Vad är pressgjutning
Pressgjutning är en tillverkningsprocess som används för att producera metalldelar med hög dimensionsnoggrannhet och ytfinish. Det innebär att smält metall tvingas in i en formkavitet under högt tryck. Formkaviteten skapas av två härdade stålformar som bearbetas till önskad form.
Processen börjar med att metallen, vanligtvis aluminium, zink eller magnesium, smälts i en ugn. Den smälta metallen sprutas sedan in i formen under högt tryck med hjälp av en hydraulpress. Metallen stelnar snabbt inuti formen, och formens två halvor öppnas för att frigöra den färdiga delen.
Pressgjutning används ofta för att producera delar med komplexa former och tunna väggar, såsom motorblock, transmissionshus och olika fordons- och flygkomponenter. Processen är också populär vid tillverkning av konsumtionsvaror, såsom leksaker, köksartiklar och elektronik.
Tryckgjutning
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 råmaterial. Pressgjutning är lämplig för material som tenn, bly, zink, aluminium, magnesium till kopparlegeringar och till och med järnlegeringar som rostfritt stål. De huvudsakliga legeringarna som används idag vid pressgjutning är aluminium, zink och magnesium. Från de tidiga pressgjutningsmaskinerna som orienterade formverktyg i vertikal orientering till den nu vanliga standarden för horisontell orientering och drift, fyra dragstångsspänningar och helt datorstyrda processteg har processen utvecklats genom åren.
Industrin har vuxit till en världsomspännande tillverkningsmaskin som tillverkar komponenter för en mängd olika tillämpningar, varav många kommer att vara inom räckhåll för en själv eftersom produkttillämpningarna för pressgjutningar är så mångsidiga.
Fördelar med tryckgjutning
Några av fördelarna med högtrycksgjutning:
• Processen är lämpad för högvolymsproduktion.
• 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).
• God linjär tolerans (t.ex. 2 mm/m).
• Bra ytjämnhet (t.ex. 0,5–3 µm).
Processen med varmkammargjutning innebär smältning av metallgöt i en ugn som är placerad nära/integrerad med den fasta halvplattan på pressgjutningsmaskinen och injektion 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 metallen fryser innan den når formhåligheten. Hela uppvärmnings- och smältmetallelementet i denna process är därifrån beteckningen varmkammare kommer. Gjutkulans vikt dikteras av slaglängd, längd och diameter på kolven samt hylsans/kammarstorleken och munstycket spelar också en roll som bör beaktas vid formkonstruktionen. När metallen har stelnat i formhåligheten (tar bara några sekunder) öppnas den rörliga halvplattan på maskinen, där den rörliga halvan av formen är fixerad, och gjutgodset kastas ut från formytan och tas bort från verktyget. Formytorna smörjs sedan via ett sprutsystem, formen stängs och processen cyklar igen.
På grund av detta "slutna" system för metallsmältning/injektion och minimala mekaniska rörelser kan varmkammargjutning ge bättre produktionsekonomier. Zinkmetalllegering används främst i varmkammargjutning, som har en ganska låg smältpunkt, vilket ger ytterligare fördelar i form av lågt slitage på maskiner (cylinder, svanhals, hylsa, kolv, munstycke) och även lågt slitage på gjutverktyg (vilket ger längre verktygslivslängd jämfört med aluminiumgjutverktyg – beroende på godkännande av gjutkvaliteten).
Namnet kallkammare kommer från processen där smält metall hälls i en kallkammare/kulhylsa som är fäst genom den fasta halvformsplattan på baksidan av det fasta halvformsverktyget. Smältugnar för smält metall är vanligtvis placerade så nära kuländen på pressgjutningsmaskinen som är praktiskt möjligt, så att en manuell operatör eller en automatisk gjutskänk kan extrahera den smälta metallen som krävs för varje gjutning/cykel med en skänk och hälla den smälta metallen i ett gjuthål i hylsan/kullkammaren. En kolvspets (som är en slitstark och utbytbar del, precisionsbearbetad till kulhylsans innerdiameter med hänsyn till termisk expansion) ansluten till maskinens kolvstång trycker den smälta metallen genom kulkammaren och in i formhåligheten. Pressgjutningsmaskinen kommer, när den uppmanas att göra det, att genomföra det första steget för att trycka den smälta metallen förbi gjuthålet i hylsan. Ytterligare steg sker under ökat hydraultryck från kolven för att injicera den smälta metallen i formhåligheten. Hela processen tar några sekunder, det snabba och intensifierande trycket samt fallet i metalltemperatur får metallen att stelna i formhåligheten. Den rörliga halvan av pressgjutningsmaskinen öppnas (där den rörliga halvan av formverktyget är fixerad) och kastar ut det stelnade gjutgodset från verktygets formyta. Gjutgodset avlägsnas, 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 aluminiumets relativt höga smältpunkt och behovet av att minska risken för järnupptagning, vilket är en risk i järndeglar. Eftersom aluminium är en relativt lätt metalllegering möjliggör den gjutning av stora och tunga pressgjutningar eller där ökad styrka och lätthet i pressgjutningar krävs.
