Mi az öntés

Az öntés egy gyártási eljárás pontosan méretezett, élesen meghatározott, sima vagy texturált felületű fém alkatrészek előállítására. Az olvadt fém nagy nyomáson történő, újrafelhasználható fémszerszámokba történő préselésével valósul meg. Az eljárást gyakran úgy jellemzik, mint a nyersanyag és a késztermék közötti legrövidebb utat. A "szerszámöntés" kifejezést a kész alkatrész leírására is használják.
A "gravitációs öntés" kifejezés a következő módszerekkel készült öntvényekre vonatkozik fémformák gravitációs fej alatt. Ezt úgy ismerik, mint állandó öntőforma öntés az Egyesült Államokban és Kanadában. Amit mi úgy hívunk, hogy "szerszámöntés" itt úgy ismerik, hogy "nagynyomású öntés" Európában.

Hogyan készülnek az öntvények

Nagynyomású öntvények

Először is, egy olyan acélformát, amely több tízezer öntvény gyors egymásutánban történő gyártására képes, legalább két részből kell készíteni, hogy lehetővé tegye az öntvények eltávolítását. Ezeket a részeket biztonságosan rögzítik egy gépben, és úgy rendezik el, hogy az egyik helyhez kötött (rögzített szerszám fele), míg a másik mozgatható (befecskendező szerszám fele). Az öntési ciklus megkezdéséhez a két szerszámrészt a szerszámöntőgép szorosan egymáshoz szorítja. Az olvadt fémet a szerszám üregébe fecskendezik, ahol az gyorsan megszilárdul. A szerszám felét széthúzzák, és az öntvényt kidobják. A szerszámok lehetnek egyszerűek vagy összetettek, az öntvény összetettségétől függően mozgatható csúszkákkal, magokkal vagy más részekkel.
Az öntési folyamat teljes ciklusa messze a leggyorsabb a precíz színesfém alkatrészek gyártására. Ez szöges ellentétben áll a homoköntés ami minden egyes öntvényhez új homokformát igényel. Bár az állandó öntőforma-eljárás homok helyett vas- vagy acélformákat használ, lényegesen lassabb, és nem olyan pontos, mint a homoköntés. öntvényöntés.

Nyomdai öntőgépek típusai

Az alkalmazott géptípustól függetlenül alapvető fontosságú, hogy az öntési ciklus alatt a szerszám felét, a magokat és/vagy más mozgatható részeket biztonságosan rögzítsék a helyükön. Általában a gép szorítóerejét a) az öntvény vetített felülete (a szerszám elválasztó vonalánál mérve) és b) a fémnek a szerszámba történő befecskendezéséhez használt nyomás határozza meg. A legtöbb gép hidraulikus hengerekkel (néha légnyomással) működtetett billenő típusú mechanizmusokat használ a zárás eléréséhez. Mások közvetlenül ható hidraulikus nyomást használnak. Biztonsági reteszelő rendszereket használnak, hogy megakadályozzák a szerszám kinyílását az öntési ciklusok során.
A nagy vagy kicsi öntőgépek alapvetően csak az olvadt fémnek a szerszámba történő befecskendezésének módjában különböznek. Ezeket forró- vagy hidegkamrás öntőgépekként osztályozzák és jellemzik.

Forró kamrás öntőgépek

A forró kamrás gépeket (1. ábra) elsősorban cink és alacsony olvadáspontú ötvözetek esetében használják, amelyek nem támadják meg könnyen és nem erodálják a fémedényeket, hengereket és dugattyúkat. A fejlett technológia és az új, magasabb hőmérsékletű anyagok kifejlesztése kiterjesztette e berendezések használatát a következő célokra magnézium ötvözetből készült öntvény.
1. ábra: Forró kamrás gép. Az ábra az olvadt fémbe merülő dugattyúmechanizmust szemlélteti. A modern gépek hidraulikusan működnek, és automatikus ciklusvezérléssel és biztonsági berendezésekkel vannak felszerelve.
A forrókamrás gépben a befecskendező mechanizmust a géphez csatlakoztatott kemencében olvadt fémbe merítik. A dugattyú felemelésekor egy nyílás nyílik, amely lehetővé teszi, hogy az olvadt fém kitöltse a hengert. Ahogy a dugattyú lefelé mozog, lezárva a nyílást, az olvadt fémet a lengőnyakon és a fúvókán keresztül a szerszámba nyomja. Miután a fém megszilárdult, a dugattyút visszahúzzák, a szerszám kinyílik, és a kapott öntvényt kilökik.
A melegkamrás gépek gyorsan működnek. A ciklusidő az egy unciánál kisebb tömegű alkatrészek esetében kevesebb mint egy másodperctől a több kilós öntvények esetében harminc másodpercig terjed. A szerszámok gyorsan töltődnek (általában öt és negyven ezredmásodperc között), és a fémet nagy nyomáson (1500-tól több mint 4500 psi-ig) fecskendezik be. Mindazonáltal a modern technológia szoros ellenőrzést biztosít ezen értékek felett, így finom részletességű, szoros tűréshatárokkal és nagy szilárdsággal rendelkező öntvények készülnek.

