Mitä on painevalu

Muottiinvalu on valmistusmenetelmä prosessi, jolla valmistetaan tarkasti mitoitettuja, teräväpiirteisiä, sileä- tai kuvioidun pinnan omaavia metalliosia. Se toteutetaan pakottamalla sulaa metallia korkeassa paineessa uudelleenkäytettäviin metallimuottiin. Prosessia kuvataan usein lyhimmäksi matkaksi raaka-aineen ja valmiin tuotteen välillä. Termiä "painevalu" käytetään myös kuvaamaan valmista osaa.
Termi "painovoimavalu" viittaa valukappaleisiin, jotka on valmistettu painovoimalla. metallimuotit painovoimaisen pään alla. Se tunnetaan nimellä kestomuottivalu Yhdysvalloissa ja Kanadassa. Mitä me kutsumme "painevaluksi" tunnetaan täällä nimellä "korkeapainevalu" Euroopassa.

Miten valukappaleet valmistetaan

Korkeapaineinen painevalu

Ensinnäkin teräsmuotti, jolla voidaan valmistaa kymmeniä tuhansia valukappaleita nopeasti peräkkäin, on valmistettava vähintään kahdessa osassa, jotta valukappaleet voidaan poistaa. Nämä osat asennetaan tukevasti koneeseen ja järjestetään siten, että toinen on paikallaan (kiinteä muotin puolikas) ja toinen on liikkuva (injektorimuotin puolikas). Valusyklin aloittamiseksi painevalukone puristaa molemmat muotin puolikkaat tiukasti yhteen. Sulaa metallia ruiskutetaan muotin onteloon, jossa se jähmettyy nopeasti. Muotin puolikkaat vedetään erilleen ja valukappale heitetään ulos. Muottien valukoneet voivat olla yksinkertaisia tai monimutkaisia, ja niissä voi olla liikkuvia liukuja, sydämiä tai muita osia valukappaleen monimutkaisuudesta riippuen.
Täydellinen painevaluprosessi on ylivoimaisesti nopein tunnetuista menetelmistä tarkkojen ei-rautametallien osien valmistamiseksi. Tämä on selvä vastakohta hiekkavalu joka vaatii uuden hiekkamuotin jokaista valukertaa varten. Vaikka kestomuottiprosessissa käytetään rauta- tai teräsmuotteja hiekan sijasta, se on huomattavasti hitaampaa eikä yhtä tarkkaa kuin hiekkavalu. painevalu.

Valukoneiden tyypit

Käytettävästä konetyypistä riippumatta on olennaista, että muotin puolikkaat, sydämet ja/tai muut liikkuvat osat lukittuvat tukevasti paikoilleen valusyklin aikana. Yleisesti ottaen koneen kiinnitysvoima määräytyy a) valukappaleen projisoidun pinta-alan mukaan (mitattuna muotin jakolinjasta) ja b) paineen mukaan, jolla metalli ruiskutetaan muottiin. Useimmissa koneissa käytetään hydraulisylintereiden (joskus myös ilmanpaineen) avulla toimivia kääntömekanismeja lukituksen aikaansaamiseksi. Toiset käyttävät suoraan vaikuttavaa hydraulista painetta. Turvalukitusjärjestelmiä käytetään estämään muotin avautuminen valusyklien aikana.
Valukoneet, suuret tai pienet, ovat hyvin perustavanlaatuisia vain menetelmässä, jota käytetään sulan metallin ruiskuttamiseen muottiin. Ne luokitellaan ja kuvataan joko kuumakammiollisiksi tai kylmäkammiollisiksi painevalukoneiksi.

Kuumakammion painevalukoneet

Kuumakammiokoneita (kuva 1) käytetään pääasiassa sinkkien ja matalan sulamispisteen seosten käsittelyyn, jotka eivät helposti hyökkää ja syö metalliastioita, sylintereitä ja männät. Kehittynyt teknologia ja uusien, korkeamman lämpötilan materiaalien kehittäminen ovat laajentaneet näiden laitteiden käyttöä seuraaviin tarkoituksiin magnesiumseoksen painevalu.
Kuva 1: Kuumakammiokone. Kaaviossa on kuvattu sulaan metalliin upotettu mäntämekanismi. Nykyaikaiset koneet toimivat hydraulisesti ja ne on varustettu automaattisilla kierroslukusäätimillä ja turvalaitteilla.
Kuumakammiokoneessa ruiskutusmekanismi upotetaan sulaan metalliin koneeseen liitetyssä uunissa. Kun mäntää nostetaan, aukko avautuu, jolloin sulaa metallia pääsee täyttämään sylinterin. Kun mäntä liikkuu alaspäin ja sulkee aukon, se työntää sulaa metallia hanhenkaulan ja suuttimen läpi muottiin. Kun metalli on jähmettynyt, mäntä vedetään takaisin, muotti aukeaa ja syntynyt valukappale heitetään ulos.
Kuumakammiokoneet toimivat nopeasti. Syklien kesto vaihtelee alle yhdestä sekunnista alle unssin painoisille pienille komponenteille kolmeenkymmeneen sekuntiin usean kilon painoisille valukappaleille. Muotit täytetään nopeasti (tavallisesti viidestä neljäänkymmeneen millisekuntiin) ja metalli ruiskutetaan korkealla paineella (1 500-4 500 psi). Nykyaikaisen tekniikan ansiosta näitä arvoja voidaan kuitenkin hallita tarkasti, ja näin saadaan aikaan valukappaleita, joissa on hienoja yksityiskohtia, tarkkoja toleransseja ja suurta lujuutta.

