pièces en alliage d’aluminium, et la manière de tirer pleinement parti des avantages techniques, d’améliorer l’efficacité de la production et de réduire les coûts est une orientation importante pour le développement futur de l’industrie du moulage sous pression. L'application de la technologie de moulage sous pression sous vide poussé réduit la porosité des pièces moulées sous pression en alliage d'aluminium, améliore la qualité interne des pièces moulées et améliore la dureté corporelle des pièces moulées et les propriétés mécaniques des pièces moulées, ce qui a attiré l'attention des entreprises de moulage sous pression.

Le moulage sous vide est généralement divisé en méthode de rainure d'échappement de trempe (méthode de ventilation de masse) et méthode de soupape à vide mécanique. Ce sujet vise le moulage sous pression en alliage d'aluminium de carters de boîtes de vitesses automobiles et introduit le processus de mise sous vide pour améliorer la qualité interne et externe du produit. Recherchez l'application de la technologie de mise sous vide par la méthode de la soupape à vide mécanique dans le moulage sous pression, vérifiez l'effet de mise sous vide en vérifiant différents degrés de vide et en adoptant différentes méthodes de mise sous vide, afin de trouver les meilleurs moyens technologiques pour améliorer la qualité du produit.

1 Méthode de soupape à vide mécanique essai de vide de cavité

Ce test vise à améliorer la qualité interne d'un carter de boîte de vitesses. Avant l'adoption du procédé sous vide, la radiographie du produit a montré qu'il y avait des pores locaux, en particulier l'épaisseur de la paroi de la queue d'eau, alors essayez d'utiliser le procédé sous vide pour améliorer la qualité interne du produit. Utilisez la machine de moulage sous pression Lijin 16 000 kN, sélectionnez le système de contrôle du vide poussé de type NHVDC-S et utilisez la méthode de la vanne à vide mécanique hydraulique pour évacuer. Lors du premier test, seule la cavité est évacuée. Le principe simple est représenté sur la figure 1.

Figure 1 Schéma du principe de mise sous vide mécanique de la cavité

Avant l’injection, la station hydraulique à vide stocke l’énergie et la vanne à vide est fermée. Lorsque l'injection démarre, le système de contrôle du vide vérifie les informations de position de la tige d'injection en contactant le codeur. Lorsque la position d'ouverture X1 de la soupape à vide est réglée par réglage, la soupape à vide sera ouverte et le noyau de la soupape à vide sera ouvert en même temps (commandé par la station hydraulique). Lorsque la position de fermeture est X3, la station hydraulique reçoit le signal de fermeture, ferme le noyau de la vanne et la machine à vide ferme également la vanne à vide de la machine à vide en même temps pour terminer l'action de mise sous vide. Lorsque le moule est ouvert, la station hydraulique commande l'ouverture du noyau de soupape de la soupape à vide du moule, l'ouverture de la soupape à air comprimé de la machine à vide et le flux d'air traverse la canalisation pour souffler les chutes et les fronts d'aluminium dans et autour du noyau de soupape, de manière à garantir que la soupape à vide puisse fonctionner sans problème lors du cycle suivant.

Au total, 8 séries de tests avec différentes conditions de processus ont été définies. Dans des conditions de degré de vide de -70 kPa, lorsque la position d'ouverture X1 de la soupape à vide était réglée sur a, la position de vide de fermeture X3 était respectivement de 300, 400, 500, 600 mm. Vérification (Selon l'expérience, la valeur maximale générale est inférieure à la valeur définie de la deuxième position de l'injection, le but est d'empêcher le noyau de la valve de pénétrer dans le matériau). Augmentez le vide à -90 kPa et la position X3 est également testée à 300, 400, 500, 600 mm. Marquez les produits de chaque groupe de tests et utilisez l'appareil à rayons X pour la détection des défauts afin de vérifier la qualité interne des produits (distribution de la porosité).

