Die casting vs gravitációs casting: Alumínium öntőelemek

Az alumínium casting technológia több gyártási útvonalat kínál, a szerszám -casting vs gravitációs casting -nal, amely a két legszélesebb körben alkalmazott módszert képviseli.

Mindkét folyamat az olvadt alumínium pontossá alakítja, funkcionális formák, de a nyomás alkalmazásában jelentősen különböznek egymástól, forma tervezés, kohászati eredmények, termelési sebesség, és a gazdasági alkalmasság.
A Die Casting általában kiemelkedik a vékonyfalú előállításában, nagy volumenű, és bonyolultan részletes alkatrészek kiváló felületi kivitelben és dimenziós konzisztenciával.

A gravitációs öntvény - akár állandó penész, akár homoköntés - generálisan alacsony porozitású alkatrészeket termel, Jobb hőkezelhető mikroszerkezetek, és javított mechanikai teljesítmény a szerkezeti vagy nyomástartalmú alkalmazásokhoz.

1. Mi az a casting az alumínium alkatrészekhez

Casting nagynyomású gyártási folyamat, amelyben az olvadt alumínium-tipikusan melegítve 650–700 ° C—A újrafelhasználható acélformába injektálódik (meghal) intenzív nyomás alatt, általában 10–175 MPA (1,500–25 000 psi).
Az alkalmazott nyomás az olvadt fémet bonyolult penészüregekbe kényszeríti, biztosítva gyors töltelék belül 0.01–0,5 másodperc és a finom részletek nagyon pontos replikálása.

Amint a fém megszilárdul - typane 5–60 másodperc, a fal vastagságától függően - a szerszám kinyílik, és a részt kiszabadítják.
A gyors töltelék és a vezérelt hűtés kombinációja lehetővé teszi a szűk tűrésű alkatrészek előállítását, vékony falak, És kiváló felületi kivitel.

Feldolgozási variánsok:

• Forró kamera casting -Merész fúvókát használ az alacsony olvadó ötvözetek befecskendezésére (mint például a cink vagy a magnézium). Ritkán alkalmazzák az alumíniumra, mert az alumínium magas olvadási pontja károsíthatja az injekciós rendszert.
• Hideg kamera casting - Az alumínium szabványa. Az olvadt fém külön -külön, Fűtetlen befecskendező henger, mielőtt nagy nyomás alatt kényszerítik volna a szerszámba.
  Ez megvédi a gépkomponenseket a termikus lebomlástól, miközben lehetővé teszi a pontos irányítást a lövés térfogata és a nyomás felett.

Általános ötvözetek:

A Die Casting általában a magas folyékonyságra kialakított alumíniumötvözeteket használ, minimális zsugorodás, És jó mechanikai tulajdonságok. A népszerű választások között szerepel:

• A380 -A legszélesebb körben használt alumínium-sajtoló ötvözet, Kiváló erő kombinációját kínálva, korrózióállóság, és a mérési stabilitás.
• A383 - Hasonló az A380 -hoz, de jobb korrózióállósággal és jobb áramlással a komplex formákhoz.
• ADC12 - Japán egyenértékű az A383 -tal, jó mechanikai tulajdonságokkal és kiváló megmunkálhatósággal.
• Alsi9cu3 - Általános az európai alkalmazásokban; Jó kopásállóság és nagy hővezető képesség.

2. Mi az alumínium alkatrészek gravitációs castingja

Gravitációs casting egy fém öntési folyamat, amelyben az olvadt alumíniumot állandó formába vagy homokformába öntik egyedül a gravitációs erő alatt, külső nyomás nélkül.

A penész általában előmelegíti 150–250 ° C A megfelelő fémáramlás biztosítása és a termikus sokk csökkentése érdekében.

A töltési idő lassabb, mint a casting - gyakran 2–20 másodperc—A olvadt fém természetesen táplálkozik az üregbe és megszilárduljon légköri nyomás alatt.

