Aluminiumsandgjutning är ett av de populära sätten att producera delar och komponenter av aluminiumlegering och kombinerar fördelarna med flexibilitet, ekonomisk kostnad och möjlighet att gjuta komplexa geometrier. Tekniken som används i denna process är att hälla smält aluminium i en sandform för att skapa en solid komponent efter kylning och stelning. Den är mycket efterfrågad inom verksamheter som bil-, flyg- och tillverkningsindustrin för att tillverka komplexa delar, prototyper och produkter med hög volym. Vi kommer att hitta nedan grunderna för gjutning i aluminiumsand, processen som ska följas, dess fördelar och dess användningsområden.
Vad är sandgjutning av aluminium?
Aluminiumsandgjutning är en metallgjutningsprocess där aluminiumlegering smälts och hälls i en sandform. Mönstret görs genom att komprimera en sandform runt mönstret för det föremål som ska gjutas och detta ger ett hål i vilket smält aluminium hälls. Efter en viss tid kyls och stelnar aluminiumet och formen bryts för att visa den slutliga delen. Sandgjuten V är en av de äldsta och mest flexibla formerna av gjutning och kan användas för att tillverka både små och stora aluminiumkomponenter.
Vad är det som lockar med sandgjutning av aluminium?
- Billigt: Det är relativt billigt att främja låg- till medelvolymproduktion, i synnerhet komplexa och stora delar.
- Flexibel: Den är flexibel och kan användas i både enkla och komplexa former.
- Mångsidighet: Aluminium är mycket mångsidigt och kan användas i en mängd olika applikationer, t.ex. bilkarosser, flyg- och rymdindustrin eller till och med i industrimaskiner eftersom det har en lägre vikt och inte korroderar.
Processen med sandgjutning av aluminium är en avgörande tillverkningsprocess. Det är enkelt, mångsidigt och processen har förmågan att producera robusta och hållbara delar till en mycket överkomlig kostnad.
Bearbetning av sandgjutning av aluminium
Dessa är de kritiska stegen som är involverade i de allmänt involverade förfarandena för sandgjutningsprocesser i aluminium:
- Mönstertillverkning: Den första delen av gjutning av aluminiumsand börjar också med att skapa mönstret. Mönstret är en kopia av den bit som ska tillverkas och kan normalt bestå av vax, metall eller annat icke-permanent ämne. Mönster görs med aluminiumets krympning i åtanke, att när det svalnar måste det dra ihop sig, och mönster är vanligtvis belagda med antingen ett tunt lager sand eller andra kurser för att göra det möjligt att ta bort mönstret lättare efter gjutning.
- Tillverkning av formar: När mönstret är framtaget formas gjutformen med hjälp av mönstret. Mönstret täcks genom att en kombination av sand och bindemedel packas ihop för att bilda formen. Detta är vanligtvis en speciell sorts sand som kombineras med ett bindemedel, t.ex. lera eller harts, för att göra den fastare. För att skapa en solid form runt mönstret packas sanden hårt så att det finns utrymme där det smälta aluminiumet kan rinna och forma komponenten.
- Tillverkning av kärnor: Om den del som ska gjutas har ihåliga utlopp eller håligheter, skulle den gjutas, sedan skulle kärnorna tillverkas och gjutas in i formens hålighet. I den efterföljande gjutningen förbereder de kärnor som är konstruerade av sand eller annat material och dessa är anordnade så att de inre funktionerna är önskade i den slutliga gjutningen.
- Smältning och hällning: Efter att formen har förberetts smälts aluminiumet i en ugn. Smältpunkten för aluminium är relativt låg (varierar runt 660 o C eller 1220 o F), vilket gör att det är lätt att smälta för att gjutas. Det smälta aluminiumet får därefter långsamt passera genom ett grindsystem eller en gran vid formhålan. Formen tar mönsterformen och metallen fyller formen.
- Gjutning och stelning: När formen gjuts stelnar det smälta aluminiumet när det kyls. Kylningshastigheten kan påverka materialets slutliga egenskaper, t.ex. hållfasthet och ytfinish. Beroende på gjutningens storlek och komplexitet kan kylningen ta flera minuter till timmar.
- Gjutning av gjutform: Formen bryts av genom att aluminiumet kyls och stelnar. Den manipuleras vanligtvis manuellt eller med maskinobjekt. Formen i sand bryts och detaljen tas ut.
- Efterbehandling: Efter borttagningen av detaljen kan den genomgå ytterligare efterbehandlingar som sandblästring, maskinbearbetning eller ytbehandlingar för att få önskade mått, struktur och finish.
