Vad är formgjutning
Pressgjutning är en tillverkningsprocess som används för att producera metalldelar med hög dimensionell noggrannhet och ytfinish.Det innebär att smält metall tvingas in i en formhålighet under högt tryck.Formhåligheten skapas av två härdade stålformar som bearbetas till önskad form.
Processen börjar med smältningen av metallen, vanligtvis aluminium, zink eller magnesium, i en ugn.Den smälta metallen sprutas sedan in i formen vid högt tryck med hjälp av en hydraulisk press.Metallen stelnar snabbt inuti formen, och de två halvorna av formen öppnas för att frigöra den färdiga delen.
Pressgjutning används ofta för att tillverka delar med komplexa former och tunna väggar, såsom motorblock, transmissionshus och olika fordons- och flygkomponenter.Processen är också populär vid tillverkning av konsumentvaror, såsom leksaker, köksutrustning och elektronik.
Pressgjutning
Pressgjutning är en ganska specialiserad process som har utvecklats mer övervägande under 1900-talet.Den grundläggande processen består av: smält metall hälls/injiceras i en stålform och via hög hastighet, konstant och intensifierande tryck (vid pressgjutning) och kylning stelnar den smälta metallen till ett fast gjutgods.Vanligtvis tar själva processen bara några sekunder och är ett snabbt sätt att forma metallprodukt från råvara.Pressgjutning lämpar sig för material som tenn, bly, zink, aluminium, magnesium till kopparlegeringar och även järnlegeringar som rostfritt stål.De huvudsakliga legeringarna som används idag vid pressgjutning är aluminium, zink och magnesium.Från de tidiga pressgjutmaskinerna som orienterade formverktyg i vertikal orientering till den nu vanliga standarden för horisontell orientering och drift, fyra dragstångsspänningar och helt datorstyrda processsteg har processen avancerat genom åren.
Industrin har vuxit till en världsomspännande tillverkningsmaskin, som gör komponenter för en mängd olika applikationer, av vilka många kommer att vara inom räckhåll från en själv eftersom produkttillämpningen av pressgjutgods är så varierande.
Fördelar med pressgjutning
Några av fördelarna med högtrycksgjutning:
• Processen lämpar sig för högvolymproduktion.
• Producera ganska komplexa gjutgods snabbt jämfört med andra metallformningsprocesser (t.ex. bearbetning).
• Höghållfasta komponenter tillverkade i gjutet tillstånd (beroende på komponentdesign).
• Dimensionell repeterbarhet.
• Tunna väggsektioner möjliga (t.ex. 1-2,5 mm).
• Bra linjär tolerans (t.ex. 2 mm/m).
• Bra ytfinish (t.ex. 0,5-3 µm).
Processen med pressgjutning med varm kammare involverar smältning av metallgöt i en ugn som är belägen nära/integrerad med den fasta halvplattan på pressgjutmaskinen och insprutning av smält metall via en nedsänkt kolv direkt genom svanhalsen och munstycket och in i formverktyget.Svanhalsen och munstycket kräver uppvärmning för att förhindra att metall fryser innan den når formhålan, hela uppvärmnings- och smältmetallelementet i denna process är där beteckningen varmkammare kommer ifrån.Vikten för gjutskottet dikteras av kolvens slaglängd, längd och diameter samt hylsan/kammarens storlek och munstycket spelar också en roll som bör beaktas vid formkonstruktionen.När metallen har stelnat i formhåligheten (tar bara några sekunder) öppnas den rörliga halva plattan i maskinen vars rörliga halva av formen är fixerad till och gjutgodset kastas ut från formytan och avlägsnas från verktyget.Formytorna smörjs sedan via ett spraysystem, formen stängs och processen cyklar igen.
På grund av detta "stängda" metallsmält-/insprutningssystem och minimala mekaniska rörelser kan varmkammarpressgjutning ge bättre ekonomi för produktion.Zinkmetallegering används främst vid pressgjutning med varmkammartryck som har en ganska låg smältpunkt vilket ger ytterligare fördelar för lågt slitage på maskiner (gryta, svanhals, hylsa, kolv, munstycke) och även lågt slitage på formverktyg (så längre verktyg) livslängd jämfört med pressgjutningsverktyg i aluminium – med förbehåll för godtagande av gjutkvalitet).
Namnet kall kammare kommer från processen med att smält metall hälls i en kall kammare/skotthylsa som är fäst genom den fasta halvformplattan på baksidan av det fixerade halvformverktyget.Ugnar för hållande/smältning av smält metall är vanligtvis placerade så nära som det är praktiskt möjligt sprutänden på pressgjutmaskinen så att en manuell operatör eller en automatisk gjutskänk kan extrahera den smälta metall som krävs för varje skott/cykel med en slev och hälla smält metall i ett hällhål i hylsan/skottkammaren.En kolvspets (som är en bärbar och utbytbar del, precisionsbearbetad till spruthylsans innerdiameter med hänsyn till termisk expansion) ansluten till maskinens kolv trycker den smälta metallen genom sprutkammaren och in i formhåligheten.Pressgjutningsmaskinen kommer när den uppmanas att genomföra det första steget för att trycka den smälta metallen förbi gjuthålet i hylsan.Ytterligare steg äger rum under ökat hydrauliskt tryck från kolven för att spruta in den smälta metallen i formhåligheten.Hela processen tar sekunder, det snabba och intensifierande trycket samt sjunkande metalltemperatur gör att metallen stelnar i formhåligheten.Den rörliga halvplattan på pressgjutningsmaskinen öppnas (varav den rörliga halvan av formverktyget är fäst vid) och skjuter ut det stelnade gjutgodset från verktygets formyta.Gjutgodset tas bort, formytorna smörjs med ett spraysystem och sedan upprepas cykeln.
Kallkammarmaskiner är lämpade för pressgjutning av aluminium, delar på maskinen (skotthylsa, kolvspets) kan bytas ut med tiden, hylsor kan metallbehandlas för att öka deras hållbarhet.Aluminiumlegering smälts i en keramisk degel på grund av aluminiums relativt höga smältpunkt och behovet av att minska risken för järnupptagning vilket är en risk i järndeglar.Eftersom aluminium är en relativt lätt metallegering ger det gjutning av stora och tunga pressgjutgods eller där ökad styrka och lätthet i pressgjutgods krävs.
