Enhancing side die resistance to thermal shock in automotive casting: a comparative study of FCD550 and SKD6 materials

• Published in: Eastern-European journal of enterprise technologies Vol. 3; no. 12 (129); pp. 46 - 55
• Main Authors: Patria, Herry, Susanto, Iwan, Belyamin, Belyamin, Kamal, Dianta Mustofa
• Format: Journal Article
• Language: English
• Published: 28.06.2024
• ISSN: 1729-3774; 1729-4061
• DOI: 10.15587/1729-4061.2024.306615

Enhancement of side die resistance to thermal shock in mold disc car applications was achieved by substituting FCD550 material with SKD6 material. The primary issue addressed is the cracking of side dies due to thermal shock induced by an accelerated production process, leading to production halts and failure to meet large customer orders. The study aims to identify a material that can better withstand thermal shock than FCD550, thereby improving the durability of side dies and the overall productivity of the manufacturing process. The research involved direct production experiments, analyzing the materials FCD550 and SKD6, evaluating die characteristics, and assessing finished product attributes before and after material changes. Laboratory tests and machine-setting trials were conducted, varying production processes and assessing the results. The findings indicate that SKD6 is significantly more resistant to thermal shock than FCD550 in mold disc car applications. The study compared the strength of side die materials using data sheets and adjusted setting parameters under existing cooling conditions. Experimentation involved altering the standard temperature from 520 °C–545 °C to 532 °C–538 °C and reducing the soaking time from a minimum of 270–540 seconds to 332 seconds. This reduced soaking time from 69 seconds to 46 seconds and aging time from 190 seconds to 180 seconds, increasing casting productivity from 194,870 pieces/28 days to 213,311 pieces/28 days across seven machines, thereby fulfilling the customer’s requirement of 200,000 pieces/28 days without side die cracks. Durability testing on five product samples according to TSD5605G standards confirmed the quality as meeting customer specifications Підвищення стійкості бокових матриць до термічного удару в машинах із прес-формами було досягнуто шляхом заміни матеріалу FCD550 матеріалом SKD6. Основною проблемою, яку розглядають, є розтріскування бічних матриць через термічний удар, спричинений прискореним виробничим процесом, що призводить до зупинки виробництва та невиконання великих замовлень клієнтів. Дослідження спрямоване на визначення матеріалу, який може краще протистояти термічному удару, ніж FCD550, тим самим підвищуючи довговічність бічних матриць і загальну продуктивність виробничого процесу. Дослідження включало прямі виробничі експерименти, аналіз матеріалів FCD550 і SKD6, оцінку характеристик матриці та оцінку характеристик готового продукту до та після зміни матеріалу. Були проведені лабораторні випробування та випробування налагодження машин, варіювання виробничих процесів та оцінка результатів. Отримані дані свідчать про те, що SKD6 є значно стійкішим до термічного удару, ніж FCD550 у машинах із прес-формами. Дослідження порівнювало міцність матеріалів бічних матриць за допомогою таблиць даних і скоригованих параметрів налаштування в існуючих умовах охолодження. Експеримент передбачав зміну стандартної температури з 520–545 °C до 532–538 °C і скорочення часу замочування з мінімум 270–540 секунд до 332 секунд. Це скоротило час замочування з 69 секунд до 46 секунд і час витримки зі 190 секунд до 180 секунд, підвищивши продуктивність лиття з 194870 штук/28 днів до 213311 штук/28 днів на семи машинах, таким чином задовольняючи вимоги замовника щодо 200000 штук/28 днів без бічних тріщин. Випробування на довговічність п'яти зразків продукції відповідно до стандартів TSD5605G підтвердили, що якість відповідає вимогам замовника