Aluminiumgietmethoden uitgelegd: de juiste techniek kiezen

Aluminiumgietmethoden variëren in verschillende productieprocessen, van zandgieten, drukgieteren, drukdieden gieten, continu gieten, schelpgietvormgieten, etc. Elk aluminiumgietproces heeft zijn voordelen en nadelen. Afhankelijk van de grootte en complexiteit van het gietstuk, kunnen we de meest geschikte methode kiezen.

Aluminium wordt wijd toegepast in verschillende gietonderdelen die een reeks industrieën bedienen, zowel niet-industriële als industriële toepassingen. Voor diegenen die vaak twijfelen "Hoe aluminiumonderdelen te gieten", het antwoord is dat aluminiumgietereien verschillende giettechnologieën gebruiken, en kwaliteit is een van de sleutelfactoren bij het beslissen welke technologie geschikt is.

De kwaliteit van gieten is de maat van zowel binnen- als buitenkant van het gietstuk en zijn sterkte en duktiliteit. Ingenieurs moeten altijd de voordelen van aluminiumgietmethoden promoten en de nadelen overwinnen om productkwaliteit te verbeteren en klantbehoefte optimaal te voldoen.

Vergelijking aluminiumgietmethoden:

Gietproces	Groottebereik	Toleranties	Gereedschapskosten	Relatieve kosten groot volume	Relatieve kosten klein volume	Oppervlakteafwerking	Min. trekafstand	Min. wanddikte
Zandgieten	Alle maten	0-3" = 1/32", 3"-6"=3/64", 6"+=1/18". Over scheidingslijn 0.020" toevoegen bij kleine gietstukken. 0.090" bij grote gietstukken.	$50-$15.000	Laag	Laagst	175-350 RMS	1-5°	0.125"-0.25"
Drukgieteren	Kleine maten	Niet minder dan 0.002". Extra .010" op afmetingen beïnvloed door scheidingslijn.	$5.000-$150.000	Laagst	Hoogst	20-90 RMS	1-3°	0.050" kleine onderdelen, 0.080" medium onderdelen
Schelpgietvormgieten	Normaal max 80cm² bruikbare gietvormoppervlakte	1"=0.004", 1"-3"=0.010", 3"-6"=0.013", 6"-12"=0.016", 12"-20"=0.020". 0.005"-0.010" toevoegen over scheidingslijnen.	$1.500-$25.000	Gemiddeld	Gemiddeld	75-125	Buiten: 0-1½°. Binnen: 0-2°	0.100"
Permanentegietvormgieten	0.25kg-50kg	0.015" tot 1". Over scheidingslijn +/- 0.010" als klein gietstuk, +/- 0.030" als groot gietstuk.	$1.500-$55.000	Laag	Laagst	125-200 RMS	2-4°	0.100"-0.150"
Wasmicrogieten (Investment casting)	1 ons - 100 pond	+/-0.005"-3", +/- 0.002" daarna	$500-$20.000	Hoogst	Gemiddeld	60-120 RMS	Geen	0.3"
Centrifugaalgieten	Diameter: 1-120". Lengte: tot 50 ft. Gewicht: tot 5 ton	± 0.01" voor cilindrische vorm. ± 0.002" voor complexe vorm.	Geen info	Laag	Gemiddeld	63-500 µin cilindrisch, 32-500 µin complex	Geen	0.1-5.0"
Continu gieten	Tot 0.2-1m	-	-	Laag	Hoog	-	Geen	Afhankelijk van vorm

Discussie van aluminiumgietmethoden

1. Aluminium zandgieten

Zandgieten is een van de oudste gietmethoden die ongeveer 2000 jaar geleden verscheen. Zandgieten wordt gebruikt om aluminium te gieten sinds aluminiummetaal populair werd begin 20e eeuw.

Bij aluminium zandgieten is de gietvorm gemaakt van zand en bindmiddelen; patronen worden in de gietvorm geplaatst en strak ingedrukt.

Na het verwijderen van het patroon, ontstaat een gietvormkamer die de replica is van de aluminiumgietvorm. Vloeibaar aluminium wordt door het gatesysteem in de gietvormkamer gegoten en solidificeert. Na afkoeling breekt de gieters de zandgietvorm, en het gietstuk wordt verzameld.