Former av sandgjutning av aluminium
Sandaluminiumgjutning kan klassificeras i några olika typer när det gäller typ av gjutning och när det gäller gjutningsmaterialet. Alla typer har unika egenskaper som bättre tillämpas inom olika användnings- och produktionsområden. Några av de viktigaste kategorierna av gjutning av aluminiumsand är:
- Grön sandgjutning
- Harts Sandgjutning
- Formgjutning (eller gjutning med förlorat skum)
- Sandgjutning utan bakning
- Detta är Cold Box Sand Casting.
- Precisionsgjutningen i sand kallades för Shell Molding.
1. Gjutning i grön sand
Den vanligaste och billigaste typen av sandgjutning är den gröna sandgjutningen. Den har en kombination av sand, vatten och lera för att slutföra formen. Detta görs genom att skapa en form på fuktig eller grön sand, vilket ger den den bindbarhet som den kräver. Formar gjorda av grön sand är enkla att skapa, man kan använda dem flera gånger, och det kan ta jämförelsevis en kort period att göra detta.
Fördelar:
- De är billiga och kan enkelt användas i låg- till medelvolymproduktion.
- Den kan användas för att tillverka stora och små detaljer.
- Processen för formtillverkning är enkel och tidsbesparande.
- Återvinning av sand kan ske efter varje gjutning
Nackdelar:
- Ojämn struktur på avgjutningen jämfört med andra avgjutningsförfaranden.
- Den lägre dimensionella noggrannheten
- Fukten i formen kan orsaka mer porositet i Can.
Applikationer:
- Motorblock och cylinderhuvuden är delar till fordon.
- Stora industrimaskiner
- Olika delar av maskiner
2. Sandgjutning av harts
Hartsandgjutning innebär att man blandar sand och ett konstgjort harts som ska användas som bindningsmaterial. Denna process kommer att ge en starkare och permanent form än den gröna sandprocessen, eftersom hartsbindningsmedlet blir starkare och resultaten ger ytkvalitet och styrka. Hartssanden är svårare, vilket möjliggör mer invecklade och finare formdesigner.
Fördelar:
- Ger en högkvalitativ finish och släta delar.
- Mögel av överlägsen typ kännetecknas av ökad tolerans
- Möjliggör ökad produktionstakt och färre miniatyriserade delar.
Nackdelar:
- Högre materialkostnader jämfört med grön sand
- Det tar tid att härda hartset så att det blir hårt.
- Dessa lämpar sig inte för mycket stora gjutgods.
Applikationer:
- komponenter i precisionsteknik
- Delar som kräver hög finish, t.ex. kugghjul och turbiner.
- Komponenter till flyg- och bilindustrin.
3. Gjutning av förlorat skum (gjutning av förlorat skum)
Denna gjutmetod används för att tillverka många bilar. Mönstret tar formen av ett skumskal och beläggs med en keramisk slurry. I den traditionella processen kondenseras formen på skummet av den heta metallen för att bilda ett hål som är formen. Detta är fördelaktigt på det sätt som det hjälper en att göra former som annars är komplicerade att göra med vanliga formar.
Fördelar:
- Jag kan skapa komplexa formulär på rätt sätt.
- Mästerverket med de vackra formerna och dekorationerna.
- Ger utmärkt efterbehandling, som normalt kräver mycket lite efterbehandling.
Nackdelar:
- De är dyra jämfört med den traditionella processen med sandgjutning.
- Tar längre tid eftersom det keramiska skalet måste härdas.
- Den är inte tillämplig vid massproduktion.
Applikationer:
- Ett turbinblad är en komponent i ett flygplan.
- Precision i medicinska instrument: Medicinens precisionsverktyg
- Bitar av små saker.
4. Sandgjutning utan bakning
Vid sandgjutning utan bakning binds sandblandningen samman med ett kemiskt bindemedel, som inte behöver torka eller bakas. Det är möjligt att göra formen och använda den för att gjuta materialet. Sandblandningen görs i no-bake-sand, som normalt härdas kemiskt och inte av värme, vilket blir mer effektivt i vissa applikationer.
Fördelar:
- Snabbare än traditionella metoder eftersom ingen bakning eller torkning av maten sker
- Ytstaterna är färdigställda på ett bra sätt
- Den används vid tillverkning av små och medelstora volymer.
Nackdelar:
- Det är inte riktigt det bästa för produktion av mycket stora volymer, eftersom bindemedlet kräver tid för att härda.
