Gravitationsgjutning av aluminium

En omfattande översikt över aluminiumgjutning med gravitation

Den aluminium gravitationsgjutning processen är mycket fördelaktig på grund av mångsidigheten i dess tillämpningar i olika branscher. Denna mångsidighet kommer från aluminiumets lätta vikt, som har många egenskaper. Så de gör det önskvärt att använda det för många industriella applikationer. Förutom detta är gjutning av aluminiumgravitation användbar för tillverkning av olika fordonskomponenter. Dessa fordon kan inkludera bilar, lastbilar, ventiler, kompressorer, turbiner, verktygsmaskiner etc.

Så den här artikeln kommer att förklara gjutningsprocessen för aluminiumgravitation genom att fokusera på fördelar, nackdelar, begränsningar och större applikationer i industrier.

Hur kan du definiera pressgjutning av aluminiumgravitation?

Tillverkarna utför en permanent gjutningsprocess på en form. Denna matris är vanligtvis gjord av stål eller gjutjärn. Gravitationen är drivkraften för att fylla formen med den flytande aluminiumlegeringen i gjutningsprocessen för aluminiumgravitation. Gjutningstekniken för aluminiumgravitation har gjort sitt märke i modern tid. Den viktigaste fördelen med denna teknik är att den minskar porositeten. Dessutom tillåter det inte luft att fånga in i formen under gjutningen. Följaktligen kommer de tillverkade komponenterna eller produkterna att vara fria från fel.

Olika legeringar av aluminium som används vid gravitationsgjutning av aluminium

Här är en lista över grundläggande aluminiumlegeringar som används i stor utsträckning vid gjutning av aluminiumgravitation. Så låt oss diskutera deras kompositioner och breda applikationer inom olika livsområden.

Legering	Sammansättning	Viktiga egenskaper	Typiska tillämpningar
A356	Al-Si	God hållfasthet, duktilitet och bearbetbarhet; måttlig korrosionsbeständighet	Motorblock, höljen, konsoler
A380	Al-Si	Utmärkt flytbarhet, trycktäthet, måttlig hållfasthet	Motorblock, höljen, transmissionskomponenter
A413	Al-Si	Högtryckstäthet, god bearbetbarhet, måttlig hållfasthet	Hydraulcylindrar, ventiler, pumpar
B390	Al-Cu	Mycket hög hållfasthet och hårdhet, måttlig duktilitet	Kolvar, cylinderhuvuden
C355	Al-Cu	God hållfasthet, korrosionsbeständighet och duktilitet	Strukturella komponenter, hjul, fästen
AM508	Al-Mg	Hög hållfasthet, seghet och svetsbarhet	Komponenter för flyg- och rymdindustrin, strukturella delar
AM6061	Al-Mg	God hållfasthet, duktilitet och korrosionsbeständighet	Byggnadsmaterial, profiler, konstruktionsdelar
ZA8	Al-Zn	Hög hållfasthet, dimensionsstabilitet, måttlig duktilitet	Pressgjutna komponenter med snäva toleranser
K-legering	Al-Si-Cu-Mg	Exceptionell korrosionsbeständighet, hög hållfasthet	Marina applikationer, tuffa miljöer
Hypereutektisk Al-Si	Al-Si	Hög slitstyrka och hårdhet, måttlig hållfasthet	Kolvar och foder till motorer

Steg som ingår i gjutningsprocessen för aluminium med gravitation

This process is fully automated. It helps reduce labor costs and increase product efficiency. So the CNC machines (computer numerical control machines) shape the die, and gravity pours melted aluminum into it. Besides this, the mold cavities are filled with melted aluminum, shaping it into the mold. Special algorithms on automated machines help in the creation of various innovative designs. So, they drive the demand for the aluminum gravity die-casting process. Additionally, aluminum gravity die casting doesn’t solely utilize aluminum metal. It uses aluminum alloys in its applications.

Här är en steg-för-steg-förklaring av varje steg som är involverat i gravitationsgjutning av aluminium.