Tegenwoordig hebben verbeteringen in zandgiettechnologie het gewicht en de gemiddelde grootte van aluminium zandgietstukken verhoogd. Veel zandgegoten aluminiumobjecten wegen meer dan 50kg, zelfs sommige gietstukken zo groot als 100m³.

Voordelen van aluminium zandgieten

• Lage kosten.
• Flexibiliteit om het aantal gietstukken te fabriceren, of klein of groot bestel.
• Elke aluminiumlegering kan zandgegoten worden, inclusief legeringen met hittekortheid.
• Groenzand heeft lage druksterkte, wat het risico op hete kraken defecten minimaliseert.
• Flexibiliteit om het patroonontwerp aan te passen.

Nadelen van aluminium zandgieten

• De oppervlakteafwerking is niet glad. Het kan behandeld worden met straalsanden om de oppervlaktekwaliteit te verbeteren.
• De grootte van het gietstuk heeft een hogere tolerantie dan andere aluminiumgietmethoden.

Hoe aluminiumgietkrimp te berekenen: https://vietnamcastiron.com/aluminum-casting-shrinkage/

Toepassingen van aluminium zandgieten

Het is moeilijk om de meeste aluminium zandgiettoepassingen te noemen omdat dit aluminiumgietproces bijna alle onderdelen kan produceren in elke grootte.

Als u een gematigd budget heeft en aluminiumproducten wilt gieten die niet te hoge eisen aan oppervlakteafwerking stellen, is de zandgietmethode de nummer een keuze.

2. Aluminium drukgieteren

Er zijn twee typen drukgieteren: aluminium hoge druk gieteren en aluminium lage druk gieteren.

Hoge druk aluminium drukgieteren

Hoge druk aluminium drukgieteren is het aluminiumgietproces dat gietonderdelen fabriceert door aluminiumvloeistof onder hoge druk (ongeveer 1200 bar) in een staalvorm te persen door een cilinder-zuiger.

Vloeibaar aluminium wordt met hoge snelheid ingespoten en solidificeert snel om de aluminiumgietonderdelen te vormen.

Er zijn twee typen gietkamers in hoge druk aluminium drukgieteren:

• Warme kamer: is een gietkamer waar de cilinder en zuiger in een ovensysteem liggen en dezelfde temperatuur hebben als het smeltpunt van de aluminiumlegering.
• Koude kamer: is een gietkamer waar het vloeibare aluminiumlegering in de cilinder wordt gegoten, daarna duwt de zuiger het metaal door grote druk in de vorm. Deze zuiger is niet in de oven geplaatst en wordt als cool beschouwd. De koude kamer wordt voornamelijk gebruikt voor aluminiumlegeringen.

Aluminium hoge druk gieteren is geschikt voor massaproductie van kleine details, van ongeveer 5kg, dunne snijvlakken, en ongeveer 0,4mm dikte. Hoe groter het aluminiumgietstuk, hoe hoger de kosten.

Lage druk aluminium gieteren

Bij lage druk aluminium gieteren wordt de vorm gevuld met vloeibaar metaal uit een drukregelbare kraan (meestal 0,7 bar).

De metaalglovooioven is onderaan geplaatst (in plaats van horizontaal als bij hoge druk gieteren), het vloeibare aluminium wordt direct van onder naar boven gepompt om de vorm te vullen.

Aluminium lage druk gieteren is geschikt voor het fabriceren van aluminiumgietonderdelen met wanddikte van 3mm of meer, en het volume kan tot 150kg oplopen.

In drukgieteren is aluminiumlegering onder de meest gegoten metalen, wat voor het dubbele van andere metalengietmethodes rekening houdt.

Typen aluminiumlegeringen gebruikt in drukgieteren methode

• 380.0 (Al + Si + Cu + Mg): gegoten aluminiumlegering, hoge mechanische sterkte, goede corrosiebestendigheid, hoge vloeibaarheid, lage prijs. Vaak gebruikt voor tandwielkasten. Dit legeringstype staat voor 85% van de aluminiumlegering die vandaag in drukgieteren gebruikt wordt.
• A360.0 (verminderde Cu): hoogwaardig gegoten aluminiumlegering, minder onzuiverheden, betere corrosiebestendigheid dan 380. Gebruikt voor muziekinstrumenten, anticorrosie details.
• 413.0 (Al + Si): gegoten legering, betere corrosiebestendigheid dan 360. Vaak gebruikt voor pistolen, krukas.
• 518 (Al + Mg): de beste ingot legering, met de beste slijtbestendigheid, maar lage vloeibaarheid en moeilijk te gieten, hoge kosten.