Hideg kamrás öntőgépek

A hidegkamrás gépek (2. ábra) elsősorban egy dologban különböznek a melegkamrás gépektől: a befecskendező dugattyú és a henger nem merül olvadt fémbe. Az olvadt fémet kézi vagy automata merőkanállal egy nyíláson vagy öntőnyíláson keresztül egy "hidegkamrába" öntik. Egy hidraulikusan működtetett dugattyú előrehaladva lezárja a nyílást, és nagy nyomáson a fémeket a zárt szerszámba kényszeríti. A befecskendezési nyomás 3 000 és több mint 10 000 psi között mozog mind az alumínium-, mind a magnéziumötvözetek esetében, és 6 000 és több mint 15 000 psi között a réz alapötvözetek esetében.

2. ábra: Hidegkamrás gép. Az ábra a szerszámot, a hidegkamrát és a vízszintes dugattyút vagy dugattyút (töltőállásban) ábrázolja.
Az öntvényöntés bonyolult formákat biztosít, szorosabb tűréshatárok között, mint sok más tömeggyártási eljárás. A hidegkamrás gépben több olvadt fémet öntünk a kamrába, mint amennyi a szerszámüreg kitöltéséhez szükséges. Ez segít fenntartani a megfelelő nyomást ahhoz, hogy az üreg szilárdan megteljen öntőötvözettel. A felesleges fém az öntettel együtt kerül kidobásra, és a teljes lövés részét képezi.
A "hidegkamrás" gép működése a merőkanalas művelet miatt valamivel lassabb, mint a "melegkamrás" gépé. A hidegkamrás gépet a magas olvadáspontú öntvény ötvözetek mivel a dugattyú és a henger szerelvények kevésbé vannak kitéve támadásnak, mivel nem merülnek olvadt fémbe.

Szerszámöntés és szerkezetük

Az öntőformák (3. ábra) ötvözött szerszámacélból készülnek, legalább két részből, amelyeket fix szerszámfelének és kidobó szerszámfelének neveznek. A rögzített szerszám felét az olvadék befecskendező rendszer felé eső oldalon szerelik fel. A kidobószerszám felét, amelyhez a szerszám öntvénye tapad, és amelyből a szerszám kinyitásakor kidobódik, a gép mozgatható lemezére szerelik.

A szerszám rögzített szerszámfelét úgy tervezték, hogy tartalmazza a szerszámnyílást, amelyen keresztül az olvadt fém a szerszámba kerül. A kilökő fél általában a futókat (átjárókat) és a kapukat (bejáratokat) tartalmazza, amelyek az olvadt fémet a szerszám üregébe (vagy üregeibe) vezetik. A kilökőfél egy kilökődobozhoz is kapcsolódik, amely az öntvénynek a szerszámból való kilökésére szolgáló mechanizmust tartalmazza. A kidobás akkor történik, amikor a kidobólemezhez csatlakozó csapok előre mozognak, hogy az öntvényt az üregből kiszorítsák. Ez általában a gép nyitóütemének részeként történik. A kidobócsapok elhelyezését gondosan kell megoldani, hogy a kidobás során az öntvényre ható erő ne okozzon deformációt. A kidobólemezhez rögzített visszatoló csapok a szerszám zárásakor visszatolják a lemezt az öntvény pozíciójába.
A szerszámokban gyakran használnak rögzített és mozgatható magokat. Ha fix, akkor a mag tengelyének párhuzamosnak kell lennie az öntőforma nyitás. Ha mozgathatóak, akkor gyakran magcsúszdákhoz vannak rögzítve. Amennyiben egy öntvénykialakítás oldala mélyedést igényel, a szerszám egy vagy több csúszkával is elkészíthető a kívánt eredmény elérése érdekében anélkül, hogy ez befolyásolná az öntvénynek a szerszámüregből való kilökődését. Minden mozgatható csúszkát és magot gondosan be kell illeszteni, és képesnek kell lenniük arra, hogy az öntési ciklus alatt biztonságosan rögzüljenek a helyükön. Ellenkező esetben az olvadt fém a csúszópályáikba kényszerülhet, ami a műveletek megszakítását okozhatja. Bár a csúszkák és magok növelik a szerszámgyártás bonyolultságát és költségeit, lehetővé teszik a legkülönbözőbb konfigurációkban történő öntvények gyártását, és általában gazdaságosabban, mint bármely más fémmegmunkálási eljárás.

