Дослідження та оптимізація дефектів лиття підставки прицільної планки АК47 при литті по моделям, що витоплюються

Анотація

Університет Волега, Ефіопія

Процес лиття за моделями, що витоплюються, - це метод виробництва багатьох важливих компонентів і деталей, які мають багато промислових і комерційних застосувань. Сьогодні всі високоточні компоненти медичної, оборонної, автомобільної та інших галузей промисловості виробляються за допомогою цього процесу. При литті даним способом можуть виникати різні дефекти, такі як: тріщини, пористість, гарячий розрив, усадка, усадка тощо. Це відбувається через погану конструкцію литників та стояку, а також неправильного вибору технологічних параметрів процесу. Відливання підставки прицільної планки є складним завданням через складну геометрію та наявність тонких стінок. Для таких компонентів зі складною геометрією такі дефекти, як гарячий розрив, усадкова пористість тощо, є поширеними і потребують вирішення. Причини їх виникнення досліджено за допомогою дослідного спостереження, групового обговорення та неруйнівного тестування. З досліджень було вибрано високий відсоток дефектів і впливові параметри на основі методу причинно-наслідкових діаграм. Оптимізація параметрів процесу, таких як заповнюваність форми та температури заливки, проаналізовано за допомогою програмного забезпечення ProCast. Моделювання містить аналіз методом скінченних елементів, моделювання течії рідини та затвердіння металу за різної температури заливки та розмірів литникової системи для прогнозування усадкової пористості та імовірності утворення гарячих тріщин. З результату моделювання підібрано оптимальну температуру заливки і розмірів литникової системи. Для оптимізованої довжини 17 мм cпоcтерігалося 0 % дефектів гарячого розриву та 0,669 % дефектів усадкової пористості. Оптимізована температура заливки становила 1630 0C для виробництва базових компонентів задньої частини деталі обраним способом лиття. Для отримання довжини 17 мм з оптимізованою температурою заливки, усадочну пористість було зменшено на 40,93 %, а гарячі тріщини зменшено на 9,4 %, порівняно з попередньою схемою (температура заливки 1580 0C, довжина живильника 15 мм).

Список літератури

1. R. L. Wood (1960). Progress in investment casting. Metall. Rev., vol. 5, no. 1, pp. 119–135, doi: 10.1179/mtlr.1960.5.1.119.
2. O. Of, P. Parameters, C. Through, and T. Method. (2018). “ET97 / 01 AK-47 REAR SIGHT BASE USING INVESTMENT CASTING THROUGH TAGUCHI METHOD ET97 / 01 AK-47 REAR SIGHT BASE USING INVESTMENT,” vol. 1, no. June, 2018.
3. M. Di Foggia and D. M. D. Addona. (2013). Identification of critical key parameters and their impact to zero-defect manufacturing in the investment casting process, Procedia CIRP, vol. 12, pp. 264–269, doi: 10.1016/j.procir.2013.09.046.
4. R. Chandrasekaran, R. D. S. G. Campilho, and F. J. G. Silva. (2019). Reduction of scrap percentage of cast parts by optimizing the process parameters. Procedia Manuf., vol. 38, pp. 1050–1057, doi: 10.1016/j.promfg.2020.01.191.
5. No Title..
6. M. Raza. (2015). PROCESS DEVELOPMENT FOR INVESTMENT CASTING OF THIN-WALLED COMPONENTS.
7. R. T. Patil. (2015). Causes of Casting Defects with Remedies, vol. 4, no. 11, pp. 639–644..
8. S. Shamasundar, D. Ramachandran, and N. S. Shrinivasan, “COMPUTER SIMULATION AND ANALYSIS OF”.
9. P. G. Panchal, S. J. Joshi, and N. D. Ghetiya. (2015). Design and Analysis of Gating and Risering System for Casting of Ball Valves, Nirma Univeristy J. Eng. Technol., vol. 4, pp. 1–5.
10. P. H. Huang and C. J. Lin. (2015). Computer-aided modeling and experimental verification of optimal gating system design for investment casting of precision rotor, Int. J. Adv. Manuf. Technol., vol. 79, no. 5–8, pp. 997–1006, doi: 10.1007/s00170-015-6897-5.
11. P. H. Huang and W. J. Huang. (2018). Preventing shrinkage defects in investment casting of SUS310 stainless steel feather keys, IOP Conf. Ser. Earth Environ. Sci., vol. 186, no. 2, doi: 10.1088/1755-1315/186/2/012001.
12. J. Fischer-bühner. (2007). Advances in the Prevention of Investment Casting Defects Assisted by Computer Simulation CESAL, Fischer-Buhner, no. May, pp. 149–172.
13. V. Bijagare and V. Deulgaonkar. (2015). Modeling and Finite Element Analysis for a Casting Defect in Thin- Wall Modeling and Finite Element Analysis for a Casting Defect in Thin- Wall Structures, no. April.
14. V. Bijagare and V. Deulgaonkar. (2015). Modeling and Finite Element Analysis for a Casting Defect in Thin- Wall Modeling and Finite Element Analysis for a Casting Defect in Thin- Wall Structures, no. April.
15. A. Juriani. (2015). Casting Defects Analysis in Foundry and Their Remedial Measures with Industrial Case Studies, vol. 12, no. 6, pp. 43–53, doi: 10.9790/1684-12614354.
16. C. Zhang, A. Boley, N. Faleev, D. J. Smith, and C. B. Honsberg. (2018). Investigation of Defect Creation in GaP / Si ( 001 ) Epitaxial Structures Investigation of defect creation in GaP / Si ( 0 0 1 ) epitaxial structures, J. Cryst. Growth, vol. 503, no. October, pp. 36–44, doi: 10.1016/j.jcrysgro.2018.09.020.