Voordelen van drukgieteren

• Strakke tolerantie van aluminiumgietstuk.
• Het oppervlak is glad en glanzend, met weinig defecten, wat het product makkelijker maakt voor verfcoating.
• Aluminiumkorrels hebben een strakke textuur, dicht en klein, glad die helpen gietstukken hoge mechanische eigenschappen en goede slijtbestendigheid te hebben.
• Geschikt voor geautomatiseerde productielijnen.

Nadelen van drukgieteren

• Omdat vloeibaar aluminium met hoge snelheid wordt ingespoten en snel afkoelt, verstrengelt het het condensaat in het gietstuk, wat het moeilijk te lassen en warmtebehandelen maakt. Om gas in het gietstuk te behandelen, kan de gieterei vacuümontgastechnologie gebruiken. Aluminiumlegeringen met een kort bevriessbereik moeten geselecteerd worden.
• Investeringskosten voor de operatie en vorm zijn duur, alleen geschikt voor grote bestelhoeveelheden.
• Het is erg moeilijk om productontwerp aan te passen zoals bij de zandgietmethode.
• Vanwege de hoge druk legeringstroom, slijft de vorm snel.

Toepassingen van drukgieteren

Dit aluminiumgietproces heeft een wijd bereik aan toepassingen van eenvoudige componenten zoals verlichtingscomponenten tot complexe componenten zoals motoren, transmissiebehuizingen, wielen, automotive vering en ruimtevaartuigen.

3. Schelpgietvorm aluminium gieten

Schelpgieten is een gietvormtechnologie met een gietvorm gemaakt van thermohardende fenolhars.

Eerst worden de twee helften van patronen ontworpen en gecreëerd uit metaal, en vervolgens verwarmt en gesmeerd. Daarna wordt het patroon in de thermoharde zandkamer geplaatst en omgekeerd. Het mengsel van harszand hecht aan het patroon en harden tot een schelp.

Het patroon wordt verwijderd, wat een schelp achterlaat. Twee helften van het patroon zullen twee schelpgietvormen van ongeveer 10-20 mm dik vormen. Deze twee schelpgietvormen worden gemonteerd om een complete gietvorm te vormen. Vloeibaar aluminium wordt in de gietvorm gegoten en gesolidificeerd in een gietvorm.

Op dit moment, gewoon de schelp van de gietvorm breken en we kunnen het gietstuk verzamelen.

Schelpgietvorm aluminium gieten is een van de aluminiumgietmethoden die geschikt is voor de fabricage van holle kern of drukgieteringen.

Voordelen van schelpgietvormgieten

• Het perfectieniveau van oppervlakteafwerking is relatief hoog.
• De grootte van het gietstuk is nauwkeuriger; de tolerantie is strak.
• Het patroon is herbruikbaar.

Nadelen van schelpgietvormgieten

• Hoge productiekosten.
• Met grote en complexe gietstukken, zal het niet makkelijk zijn om te gieten.

Schelpgietvormgieten toepassingen

Dit aluminiumgietproces is toepasbaar voor het gieten van cilinderkoppen, verbindingsstangen, motorblokken en inlaatcollectoren, machinebassen, vrachtwagencaps, klephuizen, etc.

4. Permanentegietvorm aluminium gieten

Permanentegietvorm aluminium gieten, ook bekend als metalen gietvormgieten, is een van de aluminiumgietmethoden die metaal als gietvormmateriaal gebruikt vergelijkbaar met drukgieteren. Volgens de metaalgegietvorm wordt het vloeibare aluminium geduwd in de gietvorm door zwaartekracht, dus de gietsnelheid is tamelijk laag.

Vanwege de metaalgegietvorm is de gietafkoelsnelheid snel. Vormen hebben een lange levensduur, dus ze heten permanente vormen.

Permanentegietvorm aluminium gieten is geschikt voor het gieten van massa's groter dan hoge druk gieteren, ongeveer 10kg. Hoe hoger het volume, hoe duurder de kosten.

Gecombineerd met warmtebehandelingsmethoden zullen de mechanische eigenschappen van metalen vormen toenemen. Kleine gietstukken koelen snel af, dus geen warmtebehandeling vereist.

