Metallkomponenter tillverkas på olika sätt. Gjutning och smide anses vara de två vanligaste metoderna. Båda metoderna formar metall. De gör det dock på ganska olika sätt. Sådana variationer påverkar hållfasthet, kvalitet, kostnad och prestanda. Det är viktigt att veta vad skillnaden är. Det hjälper ingenjörer att göra rätt val. Det hjälper industrierna att konstruera säkrare och förbättrade produkter. 

Två av de vanligaste processerna för metallbearbetning inom industrin är gjutning och smide. Gjutning är en process där man använder smält metall och sedan häller den i en form och den hårdnar till en valfri form. Det är särskilt lämpligt vid tillverkning av komplicerade former, stora komponenter och ihåliga delar som motorblock, pumphus och prydnadsföremål. Med minst tre typer av metaller, inklusive stål, aluminium, koppar och brons, möjliggör gjutning formning av metaller relativt enkelt, vilket gör det kostnadseffektivt när det gäller tillverkning av låga till medelstora volymer.

Smide, å andra sidan innebär att metall formas genom att tryckkrafter utövas, antingen varmt eller kallt, för att få önskad form. På så sätt sugs metallkornen upp i linje med komponentens form, vilket leder till hög hållfasthet, seghet och utmattningsbeständighet. De smidda komponenterna, som vevaxlar, kugghjul och flygplanskomponenter, är säkrare i applikationer med hög påfrestning och belastning. De två processerna har sina egna styrkor och svagheter och är tillämpliga inom ingenjörskonsten beroende på kraven.

Vad är casting?

Gjutning är ett metallbearbetningsförfarande. Vid gjutning värms metallen upp till smältpunkten. Den smälta metallen är i form av en vätska. Denna smälta metall tillsätts till en form. Den slutliga delen är i form av en hålighet i formen. Metallen reduceras i formen. När den svalnar är metallen i form av en fast form. Den fasta formen tas därefter bort. Nu är detaljen klar.

Gjutning är en mycket gammal teknik. Dess användning går tusentals år tillbaka i tiden. I dag används den i nästan alla branscher.

Viktiga funktioner vid gjutning

• Metallen smälts.
• Den smälta metallen gjuts in i en form.
• Metallen stelnar i det fasta tillståndet.
• Delen antar formen av gjutformen.

Fördelar med gjutning

Möjligheten att skapa komplicerade former.

Mycket komplicerade och detaljerade former kan gjutas. Det går att få fram mönster som är svåra eller omöjliga att få fram med de andra processerna. Det är också mycket lätt att skapa invändiga hålrum.

Stora och tunga komponenter är lämpliga.

Stora delar tillverkas bäst genom gjutning. Komponenter av mycket stor storlek är inte särskilt svåra att tillverka. Detta gör den användbar inom den tunga industrin.

Brett utbud av material

Nästan alla metaller kan gjutas. Järnmetaller och icke-järnmetaller är lämpliga. Detta ger ingenjörerna många materialalternativ.

Kostnadseffektiv produktion

Gjutning kan vara billigare än andra produktionsprocesser. Man kan använda samma form upprepade gånger. Detta förenklar och sänker kostnaden för massproduktion.

Mindre maskinbearbetning, minimal maskinbearbetning.

Gjutning kan ge nästan exakta former. Detta innebär att färre bearbetningar krävs efter produktionen. Det bidrar till att spara tid och kostnader.

Mångsidiga och välanvända

Det finns flera branscher där gjutning tillämpas. Den är flexibel och anpassningsbar. Den främjar småskalig och storskalig produktion.

Nackdelar med casting i produktion:

Porositet och gashål

Gas kan fångas upp av smält metall under stelningen, och detta orsakar porositet, vilket gör slutprodukten svag.

Ytfinish

De gjutna ytorna är i allmänhet grova och kan behöva bearbetas ytterligare för att få en slät yta.

Felaktig dimensionering

Under stelningen finns det möjlighet till krympning och därmed en variation i dimensionerna, och exakta toleranser är inte lätta att fastställa.

Reducerade mekaniska egenskaper.

Inre defekter kan minska hållfastheten, duktiliteten och slagtåligheten hos gjutna metaller jämfört med smidda metaller.

Begränsningar i storlek

Tjocka eller tunna profiler kan vara mycket stora och därför svåra att gjuta felfritt.

Komplexitet hos gjutformar

Att tillverka komplexa formar är tidskrävande och kostsamt.

Miljö- och säkerhetsfrågor.

Smält metall är het, innehåller ångor och är farlig vid olyckor.

Slöseri med material

Resultatet av vissa processer är överskottsmaterial (t.ex. granar och stigarledningar) som måste kasseras eller återvinnas.