A lassabb hűtési sebesség, összehasonlítva a nagynyomású módszerekkel, Általában a sűrűbb gabonaszerkezet Kevesebb csapdába esett gázpórákkal, ami javítja a mechanikai tulajdonságokat és a hőkezelhetőséget.

Feldolgozási variánsok:

• Állandó penész gravitációs öntvény - Újrahasznosítható acél- vagy vasformát használ; Konzisztens méretű és felületi felületű közepes és nagy termelési térfogatokra alkalmas.
• Homok gravitációs öntvény - A felhasználható homokformákat használja a nagyobbra, összetett, vagy alacsony volumenű alkatrészek; A tervezési rugalmasságot kínálja, de a pontosság érdekében másodlagos megmunkálást igényel.
• Dőlés öntött gravitációs casting - Az öntőformát öntés közben dőlünk, hogy szabályozzák a fém áramlását és csökkentsék a turbulenciát, Minimalizálja az oxidációt és a gáz beillesztését.

Általános ötvözetek:

A gravitációs casting gyakran alumíniumötvözeteket alkalmaz, optimalizálva erő, hajlékonyság, és korrózióállóság, ezek közül sok hőkezelhető:

• ALSI7MG (A356) - Kiváló korrózióállóság, magas rugalmasság, És ideális a T6 hőkezeléshez; széles körben használják a repülőgép- és autóipari alkatrészekben.
• Alsi9mg - Jó folyékonyság és mechanikai tulajdonságok; Kisebb közepes szilárdságú strukturális alkalmazásokhoz alkalmas.
• ALSI12 - Magas szilícium -tartalom a kiváló kopásállóság és folyékonyság érdekében; általában összetett geometriákhoz használják.
• Alcu4timg (206) -Nagy szilárdságú, Hőkezelhető ötvözet az űrkutatáshoz és a katonai alkatrészekhez.

3. Kohászati tulajdonságok: Die Casting vs. Gravitációs casting

Porozitás és sűrűség

• Die Casting - A magas injekciós nyomás elzárhatja a gázokat (levegő, hidrogén), A diszpergált porozitási szintek létrehozása általában 3–8% mennyiség szerint, Gyakran koncentrálódnak vastag szakaszok vagy felületi rétegek közelében.
  Bár sok szerkezeti felhasználáshoz elfogadható, Ez a porozitás veszélyeztetheti a szivárgást a hidraulikus vagy pneumatikus rendszerekben.
• Gravitációs casting - lassú, A nyomásmentes töltés jelentősen csökkenti a gáz elzáródását, A porozitási szintek elérése <2% kötetenként.
  A kontrollált megszilárdulás elősegíti az irányított gabona növekedését és a magasabb teljes sűrűséggel, ezeknek az alkatrészeknek a megfelelő megfelelővé tétele nyomásgátló alkalmazások mint például a hengerfejek, motorblokkok, és üzemanyag -házak.

Mechanikai erő

• Die Casting -A gyors hűtés finom szemcsés mikroszerkezetet eredményez, magas szintű ( 200–300 MPa.
  Viszont, a velejáró porozitás korlátozza a rugalmasságot (meghosszabbítás 2–8%) és ütésállóság, Az alkatrészek hajlamosabbá tétele a fáradtság repedésére dinamikus terhelésekben.
• Gravitációs casting -As-ártott szakítószilárdság általában alacsonyabb (180–250 MPA), De olyan hőkezelések, mint például T6 növeli a szakítószilárdságot ~ 240 MPa és meghosszabbítás 10–12%, meghaladja a szerszámlányos ötvözeteket az összességében keménység és fáradtság ellenállás.

Hegeszthetőség és megmunkálhatóság

• Die Casting - A közönséges ötvözetek, mint például az A380, magas szilíciumtartalommal rendelkeznek, melyik, a porozitással kombinálva, Csökkenti a hegesztési megbízhatóságot a melegítés során a gázkiterítés miatt.
  A megmunkálhatóság kiváló, a szerszám kopási sebességével 10–15% alacsonyabb mint a bírság miatti gravitációs alkatrészekben, egységes mikroszerkezet.
• Gravitációs casting - Az alacsony porozitás és a megfelelő ötvözött lehetőségek lehetővé teszik az erős, Megbízható hegesztések - gyakran megőrizve 80–90% bázisfém szilárdsága.
  A megmunkálhatóság jó, de élesebb vágószerszámokat és optimalizált takarmányokat igényel a durvabb szemcsék szerkezetek kezeléséhez.