Voor maximale mechanische eigenschappen, behandelen met een speciale oplossing bij hoge temperaturen, dan afkoelen en natuurlijke of kunstmatige veroudering toestaan.

De aluminiumlegering gebruikt in Permanentegietvorm aluminium gieten

• 366: productie van pistolen en auto's.
• 355.0, C355.0, A357.0: productie van tandwielkasten, voor hoge sterkte componenten zoals raketonderdelen.
• 356.0, A356.0: machineonderdelen, vliegtuigwielen, ...

Voordelen van permanentegietvorm aluminium gieten

• De aluminiumgieteienschappen zijn hoog door de snelle afkoelsnelheid van het gietstuk.
• Lage aluminiumkrimp en gasporositeitsdefect. Dimaat tolerantie is slechts ongeveer 1mm.
• Goede oppervlaktekwaliteit 1-6 µm Ra.
• Minder afval.

Nadelen van permanentegietvorm aluminium gieten

• Hoge kosten.
• Moeilijk om aluminiumgietproducten met hoge complexiteit en grote grootte te maken.
• Moeilijk om productontwerp aan te passen.

Permanentegietvorm aluminium gieten toepassingen

In de auto-industrie, het creëren van onderdelen zoals tandwielen, gietstukken, vering, brandstofinjektiebehuizingen, en motorzuigers. Vliegtuigonderdelen worden ook vaak gemaakt via permanentegietvorm aluminium gieten.

Dit aluminiumgietproces wordt in de auto- en vliegtuigindustrie gebruikt om onderdelen te creëren, zoals tandwielen, vering, pistolen, brandstofbehuizing, etc.

5. Aluminium wasmicrogieten (Investment casting)

Aluminium wasmicrogieten, ook bekend als aluminium verloren was gieten, is de aluminiumgietmethode door was of thermoplastieken in een voorgefabriceerde metaal of rubber gietvorm in te voegen.

Waspantronen worden verzameld en gemonteerd om een takstructuur te vormen verbonden met het gatesysteem om in dezelfde batch te gieten. Het waspatroon krijgt nu een investeringscoating met refractaire materialen. Dit proces wordt herhaald tot de buitenste schelp een dikte van 5-15mm bereikt. Deze schelp is de investeringgietvorm.

Dan drogen en verwarmen de boom zodat de was erin wordt gesmolten, wat de binnenkamer van de gietvorm in de vorm van het gewenste gietstuk achterlaat.

De investeringsgietvorm wordt vervolgens verwarmd voordat aluminiumvloeistof wordt gegoten. Eventuele kraken die in de gietvorm verschijnen kunnen gerepareerd worden met keramiek of speciale materialen.

Vloeibaar aluminium wordt in de gietvorm gegoten, na uitdrogen alleen de buitenste keramische schelp vernietigen. Het gietstuk wordt van de boom verwijderd en doorgegeven aan het afwerkingsproces.

Voordelen van aluminium wasmicrogieten

• Hoge afwerkingsoppervlakte, hoge dimensionale nauwkeurigheid.
• Het is mogelijk om complexe aluminiumgietonderdelen te gieten.
• Veel aluminiumgietobjecten worden in één keer gegoten.

Nadelen van aluminium wasmicrogieten

• Hoge productiekosten.
• Met het gietstuk dat de kern bevat, wordt het gecompliceerd en moeilijk te gieten.
• Vereist langere productiecyclus.
• Meestal alleen geschikt voor kleine aluminiumgietonderdelen.

Aluminium wasmicrogieten toepassingen

Verloren was giettechnologie heeft veel toepassingen zoals het fabriceren van aluminiumgietonderdelen in de luchtvaartindustrie, elektriciteitsindustrie, wapens, auto's, militair, gas en olie, ...

6. Aluminium centrifugaalgieten

Aluminium centrifugaalgieten is het aluminiumgietproces waarin een gietvorm gemaakt is van metaal, gips of grafiet. De gietvorm wordt geroteerd op een centrifugaalgietmachine, terwijl aan de buitenkant het vloeibare aluminium in de gietvorm wordt gegoten. Vloeibaar aluminium wordt gelijkmatig verdeeld over de gietvormwand op basis van centrifugale kracht en hardent volgens de vorm van de gietvorm.

