Niederdruckguss Kann ein hohes Ma? an Mechanisierung und Automatisierung zu erreichen, die Produktivit?t zu erh?hen (10 ~ 15 Typ / h), kann es auch viele negative menschliche Faktoren in den Produktionsprozess zu reduzieren, verbessern die Rate der fertigen Produkte, eine deutliche Verringerung der Arbeitsintensit?t der Arbeitnehmer. Allerdings ist die Qualit?t der Niederdruck-Gussteile durch den Prozess-Plan, Prozess-Parameter, Schimmel-Struktur und den manuellen Betrieb und andere Faktoren, eine unangemessene Design oder unsachgem??e Bedienung der Verbindung kann dazu führen, dass Niederdruck-Gie?en M?ngel. Die Entstehung von Rissen im Aluminiumrad ist ein wichtiger Faktor, der die Produktionskosten und die Produktivit?t der Unternehmen beeinflusst. Daher ist es besonders wichtig, die Ursachen für Risse in Aluminiumr?dern aus Niederdruckguss zu er?rtern. Als n?chstes werde ich mit Ihnen in China Niederdruckgie?erei Gie?en diskutieren Aluminium Entstehung von Rissen in Fahrzeugr?dern und Ma?nahmen zu ihrer Beseitigung.

Was ist ein Niederdruckgie?rad?

Niederdruckgussr?der werden im Niederdruckgussverfahren hergestellt, das eine hohe Dichte, hohe Festigkeit und eine gute Qualit?tskontrolle gew?hrleistet. Bei diesem Verfahren wird eine flüssige Legierung bei niedrigem Druck in eine Form gespritzt, wo die Legierung abkühlt und erstarrt. Im Niederdruckgussverfahren werden R?der mit hoher Dichte, homogener Struktur, guter Festigkeit und Z?higkeit hergestellt, die für die Massenproduktion geeignet sind.

Der Produktionsprozess ist in mehrere Schritte unterteilt: Zun?chst wird die flüssige Legierung in die Form gespritzt, dann wird die Legierung abgekühlt und verfestigt, und schlie?lich wird das Rad durch W?rmebehandlung, Endbearbeitung und Lackierung fertiggestellt. Durch dieses Verfahren werden Luftblasen und Verunreinigungen reduziert, die Festigkeit und Pr?zision verbessert und die Sicherheit des Rades erh?ht.

zusammen mitSchwerkraftgussDas Niederdruckgie?en ist effizienter und erzeugt qualitativ bessere Produkte als das Niederdruckgie?en. Beim Schwerkraftgie?en flie?t das Metall durch die Schwerkraft, was zu einer ungleichm??igen Verteilung führen kann, was die Qualit?t und Sicherheit beeintr?chtigt. Beim Niederdruckguss wird der Fluss der Aluminiumlegierung durch Druck gesteuert, was die Genauigkeit und Festigkeit der R?der gew?hrleistet.

Infolgedessen gewinnen Niederdruckgussr?der in der Automobilherstellung zunehmend an Bedeutung und bieten hohe Effizienz, Qualit?t und Sicherheit.

Niederdruckgie?rad Technologievorteil und industrieller Wertumbau

?Revolution in der Pr?zisionsfertigung durch mechanische Automatisierung

Die Niederdruckgusstechnologie hat durch ein hohes Ma? an Mechanisierung und Automatisierung eine stabile Produktionskapazit?t von 10 bis 15 Stück pro Stunde erreicht, was etwa 30% über der Effizienz des traditionellen Schwerkraftgie?ens liegt. Ihr Kernprinzip ist die Verwendung von Niederdruckgas (0,02-0,08MPa), um flüssige Aluminiumlegierungen gleichm??ig in die Formhohlr?ume zu pressen, wodurch die Probleme des aufgewirbelten Gases und der oxidierten Schlacke vermieden werden, die durch das freie Flie?en der Metallflüssigkeit beim Schwerkraftgie?en entstehen. Durch die Einführung der vollautomatischen Niederdruckgie?anlage konnte die Ausbeute von 82% auf 96% gesteigert werden, w?hrend die Personalkosten um 45% gesenkt wurden. Durch die Kombination aus geschlossenem Regelkreis für die Formtemperatur und intelligenten Drucksensoren konnte die innere K?rnung des Gussteils bis auf Mikron-Ebene verfeinert werden, und die dynamische Biegewechselfestigkeit der Radnabe überstieg 1.000.000 Zyklen, was den Anforderungen an Leichtgewicht und Sicherheit von High-End-Fahrzeugen voll entspricht. Damit werden die doppelten Anforderungen an Leichtgewicht und Sicherheit von High-End-Modellen voll erfüllt.