1. Design och förberedelser

Aluminiumgravitationsgjutningen börjar med att designa mönstren. Vi måste göra en prototyp eller kopia av någon produkt. Så dessa mönster består vanligtvis av metall eller trä. Förutom detta består dessa mönster av exakta dimensioner och designspecifikationer. Så det hjälper till att göra formen mycket exakt. Dessutom består matrissektionerna huvudsakligen av två halvor. Dessa består vanligtvis av stål eller gjutjärn. Den ena är känd som en stationär form och den andra är känd som en ejektorform. Dessa halvor får passa perfekt in i varandra. Så det skapar ett hålrum som replikerar mönsterformerna.

2. Inställning av verktyg

När mönstren väl har utvecklats är nästa steg verktygsuppsättning. Det är mycket användbart att göra formar eller matriser för gjutningsprocessen. Så det är viktigt att först genomgå en grundlig rengöring. Det hjälper till att ta bort eventuella skräp eller rester från tidigare gjutningar. Dessutom måste det garantera att det smälta aluminiumet flyter smidigt inuti maskinen. Efter det förvärms matrisen till en viss temperatur. Denna förvärmning är också användbar för termisk chock. Så det kommer att öka metallflödet. Följaktligen kommer det att öka matrisens livslängd.

3. Beredning av smält aluminium

Aluminiumet får smälta inne i ugnen. Denna process kräver en temperatur på cirka 700 °C (1292 °F). Så ugnen har tillräckligt med värme för att smälta ner aluminiumet. Förutom detta tillsätts också några legeringar för att öka styrkan och hållbarheten hos aluminiummetalldelarna. Dessutom utförs också avgasning för att avlägsna väte och andra föroreningar från det smälta aluminiumet. Så alla dessa operationer gör aluminiumet hållbart och hjälper också till att undvika porositet. Således ökar det styrkan hos färdiga produkter.

4. Gjutningsprocess

Efter detta startar sätesprocessen. Det smälta aluminiumet får hälla in i gravitetsformens hålighet. Det utförs vanligtvis med hjälp av ett noggrant utformat hällbassäng- och löparsystem. Efter det garanterar gravitationen en jämn fördelning om metallen saktar in i alla delar av formhålan. Så när det smälta aluminiumet svalnar stelnar det och får formen på formhålan.

5. Utskjutning och efterbearbetning

Nästa steg är utstötning. Aluminiumgravitationsformen öppnas och den solida aluminiumdelen kommer ut ur den med hjälp av ejektorstift. Dessutom behöver denna process extra försiktighet för att undvika skador på metalldelen.

Besides this, the post-processing comprises removing the excessive material and giving a smooth finish to the aluminum parts. So, it involves trimming and fettling. It helps remove the excessive materials, i.e., the gating system, runners, and risers. It is usually done using different machining methods. They may include sawing, grinding, or machining. Moreover, the finishing of the material part also uses heat treatments. So, it can increase the part’s mechanical properties.

6. Efterbehandling och ytbeläggning

Det sista steget är efterbehandling och beläggning av aluminiumdelen. Det görs vanligtvis för att öka estetiken hos gjutna delar. Förutom detta ökar både ytbehandling och beläggning metalldelens hållbarhet. utseende och hållbarhet. Flera behandlingar används för att skapa ett proaktivt oxidskikt över aluminiumdelens yta. Dessa behandlingar ökar korrosionsbeständigheten. Så de kan inkludera målning eller pulverlackering. Dessa beläggningar ger metalldelar ett trevligt och smidigt utseende. Men det ökar också styrkan.

Ytbehandlingsalternativ för aluminiumgjutning med gravitation

Efterbehandlingen kan vara av olika typer. Låt oss diskutera dessa i detalj.

Finish Typ	Processbeskrivning	Fördelar
Blästrad yta	Skott av höghastighetsstål skjuts mot ytan för att avlägsna ojämnheter och förbättra ytkvaliteten.	– High rate of material removal
		– Uniform surface finish
		– Prepares surface for further finishing or painting
Pulverlackerad yta	Torrt pulver appliceras elektrostatiskt på ytan och härdas sedan under värme för att bilda en hård, hållbar beläggning.	– Environmentally friendly
		– Durable and long-lasting finish
		– Wide range of colors and textures available
Anodiserad yta	Metallytan omvandlas elektrokemiskt till ett dekorativt, hållbart och korrosionsbeständigt oxidskikt.	– Enhanced corrosion resistance
		– Improved aesthetic appearance
Som maskinbearbetad Finish	Använda CNC-maskiner (Computer Numerical Control) för att ta bort material från den pressgjutna delen för att uppnå önskad form och finish.	– High precision and repeatability
		– Suitable for complex geometries
		– Can achieve tight tolerances

  Vilka är fördelarna med gravitationsgjutning av aluminium

Gravitationsgjutning av aluminium är efterfrågad. Det erbjuder flera fördelar. Låt oss diskutera dem i detalj.