- Det är troligt att man får mindre noggrannhet med den, som vid skalformning.
Applikationer:
- Industriella delar av liten och medelstor storlek.
- Industriell svetsning, t.ex. konsoler, flänsar.
- Den komplexa formen som är inskriven i något land.
5. Sandgjutning av kallbox
Cold box sandgjutning Ett kallhärdande kemiskt bindemedel används vid konstruktionen av formen. Bindemedlet blandas med sand och den resulterande blandningen pressas i en formlåda runt en design av konstverk. Sandblandningen härdas i formen med gas (vanligtvis amingas), och detta görs genom packning. Metoden har fördelen att den ger höghållfasta formar som krävs vid tillverkning av de mest komplicerade och exakta delarna.
Fördelar:
- Den är mycket stark och mycket måttnoggrann.
- Den kan användas vid tillverkning av tunnväggiga och komplexa detaljer.
- Hjälper till att minimera bristerna i gjutningen, t.ex. porositet och krympning.
Nackdelar:
- Förbud mot kostnad för råvaror
- Den har särskild behandling och tillbehör.
Applikationer:
- Superalloy på turbinbladen är ett exempel på en flyg- och rymdprodukt.
- Exakta komponenter som måste vara korrekta, Six-sigma engineering
- Komponenter biltillverkarens resultat.
6. Exakt sandgjutning
Med skalgjutning avses den process där en blandning av fin sand appliceras på ett mönster av metall. När metallmönstret har värmts upp placeras fin sand (vanligtvis i kombination med ett bindemedel, t.ex. natriumsilikat) på mönstret och värmen får härda sandmönstret. Sådana formar gjuts i en ugn. Noggrannhet i denna process ger bra ytfinish och noggrannhet i dimensionering.
Fördelar:
- Det är enkelt och korrekt.
- Den används bäst vid gjutning av små till medelstora detaljer.
- Mindre bearbetning av eftergjutningen görs.
Nackdelar:
- Det blir dyrare och mer tidskrävande jämfört med gjutning i grön sand.
- De var begränsade till mindre komponenter som hade en ganska låg komplexitet.
Applikationer:
- De fina precisionsdelarna är maskindelar, t.ex. kugghjul och ventildelar.
- Medicinska implantat är också andra högprecisionsimplantat.
- Ytfinish: En del av en bil som behöver en bra ytfinish
Material för gjutning av aluminiumsand
Dessa finns i olika varianter beroende på materialen i aluminiumsandgjutning som är mycket avgörande för skapandet av slutprodukten, som definierar styrka och hållbarhet utöver dess kvalitet. De viktigaste råvarorna är basmetallen (aluminiumlegering), gjutningssanden, bindemedelsmaterialet och tillsatserna. Vilka är de och hur fungerar de? Jag skulle vilja titta närmare på var och en av dem.
1. Aluminiumlegeringar
Aluminiumlegeringarna är mycket viktiga i sandgjutningsprocessen eftersom de avgör slutproduktens styrka, korrosionsbeständighet och gjutbarhet. Andra mindre karakteristiska legeringar inkluderar A356, A380 och A413, som är baserade på användningsområde, som fordons- och flygkomponenter och egenskapsspecifikation, som duktilitet, flytbarhet och slitstyrka.
2. Sand för gjutning (Sand)
Formens hålrum består av sand som används vid gjutningen av aluminium. Den vanligaste sorten är kiselsand eftersom den har en hög smältpunkt och är lättillgänglig, men det kan också finnas andra sorters sand, som kromit- eller zirkonsand, för att uppnå högre hållfasthet och noggrannhet. Vilken typ av sand som används har betydelse för kvaliteten på ytbehandlingen och för formens termiska stabilitet.
3. Material för pärmar
Bindemedlen används för att ge styrka till formen när sandpartiklarna sitter fast tillsammans. Lera är det vanligaste materialet i grön sandgjutning, som i harts sandgjutning, harts används för att få mer precision och bättre styrka i formen. Dessa material kommer att säkerställa att formen är flexibel mot värmen från smält metall.
4. Tillsatser
Tillsatser tillsätts vanligtvis till sand eller aluminium för att förbättra vissa aspekter av dess beteende, som ytfinish, styrka och för att minska dess defekter som porositet. Tillsatserna är nödvändiga för att säkerställa att gjutningar av hög kvalitet görs med minimala brister.
