En detaljerad översikt av pressgjutning

Beskrivning

Pressgjutning innebär att metaller värms till smält form innan de omformas till önskade former och strukturer i en form. Denna tillverkningsteknik har använts så långt tillbaka som i början av 1800-talet, vilket, efter flera framsteg, säkerställde dess utbyte av delar med dimensionell noggrannhet. 

Den här artikeln är en omfattande översikt av pressgjutning, inklusive typ, steg i tillverkning av delar, materialalternativ, ytbehandling och andra intrikata aspekter. 

Vad är gjutning? 

Pressgjutning är en deltillverkningsprocess som involverar smältning av metaller och legeringar innan de sprutas in i en färdig form. I pressgjutna formar, vanligtvis gjorda av aluminium eller stål, kyls den flytande metallen och stelnar till den avsedda formen på delen. 

Dessa formar tillverkas vanligtvis med en annan process som CNC-bearbetning och är ofta för engångsbruk. Denna funktion gör pressgjutning till en tillverkningsprocess med hög precision, vilket säkerställer repeterbarhet och delar uppfyller snäva toleranskrav.

Klassificering av pressgjutningsprocessen 

Även om det finns flera pressgjutningsprocesser, används två vanliga inom tillverkningsindustrin. De är pressgjutningsprocesserna för slagkammaren och kallkammaren. De är faktiskt i grunden samma process, med specifika distinktioner. 

Utan mycket väsen, låt oss undersöka de två pressgjutningsprocesserna.    

Gjutning av het kammare

Varmkammarpressgjutning är den snabbare och vanligare processen. Det är dock bättre lämpat för metaller och legeringar med låg smältpunkt som zink, bly och tenn. Processen går ut på att injicera den redan uppvärmda och smälta metallen direkt i formen under högt tryck, reglerat med ett hydrauliskt system. När metallen svalnar och stelnar till önskad form i formen, vilket gör det till en snabbare gjutcykel.

Gjutning av kall kammare 

Eftersom den varma kammaren är vanligare och snabbare, är det omvända fallet med kallkammarens pressgjutning. Det är också det mer fördelaktiga valet för metaller med hög smältpunkt, som aluminiumlegeringar. Processen innebär att den smälta metallen först kanaliseras in i den kalla kammaren innan den sprutas in i formen vid extremt tryck. 

Det hydrauliska systemet som används för att upprätthålla högt tryck är liknande för båda metoderna. Emellertid kräver kallkammarpressgjutning betydligt högre tryck än varmkammarhölje. Pressgjutning med kall kammare är den bättre metoden, med tanke på att den är kompatibel med fler metallalternativ. Dessutom minskar det maskinkorrosion och risken för skador på pumpsystemet. 

Stegen i formgjutning

Oavsett vilken typ av pressgjutningskammare du arbetar med, följer operationen liknande steg. Nedan finns en snabb översikt över hela stegen i pressgjutningsprocessen. 

Formberedning och fastspänning

Det första steget är att förbereda formen för pressgjutning. Detta steg är faktiskt kritiskt, eftersom det spelar en avgörande roll för resultatet av processen. Reparation av formen innebär att man rengör formen för att ta bort alla föroreningar och smörjer den för bättre insprutning och utkastning av den eventuella formgjuten. Efter beredning av formen, klämma fast och säkra formen för att bibehålla högt tryck. 

Smältning och injektion

Även om detta steg innebär att du smälter metallen och häller den i skottkammaren, finns det en liten skillnad. Efter smältning av metallen vid hög temperatur och högt tryck, förs den in i en varm eller kall kammare, beroende på du använder. Efteråt sprutas metallen in i hydraulsystemet, fortfarande under högt tryck. 

Kylning och stelning

Efter injektion genomgår den formgjutna formen i allmänhet en kylningsfas och en eventuell stelning av dess innehåll. Denna fas är avgörande för gjutgodsets hållbarhet, därav behovet av optimal kylning och stelning till formen av den designade formen före utkastning. 

Vräkning 

När den har stelnat lossar tillverkaren formen, följt av utkastningsmekanismen, som trycker ut det fasta gjutgodset ur formen.

Trimning och annan efterbearbetning

I detta skede har du redan din formgjutna del. Därför tar tillverkaren bort överskott i gran och löpare, inklusive de i den färdiga produkten. Använd en trimsåg eller stans för att säkerställa optimal trimning. Efteråt kan du delta i ytterligare efterbearbetningsoperationer som anodisering eller galvanisering för att ytterligare förbättra produktens allmänna egenskaper. 