1. Hög precision och konsistens: Det används för att göra delar med komplex geometri. Dessutom ger den högdimensionell noggrannhet till gravitationsgjutna aluminiumdelar. Det visar konsekvens genom hela de stora produktionskörningarna.
2. Förbättrade mekaniska egenskaper: Gravitationsgjuten aluminium bidrar till att ge tätare och starkare metallstrukturer. Dessutom förbättrar det de mekaniska egenskaperna, som draghållfasthet och hårdhet hos aluminiumgravitationsgjutningsdelar.
3. Bra ytfinish: Gravitationsgjutning av aluminium ger en jämn ytfinish. Förutom detta minskar behovet av ytterligare efterbearbetning och bearbetningsoperationer.
4. Mångsidighet i designen: Det ger designflexibilitet för metalldelar. Dessutom kan den hantera komplexa geometrier. Medan andra metoder inte kan uppnå dem.
5. Minskad porositet: Det ger en långsammare och mer kontrollerad gjutningsprocess. På så sätt kan man minska gasinfångning och porositet i de färdiga delarna. Dessutom ökar det metalldelarnas strukturella integritet.
6. Ekonomiskt fördelaktigt för stora produktionsserier: Kostnaden är vanligtvis förknippad med formen. Så när formen väl är utformad minskar kostnaden per enhet. Så det är en ganska kostnadseffektiv lösning för medelstora till stora produktionsvolymer.
7. Återvinningsbarhet: Aluminium har god värmeledningsförmåga. Förutom detta smälter det ner i ugnen. Så det kan smälta det använda aluminiumet och återvinnas för många andra ändamål.

Vilka är begränsningarna med gravitationsgjutning av aluminium?

Förutom fördelarna erbjuder aluminiumgravitationsgjutning också vissa begränsningar. Så låt oss diskutera dem här i detalj.

1. Höga initiala verktygskostnader: När det gäller de inledande faserna är det viktigt att notera att verktygen kräver tillräckliga investeringar. Det är inte ekonomiskt fördelaktigt för små produktionsvolymer.
2. Begränsad till färre komplexiteter: Denna process kan hantera komplexa delar. Den erbjuder dock vissa begränsningar när det gäller komplexiteten hos de pressgjutna delarna.
3. Lägre produktionstakt: Aluminiumgravitationsgjutning är betydligt långsammare än andra gjutningsmetoder. Så det gör det mindre lämpligt för extremt höga produktionsvolymer.
4. Viktbegränsningar: Denna teknik är lämplig för små eller medelstora metalldelar. Eftersom de stora delarna är tyngre. Så deras vikt utgör utmaningar för att hantera kvaliteten på aluminiumgjutningsdelar i gravitation.

Gravitetsgjutning av aluminium kontra sandgjutning av aluminium

Här är jämförelsen mellan gjutning av aluminium och sandgjutning.