Kylmäkammion painevalukoneet

Kylmäkammiokoneet (kuva 2) eroavat kuumakammiokoneista lähinnä yhdessä suhteessa: ruiskutusmännää ja sylinteriä ei ole upotettu sulaan metalliin. Sula metalli kaadetaan "kylmäkammioon" käsikäyttöisellä tai automaattisella kauhalla aukon tai valuaukon kautta. Hydraulisesti toimiva, eteenpäin etenevä mäntä sulkee aukon ja pakottaa metallin lukittuun muottiin korkealla paineella. Ruiskutuspaineet vaihtelevat 3 000:sta yli 10 000 psi:iin alumiini- ja magnesiumseoksille ja 6 000:sta yli 15 000 psi:iin kuparipohjaisille seoksille.

Kuva 2: Kylmäkammiokone. Kaaviossa on kuvattu muotti, kylmäkammio ja vaakasuora puskuri tai mäntä (latausasennossa).
Muotovalulla saadaan aikaan monimutkaisia muotoja tiukemmilla toleransseilla kuin monilla muilla massatuotantomenetelmillä. Kylmäkammiokoneessa kammioon kaadetaan enemmän sulaa metallia kuin tarvitaan muotin ontelon täyttämiseen. Tämä auttaa pitämään yllä riittävää painetta, jotta ontelo voidaan täyttää tiiviisti valuseoksella. Ylimääräinen metalli heitetään ulos valukappaleen mukana, ja se on osa koko laukausta.
Kylmäkammiokoneen toiminta on hieman hitaampaa kuin kuumakammiokoneen, koska koneessa on kauhatäyttö. Kylmäkammiokonetta käytetään korkean sulamispisteen omaaville painevaluseokset koska mäntä- ja sylinterikokoonpanot ovat vähemmän alttiita hyökkäyksille, koska ne eivät ole sulassa metallissa.

Muottiinvalu ja sen rakenne

Valumuotit (kuva 3) valmistetaan seostetusta työkaluteräksestä vähintään kahdessa osassa, joita kutsutaan kiinteäksi muotin puolikkaaksi ja ulosheittomuotin puolikkaaksi. Kiinteä muotin puolikas asennetaan sulan metallin ruiskutusjärjestelmää kohti olevalle puolelle. Ejektorimuotin puolikas, johon valukappale kiinnittyy ja josta se poistuu, kun muotti avataan, on asennettu koneen liikkuvalle alustalle.

Muotin kiinteä puolisko on suunniteltu siten, että se sisältää aukon, jonka kautta sula metalli tulee muottiin. Ulosheittimen puolikas sisältää yleensä juoksuputket (käytävät) ja portit (sisäänmenoaukot), jotka ohjaavat sulan metallin muotin onteloon (tai onteloihin). Ulosheittimen puoli on myös liitetty ulosheittimen laatikkoon, jossa on mekanismi, jolla valukappale poistetaan muotista. Ulosheitto tapahtuu, kun ulosheittolevyyn liitetyt tapit liikkuvat eteenpäin ja pakottavat valukappaleen ulos ontelosta. Tämä tapahtuu yleensä osana koneen avauslyöntiä. Ulosheittotappien sijoittelu on järjestettävä huolellisesti, jotta valukappaleeseen ulosheittämisen aikana kohdistuva voima ei aiheuta muodonmuutoksia. Ulosheittolevyyn kiinnitetyt palautustapit palauttavat levyn valukappaleen asentoon, kun muotti sulkeutuu.
Suorakappaleissa käytetään usein kiinteitä ja liikkuvia sydämiä. Jos kyseessä on kiinteä, ytimen akselin on oltava samansuuntainen kuin suunta painevalumuotti avaaminen. Jos ne ovat siirrettäviä, ne on usein kiinnitetty liukukiskoihin. Jos valukappaleen sivussa on syvennys, muottiin voidaan tehdä yksi tai useampi liukukappale, jotta haluttu tulos saavutetaan ilman, että se vaikuttaa valukappaleen ulosheittämiseen muotin ontelosta. Kaikkien siirrettävien liukujen ja ytimien on oltava huolellisesti asennettuja, ja ne on voitava lukita turvallisesti paikoilleen valusyklin aikana. Muuten sulaa metallia voi joutua niiden liukukäytäviin, mikä voi aiheuttaa häiriöitä toiminnassa. Vaikka liukukiskot ja sydämet lisäävät muotin rakentamisen monimutkaisuutta ja kustannuksia, ne mahdollistavat painevalujen valmistamisen monenlaisissa kokoonpanoissa ja yleensä taloudellisemmin kuin mikään muu metallintyöstöprosessi.