Vanliga material för pressgjutningsteknik

Även om formgjutning är lämplig för olika metallalternativ, är det föredraget för metaller med låg smältpunkt. Denna funktion gör den mer vanligt förekommande för icke-järnmetaller. Nedan finns en översikt över standardmetallegeringar som är kompatibla med tillverkningstekniker för pressgjutning. 

aluminium~~POS=TRUNC

Exempel på aluminiumlegeringar för pressgjutning inkluderar ADC12, ADC1, A360, A380, A413, B390, EN AC 43500 och A356. Precis som standardaluminium är dessa legeringar kända för sitt utmärkta förhållande mellan styrka och vikt, vilket gör dem till ett bra val för tillverkning av lätta delar som kräver avsevärd styrka. 

Dessutom är de korrosionsbeständiga och har förstklassig värmeledningsförmåga, vilket gör aluminiumlegeringar utmärkta för pressgjutning. Dessutom kan pressgjutgods av aluminium bibehålla dimensionsstabilitet även efter att ha upplevt tuffa förhållanden.

Zink Alloy

Typiska zinklegeringar för pressgjutningsdelar inkluderar ZDC3 och ZDC5. Dessa zinklegeringar är kända för sin smältpunkt, som är mindre än 800 grader Fahrenheit. Denna egenskap gör dem till ett utmärkt val för pressgjutning. Dessutom är zinkgjutgods mycket duktila, har god värmeledningsförmåga och dimensionsstabilitet, vilket gör dem lämpliga för tillverkning av invecklade konstruktioner. 

Magnesiumlegering

Standard magnesiumlegering för pressgjutningsdelar är AZ91D. Dess huvudsakliga egenskap är lätt, vilket gör den till ett populärt val för att skapa komponenter för flygindustrin, där låg densitet är ett kritiskt kriterium. Men magnesium används i allmänhet vid tillverkning på grund av dess brandfarlighet. 

Kopparlegering

Exempel på kopparlegeringar för pressgjutning inkluderar H58, H59, H62, H65 och H68. Kopparlegeringar är kända för sina utmärkta ledande egenskaper. Dessutom är de relativt motståndskraftiga mot korrosion. Dessa två funktioner gör dem till ett bra val för tillverkning av pressgjuten.

Ytbehandlings- och efterbearbetningsalternativ för pressgjutningsdelar 

Pressgjutningsdelar är kompatibla med olika alternativ för ytbehandling och efterbearbetning. Nedan följer en kort översikt över olika ytbehandlingar som passar pressgjutningsprodukt. 

Sandblästring

Sandblästring, som ibland kallas abrasiv blästring, innebär att man driver fram abrasivt material på delarnas yta under högt tryck. Beroende på dess användning kan den jämna ut en grov yta, rugga upp en slät yta eller bara hjälpa till att maskera gjutningsfläckar och skavanker. Det är ganska likt pärlblästring. 

Sandblästring är dock mer aggressiv och skapar tätare beläggningar. Därför är det ett bättre val för att åka på pressgjutna metallytor av föroreningar. Ändå tjänar båda liknande tillämpningar för att förbättra en dels övergripande ytegenskaper, inklusive estetik och motståndskraft mot stötar, repor och korrosion.

Pulverbeläggning 

Pulverlackering är en typisk efterbehandlingsoperation för pressgjutningsdelar. Det innebär applicering av laddade pulverpartiklar på ytan av ett material. Det säkerställer dock maskering av tillverkningsfel och fläckar samtidigt som det förbättrar tjocklek, utseende och mekaniska egenskaper.

Därför är den färdiga produkten mer hållbar och motståndskraftig mot repor, stötar och korrosion. Dessutom är pulverlackering miljövänlig, eftersom den inte använder eller genererar något giftigt eller skadligt material. 

Lackering 

Målning är utan tvekan den mest använda ytbehandlingen på grund av dess enkelhet. Det innebär att man sprutar färg eller ibland emalj eller lack på ytan av den färdiga delen. Slutresultatet av denna ytfinish är en blankare och mer estetiskt tilltalande del. 

anodisering

Anodisering är en annan process som förbättrar ytkvaliteten på en pressgjutmetallyta. Processen innebär att man skapar en anodisk oxidfilm på metallens yta, vilket ger ett extra tjockt lager och förbättrar estetiken. Till skillnad från den tidigare diskuterade efterbehandlingen är den relativt dyr. 