5. Inklusion och metallapparater
Aluminiumlegeringar blandas med metallelement som koppar, magnesium och kisel för att förbättra vissa egenskaper som styrka, korrosionsbeständighet och hårdhet. De spelar en avgörande roll vid tillverkningen av delar som är motståndskraftiga mot skador som förekommer i extrema miljöer, t.ex. i bil- eller flygplansdelar.
6. Andra material som används vid specialgjutning Typer
Mönster formas och gjuts av material som vax eller till och med keramik, där de används i en process som kallas skalformning eller lost foam casting. Dessa material säkerställer produktionen av komplexa, exakta komponenter, särskilt i de branscher som kräver komplicerad design, t.ex. i branscher med utveckling av högpresterande produkter.
Fördelar med sandgjutning av aluminium
Processen med sandgjutning av aluminium har flera fördelar som gör att dess tillämpning i många branscher är att föredra:
- Kostnadseffektivitet: Sandgjutning är en av de billigare formerna av metallgjutning, vilket gör att den lämpar sig bättre för små och medelstora serier. Materialkostnaderna är lägre, eftersom sandformarna också kan återvinnas.
- Flexibilitet: Det är ett mycket flexibelt förfarande som kan användas för att tillverka delar av enorm variation i storlekar och former, komplexitet. Sandgjutningen kan användas för att producera enkla geometrier och komplexa mönster och kan därför uppfylla en mängd olika designkrav.
- Den är tolerant mot komplicerade former: Aluminiumsandgjutning kan producera mer komplicerade former som andra gjutningstekniker inte enkelt kan göra, till exempel inre håligheter och underskärningar.
- Förmåga att gjuta stora delar: En förmåga att gjuta stora delar är också möjlig i sandgjutning, jämfört med andra metallgjutningsstrategier som inte kan gjuta stora delar. Det är anledningen till att det kan tillämpas för att tillverka stora delar av bilar eller flygplan.
- Typ av material: Aluminium är inte den enda metall som kan gjutas i en sandform. Även andra metaller kan gjutas (t.ex. koppar, stål och järn), vilket ger tillverkaren ytterligare alternativ när det gäller det önskade mediet som ska användas för att producera den önskade produkten.
- Snabb omställning: Det är en process som kan genomföras med ganska korta ledtider, särskilt när det gäller prototyper, eftersom de har lätta verktyg och det går mycket lite tid till spillo på de installationsprocedurer som ska följas.
Nackdelar med sandgjutning av aluminium
Trots alla fördelar har sandgjutning av aluminium två begränsningar:
- Dålig efterbehandling av ytor: Ytbehandlingen är mindre när man använder sandgjutning jämfört med andra processer som pressgjutning. Då kan det finnas vissa manövrer som bearbetning eller sandblästring, som kan behövas för att förbättra ytan på delen.
- Porositet: Krympningsdefekter eller porositet (små hål i gjutmaterialet) kan förekomma periodvis vid sandgjutning. Dessa saker kan leda till svagheter och sämre prestanda hos delarna, särskilt i situationer med hög belastning.
- Dimensionell tolerans: Sandgjutning är inte en självklarhet när det gäller snäva dimensionstoleranser. Sandgjutgods kan vara extremt flexibelt men inte lika snävt som de toleranser som kan uppnås i några av de andra processerna, som pressgjutning eller investeringsgjutning. Komponenterna kan kräva ytterligare bearbetning för att passa restriktiva specifikationer.
Användningsområden för sandgjutning av aluminium
Sandgjutning av aluminium har använts i många industrier som kräver komplexa delar som är hållbara och lätta. Tillämpningar: Några av de vanligaste applikationerna är:
- Fordonsindustrin: Gjutning av motorblock, topplock, transmissionshus etc. görs vanligtvis genom att använda aluminiumsandgjutning med hög noggrannhet. Det faktum att det används för att generera komplexa mönster och ihåliga utrymmen är dess mest lämpliga användning av fordonstillverkare.
- Flyg- och rymdindustrin: Flyg- och rymdindustrin producerar högpresterande komponenter i form av flyg- och rymdmotorer, flyg- och rymdfästen och flyg- och rymdhus med flyg- och rymdindustrin som använder sandgjutning av aluminium. Det är också effektivt i flygplan eftersom dess lättviktsegenskaper kombineras med styrka som erhålls genom gjutningstekniken.
- Industriell utrustning: Sandgjutning av aluminium används ofta för att skapa delar av industrimaskiner som pumpar, ventiler och växlar. Dessa material bör vara långvariga och slitstarka, vilket också tillhandahålls av aluminium.