Nyomóformák típusa

A szerszámokat a következők szerint osztályozzák: egy üregű, több üregű, kombinált és egységszerszámok (4-A-4-D ábra).

Az egyetlen üregű szerszám nem igényel magyarázatot. A több üregű szerszámok több üreggel rendelkeznek, amelyek mindegyike azonos. Ha egy szerszám különböző alakú üregekkel rendelkezik, akkor kombinált vagy családi szerszámnak nevezzük. A kombinált szerszámot több alkatrész gyártására használják egy összeállításhoz. Egyszerű alkatrészek esetében az egységszerszámok a szerszámozás és a gyártás megtakarításának érdekében használhatók. Egyszerre több alkatrészt is önthetnek egy összeállításhoz vagy különböző vevők számára egységszerszámokkal. Egy vagy több egységszerszámot egy közös tartóban helyeznek el, és futókkal egy közös nyíláshoz vagy öntőnyíláshoz csatlakoztatják. Ez lehetővé teszi az összes üreg egyidejű kitöltését.

Az öntés előnyei

Az öntvény alkatrészek, dekoratív díszítőelemek és/vagy késztermékek számos jellemzőt, előnyt és előnyt kínálnak azoknak, akik ezt a gyártási eljárást választják.

1. A nyomásos öntvényeket nagy gyártási sebességgel gyártják. Kevés vagy semmilyen megmunkálásra nincs szükség.
2. Az öntvények vékonyabb falúak lehetnek, mint a más öntési módszerekkel elérhetőek ... és sokkal erősebbek, mint az azonos méretű műanyag fröccsöntvények.
3. Az öntvények olyan alkatrészeket biztosítanak, amelyek tartósak, méretstabilak, és a minőség érzetét és megjelenését keltik.
4. öntőszerszámok több ezer azonos öntvényt képes gyártani a megadott tűréshatárokon belül, mielőtt további szerszámokra lenne szükség.
5. Cink öntvények minimális felület-előkészítéssel könnyen galvanizálhatók vagy befejezhetők.
6. Az öntvények sokféle textúrát szimuláló felülettel állíthatók elő.
7. Az öntvények öntött felületei simábbak, mint a legtöbb más öntési forma.
8. Az öntvények furatai kilyukaszthatók és készíthetők csapfúróméretekre.
9. Az alkatrészek külső menetei könnyen önthetők.
10. Az öntvények integrált rögzítőelemeket, például dudorokat és csapokat biztosítanak, ami szerelési megtakarításokat eredményezhet.
11. Más fémekből és egyes nem fémekből készült betétek a helyükre önthetők.
12. A nyomásos öntvények korrózióállósága a jótól a magas értékekig terjed.
13. Az öntvények monolitikusak. Számos funkciót egyesítenek egyetlen, összetett alakú alkatrészben. Mivel az öntvények nem különálló, hegesztett vagy egymáshoz rögzített részekből állnak, a szilárdságot az anyag adja, nem pedig a menetek, hegesztési varratok stb.
14. Die Casting eljárás előállíthat alumínium öntvény, magnézium szerszámház, cink szerszámöntés, sárgaréz szerszámöntés , ólomöntés és így tovább, és ezek mindegyike könnyen tömegesen előállítható.

Az öntés hatékony, gazdaságos eljárás, amely maximálisan kihasználva lehetőségeit, jelentős költség- és munkaerő-megtakarítással helyettesíti a különböző gyártási eljárásokkal előállított különböző alkatrészekből álló összeállításokat.