Muottien tyyppi

Leikkausmuovit luokitellaan seuraavasti: yksi-, moni-, yhdistelmä- ja yksikkömuovit (kuvat 4-A-4-D).

Yhden ontelon kuori ei vaadi selitystä. Usean ontelon muotissa on useita onteloita, jotka ovat kaikki samanlaisia. Jos muotissa on eri muotoisia onteloita, sitä kutsutaan yhdistelmä- tai perhemuotiksi. Yhdistelmämuotilla valmistetaan useita osia kokoonpanoon. Yksinkertaisissa osissa voidaan käyttää yksikkömuotteja työkalujen ja tuotannon säästöjen aikaansaamiseksi. Useat kokoonpanon osat tai eri asiakkaille tarkoitetut osat saatetaan valaa samanaikaisesti yksikkömuottien avulla. Yksi tai useampi yksikkömuotti kootaan yhteiseen pidikkeeseen ja liitetään juoksuputkilla yhteiseen aukkoon tai ruiskuaukkoon. Tämä mahdollistaa kaikkien onteloiden samanaikaisen täyttämisen.

Painovalun edut

Muotovaletut komponenttiosat, koristeosat ja/tai valmiit tuotteet tarjoavat monia ominaisuuksia, etuja ja hyötyjä niille, jotka valitsevat tämän valmistusprosessin.

1. Valukappaleita valmistetaan suurella tuotantonopeudella. Koneistusta tarvitaan vähän tai ei lainkaan.
2. Muotovalukappaleet voidaan valmistaa ohuemmilla seinämillä kuin muilla valumenetelmillä ... ja ne ovat paljon vahvempia kuin muoviset ruiskuvalukappaleet samoilla mitoilla.
3. Muottiinvalu tuottaa osia, jotka ovat kestäviä, mittasuhteiltaan vakaita ja jotka tuntuvat ja näyttävät laadukkailta.
4. Valumuotit voi valmistaa tuhansia identtisiä valukappaleita määritellyissä toleransseissa, ennen kuin lisävälineitä voidaan tarvita.
5. Sinkkivalut voidaan helposti pinnoittaa tai viimeistellä vähäisellä pintakäsittelyllä.
6. Valukappaleet voidaan valmistaa pinnoilla, jotka jäljittelevät monenlaisia kuvioita.
7. Valetut pinnat ovat valettuina sileämpiä kuin useimmat muut valumuodot.
8. Valukappaleiden reiät voidaan porata ja tehdä porakokojen mukaan.
9. Osien ulkokierteet voidaan helposti valaa muottiin.
10. Valukappaleissa on kiinteitä kiinnityselementtejä, kuten puskureita ja tappeja, jotka voivat säästää kokoonpanossa.
11. Muista metalleista ja joistakin ei-metalleista valmistetut insertit voidaan valaa paikoilleen.
12. Valuseosten korroosionkestävyys vaihtelee hyvästä korkeaan.
13. Valukappaleet ovat monoliittisia. Niissä yhdistyvät monet toiminnot yhteen, monimutkaisesti muotoiltuun osaan. Koska painevalukappaleet eivät koostu erillisistä osista, jotka on hitsattu tai kiinnitetty toisiinsa, niiden lujuus perustuu materiaaliin, ei kierteisiin tai hitsauksiin jne.
14. Die Casting prosessi voi tuottaa alumiinin painevalu, magnesium painevalu, sinkkivalu, messinki painevalu , lyijyvalu ja niin edelleen, ja kaikki nämä voidaan helposti tuottaa massiivisesti.

Muotovalumenetelmä on tehokas ja taloudellinen prosessi, joka parhaalla mahdollisella tavalla hyödynnettynä korvaa erilaisilla valmistusmenetelmillä tuotettuja erilaisia osia, ja sen avulla voidaan säästää merkittävästi kustannuksia ja työvoimaa.