- Konsumentelektronik: Elektroniska produkter eftermonteras i kapslingar som tillverkas med hjälp av processen, med dess förmåga att överföra värme och motstå korrosion, vilket ger en god kvalitet som aluminium efterfrågar.
- Marin industri: Marina komponenter inom marinindustrin, t.ex. komponenter till marinmotorer, propellrar och höljen till olika marina utrustningar, tillverkas vanligen av aluminium på grund av dess korrosionsbeständighet.
Framtiden för sandgjutning av aluminium
Det sker en förändring i gjutning av aluminiumsand i takt med att teknik och hållbarhetsutveckling förändras.
1. Automatisering
Industri 4.0 och automatisering kommer att göra saker mer effektiva och exakta för att minimera fel och öka konsekvensen med hjälp av robotar och datainsamling i realtid.
2. Avancerade legeringar
Prestandan hos gjutna delar kommer att förbättras genom nya legeringar av aluminium som har hög hållfasthet och överlägsna termiska egenskaper. Detta kommer att vara tillämpligt, särskilt inom fordons- och flygindustrin.
3. Hållbarhet
Framtiden kommer att handla om miljövänliga gjutningsprocesser, där aluminium som används återvinns och energianvändningen och koldioxidutsläppen är låga, vilket gör processen mer hållbar.
4. Integrering av 3D-utskrifter
Formarna och kärnorna kommer att 3D-printas med mer komplexa konstruktioner, vilket kan leda till kortare ledtider och en mer flexibel produktion av delarna.
5. Smarta material
Små material med förmåga till självläkning och sensorer i gjutna komponenter kommer att förbättra funktionaliteten och realtidsrapporteringen i viktiga applikationer.
GC Precision Mould: Den bästa lösningen för sandgjutning av aluminium som du kan lita på
På grund av detta är vi det betrodda företaget som tillhandahåller högkvalitativa aluminiumsandgjutningstjänster på GC precisionsform. Med erfarenhet och högteknologisk teknik förser vi dig med precisionsdelar i dina exakta krav. Vi garanterar innovativa och kostnadseffektiva lösningar, kvalitetsproduktion och effektivitet oavsett om du har låga kvantiteter att arbeta med eller behöver stor massproduktion. Våra kunder finns inom fordonsindustrin, flygindustrin och industrin för industriell utrustning som förlitar sig på att vi tillhandahåller effektiva, robusta och snabba tjänster. När du behöver beställa aluminiumgjutning, välj oss så ska du ha en oöverträffad kvalitet och service.
Slutsats
Aluminiumsandgjutning är en viktig tillverkningsteknik och den har spelat en avgörande roll vid tillverkningen av lätta, hållbara och komplexa komponenter i många branscher. Den är prisvärd, flexibel och möjliggör produktion av genomarbetade konstruktioner. Trots problem med ytfinishen och dimensionerna fortsätter den att användas för tillverkning av stora volymer av produkter inom bil-, flyg- och industriindustrin. Sandgjutning av aluminium är mångsidig och kostnadseffektiv, vilket förklarar varför tekniken förblir en av de produktionsmetoder som tillverkarna vänder sig till när de behöver en adekvat och effektiv teknik för att producera aluminiumdelar.
Med korrekt kunskap om de viktiga faktorerna i sandgjutningsprocessen, styrkorna och svagheterna i processen, bör industrier därför fatta välgrundade beslut om hur man kan dra nytta av denna process när det gäller deras tillverkningskrav.
Vanliga frågor
1. Så, vilka branscher arbetar GC Precision Mould inom?
GC Precision Mould erbjuder de bästa tjänsterna för sandgjutning av aluminium till olika branscher som fordons-, flyg-, industriutrustnings- och konsumentelektronikindustrin. Vår expertis ligger i tillverkning av precisionskomponenter som passar dina behov.
2. Varför föredrar kunderna GC Precision Mould på marknaden?
Vi är experter inom vårt område med den mest utvecklade tekniken och miljöhänsyn. Våra lösningar är unika, vår tillverkning är effektiv, våra priser är förmånliga och vi levererar beställningar i rätt tid så att varje projekt uppfyller dina krav på kvalitet och effektivitet.
3. Hur lång tid tar ett genomsnittligt projekt för ett aluminiumsandgjutningsprojekt?
Beroende på komplexiteten och mängden gjutning som behövs, tar handläggningstiden plats. Vi samarbetar med kunderna för att komma fram till uppnåeliga tidsramar så att vi kan leverera i tid, oavsett om det gäller prototyper eller massproduktion, och upprätthålla de höga kvalitetsstandarderna.