Aluminium Drukgieten Uitgelegd: Precisie Onderdeelproductie

Wat Is Aluminium Drukgieten?

Aluminium drukgieten is een methode voor het creëren van aluminium onderdelen die goed getekstureerd of glad zijn, een goede oppervlakteafwerking hebben en een hoge dimensionele stabiliteit vertonen. De redenen waarom aluminium wordt gebruikt voor metaalgieten zijn als volgt:

• Het is lichtgewicht en zeer stabiel voor complexe vormen en dunne wanden.
• Het heeft een hoge thermische en elektrische geleiding.
• Het heeft een goede corrosiebestendigheid.
• Het behoudt zijn sterkte bij zeer hoge temperaturen.

Van de twee basistypen drukgietmachines – warme-kamer en koude-kamer machines – worden aluminium gietwerk verwerkt in koude-kamer machines. Vanwege het behoud van de sterkte van het aluminiumlegering zelfs bij zeer verhoogde temperaturen, is hoge druk vereist.

Daarom wordt het gietmetaal in een aparte oven gesmolten voordat het aan de koude-kamer machine wordt toegevoerd. De machine drukt het vloeibare metaal vervolgens met een geperstijzer in de vorm.

Hoe Werkt Aluminium Drukgieten?

Als elk typisch drukgietproces omvat aluminium drukgieten het gieten van vloeibaar aluminium in een vorm (matrijzen) en het laten uitharden tot de gewenste vorm. De gietmatrijzen bestaan uit ten minste twee helften om de verwijdering van gietstukken te mogelijk maken. De vorm van de matrijzen beïnvloedt de complexe vormen en ingewikkelde kenmerken in het gietwerk. Dit is min of meer de kern van elke giettechniek.

Het aluminium drukgietproces kan worden opgesplitst in de volgende 9 stappen:

1. Aluminiumlegering-blokken worden blootgesteld aan hoge temperaturen totdat ze smelten;
2. De twee matrijshalves worden gereinigd en gesmeerd voordat ze samen worden gespannen;
3. De vorm voor het gietstuk wordt voorbereid met twee staalmatrijzen die in de gewenste vorm zijn bewerkt en samengeperst door een drukgietpers;
4. Het vloeibare aluminium wordt vervolgens onder hoge druk in de caviteit geïnjiceerd, waardoor het uithardt;
5. Het proces van het overbrengen van het vloeibare metaal in een kamer vóór injectie hangt af van of een koude- of warme-kamer drukgietmachine wordt gebruikt;
6. Koude-kamer drukgietmachines worden gebruikt voor het gieten van legeringen met hoge smeltpunten zoals aluminium, magnesium, enz. Daarom wordt aluminium drukgieten gedaan met een koude-kamer machine waarbij het vloeibare metaal in de gietkamer wordt geschepeld in plaats van door hydraulische cilinders te worden gepompt;
7. Het hete gietstuk mag afkoelen en uitharden. Het vloeibare metaal vult de matrijscaviteit om de gewenste vorm van het matrijsontwerp aan te nemen;
8. De twee matrijshalves worden gescheiden en het gietstuk wordt uitgewerpt;
9. Ten slotte wordt het overbodige materiaal dat aan het aluminium gietstuk zit getrimd via secundaire operaties zoals zagen, snijden, enz.

Aluminium gieten is een van de snelste en meest nauwkeurige hoge-druk drukgietprocessen. Het herstelde aluminium gietstuk is goed getekstureerd, heeft hoge hardheid, goede corrosiebestendigheid en vereist minimale oppervlakteafwerking. De staalmatrijzen zijn herbruikbaar in tegenstelling tot zandgietmallen, wat aluminium drukgieten de meest haalbare methode maakt voor hoge-volume productie van aluminium onderdelen.

Aluminiumlegering Materiaal voor Drukgietonderdelen

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

Vereist Aluminium Drukgieten Na-afwerking?

Eenmaal een gietstuk uit de vorm verwijderd, vereist het nog afwerking om de esthetische en functionele eigenschappen van het onderdeel te verbeteren. Deze afwerkingen kunnen glans toevoegen aan het component, hoge corrosiebestendigheid veroorzaken, slijtvaste weerstand toevoegen of beschermen tegen omgevingsblootstelling.