Vertailu muihin tuotteisiin

Muovien ruiskuvalu Osat

Verrattuna muovin ruiskuvalu osat, painevalukappaleet ovat vahvempia, jäykempiä, vakaampia, lämmönkestävämpiä ja ominaisuuksiltaan ja kustannuksiltaan huomattavasti muovia parempia. Ne auttavat estämään radiotaajuus- ja sähkömagneettisia päästöjä. Kromipinnoituksessa painevalukappaleet ovat paljon muovia parempia. Muoviin verrattuna painevalukappaleet ovat erittäin kestäviä kuormituksessa, kestävät täysin ultraviolettisäteilyä, säänkestävyyttä ja jännityshalkeilua erilaisten reagenssien vaikutuksesta. Valukappaleiden valmistussyklit ovat paljon nopeampia kuin muovisten ruiskuvalukappaleiden. Muovit voivat kuitenkin olla yksikkömäärän perusteella halvempia, niillä on värin luontaisia ominaisuuksia, jotka yleensä poistavat viimeistelyn, ne ovat lämpötilaherkkiä ja hyviä sähköeristeitä.

Hiekkavalut

Hiekkavaluihin verrattuna, painevalut vaativat paljon vähemmän koneistusta; voidaan valmistaa ohuemmilla seinämillä; voidaan tehdä kaikki tai lähes kaikki reiät koon mukaisiksi; voidaan pitää paljon tarkemmissa mitoitusrajoissa; valmistetaan nopeammin suuttimissa, jotka tekevät tuhansia valukappaleita ilman vaihtoa; eivät vaadi uusia sydämiä jokaista valukertaa varten; ne voidaan helposti varustaa paikoilleen valetuilla lisäosilla; niillä on sileämmät pinnat, ja ne aiheuttavat paljon pienemmät työvoimakustannukset valukertaa kohden. Hiekkavaluja voidaan toisaalta valmistaa rautametalleista ja monista ei-rautametalleista, jotka eivät sovellu painevaluun. Muodot, joita ei voida valmistaa painevalulla, ovat saatavissa hiekkavaluna; maksimikoko voi olla suurempi; työkalujen valmistuskustannukset ovat usein pienemmät ja pieniä määriä voidaan valmistaa taloudellisemmin. voit tarkistaa lisää. alumiinihiekkavalu

Kestomuottivalut

Verrattuna kestomuottivalut, painevalukappaleet voidaan valmistaa tarkempien mittojen ja ohuempien osien mukaan, reikiä voidaan täyttää, niitä voidaan valmistaa suuremmalla nopeudella ja vähemmällä käsityövoimalla, niiden pinta on sileämpi ja ne maksavat yleensä vähemmän painevalua kohden. Kestomuottivaluun liittyy jonkin verran pienempiä työkalukustannuksia; valussa voidaan käyttää hiekkasydämiä, jolloin saadaan muotoja, joita ei ole saatavissa painevalussa.

Takomukset

Verrattuna taottuihin tuotteisiin, painevalut voidaan tehdä monimutkaisemman muotoisiksi ja muotoilla siten, että niitä ei voida takoa; niillä voi olla ohuempia poikkileikkauksia; ne voidaan pitää tiiviimmissä mitoissa ja niissä voi olla särmäyksiä, jotka eivät ole mahdollisia takomisessa. Taonnokset ovat kuitenkin tiheämpiä ja lujempia kuin painevalukappaleet, niillä on takomaseosten ominaisuuksia, niitä voidaan valmistaa rautametalleista ja muista metalleista sekä sellaisissa koossa, joka ei sovellu painevalukappaleisiin.

Leimaaminen

Leimaukseen verrattuna yksi painevalu voi usein korvata useita osia. Valukappaleet vaativat usein vähemmän kokoonpanotoimia, ne voidaan pitää tarkemmissa mitoitusrajoissa, niiden poikkileikkauksen paksuus voi vaihdella melkein miten paljon tahansa, niistä syntyy vähemmän romua, ne voidaan valmistaa monimutkaisempiin muotoihin ja niistä voidaan tehdä muotoja, joita ei voida valmistaa puristamalla. Leimaamalla valmistetut kappaleet taas ovat ominaisuuksiltaan työstettyjä metalleja, niitä voidaan valmistaa teräksestä ja seoksista, jotka eivät sovellu painevaluun, yksinkertaisempia muotoja valmistetaan nopeammin ja ne voivat painaa vähemmän kuin painevalukappaleet.

Ruuvikoneiden tuotteet

Verrattuna ruuvikoneen tuotteisiin, painevalut valmistetaan usein nopeammin, niistä syntyy paljon vähemmän romua, ne voidaan valmistaa vaikeisiin tai mahdottomiin muotoihin tanko- tai putkivarastosta, ja ne saattavat vaatia vähemmän toimenpiteitä. Toisaalta ruuvikonetuotteita voidaan valmistaa teräksestä ja seoksista, joita ei voida painevalaa; ne ovat ominaisuuksiltaan työstettyjen metallien kaltaisia ja niiden työkalujen valmistuskustannukset ovat pienemmät.