(1) Une fois le produit évacué, la brillance de surface du produit devient plus élevée et l’isolation à froid est considérablement réduite. La détection aux rayons X montre que la structure interne du produit sous vide est plus dense, ce qui indique que le processus sous vide peut améliorer efficacement la qualité interne du produit. Les figures 2 et 3 sont l'apparence et les images radiographiques partielles de la pièce moulée dans le processus de moulage sous pression sans vide, et les figures 4 et 5 sont l'apparence et les images radiographiques partielles de la pièce moulée dans le processus de moulage sous pression sous vide.

Figure 2 L'aspect général de la pièce moulée (sans vide)

Figure 3 Radiographie partielle (sans vide)

Figure 4 Aspect général de la pièce moulée (sous vide)

Figure 5 Radiographie partielle (sous vide)

(2) Définissez différents paramètres de mise sous vide, marquez chaque groupe d’échantillons et effectuez une détection des défauts aux rayons X. Il a été constaté qu'en augmentant la distance de mise sous vide (ou en prolongeant autant que possible le temps de mise sous vide), les pores internes de la pièce moulée présentaient des signes de réduction, ce qui pourrait rendre la qualité interne de la pièce moulée plus dense. L'amélioration du degré de vide de la cavité (degré de vide de la machine à vide) peut améliorer l'effet de mise sous vide, ce qui est plus propice à réduire la génération de pores dans la pièce moulée et à améliorer la qualité interne de la pièce moulée. Les figures 6 et 7 sont des images radiographiques de différents degrés de vide et de la position où le vide est arrêté.

Fig.6 Images radiographiques partielles de différentes positions d'arrêt du vide lorsque le degré de vide est de -70 kPa

Fig.7 Images radiographiques partielles de différentes positions d'arrêt du vide lorsque le degré de vide est de -90 kPa

2 Méthode de soupape à vide mécanique pour aspirer la cavité et la chambre de pression en même temps

Les résultats du premier test montrent qu’une extension appropriée de la distance de mise sous vide ou une augmentation du degré de vide de la cavité peut réduire efficacement la génération de pores dans la pièce moulée et améliorer la qualité du produit.

Lors du deuxième test, un trou à vide a été ouvert au milieu de l’auge et du vide a été ajouté à la chambre de pression. Le principe d’introduction d’un vide dans la chambre de pression est fondamentalement le même que celui de l’essai 1. La principale différence est que la cavité est évacuée tout en augmentant le vide dans la chambre de pression, d'abord la chambre de pression est évacuée, puis le canal de vide de la cavité est fermé après la fermeture de la chambre de pression, et enfin le vide est terminé.

Les conditions de réglage des paramètres de processus du deuxième test sont les mêmes que celles du premier test et le degré de vide est fixé à -90 kPa. De l'inspection aux rayons X du deuxième essai, on sait que le processus de mise sous vide de la cuve est introduit et que la qualité des pores internes de la pièce moulée est meilleure que celle du premier essai, comme le montrent les figures 8 et 9. Dans le même temps, l’apparence du moulage est comparée. Une fois le vide introduit dans la chambre de pression, la pièce moulée a un meilleur aspect que l'original, et l'apparence des marques d'écoulement à froid et d'autres apparences a été considérablement améliorée, comme le montrent les figures 10 et 11.

Figure 8 Photo aux rayons X d'une pièce moulée sans vide

Figure 9 Photo aux rayons X d'une pièce moulée sous vide avec chambre de pression

Figure 10 Aspect de la colonne évacuée de la chambre sans pression

Figure 11 Aspect de la colonne avec chambre à vide

3 L'importance de l'entretien de la soupape à vide mécanique

Outre le réglage raisonnable du temps de mise sous vide et du degré de vide de la cavité, qui sont très importants pour la qualité du produit, la défaillance de la soupape à vide mécanique est également un facteur très critique affectant la qualité du produit. Si la soupape à vide tombe en panne, le temps de mise sous vide et le degré de vide ne peuvent pas être garantis, ce qui a un impact significatif sur la qualité du produit. Par conséquent, la manière de vérifier et d’entretenir la soupape à vide est très importante.