4. Geometriai képesség & Tervezési szabályok

Rész bonyolultság

• Die Casting - Képes előállítani erősen bonyolult geometriák a falvastagsággal olyan alacsony, mint 0.5–6 mm, olyan finom tulajdonságok beépítése, mint például 0.5 mm bordák vagy 1 mm lyukak, valamint a bonyolult alulkísérletek.
  A magas injekciós nyomás biztosítja a vékony és részletes szakaszok teljes kitöltését, ez a preferált választás precíziós alkatrészek mint például a belső átjárókkal rendelkező szeleptestek, elektronikus házak, és bonyolult zárójelek.
• Gravitációs casting - Lassabban korlátozva, nyomásmentes fémáramlás, kihívást jelent a vékony kitöltéshez (<3 mm) vagy rendkívül összetett szakaszok.
  Legmegfelelőbb mérsékelt bonyolultság és vastag falú alkatrészek (3–50 mm), mint például a szivattyúházak, sebességváltó házak, vagy a motor konzolok.

Méretképességi képesség

• Die Casting - A sajtókapacitással korlátozva; Optimális az alkatrészek mérlegeléséhez 5 G - 10 kg.
  Nagyon nagy alkatrészek előállítása (PÉLDÁUL., 50 KG Autóválaszték) gazdaságilag és technikailag kihívást jelent a szerszámok tömeg- és injekciós erői követelményei miatt.
• Gravitációs casting -Jól megfelelő nagy, nehéz alkatrészek ig 100 kg vagy annál több.
  Általában ipari gépekhez használják, tengeri propeller hubok, és a nagy szerkezeti öntvények, ahol a méret meghaladja a finom részletkövetelményeket.

5. Dimenziós pontosság & Felületi kidolgozás

Dimenziós toleranciák

• Die Casting - Eléri kiváló dimenziós pontosság köszönhetően a merev acélból származó halaknak, stabil termikus körülmények, és ellenőrzött megszilárdulás.
  A tipikus toleranciák ± 0,02–0,1 mm per 100 mm, Még az összetett geometriák esetében is.
  Ez a pontossági szint sok funkciót tesz lehetővé (szálak, lezáró hornyok, A főnökök elhelyezése) háló alakú előállítása, A gépjárművek utáni csökkentése vagy kiküszöbölése.
• Gravitációs casting - Kiállítások lazább toleranciák -y -az ± 0,1–0,5 mm per 100 mm, Elsősorban a homok vagy az állandó penész -tágulás/összehúzódás miatt a fűtés és a hűtés során.
  A dimenziós variáció nagyobb, vastagabb szakaszok. A funkcionális felületekhez gyakran megmunkálásra van szükség az összeszerelési és tömítési követelmények teljesítéséhez.

Felületi kidolgozás

• Die Casting - termel sima, kiváló minőségű felületek a tipikus érdességi értékekkel RA 1,6-3,2 μm közvetlenül a penészből.
  Finom textúrák, logó, és a dekoratív részletek integrálhatók a szerszámba, ideálisvá teszi a látható vagy kozmetikai alkatrészekhez további befejezés nélkül.
• Gravitációs casting - A felület felülete nagymértékben függ a penész típusától:

• • Homokformát: RA 6.3-12,5 μm (Módosítást vagy lövöldözéshez szükséges kozmetikai felületekhez).
  • Állandó penész: RA 3,2-6,3 μm (jobb, de még mindig nem olyan sima, mint a szerszám casting).
    A felszíni porozitás általában alacsonyabb, mint a castingban, ami javíthatja a festékek és az eloxálás bevonat tapadását.

