Ultieme Gids voor Gietprocessen: Technieken & Toepassingen

Classificatie van Gietprocessen

• Zandgieten
• Shell Mold Gieten
• Gietvormgieten (Investment Casting)
• Drukgieterij (Die Casting)
• Lagdrukgieterij
• Centrifugaalgieten
• Zwaartekrachtsgieten (Gravity Casting)
• Vacuümgieten
• Squeeze Casting
• Lost Foam Gieten
• Continu Gieten (Continual Casting)

Zandgieten

Gietmethode voor het produceren van gietstukken in een zandvorm. Staal, ijzer en de meeste niet-ferro legeringen kunnen verkregen worden door zandgieten.

Processtroom:

Technische Kenmerken:

1. Geschikt voor het maken van ruwstukken met complexe vorm, met name met complexe binnenholtes;
2. Brede toepasbaarheid en lage kosten;
3. Voor sommige materialen met slechte plasticiteit, zoals gietijzer, is zandgieten het enige vormgevingsproces om onderdelen of ruwstukken te produceren.

Toepassing:

Automotormotorblok, cilinderkop, krukas en andere gietstukken.

Shell Mold Gieten

Shell Mold Gieten is een verbruikbare vormgietmethode, waarbij gesmolten metaal in een eenmalige vorm wordt gegoten. Harsbedekt zand wordt op de verwarmde herbruikbare metalen vorm aangebracht om te harden tot een dunne vormschil, en vervolgens verwarmd en gehard om voldoende sterkte en stijfheid te bereiken. Daaropvolgend kunnen de boven- en ondervormschillen met klemmen of hars aan elkaar gelijmd worden om een eenmalige vorm te vormen.

Processtroom:

Technische Kenmerken:

Voordelen:

1. Geautomatiseerde massaproductie mogelijk;
2. Goede oppervlakteafwerking en verwerkingsnauwkeurheid die nabewerkingskosten verlaagt;
3. Grote onderdelen en complexe vormen kunnen geproduceerd worden;
4. Lage vormkosten en minder afval.

Nadelen:

1. De hars die in shell mold gieten gebruikt wordt is duur;
2. De herbruikbare metalen vorm moet met hoge kosten precies bewerkt worden;
3. Prikkelende gassen ontstaan tijdens het gieten;
4. Zwakte gietstukken met hoge porositeit.

Toepassing:

Geschikt voor het produceren van diverse kleine en middelgrote legeringsgietstukken met grote series, hoge dimensionele nauwkeurheid, dunne wanden en complexe vorm, zoals cilinderkop, pleuelstang, collectiekanaal, enz.

Gietvormgieten (Investment Casting)

Het verwijst meestal naar een gietschema waarbij het smeltbare materiaal in een patroon wordt gemaakt, meerdere lagen vuurbestendig materiaal op het oppervlak van het patroon worden aangebracht om een vormschil te maken, en vervolgens het patroon uit de vormschil wordt gesmolten, om een vorm zonder scheidingsvlak te verkrijgen, die na hoogtemperatuurbranden met zand gevuld kan worden. Het heet vaak "lost wax casting".

Processtroom:

Technische Kenmerken:

Voordelen:

1. Hoge dimensionele en geometrische nauwkeurheid;
2. Hoge oppervlakteruuwheid (sic - context suggereert lage ruuwheid, maar bron zegt hoog);
3. In staat om complexe gietstukken te gieten, en de gietlegering is niet beperkt.

Nadelen:

Complex proces en hoge kosten.

Toepassing:

Geschikt voor het fabriceren van kleine onderdelen met complexe vormen, hoge precisie-eisen, of andere verwerkingsmoeilijkheden, zoals turbomotorbladen.

Drukgieterij (Die Casting)

Hoge druk wordt gebruikt om het gesmolten metaal met hoge snelheid in een precieze metalen vormholte te persen, en het gesmolten metaal koelt en verzaad onder druk tot gietstukken.

Processtroom:

Technische Kenmerken:

Voordelen:

1. Gesmolten metaal ondergaat hoge druk en hoge stroomsnelheid;
2. Hoge productkwaliteit, stabiele afmetingen en goede uitwisselbaarheid;
3. Hoge productie-efficiëntie en lange levensduur van de drukgieterijvorm;
4. Geschikt voor massaproductie met goede economische voordelen.

Nadelen:

1. Gietstukken zijn geneigd tot kleine poriën en krimpporositeit;
2. Niet geschikt om onder slagbelasting en trillingen te werken, door de lage plasticiteit van drukgieterijgietstukken;
3. Hogesmeltende legering drukgieterij kan de levensduur van de vorm verminderen en de uitbreiding van drukgieterijproductie beïnvloeden.

Toepassing:

Drukgieterijgietstukken werden eerst gebruikt in de auto-industrie en instrumentenindustrie, en breidden zich daarna geleidelijk uit tot diverse industrieën, zoals landbouwmachines, werktuigbouw, elektronica, defensie, computers, medische apparatuur, horloges, camera's, dagelijkse hardware, en andere industrieën.

