> Bronnen > Bloggen

HY laat je kennismaken met het volledige spuitgietproces (deel 1)

2024-01-09

Wat is spuitgieten?

Spuitgieten is een veelgebruikt langdurig metaalgietproces waarbij gesmolten metaal onder een druk van 0,7 tot 700 MPa in een "mal" wordt gesmolten, waar het stolt tot een metalen gietstuk. Spuitgietstukken, ook wel drukgietstukken genoemd, worden gebruikt in autobehuizingen, elektrische componenten en speelgoed.

Voorbeeld van een gietvorm

De non-ferrometalen aluminium, zink, koper, magnesium, lood en Inconel worden veel gebruikt om sterke, hoogwaardige en complexe componenten te produceren. Er worden verschillende chemische elementen aan het gesmolten metaal toegevoegd om de oorspronkelijke chemische samenstelling van het metaal te veranderen om aan de behoeften van verschillende productonderdelen te voldoen. Afhankelijk van de complexiteit, grootte en materiaal van het onderdeel, kan het uiteindelijke geproduceerde onderdeel een enkel gietstuk of meerdere gietstukken zijn. Er is een enkele holte, meerdere holtes of zelfs meerdere holtes van verschillende onderdelen in de mal, of een reeks maleenheden gevormd door meerdere mallen die met elkaar zijn gecombineerd.

De geschiedenis van spuitgietmatrijzen

Het proces werd halverwege de 19e eeuw geïntroduceerd en werd voor het eerst gebruikt om onderdelen voor de grafische industrie te vervaardigen. Vervolgens is het een van de meest kritische productieprocessen geworden. Met de vooruitgang van de moderne wetenschap en technologie is het een van de steeds belangrijkere productieprocessen geworden en wordt het veel gebruikt in de auto-industrie.

Zoals hieronder wordt weergegeven, kan spuitgieten onderdelen produceren met complexe kenmerken en uitstekende oppervlakteafwerkingen. Het kan ook concurreren met andere productietechnieken, zoals het stempelen van plaatstaal, smeden en andere gietprocessen.

Avoordelen en nadelen van het spuitgietproces

Voordelen van spuitgieten

Gegoten onderdelen zijn goedkoper en de geproduceerde kwaliteit is stabiel en consistent. Ze behoren tot de onderdelen die geschikt zijn voor massaproductieprocessen. Halfautomatische of volledig geautomatiseerde productieprocessen verlagen de arbeidskosten. Complexe precisie kan met gemak worden gegoten, met onderdeelgroottes variërend van 25 g tot 25 kg. Vanwege de hoge druk die bij het proces wordt gebruikt, kan de wanddikte van de onderdelen slechts 0,38 mm bedragen. Omdat het gesmolten metaal bij de malwanden snel afkoelt, heeft het gietstuk een fijnkorrelige korst die zeer sterk en hard is. Naarmate de wanddikte toeneemt, neemt daarom de sterkte van de gegoten onderdelen toe. Lagers die oorspronkelijk een bewerking vereisten, werden zonder aanvullende bewerking geproduceerd en produceerden direct een glad oppervlak. Met HY-spuitgieten kunnen producten met gladde en schone oppervlakken op hoge snelheid worden geproduceerd, zonder dat er nabewerking nodig is. Uitstekende maatnauwkeurigheid van onderdelen en goede oppervlakteafwerking bij - 0,8-3,2 um Ra.

Het spuitgietproces wordt niet alleen gebruikt voor grote onderdelen, kleinere onderdelen kunnen ook worden geproduceerd met behulp van spuitgietmatrijzen met meerdere holtes of microspuitgieten.

Nadelen van spuitgieten

Vanwege de hoge apparatuurkosten zijn spuitgietstukken geschikt voor massaproductie van veel metalen, maar niet voor metalen en legeringen met een hoog smeltpunt. Ze zijn ook niet geschikt voor ferrometalen zoals roestvrij staal, koolstofstaal en gelegeerd staal die gevoelig zijn voor roest. De matrijskosten zijn hoog en de ontwerplevertijd is relatief lang. Het wijzigen van onderdeelontwerpen is tijdrovend en duur, dus voor het prototypen van het onderdeel moeten alle details bij de klant worden bevestigd voordat wordt overgegaan tot de productie van gegoten onderdelen.

