Spuitgietonderdelen:hoe aluminium spuitgieten werkt

Laatst bijgewerkt op 28 april 2022 

Er zijn vele methoden die al eeuwenlang worden gebruikt voor het gieten van metalen. Sommige van deze methoden dateren van meer dan 5000 jaar oud. Een van de meest moderne en effectieve methoden is spuitgieten.

Spuitgieten is een metaalgietmethode waarbij gesmolten metaal in een vormholte wordt gegoten, zodat het stolt om de vorm van de vorm aan te nemen. Deze techniek van het vormen van metaal maakt veelzijdigheid in de grootte en vorm van onderdelen mogelijk, zelfs voor complexe vormen met interne holtes of holle secties.

Gieten is niet specifiek voor metalen, het kan ook worden gebruikt voor niet-metalen materialen zoals glas, keramiek en plastic. De meeste metalen diecasts zijn gemaakt van non-ferrometalen zoals zink, aluminium, koper, magnesium en lood. Dit artikel bespreekt de details en voordelen van aluminium spuitgieten om u te helpen het beste materiaal te kiezen voor het produceren van de gewenste aluminium onderdelen.

Aluminium spuitgieten is een van de meest gebruikte methoden die in elke belangrijke industrie worden gebruikt voor het maken van lucht- en ruimtevaart- en vliegtuigonderdelen, elektronische componenten en voertuigonderdelen, enz. Laten we meer te weten komen over hoe aluminium spuitgieten werkt.

Wat is aluminium spuitgieten?

Aluminium Die Casting is een methode voor het maken van aluminium onderdelen met een goede textuur of gladheid, een goede oppervlakteafwerking en een hoge maatvastheid. De redenen waarom aluminium wordt gebruikt voor het gieten van metaal zijn de volgende:

• Het is lichtgewicht en zeer stabiel voor complexe vormen en dunne wanden.

• Het heeft een hoge thermische en elektrische geleidbaarheid.

• Het heeft een goede corrosieweerstand.

• Het behoudt zijn sterkte bij zeer hoge temperaturen.

Van de twee basistypes van spuitgieten apparatuur en machines; de hete kamer spuitgietmachines en koude kamer spuitgietmachines, aluminium gietstukken worden verwerkt in koude kamer machines. Vanwege het behoud van de sterkte van aluminiumlegering, zelfs bij zeer hoge temperaturen, is hoge druk vereist.

Daarom wordt het gegoten metaal in een aparte oven gesmolten voordat het naar de koudekamermachine wordt gevoerd. De machine duwt vervolgens het gesmolten metaal in de mal met behulp van een plunjer onder druk.

Hoe werkt aluminium spuitgieten?

Zoals bij elk typisch spuitgietproces, omvat het gieten van aluminium ook het gieten van vloeibaar aluminium in een mal die matrijzen wordt genoemd en het in de gewenste vorm laten stollen. De spuitgietmatrijzen zijn gemaakt van ten minste twee helften om het verwijderen van gietstukken mogelijk te maken. De vorm van de matrijzen beïnvloedt de zeer complexe vormen en ingewikkelde kenmerken in het gieten. Dit is min of meer de kern van elke giettechniek.

Het aluminium spuitgietproces kan worden onderverdeeld in de volgende 9 stappen:

1. Ingots van aluminiumlegeringen worden blootgesteld aan hoge temperaturen totdat ze smelten;

2. De twee matrijshelften worden schoongemaakt en gesmeerd voordat ze aan elkaar worden geklemd;

3. De mal voor het gietstuk wordt voorbereid met behulp van twee stalen matrijzen die in de gewenste vorm zijn bewerkt en aan elkaar worden geklemd door een spuitgietpers;

4. Het gesmolten aluminium wordt vervolgens onder hoge druk in de holte geïnjecteerd, waardoor het stolt;

5. Het proces van het overbrengen van het gesmolten metaal in een kamer vóór injectie hangt af van het gebruik van een koude kamer of een hete kamer spuitgietmachine;

6. De spuitgietmachines met koude kamer worden gebruikt voor het gieten van legeringen met hoge smeltpunten zoals aluminium, magnesium, enz. Daarom wordt het gieten van aluminium gedaan met behulp van een machine met een koude kamer waarin het gesmolten metaal in het gietstuk wordt gegoten in plaats van te worden gepompt door hydraulische cilinders;

7. Het hete gietstuk laat men afkoelen en stollen. Het gesmolten metaal vult de matrijsholte om de gewenste vorm van het matrijsontwerp aan te nemen;

8. De twee matrijshelften worden gescheiden en het gietstuk wordt uitgeworpen;

9. Ten slotte wordt het overtollige materiaal dat aan het aluminium gietstuk is bevestigd, bijgesneden via secundaire bewerkingen zoals zagen, snijden, enz.