Exempel på gjutna produkter

Bildelar

Bilar är ett viktigt tillbehör till gjutna produkter. Några av de vanligaste är motorblock, cylinderhuvuden, bromstrummor, växellådor och vevaxlar.

Industriella maskiner

Gjutna komponenter som ofta används i industrimaskiner är pumphus, ventilhus, turbinhus och maskinfundament.

Hushållsartiklar

Gjutning används för att tillverka många hushållsartiklar, t.ex. köksredskap som stekpannor och vattenkokare, dörrhandtag och även dekorativa föremål som lampor och statyer.

Konstruktionsmaterial

En av de gjutna produkterna i byggbranschen är manhål, rör och metallramar.

Konst och skulptur

Gjutning är en teknik som används för att göra statyer, byster och dekorativa mönster av konstnärerna.

Elektriska komponenter

Gjutna komponenter, t.ex. transformatorhus, ställverkshus och motorkomponenter, används ofta i elektrisk utrustning.

Diverse föremål

De övriga gjutna produkterna är smycken, mynt och musikinstrument som klockor.

Vad är smide?

Smide betyder inte samma sak som gjutning. Under smidningsprocessen smälts inte metallen. Metallen förblir solid. Den värms upp till en förhöjd temperatur. Men den förblir i fast form. Sedan appliceras kraft. Metallen slås eller formas. Metallen pressas samman. Detta görs för att stärka metallen.

Förfalskning har också varit tusen år. Svärd och verktyg tillverkades förr i tiden av smeder. Numera utförs smide i stora maskiner.

Viktiga egenskaper hos smide

• Metallen värms upp.
• Den håller sig stabil.
• Metallen flyter och får en ny form.
• Strukturen görs starkare.
• För närvarande sker tryckutövningen med hjälp av hammare eller pressar.

Fördelar med smide

Hög hållfasthet

Komponenter som tillverkas genom smide är starkare än gjutna eller maskinbearbetade delar eftersom metallens kornstruktur är i linje med komponentens form. Detta förbättrar de mekaniska egenskaperna, t.ex. draghållfasthet och utmattningshållfasthet.

Förbättrad seghet

Defekter som porositet och hålrum är mindre sannolika att uppstå till följd av smide, och därför visar sig materialet vara segt och mer motståndskraftigt mot påfrestningar.

Bättre utmattningshållfasthet

Smidda komponenter kan bättre motstå cyklisk belastning och utmattningsbrott som ett resultat av det konstanta flödet av korn längs delen.

Tillförlitlighet och säkerhet

Smidda komponenter har mindre risk att gå sönder när de utsätts för tunga belastningar eller högtrycksmiljöer, och är därför lämpliga i miljöer med höga insatser som flygplan, bilar och maskiner.

Mångsidighet

Smide kan användas på en mängd olika legeringar och metaller, vilket gör det möjligt att tillverka enkla till komplexa former.

Ekonomisk när det gäller produktion av stora volymer

Även om det inledande arrangemanget kan visa sig vara kostsamt, erbjuder smide kostnadseffektivitet vid tillverkning av en stor mängd delar eftersom det innebär mindre bearbetning och slöseri med material.

Nackdelar med smide

Hög initialkostnad

Smide är mycket kostsamt när det gäller de maskiner och formar som krävs, och därför är det mycket kostsamt att börja med.

Begränsad när det gäller former och storlekar

Mycket komplexa eller mycket stora komponenter kan inte smidas på grund av begränsningar i utrustning och verktyg.

Kvalificerad arbetskraft krävs

Det krävs ofta skickliga operatörer för att hantera temperatur, tryck och formning, vilket ökar kostnaden för arbetskraft.

Material Avfall

Vissa smidesprocesser kan skapa skrot eller oönskat material, särskilt när trimning är inblandad.

Ytdefekter

Utan korrekt kontroll av processen kan smidda detaljer utveckla sprickor eller defekter på ytan, vilket kräver ytterligare efterbearbetning.

Inte lämplig för alla metaller

Vissa spröda metaller är svåra att smida och spricker eller går inte sönder.

Exempel på smidda produkter

Fordonskomponenter

Smide används också för att tillverka hållbara och starka delar till bilar, t.ex. vevaxlar, vevstakar, kugghjul, axlar och hjulnav.

Komponenter för flyg- och rymdindustrin

Smidda komponenter med hög hållfasthet krävs i flygplan, t.ex. landningsställ, turbinaxlar och strukturella delar.

Industriella maskiner

De delar som används i maskiner är smidda, t.ex. spindlar, axlar, spakar och tunga maskindelar som har höga krav på hållfasthet och seghet.

Verktyg och maskinvara

Hårdvaruverktyg som hammare, skiftnycklar och tänger, bland andra, är vanligtvis smidda för att vara hållbara och pålitliga.