Spuitgiettype

Hete kamerproces en het koude kamerproces

De twee basistypen spuitgietmachines zijn spuitgietmachines met warme kamer en spuitgietmachines met koude kamer. Variaties op deze twee belangrijke soorten gietprocessen zijn vacuüm-, extrusie-, lagedruk- en halfvast spuitgieten. Er worden verschillende spuitgietprocessen geselecteerd op basis van onderdeelmateriaal, geometrie, grootte en complexiteit.

Hete kamerproces

Het hetekamerproces wordt ook wel het hete mal- of zwanenhalsgietproces genoemd. Bij dit proces worden de plunjer en de kamer van het injectiemechanisme ondergedompeld in een bad van gesmolten metaal in een metaaloven en gebruikt met metalen met een laag smeltpunt die het ondergedompelde plunjersamenstel niet chemisch zullen aantasten. Wanneer de mal sluit, trekt de plunjer zich terug en opent de kamerpoort, waardoor gesmolten metaal in de kamer kan stromen. De plunjer sluit vervolgens de poort af terwijl gesmolten metaal door de zwanenhals en het mondstuk in de vormholte wordt gedrukt. Nadat het gesmolten metaal de matrijsholte is binnengegaan, wordt het onder druk gehouden totdat het in de matrijs stolt. Vanwege de hogere druk heeft het hetekamerproces een veel hogere productiviteit dan het koudekamerproces. Gieten met een warme kamer is beter geschikt voor het verwerken van metalen met lagere smeltpunten, zoals tin en zink en legeringen.

Voordelen van spuitgieten in een warme kamer

1. Het biedt hogere productiesnelheden – tot 18.000 runs per uur voor kleinere onderdelen.

2. Produceer onderdelen met een lagere porositeit

3. Metaal in de spuitgietmachine kan worden gesmolten en het proces produceert minder metaalafval

4. Langere levensduur van de matrijs vanwege een laag smeltpunt

Nadelen van spuitgieten met hete kamers

1. Alleen kosteneffectief voor productie in grote volumes

2. Metalen met een hoog smeltpunt kunnen niet worden gebruikt

3. Vereist een hoog drukbereik

4. De metaalmobiliteit is laag, waardoor de productcomplexiteit wordt beperkt

5. Er kunnen uitwerpsporen en een kleine hoeveelheid bramen achterblijven op de matrijsscheidingslijn.

Koude kamerproces

Bij het koudekamerproces wordt gesmolten metaal in de spuithuls of het kamergedeelte van de injectiecilinder gegoten voordat het in de mal wordt geduwd. Omdat de hoes niet wordt verwarmd, wordt het proces een koudekamerproces genoemd. Omdat de metaaloven op zichzelf staat, zijn er geen corrosieproblemen.

Het proces in de koude kamer begint wanneer het gesmolten materiaal via het gietgat van de oven naar de injectiekamer wordt overgebracht. Een hydraulische ram sluit vervolgens de poort van de koelkamer af en perst het metaal onder druk in de vormholte. Het drukbereik ligt tussen 30 MPa en 150 MPa. Het proces wordt doorgaans gebruikt voor legeringen met een hoog smeltpunt van aluminium, magnesium en koper, maar kan ook worden gebruikt voor het gieten van andere metalen, waaronder ferrometalen. De temperatuur van gesmolten metaal begint bij 600°C voor aluminium en sommige magnesiumlegeringen en stijgt aanzienlijk voor legeringen op koper- en ijzerbasis.

Voordelen van spuitgieten in een koude kamer

1. Kan onderdelen met een hogere sterkte produceren

2. Door de verhoogde druk tijdens het injectieproces is de dichtheid van metalen gietstukken hoger

3. Nulniveau is niet gemakkelijk te beschadigen en verlaagt de onderhoudskosten.

4. Het zorgt voor superieure maatnauwkeurigheid van onderdelen

5. Het proces is eenvoudig en gemakkelijk te bedienen.

Nadelen van spuitgieten in een koude kamer

De cyclustijden van mechanische apparatuur zijn langzamer dan die van spuitgieten in een hete kamer, waarschijnlijk als gevolg van de overdracht van metaal van de oven naar de kamer. Tijdens dit proces blijven de niveaus van oxidatie en andere verontreinigingen hoog en is de kwaliteit van het uiteindelijke onderdeel gevoeliger voor verontreinigingen.

Vorig:HY laat je kennismaken met andere aspecten van stempelen

Volgende:HY laat je kennismaken met het volledige spuitgietproces (deel 2)