Герметизация пористости осуществляется методом вакуумной пропитки. Вакуумная пропитка является предпочтительным процессом OEM, который герметизирует пористость и пути утечки в металлических отливках, спеченных металлических деталях и электрических отливках, которые образуются в процессе литья или формования. Вакуумная пропитка предотвращает пористость литья (явление, которое возникает в процессе изготовления литья под давлением и позволяет производителям использовать детали, которые в противном случае были бы утилизированы) [1]
Пористость возникает естественным образом и встречается в большинстве материалов. В металлических отливках под пористостью обычно понимают любую пустоту, обнаруженную в отливке. Пористость отливки может быть вызвана образованием газа или затвердеванием, когда металл переводится из жидкого состояния в твердое состояние. Эта пористость может варьироваться от субмикронных до пустот более 10 мм, в зависимости от отливки.
Дефекты литья, вызванные пористостью, могут повлиять на структурную целостность детали, создав точку отказа. Пористость также может препятствовать герметичности детали. Это повлияет на производительность, если деталь предназначена для удержания газов или жидкостей. [2]
Стандарты процесса
Вакуумная пропитка регулируется военными стандартами MIL-I-17563C и MIL-STD-276A, а также многочисленными собственными спецификациями и спецификациями клиентов. MIL-I-17563 проверяет пропиточный герметик. MIL-I-17563C демонстрирует, что герметик совместим с применением и что герметик не будет разрушаться или выходить из строя в течение всего срока службы детали. MIL-STD-276A проверяет процесс пропитки. MIL-STD-276A устанавливает стандарты обработки для герметизации деталей и эффективности процесса тестирования. [3]
Процесс
Процесс вакуумной пропитки закрывает внутренние каналы утечки, чтобы сделать их герметичными и пригодными для использования. В процессе герметизации отливок от пористости детали будут обрабатываться на следующих четырех станциях:
- Камера пропитки: оператор запечатывает камеру и создает вакуум. Это позволит удалить воздух из пористости и утечки в стенке отливки. Затем детали будут покрыты герметиком и приложено избыточное давление. Для проникновения герметика в поры потребуется больше энергии, чем для удаления воздуха. Затем оператор сбросил давление и осушил камеру.
- Извлечение излишков герметика: оператор удаляет излишки герметика под действием силы тяжести, вращения или центробежной силы.
- Станция промывки / ополаскивания: оператор смывает остатки герметика с внутренних проходов, кранов, карманов и элементов детали.
- Станция полимеризации: оператор полимеризует пропитанный герметик в месте утечки. [4]
Перед окончательной сборкой необходимо произвести вакуумную пропитку. В частности, для металлических отливок вакуумная пропитка должна выполняться после окончательной обработки. Окончательная обработка может обнажить любую пористость, создавая путь утечки. Эти пути могут вызвать утечку жидкостей и газов из отливки, что сделает ее непригодной для использования. [5]
Общие приложения
Пористость присуща большинству производственных процессов. Пористость считается дефектом только в том случае, если она взаимосвязана и создает путь утечки, который может повлиять на структурную целостность и производительность детали. Вакуумная пропитка закрывает пористость и пути утечки по следующим причинам.
Уплотнение путей утечки
Это основная причина, по которой вакуумная пропитка используется на любых материалах: литье под давлением, порошковый металл, пластик, жгуты проводов. Вакуумная пропитка предотвращает утечку жидкостей или газов, герметизируя пористость и пути утечки. Если пути утечки не загерметизированы, из детали могут вытекать жидкости или газы.
Улучшить обрабатываемость
Пропитка используется для улучшения обрабатываемости при порошковой металлургии . Вспомогательные операции на станке, такие как сверление, нарезание резьбы или резание, являются лишь незначительно успешными, потому что пустоты между частицами вызывают вибрацию инструмента, снижая срок службы инструмента и качество отделки. Вакуумная пропитка стабилизирует и поддерживает отдельные гранулы металлического порошка во время обработки. Вакуумная пропитка улучшает обрабатываемость, делая ее более эффективной, устраняя вибрацию инструмента и улучшая качество обработки.
Запретить коррозию
При нанесении покрытия детали погружают в растворы кислот. Остаточная кислота может проникнуть в пористость, что вызовет коррозию. Герметизация компонентов перед нанесением покрытия предотвращает коррозию.
Улучшение вторичной отделки
Пористость может поглощать масла, жидкости, жидкости для удаления заусенцев, очистители для предварительного покрытия и кислоты. Если не загерметизировано, то любые газы или жидкости могут повлиять на отделку из-за дегазации или утечки. Герметизация путей утечки перед вторичной отделкой устранит любой режим отказа, который может развиться из-за выделения газа, химической совместимости или утечки из предварительных обработок.
Повышение целостности деталей
Вакуумная пропитка может использоваться для нарушения целостности деталей аддитивного производства . Деталь аддитивного производства не такая плотная и, следовательно, не такая прочная, как деталь, изготовленная с использованием традиционных производственных процессов. Для упрочнения материала можно использовать вакуумную пропитку. По мере того, как герметик для вакуумной пропитки затвердевает внутри перфорационных отверстий, он создает связь между слоями детали. Это усиливает деталь за счет увеличения плотности.