Funktion	Aluminium gravitetsgjutning	Sandgjutning av aluminium
Material för gjutform	Permanent gjutform av metall (vanligtvis stål eller gjutjärn)	Tillfällig gjutform av sand och bindemedel
Initial verktygskostnad	Hög (på grund av den hållbara metallformen)	Låg till måttlig (sandformar är billigare att tillverka)
Ledtid	Längre (på grund av den tid som krävs för att skapa metallformen)	Kortare (sandformar går snabbare att tillverka)
Produktionsvolym	Ekonomisk för medelstora till stora produktionsserier	Lämplig för låga till höga produktionsvolymer
Dimensionell noggrannhet	Högre (snäva toleranser och mer konsekventa dimensioner)	Lägre (mer variabilitet och mindre exakt)
Ytfinish	Bättre (jämnare finish, mindre efterbearbetning krävs)	Grovare (kan kräva mer maskinbearbetning och efterbehandling)
Mekaniska egenskaper	Bättre (tätare och starkare tack vare kontrollerad kylning)	Lägre (mer porös struktur och potential för svagare egenskaper)
Designens komplexitet	Måttlig (kan producera komplexa former men med vissa begränsningar)	Hög (kan rymma mycket intrikata och komplexa mönster)
Produktionstakt	Långsammare (på grund av manuella häll- och kylprocesser)	Snabbare (kan använda automatiserade processer för stora volymer)
Defekter	Lägre (mindre porositet och färre defekter tack vare kontrollerad process)	Högre (mer benägna att drabbas av defekter som porositet och inneslutningar)
Materialområde	Begränsad (används främst för aluminium och vissa andra legeringar)	Bred (kan använda ett stort antal olika metaller och legeringar)
Återvinningsbarhet	Hög (aluminium- och metallformar är återvinningsbara)	Hög (sand kan återanvändas och aluminium är återvinningsbart)

Tillämpningar av gravitationsgjutning av aluminium

På grund av dess egenskaper har gjutning av aluminiumgravitation många applikationer i olika branscher. Så låt oss diskutera dem alla i detalj.

1. Fordonsindustrin: Det har många tillämpningar inom fordonsindustrin för tillverkning av motorkomponenter (t.ex. topplock och motorblock). Dessutom hjälper den till att tillverka växellådor, transmissionshus, upphängningsdelar och bromskomponenter.
2. Flyg- och rymdindustrin: På samma sätt används det inom flyg- och rymdindustrin för att tillverka strukturella komponenter. Dessutom hjälper det till att tillverka motordelar, höljen för elektroniska system samt fästen och beslag.
3. Konsumentelektronik: Det används för att tillverka höljen till bärbara datorer och smartphones. Dessutom används det för att tillverka kylflänsar och komponenter till kylsystem.
4. Industriella maskiner: På samma sätt används aluminiumgravitationsgjutning också för att tillverka pumphus, ventilhus och växellådor. Förutom detta hjälper det till att göra motorhus.
5. El och belysning: Aluminiumpressgjutgods används ofta för att tillverka elektriska apparater och belysning. De kan omfatta belysningsarmaturer, elektriska höljen, kylflänsar för LED-lampor samt anslutningar och beslag.

Slutsats

Tryckgjutning av aluminium används ofta för att tillverka metalldelar. Den stöder komplexa konstruktioner och invecklade geometrier. Den har därför många tillämpningar inom olika områden. De omfattar i allmänhet hög precision, god ytfinish, förbättrade mekaniska egenskaper och kostnadseffektivitet för medelstora till stora produktionsserier. Dessutom används den inom olika områden, t.ex. fordons- och flygindustrin, konsumentelektronik och industrimaskiner. Det är alltså ett populärt val för att tillverka högkvalitativa aluminiumkomponenter. Den har dock vissa begränsningar, t.ex. höga initiala verktygskostnader och långsammare produktionshastigheter. Men trots dessa nackdelar har pressgjutning av aluminium många fördelar, liksom att tillhandahålla metalldelar av hög kvalitet.

Vanliga frågor och svar

Q1. Vilka typer av aluminiumlegeringar används vanligtvis vid gravitationsgjutning?

Vanliga aluminiumlegeringar är A356, A380, A413, B390, C355, AM508, AM6061, ZA8, K-Alloy och hypereutektisk Al-Si. De har alla olika egenskaper. De lämpar sig därför för olika tillämpningar.

Q2. Kan gravitationsgjutning av aluminium automatiseras?

Ja, det kan det. Aluminiumgjutning med tyngdkraft kan automatiseras helt med CNC-maskiner och speciella algoritmer. De hjälper till att forma matrisen och hälla det smälta aluminiumet. Så det automatiserar i slutändan processen och minskar arbetskraftskostnaderna. Således ökar den totala effektiviteten i processen.

Q3. Varför är minskad porositet viktig vid gravitationsgjutning av aluminium?

Minskad porositet är ganska viktigt. Eftersom det ger strukturell integritet och styrka till slutprodukten. Det är därför aluminiumgravitationsgjutningen ger skadefri och lämplig metall delar.