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Interdisziplin?re Diagnose von Rissursachen in Niederdruckgie?r?dern

?Tiefgreifende Korrelation zwischen Rissmorphologie und Versagensmechanismen

Bei der Herstellung von R?dern aus Aluminiumlegierungen ist die Bildung von Rissen h?ufig das Ergebnis des Zusammenwirkens mehrerer Faktoren, wie z. B. der Materialeigenschaften, des strukturellen Designs und der Prozessparameter. Nach der bruchmechanischen Analyse k?nnen Radrisse in drei Haupttypen unterteilt werden:

1. ?Thermische Rissbildung (Erstarrungsfehler)Er tritt meist an der Speichen-Felgen-Verbindung auf und ?u?ert sich als netzartiger Riss, der sich entlang der Korngrenzen verteilt. Der Grund dafür ist, dass das verbleibende flüssige Metall zwischen dem dendritischen Skelett am Ende der Erstarrung der Schrumpfspannung nicht standhalten kann. Typische F?lle zeigen, dass die Wahrscheinlichkeit der thermischen Rissbildung um 60% steigt, wenn die lokale Abkühlungsgeschwindigkeit 4°C/s übersteigt.
2. ?Kaltrissbildung (mechanische Belastung)Der Bruch tritt in der Regel an der Wurzel des Nabenflansches auf und weist typische Spr?dbrucheigenschaften auf. Die Versagensanalyse einer Nutzfahrzeugnabe ergab, dass das erstarrte Metall, das w?hrend der Entformung im Hubrohr verblieb, das Gussteil einer Zugspannung von mehr als 200 MPa aussetzte, was direkt einen durchdringenden Riss ausl?ste.
3. ?Spannungsrisskorrosion (Wechselwirkung mit der Umwelt)In küstennahen Umgebungen mit hoher Luftfeuchtigkeit wirken Eigenspannungen in der Nabe synergetisch mit Chloridionen, so dass sich Risse langsam entlang der Korngrenzen ausbreiten. Solche Risse zeigen bei mikroskopischer Betrachtung eine ausgepr?gte dendritische Bifurkationsmorphologie.

?Systematische Analyse der wichtigsten Fracking-Faktoren

1. mechanische Verst?rkung von Konstruktionsfehlern

• ?Spannungskonzentration an scharfen EckenWenn der Radius der inneren Verrundung im Speichenübergangsbereich weniger als 3 mm betr?gt, kann der Spannungskonzentrationsfaktor (Kt) 3,5 bis 4,2 erreichen und damit die Streckgrenze der Aluminiumlegierung A356-T6 (220 MPa) weit übersteigen. Die Simulationsdaten eines Sportrads zeigen, dass nach der Optimierung des R-Winkels von 2mm auf 5mm die maximale Vergleichsspannung von 315MPa auf 185MPa reduziert wird.
• ?WanddickenmutationseffektWenn der Unterschied in der Wanddicke zwischen benachbarten Bereichen 3:1 übersteigt, kann der w?hrend des Abkühlungsprozesses erzeugte thermische Spannungsgradient die Grenze der Materialzugfestigkeit durchbrechen. Der Bruchfall einer leichten Radnabe zeigt, dass die Dicke der Felgen-Speichen-Verbindung von 8 mm auf 3 mm reduziert wurde, was zu einer lokalen Spannungsspitze von 280 MPa führte.