Общие материалы
Производство добавок
Детали, созданные в процессе аддитивного производства , подвержены той же пористости, что и детали, созданные более традиционными методами. Пористость присуща свойствам материала и технологии. Двумя основными материалами, которые герметизируют вакуумной пропиткой, являются пластик и спеченный металл. [6]
Литье под давлением
Отливки под давлением и отливки в постоянные формы обычно содержат внутреннюю пористость. Эта пористость обычно локализована в самых глубоких поперечных сечениях детали и не распространяется на внешнюю оболочку. Однако, если деталь также подвергается механической обработке, внутренняя пористость будет обнажена, и деталь будет протекать под давлением. Обработанные отливки под давлением, которые должны удерживать жидкости (впускные коллекторы, соединители охлаждающей жидкости, корпуса трансмиссии, корпуса насосов и гидравлические компоненты), обычно герметизируются на весь срок службы с использованием акриловых смол. Поскольку герметик находится внутри детали, внешние размеры и внешний вид детали не изменяются.
Электроника
В этих деталях металлические штыри и провода заделаны в пластиковый корпус. Когда детали нагреваются во время производства или нормального использования, пластик и металл расширяются с разной скоростью. Это расширение создает микроскопические пустоты между материалами. Хотя эти пути утечки неизбежны, они могут вызвать выход из строя, если не загерметизированы. [7]
Порошковая металлургия
Компоненты порошковой металлургии (ПМ) герметичны по четырем основным причинам.
Во-первых, детали из PM герметизированы для предотвращения утечки жидкостей или газов под давлением. Применения PM для сжатого воздуха, топливоподачи или гидравлических корпусов широко распространены и эффективны; однако сначала они должны быть запечатаны. Если не загерметизировано, из детали будут вытекать жидкости или газы. Герметизация деталей не изменит размерные или функциональные характеристики компонента.
Детали из PM герметизируются перед нанесением покрытия, чтобы уменьшить внутреннюю коррозию . Операции по нанесению покрытия обычно включают погружение деталей в кислотные растворы. После нанесения покрытия остаточная кислота внутри детали может вызвать коррозию и / или помешать приемлемой отделке покрытия. Решение этой проблемы - заделать внутренние пустоты перед нанесением покрытия. Как объяснялось выше, пористость насыщается мономером и затем полностью смывается с поверхности. Смола превращается в прочный полимер. Таким образом, открытая поверхность металла может быть покрыта гальваническим покрытием, в то время как внутренние пространства герметичны.
Металлический порошок также пропитывается для повышения ремонтопригодности. Детали из PM, как правило, трудно обрабатывать, а некоторые составы не поддаются механической обработке без повреждения режущего инструмента. Вторичные операции на станке, такие как сверление, нарезание резьбы или резание, ухудшаются, поскольку пустоты между частицами вызывают вибрацию инструмента, снижая срок службы инструмента и ухудшая качество отделки. Вакуумная пропитка стабилизирует и поддерживает отдельные гранулы металлического порошка во время обработки. Это улучшает обрабатываемость, делая ее более эффективной, устраняя вибрацию инструмента и улучшая качество обработки.
Пористый металлический порошок поглощает масла, жидкости, жидкости для удаления заусенцев, очистители для предварительного покрытия и кислоты. Если пористость не закрыта, жидкости могут вытекать и отрицательно повлиять на отделку. Герметизация пористости перед вторичной отделкой устранит любой режим отказа, который может развиться из-за вытекания из предварительной обработки. [8]
Рекомендации
- ^ Шанц, Том. «Основы вакуумной пропитки» (PDF) . Проверено 1 ноября 2012 года . CS1 maint: обескураженный параметр ( ссылка )
- ^ Ральф, Ферсмольд. «Какой размер пористости может герметизировать вакуумная пропитка?» . Прожектор Металл . Проверено 14 сентября 2018 . CS1 maint: обескураженный параметр ( ссылка )
- ^ «Проверка совместимости герметика с вакуумной пропиткой и эффективности процесса пропитки» (PDF) . Инженер по литью под давлением : 8-10. Сентябрь 2019 г.
- ^ Марин, Энди. «Постоянные достижения в системах вакуумной пропитки» (PDF) . Управление литейным производством и технологии . Проверено 16 марта 2018 . CS1 maint: обескураженный параметр ( ссылка )
- ^ «Когда пылесосить пропитку отливок» . Обработка производства .
- ^ «Руководство по герметизации аддитивного производства пористости» . Прожектор Металл . Проверено 7 апреля 2020 . CS1 maint: обескураженный параметр ( ссылка )
- ^ «Три причины герметизировать электронику вакуумной пропиткой» . godfreywing.com .
- ^ «Четыре причины герметизировать детали из порошкового металла» . Журнал "Ковка" . Журнал "Ковка" . Дата обращения 3 мая 2020 . CS1 maint: обескураженный параметр ( ссылка )