Aluminiumgieten is een van de snelste en meest nauwkeurige spuitgietprocessen onder hoge druk. De teruggewonnen aluminium matrijs is goed gestructureerd, heeft een hoge hardheid, goede corrosieweerstand en vereist minimale oppervlakteafwerking. De stalen matrijzen zijn herbruikbaar in tegenstelling tot de zandgegoten mallen en daarom is het gieten van aluminium de meest haalbare methode voor de productie van grote hoeveelheden aluminium onderdelen.

Aluminiumlegeringsmateriaal voor spuitgietonderdelen

De meest gebruikte legeringen voor aluminium spuitgieten zijn A360, A380, A383 en A413. Elk heeft zijn eigen voordelen en daarom hangt de keuze van de legering af van de ontwerpvereisten. Enkele eigenschappen van deze legeringen zijn samengevat in de onderstaande tabel.

Vereist aluminium spuitgieten nabewerking?

Zodra een gietsel uit de mal is verwijderd , het vereist nog steeds een afwerking om de esthetiek en functionele eigenschappen van het onderdeel te verbeteren. Deze afwerkingen kunnen het onderdeel glans geven, een hoge corrosieweerstand veroorzaken, weerstand tegen slijtage vergroten of beschermen tegen blootstelling aan het milieu.

Een aluminium matrijs vereist echter minimale of helemaal geen afwerking omdat het al een zeer goede oppervlakteafwerking heeft volgens gietnormen. De kleine onvolkomenheden op het oppervlak kunnen gemakkelijk worden aangepakt door te schuren, waarbij een schurend materiaal zoals zand wordt gebruikt om het oppervlak glad te maken.

Andere afwerkingsprocessen zoals kogelstralen en poedercoaten kunnen ook op het metalen onderdeel worden uitgevoerd om de slijtvastheid te verbeteren en respectievelijk een beschermende coating toe te voegen.

Voordelen van aluminium spuitgietonderdelen

Aluminiumgieten is een van de meest geprefereerde gietprocessen over de hele wereld. Het is het beste economische alternatief voor andere processen. Enkele van de belangrijkste redenen waarom aluminium spuitgietonderdelen uitzonderlijk goed zijn, zijn de volgende:

-Aluminium is een lichtgewicht legering en maakt het mogelijk om lichtgewicht onderdelen te maken zonder afbreuk te doen aan hun sterkte

-Het heeft de veelzijdigheid om dunwandige, eenvoudige of complex gevormde onderdelen met goede precisie te produceren

-Gegoten aluminium onderdelen zijn goed gestructureerd of glad, afhankelijk van de vereisten

-Omdat het proces erg snel is, kunnen tienduizenden onderdelen worden geproduceerd in minder tijd en kosten

-Deze massaproductie is zeer kosteneffectief in tegenstelling tot andere spuitgietprocessen

-De onderdelen zijn zeer corrosiebestendig en zijn uitstekende geleiders van warmte en elektriciteit

Aluminium spuitgieten versus zandgieten versus vacuüm spuitgieten

Bepalen welke gietmethode moet worden gebruikt, hangt af van de ontwerpkenmerken die voor een specifiek onderdeel vereist zijn. Er zijn verschillende soorten gietmethoden die elk hun eigen unieke voordelen van injectiesystemen hebben, zoals aluminium spuitgieten, zandgieten en vacuüm spuitgieten.

Aluminium spuitgieten

Aluminium spuitgieten omvat de snelle injectie van aluminium in de vormholte onder hoge druk. Het hele proces is zeer efficiënt en snel, waardoor het ideaal is voor productie van grote volumes. Het gietstuk heeft een goede oppervlakteafwerking en vereist minimale afwerking. Vanwege zijn lichtgewicht heeft aluminium algemeen de voorkeur voor het maken van dunwandige onderdelen zonder afbreuk te doen aan hun sterkte.

Aluminium heeft een hoog smeltpunt, het wordt verwerkt in een koude kamer spuitgietmachine. Door injectie onder hoge druk kan het gietstuk echter worden onderworpen aan insluiting van gas, wat porositeit veroorzaakt.

Zandgieten

Zandgieten omvat het gieten van gesmolten metaal in zandvormen zonder enige druk uit te oefenen. Het is de oudste en meest gebruikte goedkope gietmethode voor het maken van blanks of complexe onderdelen zoals motorblokken, krukassen en cilinderkoppen voor auto's. Omdat de zandvorm wordt weggestraald om het gietstuk eruit te halen, is dit een zeer langzaam proces en niet geschikt voor bulkproductie.

Vacuüm spuitgieten

Vacuüm spuitgieten is een geavanceerde gietmethode waarbij vacuüm wordt gebruikt om de vloeistof in de mal te trekken. Het maakt het mogelijk om het opsluiten van lucht in de holte te voorkomen en opgeloste gassen te verwijderen die porositeit op het oppervlak van het onderdeel veroorzaken.

Vacuüm spuitgieten maakt het gieten van dunne secties met een goede oppervlakteafwerking mogelijk, wat de mechanische eigenschappen van het gietstuk verbetert en de noodzaak voor extra bewerkingen voor afwerking vermindert. De afdichtingsstructuur van de mal is echter complex en de kosten van het hele proces zijn hoog.

