Metaal Solidificatie Uitgelegd: Van Smelten tot Gieten

Metaal Solidificatie is het complete transformatieproces van een vloeistof naar een vast stof en de basis van giettechnologie, waaronder smelten, gieten, en opnieuw solidificeren van een metaal of metaallegering in een vorm om een eindproduct te produceren.

1. Smelten

Het gietproces begint met het verwarmen van een metaallegering in een smeltingtot het smelt. Verhit metaal wordt vloeibaar wanneer het smeltpunt bereikt is. Het smeltpunt van metaal hangt af van het type metaal of legering. Bijvoorbeeld, zinklegeringen smelten rond 480°C, terwijl sommige bronlegeringen boven de 1100°C smelten. Zuivere metalen smelten bij een constante temperatuur. Integenstelling, metaallegeringen smelten binnen een temperatuurbereik, afhankelijk van de samenstelling. In de vloeibare toestand bevat een metaal een hoge hoeveelheid energie. De legering, verhit boven het smeltpunt, geeft voldoende tijd om het metaal in de vorm te gieten voordat het afkoelt.

2. Ontgassen & Modificatie

Voor het gieten moeten zinklegeringen en aluminiumlegeringen ontgast worden. Ontgassen wordt gedaan door een grafietlanze in de smelt te steken. De lanze draait snel, en argon of stikstof wordt door de geïnjecteerd, wat zich verspreidt door de gesmolten legering. Het argon of stikstof verplaatst opgeloste waterstof en andere verontreinigingen naar het oppervlak van de smelt. Vervolgens verwijderen we deze verontreiniging van het oppervlak voordat we de legering in de vorm gieten.

Veel legeringen vereisen modificatie voor het gieten. Deze modificaties verbeteren de vloeibaarheid van het metaal, verbeteren de korrelstructuur, verwijderen verontreinigingen, etc. Enkele van de materialen die we hiervoor gebruiken zijn titanium-boor, koper-fosfor, strontium, mangaan, etc.

3. Gieten

Na ontgassen en modificatie testen we de metaaltemperatuur om te zorgen dat deze ongeveer 10-65°C boven de gewenste gietertemperatuur ligt. De extra 10-65°C geeft voldoende tijd voor het metaal om door het onderdeel te stromen voordat het solidificeert tijdens het gietproces. We transporteren de smelting of de lepel naar de gietlijnen en gieten het vloeibare metaal in de gereed gemaakte malen. De holle ruimte van de vorm is de vorm van het gewenste eindproduct. Soms is deze holte één onderdeel, en soms zijn het meerdere individuele onderdelen. Het is van vitaal belang om de rand van de smelting zo dicht mogelijk bij de zandvorm te houden om de snelheid van het metaal te verminderen wanneer het de vormholte binnenkomt.

4. Bevriezen

Eenmaal het vloeibare metaal in de vorm gegoten, koelt het snel af. Wanneer de temperatuur van het vloeibare metaal onder het smeltpunt van dat specifieke metaal of legering daalt, begint het solidificatieproces. Het bevriezingsproces duurt meestal minder dan een paar minuten.

5. Solidificatie

Naarmate de temperatuur verder daalt, verliest het gesmolten metaal energie, en beginnen kristallen te vormen. Dit proces start bij de vormwanden, waar het eerst afkoelt. Deze kristallen worden uiteindelijk korrels in de uiteindelijke structuur. Als het metaal langzaam solidificeert, zijn de korrels langer. Als het snel afkoelt, zijn de korrels zichtbaar korter. De kristallen (of dendrieten) blijven vormen en harden tot de hele smelt gesolidificeerd is.

Tijdens het solidificatieproces krimpt het metaal. Krimp treedt op omdat de meeste metalen als vloeistof minder dicht zijn dan als vast stof. Krimp kan een holte creëren op het laatste punt dat solidificeert. Het vermijden van krimpdefecten kan bereikt worden door het gebruik van opstijgers en andere technieken. Opstijgers, ook wel voeders genoemd, zijn reservoiren die in een metalen gietvorm ingebouwd zijn en helpen holtes in de gieting te voorkomen.

6. Gieting

Eenmaal uitgehard, wordt het afgekoelde metalen product uit de zandvorm verwijderd of geschud om het solidificatieproces te voltooien. Het afgewerkte stuk heet een gietstuk.

Hoewel verschillende gietmethoden diverse apparatuur en technieken hanteren, volgen alle het metaal solidificatieproces. Het vereist een ervaren en bekwame gieterei om dit proces te controleren en gietdefecten te vermijden die voortvloeien uit onjuiste behandeling van het solidificatieproces.

Gietdiensten

Neem contact op met Ermak voor meer informatie over onze uitgebreide niet-ferrode gietereidiensten zoals zandgieten, precisiegieten, aluminiumgieten, en kokilgieten.