6. Nyomáscsökkentés & Hőkezelés

Nyomáscsökkentés

• Die Casting -A nagysebességű injekció során a gáz elzáródása miatt, As-ártott alumínium alkatrészek gyakran tartalmaznak mikrotorozitás (3–8% mennyiség szerint), ami veszélyeztetheti a nyomás integritását.
  A szokásos akasztott alkatrészek ellenállhatnak 20–35 bárig szivárgás nélkül, De magasabb nyomáshoz (PÉLDÁUL., hidraulikus elosztók >100 bár), átmásolás Gyantákkal gyakran szükséges.
  A porozitás teljes kiküszöbölése kihívást jelent anélkül, hogy feláldoznánk a ciklusidőt vagy növelik a hulladéklemezeket.
• Gravitációs casting - A lassú, A lamináris kitöltési folyamat nagymértékben csökkenti a gáz elzáródását, eredményezve porozitás alatt 2%.
  Ez a gravitációs kaszt alkatrészeket természetéből fakadóbbá teszi, sok olyan tervvel, amely képes ellenálló >150 bár As-Cast állapotban.
  Ez a tulajdonság kritikus a motorblokkok esetében, hengerfejek, és az üzemanyag -rendszer alkatrészei.

Hőkezelési képesség

• Die Casting -Magas szilícium-sajtoló ötvözetek (PÉLDÁUL., A380, ADC12) általában Nem lehet teljesen hőkezelni a T6-ra A csapdába esett gázok hólyagolásának kockázata miatt.
  Néhány alacsony porozitású öntvény (vákuum-asszociált szerszámok vagy sajtolás casting használatával) kezelhető T5 A mérsékelt ingatlanjavítások érdekében, de az erősségnövekedés korlátozott (~ 10–15% -os növekedés).
• Gravitációs casting - Kompatibilis a teljes T6 hőkezelés, amely magában foglalja a megoldáskezelést, eloltás, és a mesterséges öregedés.
  Például, A356-T6 A gravitációs öntvények elérhetik 240–280 MPA szakítószilárdság és 10–12% megnyúlás, a nagy stressz szerkezeti alkalmazásokhoz alkalmassá tétele.

7. Szerszámkészítés: Költség, Élettartam, és rugalmasság

Szerszámok költségei és bonyolultsága

• A casting meghal: Magas kezdeti beruházásra van szükség, jellemzően $50,000- 500 000 USD+ a, a mérettől és a bonyolultságtól függően.
  A szerszámok precíziós magatartása megkeményedett szerszám acél (PÉLDÁUL., H13) és beépít hűtőcsatornák, kidobócsapok, és az összetett üreg jellemzői.
  Ez a magas költség elsősorban nagy mennyiségű termelés A gyors ciklusidő és a gépelés utáni minimális követelmények miatt.
• Gravitációs öntőformák: Lényegesen olcsóbb, általában $10,000- 100 000 dollár, Mivel nem igényelnek nagynyomású ellenállást vagy integrált hűtőrendszereket.
  A formák általában öntöttvas vagy enyhe acél, melyeket könnyebben lehet gépelni és módosítani. Ez a gravitációs castingot gazdaságilag életképessé teszi alacsony- közepes volumen termelésre.

Élettartam és karbantartás

• A casting meghal: Rendkívül tartós, -vel 100,000–1 000 000 ciklus Az alumínium alkatrészekhez elérhető.
  Viszont, A dimenziós pontosság fenntartása szükséges rendszeres polírozás, a kidobó csapok cseréje, és a hűtési csatornák javítása. A nagy kopás vékony vagy bonyolult szakaszokban növelheti a karbantartási gyakoriságot.
• Gravitációs öntőformák: Rövidebb élettartam, jellemzően 50,000–300 000 ciklus, következménye termikus fáradtság ismételt fűtésből és hűtésből.
  Ők vannak, viszont, Könnyebben javítható - a sérült területek gyakran lehetnek hegesztett vagy újra megmunkált—A nagyobb rugalmasság megvásárlása a tervezési változások vagy iterációk számára.