Echter, een aluminium gietstuk vereist minimale of geen afwerking omdat het al een zeer goede oppervlakteafwerking heeft naar gietstandaarden. De kleine onvolkomenheden op het oppervlak kunnen gemakkelijk worden aangepakt door schuren, waarbij een abrasief materiaal zoals zand wordt gebruikt om het oppervlak glad te maken.

Andere afwerkingsprocessen zoals kogelpeenen en poedercoating kunnen ook op het metalen onderdeel worden uitgevoerd om respectievelijk de slijtvaste weerstand te verbeteren en een beschermende coating toe te voegen.

Voordelen van Aluminium Drukgietonderdelen

Aluminium gieten is een van de meest voorkeurs gietprocessen wereldwijd. Het is de beste economische alternatief voor andere processen. Enkele van de belangrijkste redenen waarom aluminium drukgietonderdelen uitzonderlijk goed zijn:

• Aluminium als lichtgewicht legering stelt het maken van lichtgewicht onderdelen mogelijk zonder in te boeten op hun sterkte
• Het heeft de veelzijdigheid om dunnewandige eenvoudige of complexe vormonderdelen met goede precisie te produceren
• Aluminium gietonderdelen zijn goed getekstureerd of glad, afhankelijk van de eisen
• Omdat het proces erg snel is, stelt het de productie van tienduizenden onderdelen in minder tijd en tegen lagere kosten in staat
• Deze massaproductie is erg kosteneffectief in vergelijking met andere drukgietprocessen
• De onderdelen zijn hoogst corrosiebestendig en uitstekende geleiders van warmte en elektriciteit

Aluminium Drukgieten VS Zandgieten VS Vacuüm Drukgieten

Het bepalen welke gietmethode te gebruiken hangt af van de ontwerpkenmerken die voor een specifiek onderdeel vereist zijn. Er zijn verschillende typen gietmethoden, elk met zijn eigen unieke injectiesysteem voordelen zoals aluminium drukgieten, zandgieten en vacuüm drukgieten.

Aluminium Drukgieten

Aluminium drukgieten omvat de hoge-snelheidsinjectie van aluminium in de matrijscaviteit onder hoge druk. Het hele proces is erg efficiënt en snel, wat het ideaal maakt voor hoge-volume productie. Het gietstuk heeft een goede oppervlakteafwerking en vereist minimale afwerking. Vanwege zijn lichtgewicht wordt aluminium breed verkozen voor het maken van dunnewandige onderdelen zonder in te boeten op hun sterkte.

Aluminium heeft een hoog smeltpunt, het wordt verwerkt in een koude-kamer drukgietmachine. Door de hoge-drukinjectie kan het gietstuk echter onderhevig zijn aan gasinclusie wat porositeit veroorzaakt.

Zandgieten

Zandgieten omvat het gieten van vloeibaar metaal in zandmallen zonder enige toepassing van druk. Het is de oudste en meest gebruikte laagkost gietmethode voor het maken van ruwgietstukken of complexe onderdelen zoals automobielmotorblokken, krukasen en cilinderkoppen. Omdat de zandmal wordt weggeblazen om het gietstuk te onttrekken, is het een erg langzaam proces en niet geschikt voor bulkproductie.

Vacuüm Drukgieten

Vacuüm drukgieten is een geavanceerde gietmethode die het gebruik van een vacuüm omvat om het vloeibare metaal in de vorm te trekken. Het stelt in om luchtinclusie in de caviteit te voorkomen en opgeloste gassen te verwijderen die porositeit op het oppervlak van het onderdeel veroorzaken.

Vacuüm drukgieten maakt het gieten van dunne secties met een goede oppervlakteafwerking mogelijk, wat de mechanische eigenschappen van het gietstuk verbetert en de noodzaak voor additionele bewerking voor afwerking vermindert. Echter, de afdichtstructuur van de vorm is complex en de kosten van het hele proces zijn hoog.

Ontwerptips voor Drukgieten van Aluminium Onderdelen

Voor het bereiken van de beste resultaten van aluminium drukgietonderdelen, moet men enkele belangrijke factoren overwegen.