Er zijn twee typen centrifugaalgietvormen: verticaal centrifugaalgieten met een verticale as en horizontaal centrifugaalgieten met een horizontale as. De rotatiemotor van de gietvorm roteert de gietvorm om het metaal gelijkmatig over het gietvormoppervlak te spreiden.

Voordelen van aluminium centrifugaalgieten

• De grootte van het aluminiumgietstuk is zeer nauwkeurig door de beperkte centrifugaalkracht en het metaal is strak gesloten.
• Het aluminiumgietstuk heeft hoge mechanische eigenschappen, een fijn metaalorganisatie aan de buitenkant.
• Geen kern nodig maar kan toch hol in het midden zijn om kernproductiekosten te besparen.
• Geen gietstelsel nodig om metaal te besparen.

Nadelen van aluminium centrifugaalgieten

• De binnenkant van de aluminiumcentrifugaalgietonderdelen heeft slechte afwerking, veel onzuiverheden en de binnendiameter is niet correct.
• Meestal alleen geschikt voor het gieten van ronde of cilindrische aluminiumonderdelen. Met complexe gietvormen is het nodig om ze te combineren met de schelpgietvormmethode.

Centrifugaalgieten toepassingen

Centrifugaalgieten wordt door aluminiumgietereien ingezet om aluminiumgietonderdelen te produceren van straalmotorcompressoren, petrochemische ovenbuizen, en veel militair en defensie apparatuur.

7. Aluminium continu gieten

Aluminium continu gieten is een gietproces waarin een aluminiumlegering continu in een gietvorm wordt gegoten met een circulerend waterkoelsysteem. Waar het gietstuk gemaakt wordt, wordt het direct afgekoeld en verwijderd.

Direct na het gietsysteem zal een continue stempel- en walslijn zijn. Gegoten producten zijn aluminiumstaven, platen of buizen met maten tot 0,2x1m.

Het is een heel efficiënt gietsysteem en wijd gebruikt in aluminium- en staalgietereien.

Voordelen van continu gieten

• Vanwege snelle afkoeling heeft aluminium continu gieten hoge mechanische eigenschappen.
• Gemakkelijk te automatiseren resulteert in hoge productiviteit.
• Het gietoppervlak is perfect, het metalenkoren is strak georganiseerd.

Nadelen van aluminium continu gieten

• Alleen geschikt voor aluminiumgietproducten met eenvoudige vormen.
• Het is onmogelijk om objecten met dwarsdoorsnede lengtes te gieten.
• Hoge initiële bouwkosten.

Aluminium continu gieten toepassingen

Aluminium continu gieten wordt gebruikt om metalen staven, metalen buizen van verschillende maten te gieten.

Naast bovenstaande zijn er ook nog diverse andere aluminiumgietmethoden gebruikt om aluminiumgiettoepassingen te fabriceren zoals vacuüm afgedichte vormproces, ablatiegieten, lost foam, etc. Ze hebben ook veel voordelen vergelijkbaar met de bovenstaande gietprocessen.

Geschikte aluminiumgiettechnologieën overwegen

Elk aluminiumgietproces heeft zijn voordelen en nadelen. Na zorgvuldig te verwijzen naar de informatie die verschillende aluminiumgietmethoden vergelijkt in het artikel, maak een keuze voor uw gieterei gebaseerd op uw budget, het type aluminiumgietproducten dat u wilt targeten, nauwkeurigheidsvereisten en jaarlijkse productie.

Veel andere factoren zijn van invloed op de keuze van aluminiumgiettechnologieën. Echter, hopelijk heeft VIC de lezers deels geholpen om de aluminiumgietmethoden beter te begrijpen en de juiste beslissingen te nemen.

Bij VIC hebben we een systeem van metaalgietereien met diverse verwerkingstechnologieën. Vooral in aluminiumgieten gebruikt VIC groenzand en lost foam giettechnologieën en is op weg om de productielijn uit te breiden met andere giettechnologieën die marktvereisten matchen.

VIC is verheugd om samen te werken met partners wereldwijd om klanten te helpen metaalgietproducten te verkopen met redelijke kwaliteit en prijs.

Contactinformatie:

Vietnam Cast Iron Company Limited

• Adres: Lai Xuan, Thuy Nguyen District, Hai Phong stad, Vietnam
• Telefoon: +84 86 543 0133
• Email: ADMIN@MFGROBOTS.COM