Átfutási idő a szerszámokhoz

• A casting meghal: Hosszú átfutási idő 8–16 hét A precíziós megmunkálási és összetett tervezési követelmények miatt, hogy a szerszám -casting kevésbé alkalmas legyen Gyors prototípus vagy kis termelés futtatása.
• Gravitációs öntőformák: Gyorsabban előállítani, általában 4–8 hét, ami megengedi gyorsabb piacra alacsonyra- a közepes mennyiségű alkatrészekhez és megkönnyíti a tervezési beállításokat a teljes méretű előállítás előtt.

8. Minőségi kockázatok & Kezelőszervek

Porozitás és zsugorodási hibák

• Die Casting: A magas befecskendezési nyomás csapdába ejtheti a gázokat és létrehozhat porozitás, különösen a vékony falak vagy a sarkok közelében.
  A porozitási szintek általában a 3–8% mennyiség szerint, érintő nyomáscsökkentés és a fáradtság ellenállás. A zsugorodási üregek vastag szakaszokban is előfordulhatnak, ha a hűtés egyenetlen.
• Gravitációs casting: Lassú, A nyomásmentes töltés csökkenti a gáz elzáródását, eredményezve alacsonyabb porozitás (<2%).
  Viszont, zsugorodási hibák A természetes megszilárdulás miatt vastag szakaszokban jelenhet meg, A kompenzációhoz emelőkre és adagolókra van szükség.

Felszíni hibák

• Die Casting: A gyakori kérdések között szerepel hideg bezárások, áramlási vonalak, és die forrasztás, Általában a nem megfelelő szerszámhőmérséklet okozza, befecskendezési sebesség, vagy fémhőmérséklet.
  Ezek a hibák befolyásolják felületi befejezés és méret pontosság.
• Gravitációs casting: A tipikus hibák a elrontás, zárvány, és a felületi érdesség A hiányos penész töltelék vagy a rossz fémtisztosság miatt.
  Ezeket gyakran kijavíthatják megmunkálás vagy polírozás, De a kritikus felületek másodlagos befejezést igényelhetnek.

Romboló tesztelés (NDT) és az irányítások

• Die Casting: Fejlett NDT módszerek, mint például Röntgenfelügyelet, ultrahangos tesztelés, és a festék behatoló tesztelése, a belső porozitás és a felszíni repedések észlelésére használják.
  A folyamatvezérlők tartalmazzák Meghal a hőmérséklet -megfigyelés, fémszegényedés, és a lövés nyomás optimalizálása.
• Gravitációs casting: NDT módszerek, mint például röntgenográfia, ultrahangos tesztelés, és nyomásvizsgálat Gondoskodjon a strukturális integritásról.
  Felhasználás hidegrázás, emelők, és ellenőrzött megszilárdulás Segít minimalizálni a zsugorodást és a belső hibákat.

Folyamatvezérlők

• Die Casting: A legfontosabb paraméterek között szerepel fémhőmérséklet (650–700 ° C), befecskendezési sebesség, tartási nyomás, és meghaljon előmelegítő.
  Az automatizált érzékelők és a visszacsatolási rendszerek elősegítik a konzisztencia fenntartását a nagy termelési futások között.
• Gravitációs casting: A vezérlésre összpontosít öntési hőmérséklet, penész előmelegítés, és a kapustervezés A teljes kitöltés és az egységes megszilárdulás biztosítása érdekében.
  A lassabb hűtési sebesség lehetővé teszi irányított gabona növekedése, A mechanikai integritás javítása.

9. Alumínium alkatrészek alkalmazása: Die Casting vs. Gravitációs casting

Die casting alkalmazások

A szerszám -casting ideális a megkövetelő alkatrészekhez nagy pontosságú, komplex geometria, és sima felületi kivitel.