Materiaalselectie

Zoals hierboven besproken, zijn er verschillende aluminiumlegeringen commercieel beschikbaar. Gebaseerd op uw ontwerpvereisten kunt u kiezen uit de legeringen rekening houdend met eigenschappen zoals hardheid, sterkte, geleiding, smeltpunt, vloeibaarheid en drukgasdichtheid, enz. Men moet erg voorzichtig zijn met hun keuze van materiaal om de gewenste kenmerken in hun metalen onderdelen te bereiken.

Bewerkingstoeslag

Om te garanderen dat het gietstuk zijn eigenschappen behoudt en een uniforme dichtheid heeft, moet men een adequate bewerkingstoeslag hanteren. Bewerkingstoeslag is het verwijderbare materiaal van een afgerond gietstuk. Een te kleine toeslag veroorzaakt defecten op het oppervlak van de metalen onderdelen, terwijl een te grote toeslag de doorlooptijd van het proces verhoogt. Daarom is een gebalanceerde toeslag belangrijk voor optimale resultaten.

Krimp Tijdens Ontwerp

Krimp is een belangrijke ontwerpoverweging in elk productieproces. Elk materiaal inclusief metaal krimpt tijdens afkoeling of uitharding. Omdat dikke gebieden meer krimpen dan dunne gebieden, kan men overwegen dunne secties onderdeel van hun ontwerp te maken om porieuze en oneffen oppervlakken te voorkomen.

Wanddikte

Het bereiken van een uniforme dikte van de aluminium gietcomponenten is erg lastig. Dunnewandige gietstukken zijn erg in vraag omdat ze lagere materiaalkosten hebben en het onderdeel lichtgewicht maken. Echter, een kleine onbalans in de uniformiteit van de dikte van dunnewandige onderdelen kan de sterkte van het component beïnvloeden.

Onderdeelsterkte

Zoals eerder besproken, liggen verschillende aluminiumlegeringen op een distinct spectrum van sterkte. Daarom moeten de legeringen zorgvuldig geselecteerd worden voor de vereiste onderdeelsterkte. Een andere factor die de onderdeelsterkte beïnvloedt is de drukgiettechniek. Over het algemeen is vacuüm drukgieten een uitstekende optie voor het verbeteren van onderdeelsterkte en het minimaliseren van oppervlakteporositeit.

Montageproces

Het is belangrijk om de montage van de onderdelen correct te plannen om tekortkomingen in het ontwerp van het gietstuk te voorkomen. Omdat de montage van eenvoudige ontwerpen anders is dan complexe ontwerpen, is het beter als het vereiste montageproces correct geïdentificeerd en gepland wordt.

Ontwerp Uiterlijk

Gebaseerd op de eisen aan het uiterlijk van een gietcomponent, als de esthetiek van het component van belang is, kan men afwerkingsprocessen uitvoeren zoals galvaniseren, kogelpeenen of zandstrahlen. Deze technieken verbeteren het uiterlijk van het component zonder in te boeten op de duurzaamheid en kenmerken.

Conclusie

Aluminium drukgieten is een erg haalbare, kosteneffectieve en hoogst nauwkeurige gietmethode voor de bulkproductie van complexe onderdelen. De keuze van materiaal en de gietmethode hangt af van de gewenste ontwerpkenmerken. Daarom moet men alle aspecten overwegen en effectief plannen om optimale resultaten te bereiken.

WayKen biedt drukgietdiensten voor elke klant om te gaan met aluminium drukgietproblemen. Als u metalen onderdelen hebt (bijv. aluminium componenten) of productprojecten, aarzel dan niet om contact met ons op te nemen met ons ervaren team.

Veelgestelde Vragen

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

1. Is aluminium goed voor drukgieten?
   Ja, aluminium heeft hoge elektrische en thermische geleiding en is corrosiebestendig. Zijn lage dichtheid en goede mechanische en thermische eigenschappen maken het een goed legering voor drukgieten.
2. Hoe sterk is gedrukgoten aluminium?
   Een gedrukgoten aluminium, hoewel niet zo sterk als een staalgietstuk, is erg sterk en duurzaam vergeleken met een zandgietstuk en magnesium of zink gietstuk.
3. Kan staal gedrukgoten worden?
   Ja. Echter, het is een ferro-metaal en bevat ijzer waardoor het niet corrosiebestendig is en daarom niet voorkeur geniet.