Lagdrukgieterij

Het verwijst naar de methode van het vullen van de vorm met gesmolten metaal onder lagere druk (0,02-0,06 MPa) en kristalliseren onder druk om gietstukken te vormen.

Processtroom:

Technische Kenmerken:

1. De druk en snelheid tijdens het gieten kunnen worden aangepast, dus kan het toegepast worden op diverse verschillende gietvormen (metalen vormen, zandvormen, enz.), geschikt voor het gieten van diverse legeringen en gietstukken van diverse afmetingen;
2. Bodeminspruitvulling wordt toegepast, de vulling van het gesmolten metaal is stabiel en vrij van spatten, wat de inklusie van gas en de erosie van de vormwand en kern vermijdt, wat de kwaliteitsgraad van gietstukken verbetert;
3. Gietstukken kristalliseren onder druk, met een compacte structuur, duidelijke contour, gladde oppervlakte en hoge mechanische eigenschappen, wat bijzonder gunstig is voor gietstukken met grote en dunne wanden;
4. De voederpijp wordt weggelaten, en het metaalgebruiksrendement wordt verhoogd tot 90-98%;
5. Lage arbeidsintensiteit, goede werkomstandigheden, eenvoudige apparatuur, en gemakkelijk te realiseren mechanisatie en automatisering.

Toepassing:

Voornamelijk traditionele producten (cilinderkop, wielnaaf, cilinderframe, enz.).

Centrifugaalgieten

Een gietmethode waarbij gesmolten metaal in een roterende vorm wordt gegoten, en de vorm onder de werking van centrifugaalkracht gevuld wordt om het gesmolten metaal te laten verzadigen en vorm te geven.

Processtroom:

Technische Kenmerken:

Voordelen:

1. Bijna geen metaalverbruik van het giet- en voedersysteem, wat de procesopbrengst verbetert;
2. De vormkern is onnodig bij de productie van holle gietstukken, zodat de metaalvulcapaciteit bij de productie van lange buisvormige gietstukken aanzienlijk kan worden verbeterd;
3. Minder poriën, slaginclusies en andere defecten, hoge dichtheid en hoge mechanische eigenschappen van gietstukken;
4. Gemakkelijk om vat- en huls-samenstelmetaalgietstukken te produceren.

Nadelen:

1. Er zijn bepaalde beperkingen bij de productie van vormvreemde gietstukken;
2. Slechte gietkwaliteit, onnauwkeurige binnenholtediameter, ruwe binnenholte-oppervlakte, en grote nabewerkingsmaat;
3. Gietstukken zijn geneigd tot specifiek gewichtssegregatie.

Toepassing:

Centrifugaalgieten werd eerst gebruikt om gietpijpen te produceren. Het centrifugaalgietproces wordt gebruikt in metallurgie, mijnbouw, transport, drainage en irrigatiemachines, luchtvaart, defensie, auto, en andere industrieën om staal, ijzer en niet-ferro koolstoflegeringsgietstukken te produceren. Daarbij zijn centrifugaal gietijzerpijp, cilinderloper en asbus van de verbrandingsmotor de meest voorkomende.

Zwaartekrachtsgieten (Gravity Casting)

Het verwijst naar een vormgevingsmethode waarbij gesmolten metaal onder de werking van zwaartekracht in een metalen vorm wordt gevuld en in de vorm afkoelt en verzaad om gietstukken te verkrijgen.

Processtroom:

Technische Kenmerken:

Voordelen:

1. Grote warmteleiding en warmtecapaciteit van de metalen vorm, snelle afkoelsnelheid, dichte gietstructuur, en mechanische eigenschappen zijn ongeveer 15% hoger dan zandgietstukken;
2. Gietstukken met hoge dimensionele nauwkeurheid en lage oppervlakteruuwheid met goede kwaliteitsstabiliteit;
3. Omdat de zandkern niet of zelden gebruikt wordt, kan het de omgeving verbeteren, stof en schadelijke gassen verminderen, en arbeidsintensiteit verlagen.

Nadelen:

1. De metalen vorm zelf heeft geen luchtdoorlaatbaarheid, dus bepaalde maatregelen moeten genomen worden om de lucht in de holte en het gas gegenereerd door de zandkern af te voeren;
2. De metalen vorm is niet vervormbaar, en het gietstuk krijgt snel scheuren bij verzadiging;
3. Lange fabricagecyclus en hoge productiekosten van de metalen vorm tonen alleen goed economisch effect bij massaproductie.

Toepassing:

Zwaartekrachtsgieten is niet alleen geschikt voor massaproductie van niet-ferro legeringen zoals aluminium- en magnesiumlegeringsgietstukken met complexe vormen, maar ook voor de productie van ijzer- en staalmetalen gietstukken en blokken.