Nagynyomású injekciója lehetővé teszi vékony falak, szűk tűrések, és bonyolult tulajdonságok, Megfelelővé teszi:

Autóipar

• Motor alkatrészek: szelepfedelek, szívócsonkok, zárójel
• Sebességváltó házak: könnyűsúlyú, nagy szilárdságú, és dimenziósan pontos
• Elektromos jármű alkatrészek: akkumulátor és motorházak

Elektronika és fogyasztói termékek

• Okostelefon és laptop házak
• Kameratest
• Hűtőmotorok elektronikus eszközökhöz

Ipari és hidraulikus alkatrészek

• Szeleptestek, szivattyúház, hidraulikus elosztók
• Pneumatikus és folyadékvezérlő rendszerek

Gravitációs casting alkalmazások

A gravitációs casting jobban megfelel nagy, vastag falú, és szerkezetileg igényes alkatrészek.

Lassú, A nyomásmentes töltés előállít alacsony porozitás, sűrű mikroszerkezetek, és megbízható mechanikai teljesítmény, ideális:

Autóipari és nehéz gépek

• Motorblokkok és hengerfejek
• Teherautók és építőjárművek sebességváltó házai
• Szivattyúházak és sebességváltó tokok

Repülőgép- és tengeri alkalmazások

• Repülőgép szerkezeti alkatrészek
• Tengeri légcsavar hubok és burkolatok

Energia- és ipari berendezések

• Hidraulikus és pneumatikus hengerházak
• Ipari gépek keretei és szerkezeti támogatások

10. Kiválasztási mátrix: Die Casting vs. Gravitációs casting

11. Következtetés

A szerszám casting vs gravitációs casting kiegészítő folyamatok, Mindegyik kitűnő konkrét forgatókönyvekben.

A Die Casting dominál a nagy volumenben, bonyolult alkalmazások, ahol a szigorú tűrésűek és az alacsony részenkénti költségek kritikusak, A magasabb porozitás ellenére.

A gravitációs casting jobb az alacsony-közepes térfogatoknál, vastag falú alkatrészek, és a nyomástalanságot igénylő alkalmazások, hegesztés, vagy hőkezelhetőség.

A folyamat képességeinek és az alkatrészkövetelményekhez való igazítás révén - Volume, bonyolultság, mechanikai igények, és a költségvetés - a manufaktúrázók optimalizálhatják a teljesítményt és a költségeket.

GYIK

Mi a fő különbség a halálos casting és a gravitációs casting között?

A Die Casting nagynyomású injekciót használ az acél penész kitöltésére, Pontos előállítása, hüvelykujjhes, összetett alkatrészek.

A gravitációs öntés az olvadt alumínium természetes áramlására támaszkodik, vastagabb termelés, nagyobb, és szerkezetileg robusztus alkatrészek alacsonyabb szerszámköltséggel.

Lehet, hogy a kivágott alumínium alkatrészek hőkezelhetnek?

Igen, A sajtolt alumínium T5 vagy T6 hőkezelésen eshet át az szilárdság javítása érdekében.

A gravitációsdetű alkatrészek általában jobban reagálnak a hőkezelésre az alacsonyabb porozitás és a durvabb mikroszerkezet miatt.

Melyik folyamat teszi lehetővé a bonyolultabb geometriákat?

A Die Casting kiváló geometriáknál, beleértve a vékony falakat, finom bordák, És bonyolult alulkísérletek. A gravitációs casting jobban megfelel a közepesen összetettnek, vastag falú szerkezeti alkatrészek.

Melyik folyamat alkalmas a hegesztéshez?

A gravitációs alumínium alacsonyabb porozitása és magasabb rugalmasságának köszönhetően alkalmas a hegesztéshez.

Meghalt alkatrészek, Különösen azok, akiknek magas szilíciumtartalma van, hajlamosabbak a repedésre, és gondos hegesztési eljárásokat igényelnek.

Használható -e mindkét folyamat nagy alumínium alkatrészekhez?

A gravitációs casting a nagy alkatrészeket kezeli (ig 100 kg vagy annál több) hatékonyan.

A casting általában kisebb alkatrészekre korlátozódik (Általában alul 10 kg) a gépi és a szerszám korlátozások miatt.