Dingen die u moet weten over metaalgieten

In de loop van de geschiedenis is metaalgieten gebruikt om alles te maken, van zwaarden tot windturbines, en tegenwoordig is het een van de meest waardevolle en veelzijdige methoden voor het maken van hoogwaardige metalen onderdelen.

Wat is metaalgieten?

Metaalgieten is een fabricageproces / delicaat proces waarbij gesmolten vloeibaar metaal in een mal wordt gegoten.

De binnenstructuur van de mal wordt gecombineerd met een negatieve indruk van het onderdeel dat wordt gemaakt, dus wanneer het gesmolten metaal afkoelt en stolt in de mal, vormt het de vorm van het uiteindelijke onderdeel. Het afgewerkte onderdeel wordt dan uit de mal gehaald.

Er zijn verschillende soorten metaalgietwerk, elk met zijn eigen specifieke voordelen, afhankelijk van het toepassingsgebied. Patronen, mallen en vultechnieken kunnen sterk variëren tussen deze verschillen.

Hoewel het een veelzijdig proces is om metaal te gieten, zijn het gieten van onderdelen onderhevig aan bepaalde ontwerpbeperkingen, en ingenieurs moeten rekening houden met de krimp van metaal tijdens de koelfase.

Het proces van metaalgieten

Het centrale metaalgietproces omvat het opwarmen en gieten van het metaal in een mal, nadat het is afgekoeld en gestold, waarna het afgewerkte onderdeel uit de mal wordt verwijderd. In veel voorkomende gevallen zijn er meer fasen in het proces en werken verschillende metaalgietprocessen in verschillende benaderingen.

Stappen variëren voor verschillende castingvarianten, terwijl sommige helemaal worden weggelaten.

1. Het patroon maken: Een patroon is een noodzakelijke stap voor het meeste metaalgieten en een duplicaat van het laatste onderdeel is de sleutel om de mal te maken. Patronen kunnen permanent of flexibel zijn, omdat het materiaal ervan meestal was, hout en plastic is.

2. De kern maken: Een kern is nodig voor het gieten van holle onderdelen, een massief stuk materiaal dat in de vormholte wordt geplaatst en dat de inwendige geometrie van een gegoten onderdeel vormt. (Een cilindrische kern in een grotere cilindrische mal zal bijvoorbeeld een buisvormig gegoten onderdeel produceren.)

3. De mal maken: Matrijzen worden op verschillende manieren gemaakt, afhankelijk van de beoogde toepassing. Zo kunnen permanente metalen mallen worden gemaakt met behulp van een CNC-machine, terwijl zandmallen worden gemaakt door een zandmengsel aan de buitenkant van een patroon aan te brengen. Het vervaardigen van mallen staat bekend als matrijzenbouw en is een specialistische discipline.

4. De mal vullen: Verwarm het metaal tot het smelt en giet het vervolgens in de vorm. Bij zwaartekrachtgieten, bijvoorbeeld, giet het gesmolten materiaal naar beneden in de holte, het wordt onder hoge druk in de holte gedrukt, met hoge klemkrachten is het nodig om de matrijs vast te houden, bij hogedrukspuitgieten.

5. Het onderdeel verwijderen: Nadat het gietstuk is afgekoeld en gestold, verwijdert u het uit de mal. Voor processen zoals zandgieten moet de mal worden vernietigd om bij het onderdeel binnenin te komen; voor permanente mallen worden de twee helften van de metalen mal uit elkaar getrokken en zijn ze weer klaar voor gebruik.

6. Nabewerking: Gegoten metalen onderdelen moeten mogelijk worden schoongemaakt, bijvoorbeeld om resten van de mal te verwijderen, of andere nabewerkingsstappen voordat ze klaar zijn voor gebruik.

Kracht van metaalgieten

Er zijn veel goede redenen om metaalgieten te verkiezen boven andere metaalbewerkingsopties zoals smeden of CNC-bewerking . Enkele van de belangrijkste voordelen van metaalgieten zijn:

Kan enorme en zware onderdelen produceren

Kan zeer dikwandige onderdelen produceren

Geschikt voor grote onderdelen uit één stuk (in plaats van geassembleerde componenten)

Uitstekende draageigenschappen

Ideaal voor sommige lichte legeringen

Materiaalveelzijdigheid

Beperkingen van metaalgieten zijn onder meer onvermijdelijke defecten, beperkte maatnauwkeurigheid, arbeidsintensiviteit en doorgaans hoge minimale bestelhoeveelheden.

De belangrijkste soorten metalen gietstukken

Spuitgieten

Deze matrijzengietvorm is een van de belangrijkste soorten gietstukken die worden gebruikt voor het vervaardigen van complexe kunststof matrijzen, waarvan er twee gebruik maken van herbruikbare gereedschapsstalen vormgereedschappen. Cavity, waardoor ingenieurs onderdelen met fijne details kunnen vervaardigen.

De kosten voor het maken van op maat gemaakte mallen zijn hoog, waardoor het proces vaker voorkomt bij massaproductie. Eenmaal vervaardigd, kunnen deze mallen echter meerdere keren worden gebruikt. Spuitgietstukken hebben vaak een uitstekende oppervlakteafwerking.

Zowel aluminium spuitgieten als magnesium spuitgieten worden veel gebruikt voor hoogwaardige onderdelen.

Zwaartekrachtgieten

Net als spuitgieten is zwaartekrachtgieten een methode om metaal te gieten met behulp van herbruikbare metalen mallen. Zwaartekrachtgieten is echter afhankelijk van de zwaartekracht om vloeibaar metaal van boven naar beneden door de mal te bewegen, in plaats van druk. De mal moet voor het eerste gieten worden voorverwarmd en is meestal gemaakt van gietijzer vanwege de lage thermische vermoeidheid.

Beleggingscasting

Investeringsgieten, ook wel verloren was gieten genoemd, is een manier om metaal te gieten met behulp van een betaalbaar patroon en mal:beide items worden vernietigd tijdens het gietproces (hoewel de gesmolten was vaak opnieuw kan worden gebruikt).

Net als zwaartekrachtgieten, krijgt investeringsgieten een geschiedenis van duizenden jaren. Tijdens het gietproces van verloren was wordt een patroon gemaakt van was of een gelijkwaardig materiaal — soms met de hand, soms met een 3D-printer van hars — voordat een vuurvast materiaal in het patroon wordt gegoten om de mal te maken.

De investering is om een ​​keramische laag rond het model aan te brengen, die vervolgens wordt gebruikt als mal voor gesmolten metaal. Deze keramische laag wordt verwijderd in een proces dat peeling wordt genoemd.

Zandgieten

Zandgieten is een eenvoudige, eeuwenoude methode van metaalgieten die goedkoper is dan alternatieve technieken. Het gebruikt zand (vermengd met bindmiddelen zoals klei) als malmateriaal en de mal is bestand tegen hoge temperaturen.

Bij het zandgietproces wordt het model ondergedompeld in het zand in een speciale doos die een kolf wordt genoemd. Door zand rond het model te verdichten, kan een mal worden gemaakt en kan er gesmolten metaal in worden gegoten.

Het zand dat in het metaalgietproces wordt gebruikt, kan groen zand (natte klei) of luchthardend zand (droog zand met lijm) zijn.

Andere gietprocessen

Er zijn nog tientallen andere metaalgietprocessen die worden gebruikt bij de productie, waaronder leemgieten en schaalgieten - beide vervangbare vormprocessen - en permanente vormprocessen zoals centrifugaalgieten en continugieten.