Összehasonlítás más termékekkel

Műanyag fröccsöntés alkatrészek

Összehasonlítva műanyag fröccsöntés alkatrészek, az öntvények erősebbek, merevebbek, stabilabbak, hőállóbbak, és tulajdonságaik/költségük alapján messze felülmúlják a műanyagokat. Segítenek megelőzni a rádiófrekvenciás és elektromágneses sugárzást. A krómozáshoz a nyomásos öntvények sokkal jobbak, mint a műanyag. Az öntvények a műanyagokkal összehasonlítva nagyfokú terhelésállósággal rendelkeznek, teljesen ellenállnak az ultraibolya sugárzásnak, az időjárás viszontagságainak és a különböző reagensek jelenlétében fellépő feszültségrepedéseknek. A nyomásos öntvények gyártási ciklusa sokkal gyorsabb, mint a műanyag fröccsöntvényeké. A műanyagok azonban egységnyi térfogat alapján olcsóbbak lehetnek, színnel kapcsolatos eredendő tulajdonságaik vannak, amelyek általában kiküszöbölik a kikészítést, hőmérsékletérzékenyek és jó elektromos szigetelők.

Homoköntvények

Összehasonlítva a homoköntvényekkel, öntvények sokkal kevesebb megmunkálást igényelnek; vékonyabb falúak lehetnek; az összes vagy majdnem az összes lyuk méretre magozott lehet; sokkal szorosabb mérethatárok között tarthatók; gyorsabban gyárthatók olyan szerszámokban, amelyek több ezer öntvényt készítenek csere nélkül; nem igényelnek minden öntvényhez új magokat; könnyen elláthatók helyükre öntött betétekkel; simább felületűek és öntvényenként sokkal kevesebb munkadíjjal járnak. Másrészt homoköntvényeket lehet készíteni vasfémekből és számos olyan színesfémötvözetből, amelyek nem alkalmasak a nyomásos öntésre. A homoköntéssel nem előállítható formák homoköntéssel is elérhetőek; a maximális méret nagyobb lehet; a szerszámköltségek gyakran kisebbek, és kis mennyiségek gazdaságosabban gyárthatóak. homokos alumíniumöntés

Tartós öntvények

Összehasonlítva tartós öntvények, az öntvények szorosabb mérethatárok között és vékonyabb szelvényekkel készíthetők; a lyukak kilyukaszthatók; nagyobb sebességgel, kevesebb kézi munkával állíthatók elő; simább felületűek és általában öntvényenként kevesebbe kerülnek. A tartós öntés valamivel alacsonyabb szerszámköltséggel jár; homokmaggal olyan formákat lehet készíteni, amelyek a nyomásos öntésnél nem állnak rendelkezésre.

Kovácsolások

Összehasonlítva a kovácsolt termékekkel, öntvények bonyolultabb alakúak és nem kovácsolható alakúak lehetnek; vékonyabb szelvényekkel rendelkezhetnek; közelebbi méretekhez tarthatók és kovácsolásnál nem megvalósítható magozással rendelkezhetnek. A kovácsdarabok azonban sűrűbbek és erősebbek, mint a nyomásos öntvények; a kovácsolt ötvözetek tulajdonságaival rendelkeznek; vas- és más fémekből, valamint a nyomásos öntvények számára nem megfelelő méretekben is előállíthatók.

Bélyegzés

A sajtolással összehasonlítva egy öntvény gyakran több alkatrészt is helyettesíthet. Az öntvények gyakran kevesebb összeszerelési műveletet igényelnek; szorosabb mérethatárok között tarthatók; a szelvényvastagság szinte bármilyen kívánt variációja lehetséges; kevesebb hulladékkal járnak; bonyolultabb formák készíthetők, és olyan formák is készíthetők, amelyek préselt formában nem gyárthatók. A sajtolás viszont a kovácsolt fémek tulajdonságaival rendelkezik; acélból és olyan ötvözetekből is előállítható, amelyek nem alkalmasak a nyomásos öntéshez; egyszerűbb formáikban gyorsabban gyárthatók; és kisebb tömegűek lehetnek, mint a nyomásos öntvények.

Csavaros gépi termékek

Csavaros gépi termékekkel összehasonlítva, öntvények gyakran gyorsabban készülnek; sokkal kevesebb hulladékkal járnak; olyan formák is készíthetők, amelyeket nehéz vagy lehetetlen rúdból vagy csőből előállítani, és kevesebb műveletet igényelhetnek. Másrészt a csigagépes termékek olyan acélból és ötvözetekből készíthetők, amelyek nem önthetők; a kovácsolt fémek tulajdonságaival rendelkeznek, és kevesebb szerszámköltséget igényelnek.