Konstruktionsmaterial

Element som bultar, muttrar och fästanordningar i strukturer som finns i byggnader och broar är ofta smidda.

Diverse föremål

Ytterligare förfalskade produkter är delar till järnvägar, delar till fartyg och jordbruksutrustning, inklusive plogbillar och traktordelar.

Gjutning kontra smide Mekaniska egenskaper

En tabell med relativa numeriska värden för styrka, vikt etc., inte bara kvalitativa beskrivningar. Följande är en av versionerna, med användning av standardiserade tekniska data:

Fastighet	Gjutning (ungefärlig)	Smidning (ungefärlig)
Draghållfasthet	200-400 MPa	400-700 MPa
Utbyteshållfasthet	100-250 MPa	250-600 MPa
Förlängning (%)	5-15%	15-35%
Utmattningshållfasthet	50-150 MPa	200-400 MPa
Densitet/Vikt	Något högre på grund av porositet (~7,2 g/cm³ för stål)	Något lägre, mer effektivt (~7,85 g/cm³ för stål, tätare men mindre avfall)
Hårdhet (Brinell)	100-200 HB	150-300 HB

Anteckningar:

Värdena varierar beroende på material (stål, aluminium etc.) och process.

Utmattningshållfastheten och duktiliteten hos smidda delar är vanligtvis 2-3 gånger högre än hos gjutna delar.

Använda material

Gjutning

Gjutning kan göras i ett mycket stort antal metaller och legeringar. De mest använda är gjutjärn, stål, aluminium, koppar, brons, mässing och magnesiumlegeringar. Gjutning är särskilt lämpligt för välflytande metaller som lätt kan flyta in i formar för att bilda komplicerade former.

Smide

De metaller som vanligtvis smids är sådana som har en god formbarhet och som kan motstå deformation under högt tryck. Några av de vanligaste materialen är kolstål, legerat stål, rostfritt stål, aluminium, koppar, titan och nickelbaserade legeringar. Smide är idealiskt när det gäller material som kräver stor styrka och seghet när de är färdiga.

Strukturell olikhet mellan gjutning och smidning

Den viktigaste strukturella skillnaden mellan gjutning och smide är metallens kornstruktur och dess mekaniska egenskaper. Vid gjutning hälls smält metall genom en form och får sedan stelna. Detta leder till en grov och ojämn kornstruktur, vilket kan leda till svaga punkter och porositet. Därför tenderar de gjutna delarna att vara svagare och duktilare än de smidda delarna och lätta att få defekter, inklusive krymphåligheter och gashål. De gjutna metallerna har slumpmässigt orienterade korn, vilket gör materialet isotropiskt, men de är svagare längs belastningsvägarna.

Smide innebär å andra sidan mekanisk deformation av metallen, vilket gör att kornen följer detaljens form. Denna flödning av kornen förbättrar hållfastheten, segheten och utmattningshållfastheten. Smidda komponenter har färre inre defekter, men man bör vara mycket uppmärksam på att förhindra sprickor på ytan. Smidda komponenter har kornen i sin riktning, vilket är starkare i riktning mot de belastningar som appliceras på delarna. I allmänhet resulterar smide i delar som har bättre mekaniska egenskaper, medan gjutning är begränsad till mer komplicerade former, men mindre starka.

Smide är därför starkare strukturellt. Den inre strukturen i gjutning är svagare.

Kostnadsskillnad

Priset varierar beroende på form, antal och behov.

Gjutning blir billigare när:

• Designen är komplex.
• Delen är stor.
• Många delar behövs.

Smide är mer kostsamt än det är:

• Kostnaden för utrustning är hög.
• Materialen ska tåla smidning.
• Mer arbete eller maskintid krävs.

Smidda delar har dock en lång livslängd. De minskar kostnaderna för fel. Smide är dyrt när det gäller säkerhetsdelar.

Ytfinish och noggrannhet

Gjutning

Yt- och måttnoggrannheten hos detaljer som framställs genom gjutning är vanligtvis låg. Krympning, porositet, ojämn stelning och så vidare är faktorer som bidrar till att ytorna blir ofullkomliga. På grund av detta kan gjutna komponenter behöva mer bearbetning eller efterbehandling för att bringas till den erforderliga nivån av precision och jämnhet.

Smide

Smide ger delar som har förbättrad ytfinish och måttnoggrannhet. Metallen pressas nedåt och det är detta som gör att kornflödet följer komponentens linjeriktning. Smidda komponenter kräver minimal bearbetning och är lämpliga för högprecisionstillämpningar där både styrka och noggrannhet är avgörande.

Defekter och tillförlitlighet

Gjutning

Stelningsprocessen ökar defekterna vid gjutning. Porositet, krymphål och gashål, liksom sprickor, är vanliga defekter. De resulterande defekterna minskar komponentens mekaniska styrka och tillförlitlighet och användningen av gjutna delar i kritiska eller högbelastade applikationer. Det kan också behövas ytterligare kontroller och bearbetning för att uppnå en acceptabel kvalitetsnivå.