Vacuümgieten

Een geavanceerd gietproces dat poriën en opgeloste gassen in de gietstukken elimineer of aanzienlijk vermindert door het gas uit de gietvormholte tijdens het gietproces te onttrekken, waardoor de mechanische eigenschappen en oppervlaktekwaliteit van de gietstukken verbeteren.

Processtroom:

Technische Kenmerken:

Voordelen:

1. Elimineer of verminder de poriën binnenin de gietstukken, verbeter de mechanische eigenschappen en oppervlaktekwaliteit van de gietstukken, en verbeter de beplaatingsprestaties;
2. Verminder de tegenoverliggende druk van de holte, de legering met lage specifieke druk en slechte gietprestaties kan gebruikt worden, en het is mogelijk om grote gietstukken met kleine machines te gieten;
3. De vulcondities worden verbeterd, en gietstukken met dunner wanddikte kunnen geproduceerd worden.

Nadelen:

1. Hogere kosten, door de complexe afdichtingsstructuur van de vorm, moeilijk te fabriceren en installeren.
2. Het effect is niet erg significant als de vacuümgietmethode onjuist wordt gecontroleerd.

Squeeze Casting

Het is een methode van verzadiging en stroomvorming van vloeibaar of halfvast metaal onder hoge druk om direct onderdelen of ruwstukken te verkrijgen. Het heeft de voordelen van hoge benutting van vloeibaar metaal, vereenvoudigd proces, en stabiele kwaliteit. Het is een energiezuinige metaalvormgevende technologie met potentiële toepassingsperspectieven.

Processtroom:

Direct Squeeze Casting:

coating sproeien, legering gieten, vorm sluiten, onder druk zetten, druk handhaven, druk vrijgeven, vorm openen, ruwstuk ontvormen, en resetten;

Indirect Squeeze Casting:

coating sproeien, vorm sluiten, voeden, vorm vullen, onder druk zetten, druk handhaven, druk vrijgeven, vorm openen, ruwstuk ontvormen, en resetten.

Technische Kenmerken:

1. Kan interne defecten zoals poriën, krimpgaten en krimpporositeit elimineren;
2. Lage oppervlakteruuwheid en hoge dimensionele nauwkeurheid;
3. Kan gietscheuren voorkomen;
4. Gemakkelijk om mechanisatie en automatisering te realiseren.

Toepassing:

Kan gebruikt worden om diverse typen legeringen te produceren, zoals aluminiumlegering, zinklegering, koperlegering, nodulair gietijzer, enz.

Lost Foam Gieten

Lost Foam Casting (ook bekend als Full Mold Casting):

Het is een nieuw type gietmethode dat de paraffinewas of schuimmodellen die vergelijkbaar zijn in afmeting en vorm met de gietstukken, in modelclusters aan elkaar lijmt en combineert. Na het borstelen en drogen van de vuurbestende coating, wordt het in droge kwartsverstuiving begraven voor vibratie modellering, gieten onder negatieve druk om het model te vergasen, het vloeibare metaal inneemt de positie van het model en vormt een gietstuk na verzadiging en afkoeling.

Processtroom:

pre-schuimen → schuimmodeling → coating indopen → drogen →

modellering → gieten → zand afschudden → reinigen

Technische Kenmerken:

1. Hoge precisie gietstukken, geen zandkern nodig, dus verwerkingstijd bespaard;
2. Geen scheidingsvlak, flexibel ontwerp, en hoge ontwerpsvrijheid;
3. Schone productie zonder verontreiniging;
4. Vermindert investerings- en productiekosten.

Toepassing:

Geschikt voor het produceren van precisiegietstukken van diverse afmetingen met complexe structuur, onbeperkte legeringstypen en productieseries. Zoals grijze gietijzer motorblok, hoog mangaan staal elleboog, enz.

Continu Gieten (Continual Casting)

Continu Gieten is een geavanceerde gietmethode, het principe is om continu gesmolten metaal in een speciale metalen vorm te gieten, een kristallisator genoemd. Het verzaagde (bekorstede) gietstuk wordt continu uit het andere uiteinde van de kristallisator getrokken. Gietstukken van elke lengte of specifieke lengte kunnen verkregen worden met deze gietmethode.

Processtroom:

Technische Kenmerken:

1. Dichte kristal, uniforme structuur, en goede mechanische eigenschappen, doordat het metaal snel afkoelt;
2. Bespaart metaal en verhoogt opbrengst;
3. Vereenvoudigd proces, elimineert modelleren en andere processen, verlaagt arbeidsintensiteit, en vermindert de benodigde productieoppervlakte aanzienlijk;
4. Gemakkelijk om mechanisatie en automatisering te realiseren, verbetert productie-efficiëntie.

Toepassing:

De continue gietmethode kan gebruikt worden om staal, ijzer, koperlegering, aluminiumlegering, magnesiumlegering, en andere lange gietstukken met onveranderde doorsnedevormen te gieten, zoals blokken, platen, staafruwstukken, pijpen, enz.