Ontwerptips voor het gieten van aluminium onderdelen

Voor het verkrijgen van de beste resultaten van aluminium spuitgietonderdelen moet men rekening houden met enkele belangrijke factoren.

Materiaalselectie

Zoals hierboven besproken, zijn er verschillende legeringen van aluminium in de handel verkrijgbaar. Op basis van uw ontwerpvereisten kunt u kiezen uit de legeringen, rekening houdend met eigenschappen zoals hardheid, sterkte, geleidbaarheid, smeltpunt, vloeibaarheid en drukdichtheid, enz. Men moet zeer voorzichtig zijn met hun materiaalkeuze om de gewenste eigenschappen te bereiken in hun metalen onderdelen.

Bewerkingsvergoeding

Om ervoor te zorgen dat het gietstuk zijn eigenschappen behoudt en een uniforme dichtheid heeft, moet men voldoende bewerkingstoegift aanhouden. Bewerkingstoeslag is de verwijderbare voorraad van een afgewerkt gegoten onderdeel. Een te kleine toeslag veroorzaakt defecten aan het oppervlak van de metalen onderdelen, terwijl een te grote toeslag de doorlooptijd van het proces verlengt. Daarom is een evenwichtige hoeveelheid belangrijk voor een optimaal resultaat.

Krimp tijdens ontwerp

Krimp is een belangrijke ontwerpoverweging in elk productieproces. Elk materiaal, ook metaal, krimpt tijdens het koken of stollen. Aangezien dikkere delen de neiging hebben om meer te krimpen dan dunnere delen, kan men overwegen om dunnere delen onderdeel van hun ontwerp te maken om poreuze en oneffen oppervlakken te voorkomen.

Muurdikte

Het verkrijgen van een uniforme dikte van de gegoten aluminium onderdelen is erg lastig. Dunwandige gietstukken zijn erg in trek omdat ze lagere materiaalkosten hebben en het onderdeel lichtgewicht maken. Een lichte onbalans in de uniformiteit van de dikte van dunwandige onderdelen kan echter de sterkte van het onderdeel beïnvloeden.

Deelsterkte

Zoals eerder besproken, liggen verschillende legeringen van aluminium op een duidelijk spectrum van sterkte. Daarom moeten de legeringen zorgvuldig worden geselecteerd op de vereiste sterkte van het onderdeel. Een andere factor die de sterkte van het onderdeel beïnvloedt, is de spuitgiettechniek. Over het algemeen is vacuümgieten een uitstekende optie om de sterkte van het onderdeel te verbeteren en de porositeit van het oppervlak te minimaliseren.

Montageproces

Het is belangrijk om de montage van de onderdelen correct te plannen om eventuele tekortkomingen in het ontwerp van het gietstuk te voorkomen. Omdat de assemblage van eenvoudige ontwerpen verschilt van complexe ontwerpen, is het beter als het benodigde assemblageproces correct wordt geïdentificeerd en gepland.

Ontwerpuiterlijk

Op basis van de vereisten van het uiterlijk van een gegoten onderdeel, als de esthetiek van het onderdeel ertoe doet, kan men afwerkingsprocessen uitvoeren zoals galvaniseren, kogelstralen of zandstralen. Deze technieken verbeteren het uiterlijk van het onderdeel zonder afbreuk te doen aan de duurzaamheid en eigenschappen.

Conclusie

Aluminium spuitgieten is een zeer haalbare, kosteneffectieve en zeer nauwkeurige gietmethode voor de bulkproductie van complexe onderdelen. De materiaalkeuze en de manier van gieten is afhankelijk van de gewenste ontwerpkenmerken. Daarom moet men alle aspecten overwegen en effectief plannen om optimale resultaten te bereiken.

WayKen biedt spuitgietdiensten voor elke klant om problemen met aluminium spuitgieten op te lossen. Als u metalen onderdelen (bijv. aluminium onderdelen) of productprojecten heeft, neem dan gerust contact met ons op met ons ervaren team.

Veelgestelde vragen

Hier zijn antwoorden op enkele van uw meest gestelde vragen over aluminium spuitgieten.

1. Is aluminium geschikt voor spuitgieten?

Ja, aluminium heeft een hoge elektrische en thermische geleidbaarheid en is bestand tegen corrosie. Zijn lage dichtheid en goede mechanische en thermische eigenschappen maken het een goede legering voor spuitgieten.

2. Hoe sterk is gegoten aluminium?

Gegoten aluminium, hoewel niet zo sterk als gegoten staal, is erg sterk en duurzaam in vergelijking met gegoten zand en gegoten magnesium of zink.

3. Kan staal worden gegoten?

Ja. Het is echter een ferrometaal en bevat ijzer waardoor het niet bestand is tegen corrosie en daarom niet de voorkeur heeft.