Smide

Genom smidning tillverkas komponenter med färre inre defekter eftersom metallen deformeras under tryck, vilket gör att de inre hålrummen tätas och kornstrukturen blir parallell. Motsvarigheterna är oftast starkare, mer pålitliga och kan bära tunga laster och repetitiva påfrestningar. Även om ytsprickor kan uppstå om processen inte hanteras på rätt sätt används smide i kritiska och lastbärande applikationer eftersom det är mer tillförlitligt.

Där gjutning är bättre

Komplexa former

Gjutning lämpar sig bäst när geometrin på de komponenter som ska tillverkas är komplicerad, konstruktionen är komplicerad och mellanrummet är svårt eller omöjligt att smida.

Stora komponenter

Gjutning är en billigare och bekvämare metod än smide för att tillverka stora komponenter, t.ex. motorblock, pumphus eller statyer.

Tillämpningar med låg hållfasthet

Gjutning är mer lämpligt för de delar som inte behöver en mycket hög nivå av styrka eller seghet, som dekorativa föremål, köksredskap eller vissa höljen.

Småskalig produktion är ekonomiskt fördelaktigt.

Lågvolymproduktion är ekonomiskt att gjuta eftersom lågvolymproduktion är enkel att göra en form av och komplicerade former kan gjutas i färre operationer.

Där smide är bättre

Höghållfasta komponenter

Smide är också lämpligt för komponenter som kräver hög hållfasthet, seghet och utmattningshållfasthet, t.ex. vevaxlar, vevstakar och turbinaxlar.

Lastbärande applikationer av kritisk betydelse

Delar som utsätts för hög belastning, frekventa påfrestningar eller stötar, t.ex. landningsställ, kugghjul och axlar i flygplan, mår bättre av att smidas eftersom de är mer tillförlitliga.

Förbättrade mekaniska egenskaper

De smidda delarna har en homogen kornstruktur, färre inre defekter och en förbättrad duktilitet, vilket är lämpligt för att använda delar som kräver hållbarhet och förlängd livslängd.

Medelstora till stora produktionsbatcher

Det är kostsamt, men enkla smidesverktyg är kostnadseffektiva när produktionen omfattar medelstora till stora volymer av starka detaljer och precisionsdetaljer, eftersom det krävs mindre bearbetning och mindre materialspill.

Slutsats

Sammanfattningsvis, gjutning och smide är viktiga tillverkningsoperationer och de har sina egna fördelar och användningsområden. Komplexa former, stora delar och delar med låg till medelhög hållfasthet hanteras bäst genom gjutning, till skillnad från delar med hög belastning som kräver hög stress, seghet och tillförlitlighet, vilket bäst uppnås genom smide. På GC Precision Mould fokuserar vi på att tillhandahålla gjutningslösningar av hög kvalitet för alla typer av krav. Vi är utrustade med alla typer av gjutningsprojekt och har alla nödvändiga faciliteter, vilket gör oss effektiva och exakta när vi utför dessa gjutningsjobb. Genom att välja att använda GC Precision Mould väljer du en partner som bryr sig om kvalitet, precision och kundnöjdhet, så att dina komponenter produceras till högsta kvalitet. Vi kommer gärna att erbjuda dig tidlösa, högkvalitativa och felfritt utförda gjutningar som kommer att tjäna dina affärsändamål.

Vanliga frågor

Arbete: Vilken typ av gjutning tillhandahåller GC Precision Mould?

Vi erbjuder alla typer av gjutgods, såsom sandgjutning, investeringsgjutning, pressgjutning och gravitationsgjutning, vilket garanterar precision och kvalitetsresultat för alla projekt.

Vad kan gjutas på GC Precision Mould?

Vi hanterar en mängd olika metaller, stål, aluminium, koppar, brons, mässing, magnesiumlegeringar etc. Enligt dina behov.

Vad är skillnaden mellan smide och gjutning?

Smidning sker genom att metall bearbetas med tryckkrafter för att forma delar med ökad styrka, seghet och utmattningshållfasthet, och gjutning sker genom att smält metall hälls i gjutformar för att forma komplexa former.

Vad är anledningen till att jag skulle välja GC Precision Mould?

Vi kan erbjuda högkvalitativa och hållbara komponenter och är en bra partner i alla typer av gjutning tack vare vår erfarenhet, högteknologi och engagemang för precision.

Kan GC Precision Mould ta hand om kundanpassade projekt?

Ja, det kan vi! Vi kan erbjuda dig en skräddarsydd gjutningslösning som baseras på dina krav, oavsett om det gäller industri-, fordons- eller dekorationsändamål.