Selon le résumé de l'expérience de production, le processus de maintenance de la soupape à vide est à peu près le suivant : ①Fixez la clé à molette sur le corps de la soupape à plat, maintenez fermement la queue de la clé à molette avec les deux mains, retirez le corps de la soupape dans le sens inverse des aiguilles d'une montre, ouvrez le couvercle et retirez la bille d'acier sale, nettoyez l'intérieur du corps de la soupape avec un pistolet à air comprimé, et puis remplacez-le par une nouvelle bille d'acier. La fréquence de remplacement de la bille d'acier est tous les 2 jours ; ② Appuyez sur le mandrin de joint de conduite d'eau pour retirer la conduite d'eau et appuyez sur la vis de la tige de fixation du cylindre dans le sens inverse des aiguilles d'une montre. Sortez-le, tenez le tube d'huile du cylindre d'huile à deux mains, secouez-le doucement et retirez-le, retirez le cylindre d'huile et vérifiez visuellement si la table suspendue du bloc de connexion est usée. S'il y a usure, un nouveau bloc de connexion doit être remplacé (lors du remplacement d'un nouveau bloc de connexion, il est utilisé pour le verrouillage Les vis du bloc de connexion doivent être recouvertes d'un fixateur à vis) ; ③ Démontez les vis du plateau de pression du siège de soupape et vissez les deux extracteurs dans le sens des aiguilles d'une montre dans les trous de vis du plateau de pression. Tirez l'extracteur à deux mains en même temps, retirez la plaque de pression du siège de soupape, retirez le noyau de soupape à vide et le siège de soupape, vérifiez visuellement si la tige de soupape est tirée, usée ou pliée à chaque position et remplacez-la. Retirez la vis située au bas du siège de soupape, retirez le manchon de guidage du siège de soupape, vérifiez si le manchon de guidage est usé ou vieilli et remplacez-le. Il est nécessaire de remplacer le manchon de guidage et la tige de soupape toutes les 25 000 pièces de produits fabriqués ; ④ Vérifiez visuellement si la tige de soupape est tirée dans différentes positions, usée ou pliée, et doit être remplacée lorsque les problèmes ci-dessus surviennent. Avant de remplacer la tige de soupape, il est nécessaire de vérifier si l'espace correspondant entre la tige de soupape et le siège de soupape répond aux exigences du dessin au moyen d'une correspondance de moule, puis de le remplacer après avoir confirmé qu'il est qualifié ; Activer le bouton de commande de la station hydraulique, pousser la tige de soupape vers l'extérieur, utilisez la jauge de hauteur pour mesurer la hauteur de la tige de soupape lorsqu'elle est éjectée (0,2 mm plus haut que la surface de séparation), remettez la tige de soupape et utilisez la jauge de hauteur pour mesurer la hauteur de la tige de soupape lorsqu'elle est éjectée (en dessous du profil minute 9,2 mm), la longueur standard de la tige de soupape est la suivante : la course active de la tige de soupape est 0,5~1 mm plus courte que la course du cylindre et la course active de la tige de soupape est de 9~9,5 mm. Fermez le bouton de commande de la station hydraulique et pressez fermement la tête de la tige de soupape avec les deux mains Activités avant et arrière. Si la tige de soupape peut se déplacer d'avant en arrière et que la distance virtuelle dépasse 0,3 mm, la matrice fixe doit être réglée pour vérifier si le filetage de la tête de connexion et de l'arbre du cylindre est desserré et si la vis de la base du cylindre est desserrée.

4 Conclusion

Le processus de coulée sous vide peut réduire efficacement les pores de la pièce moulée, ce qui peut rendre la qualité interne de la pièce moulée plus dense, et la qualité d'apparence du produit peut également être améliorée ; dans des conditions appropriées, en augmentant le temps de mise sous vide de la cavité, la qualité interne de la pièce moulée peut être améliorée. Une bonne amélioration est proportionnelle au temps de mise sous vide ; l'amélioration de la capacité de vide dans la cavité (plus le vide est faible, mieux c'est), peut produire des pièces moulées de meilleure qualité ; dans des conditions appropriées, augmenter la mise sous vide de la chambre de pression pour que l'effet de la mise sous vide soit meilleur, et peut également améliorer la qualité interne et externe de la pièce moulée dans son ensemble ; le parfait entretien de la soupape à vide mécanique joue un rôle essentiel dans la qualité du produit.