2) Systemisches Risiko einer Fehlanpassung der Prozessparameter

• ?Enges Zeitfenster zum Halten des DrucksHaltezeit: Eine Haltezeit von weniger als 15 Sekunden führt zu einer Unterbrechung der Schrumpfung und zur Bildung von Schrumpfungslockerungen, w?hrend eine Haltezeit von mehr als 40 Sekunden einen mechanischen Widerstand gegen die Erstarrung des Metalls im Steigrohr erzeugt. Ein Projekt-DOE-Test best?tigte, dass die Rissrate von 7,2% auf 0,8% sinkt, wenn die Haltezeit im Bereich von 25-30 Sekunden gesteuert wird.
• ?Unsachgem??e Kontrolle der FüllmengeWenn die Füllgeschwindigkeit 120 mm/s übersteigt, erh?ht sich die Wahrscheinlichkeit von turbulenten Gaswalzen im flüssigen Metall um 40%, und die mikroskopischen Defekte, die durch Gasretention gebildet werden, werden zum Ausgangspunkt der Rissbildung. Der Step-up-Prozess (anf?nglich 0,03MPa, abschlie?end 0,06MPa) kann die Füllgeschwindigkeit und das Risiko von Gasblasen wirksam ausgleichen.

3. die Herausforderungen des dynamischen Gleichgewichts beim W?rmemanagement von Formen

• ?unkontrollierbares Temperaturgef?lleWenn die Temperaturdifferenz der Form 50℃ übersteigt, überschreitet die Erstarrungsschrumpfungsdifferenzrate jeder Region des Gussteils 0,8%, was zu thermischen Rissen führt. Eine Fabrik durch die Implantation der Form Temperaturüberwachungspunkt festgestellt, dass die Temperaturschwankung in der Speiche Bereich bis zu ± 30 ℃, nach der Installation der Partition Temperaturkontrollsystem Temperaturdifferenz ist stabil innerhalb ± 5 ℃.
• ?Falsche Auswahl des KühlmediumsTraditionelle Wasserkühlung ist leicht zu einem pl?tzlichen Rückgang der Oberfl?chentemperatur der Form, die Verwendung von Aerosol gemischte Kühlung Technologie kann genau steuern, die Abkühlgeschwindigkeit von 3-8 ℃ / s, um die Abschreckung Stress durch die schnelle Abkühlung zu vermeiden.

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Ingenieurtechnische L?sungen zur Rissvermeidung

?1. optimiertes System für die Dynamik von Aufzugssystemen

• ?Rekonstruktion der KufengeometrieDer Durchmesser des Heberohrs wurde von Φ60mm auf Φ85mm vergr??ert, und mit dem 30° geneigten Kanal wurde die Durchflussgeschwindigkeit der Metallflüssigkeit auf 0,8-1,0m/s stabilisiert. Die Praxis eines Projekts zeigte, dass diese Ma?nahme die Wahrscheinlichkeit des Einfrierens des Heberohrs um 70% reduzierte.
• ?Verbesserungen der IsolierungDie Verwendung einer nanopor?sen W?rmekonservierungshülse (W?rmeleitf?higkeit ≤ 0,1 W/m-K) verl?ngert die W?rmekonservierungsdauer um 40% im Vergleich zum herk?mmlichen Keramikfasermaterial, um die Glattheit des Schrumpfkanals zu gew?hrleisten.

?2. bionischer Optimierungspfad für den Strukturentwurf

• ?Stress Flow Mapping TechnologieUmverteilung der Speichenmaterialien auf der Grundlage von Algorithmen zur Topologieoptimierung, um die Hauptbelastungsrichtung mit der Ausrichtung der Verst?rkung in Einklang zu bringen. Ein leichtes Rad hat durch diese Technik 12% an Gewicht verloren, w?hrend die Biegesteifigkeit um 18% erh?ht wurde.
• ?GradientenwechselregelDie Entwicklung einer 1:4 konischen übergangszone im Bereich der Wanddicken?nderung und das Hinzufügen von Spannungsentlastungsrillen mit einer Tiefe von 1,5 mm an der Speichenwurzel führten zu einer Reduzierung der lokalen Spannungsspitze von 295 MPa auf 175 MPa.

?3. intelligentes Temperaturkontrollsystem für die Form

• ?Gekoppelte Mehrzonen-TemperaturregelungEntwicklung eines unabh?ngigen Sechs-Zonen-Temperaturregelungsmoduls, bei dem die Felgenzone auf 320 °C (zur F?rderung der Make-up-Schrumpfung) und die Speichenzone auf 280 °C (zur Verhinderung thermischer Rissbildung) eingestellt ist. Bei der Massenproduktion eines hochwertigen Markenrads kann mit diesem System eine gleichm??ige Formtemperatur von ±3℃ erreicht werden.
• ?Dynamische KühlungsstrategieDie Luftkühlung wird zur Aufrechterhaltung der Formtemperatur w?hrend der Füllphase verwendet, und die Nebelkühlung wird zur Beschleunigung der Erstarrung w?hrend der Haltephase eingeschaltet, wodurch der gesamte Produktionszyklus um 8 Sekunden verkürzt wird.

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Praktiken der Prozessinnovation bei Ningbo Hexin

In der Zusammenarbeit mit einer deutschen Luxusmarke hat das Team von He Xin durch drei wichtige technologische Durchbrüche den Ma?stab für die Branche gesetzt:

1. ?Niederdruck-Gie?-Spinn-Verbundumformungstechnologieüberlagertes Drückverfahren im Felgenbereich, so dass die Maserung entlang des Umfangs ausgerichtet ist, erh?ht die radiale Schlagz?higkeit der Radnabe um 35%.
2. ?Gradientenheizsystem (patentierte Technologie)Die Oberfl?che der Form ist mit einer 0,2 mm dicken Titannitridbeschichtung versehen, die zusammen mit der Induktionsheizvorrichtung eine pr?zise Temperaturregelung mit einem Temperaturunterschied von ≤5℃ im Speichenbereich erm?glicht.
3. ?Plattform für digitale ProzesssimulationIntegration von MAGMAsoft und ANSYS: Durch die Integration von MAGMAsoft und ANSYS wird die Anzahl der Formversuche von 12 auf 3 reduziert, wodurch sich der Entwicklungszyklus um 60% verkürzt.

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Die Wahl der richtigen Niederdruck-Gie?radanlage

Es gibt vier Kernkompetenzen, über die ein Qualit?tsanbieter verfügen muss:

• ?Material-DatenbankAkkumulation von Zehntausenden von S?tzen von Prozessparametern und Legierungseigenschaften, die die Beziehung abbilden, schnelle Anpassung der besten Materiall?sungen
• ?Qualit?tskontrolle des gesamten ProzessesFestlegung von 12 Qualit?tskontrollpunkten von der Analyse der Barrenreinheit (Fe-Gehalt ≤ 0,15%) bis zur R?ntgenfehlererkennung (ASTM E505-Norm).
• ?flexible ProduktionSchnelles Werkzeugwechselsystem, kompatibel mit 16-24-Zoll-R?dern, Umrüstzeit <45 Minuten
• ?grüne ProduktionDie Verwertungsquote von Aluminiumsp?nen liegt bei ≥95%, der Energieverbrauch pro Produkteinheit ist um 28% niedriger als der Branchendurchschnitt.

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H?ufig gestellte Fragen und Antworten

1) Warum sind Niederdruck-Gussr?der besser für neue Energiefahrzeuge geeignet?
Seine hohe Verdichtung kann dem momentanen Drehmoment des Motors (≥3000N-m) standhalten, w?hrend das geringe Gewicht (40% Gewichtsreduktion gegenüber Stahlr?dern) die Reichweite direkt um 5%-8% verbessert.

2) Wie kann die Ursache von Rissen durch metallographische Analyse bestimmt werden?

• Thermische Rissbildung: Vorhandensein einer durchgehenden Oxidschicht an den Korngrenzen, Risse in Form eines Zickzack-Netzwerks
• Kaltbruch: der Bruch ist gerade, es sind deutliche Aufl?sungsstufen sichtbar
• Spannungskorrosion: Vorhandensein von elementarer Cl-Anreicherung an der Rissspitze (EDS-Nachweis)

3. wie wirkt sich die Lebensdauer der Form auf die Rissrate aus?
Wenn die Form für mehr als 5.000 Formzyklen verwendet wird, k?nnen Mikrorisse in der Oberfl?che zu einem Anstieg der Gussabl?sungsbest?ndigkeit von 25% führen, was eine regelm??ige Reparatur des Laserplattierens erfordert (Wiederherstellung der Oberfl?chenh?rte auf HRC 45 oder h?her).

4) In welche Richtung geht die technologische Entwicklung in Zukunft?
Künstliche Intelligenz wurde in die Prozessoptimierung eingeführt, wobei Algorithmen des maschinellen Lernens die Druckkurve in Echtzeit regulieren, mit dem Ziel, die Crackrate auf unter 0,11 TP3T zu senken und gleichzeitig die Produktivit?t um weitere 201 TP3T zu erh?hen.