Det är också en mer standardfinish för aluminiumdelar, även om andra icke-järnmetaller som zink också är kompatibla med denna finish. Efter denna finish har den resulterande formgjutna delen förbättrat utseende och mekanisk och kemisk beständighet, vilket ökar dess hållbarhet.

Plätering

Plätering involverar standardgalvanisering eller den strömlösa processen. Båda processerna innefattar beläggning av pressgjutningsdelarna med en annan metall med förbättrade mekaniska och kemiska egenskaper, såsom korrosionsbeständighet. Den största skillnaden är att medan elektrisk ström katalyserar elektropläteringsprocessen, katalyserar mineraler den strömlösa plätering av de pressgjutna delarna. 

Teflonbeläggning 

Teflonbeläggning är en kemisk beläggningsprocess som innebär att man använder Teflon – ett plastmaterial som kemiskt kallas polytetrafluoreten (PTFE). Processen består av att spruta metallytan med denna vattentäta plast, vilket förbättrar delen. Den resulterande ytan är icke-korrosiv och mindre reaktiv, som en mekanisk barriär som skyddar delen, vilket säkerställer ökad hållbarhet. 

Impregnering

Impregnering är en annan beläggningsprocess, som kallas mättnadsbeläggning eller porositetsförsegling eftersom den använder porösa substrat med en struktur som innehåller porer som penetrerar hela substratet. Den resulterande processen säkerställer att porerna fylls med härdplaster och hartspolymerer, vilket ytterligare förstärker materialet. Därför förbättras det resulterande pressgjutna materialet med bättre mekaniska, kemiska och övergripande ytegenskaper.

Maskinister och OEM-tillverkare måste rengöra sina gjutdelar innan de påbörjar någon efterbehandling. Även om ytbehandlingen hjälper till att maskera föroreningar, är det bättre att minska eller ta bort några av dem, som olja och smörjmedel, innan du avslutar för att förbättra kvaliteten på finishen ytterligare. 

Tillämpningar av pressgjutningsdelar

Pressgjutning är mycket mångsidig, lämplig för att skapa olika strukturer, inklusive komplexa delar. Denna funktion gör det till en vanlig tillverkningsteknik i olika industrier. Nedan följer en kort översikt över dess användning i några av världens populära industrier. 

Bilindustrin

Pressgjutning är en typisk process för tillverkning av delar till fordonsindustrin. Den används för att skapa enkla till komplexa delar, såsom växel, motorblock och cylinderhuvuden, gladhands, kopplingar och transmissionskomponenter, bland andra delar.

rymd~~POS=TRUNC

På grund av sin relativt höga precision, mångsidighet och kostnadseffektivitet är den lämplig för att skapa delar för flygindustrin. Den producerar delar som uppfyller specificerade kvalitets- och säkerhetsstandarder. Dessa delar tål tuffa förhållanden, vilket säkerställer hållbarhet och snäva toleransspecifikationer. 

Elektronik- och konsumentvaruindustrin

Elindustrin är en annan viktig sektor som använder gjutprodukter för tillverkning av olika apparater. Tillverkningsprocessen används för att skapa elektriska och hushållskomponenter som ställverk, strömbrytare, kopplingsstänger, kompressorkolvar, panelbrädor, etc. 

Medicinsk Industri

Pressgjutning kan skapa delar som följer FDA-standarder och säkerhetsföreskrifter, vilket gör det till en lämplig process för tillverkning av medicinsk utrustning och verktyg. Processen används för att skapa hållbara medicinska instrument och utrustning. 

Andra applikationer

Förutom alla applikationer som diskuterats ovan erbjuder pressgjutning fortfarande applikationer inom olika industrier, såsom tillverkning av delar till möbler eller andra hushållskomponenter. Till exempel används den för att tillverka hårdvara som diskbänksblandare, lådor och vred, dörrhandtag, leksaker, elverktygshöljen, kylflänsar, etc.

För- och nackdelar med formgjutning

Detta avsnitt kommer att diskutera för- och nackdelar med pressgjutning i tillverkning av delar och strukturer. 

Fördelar med formgjutning

Pressgjutning är en vanlig tillverkningsprocess på grund av dess låga produktionskostnad och tillverkningslätthet. Nedan finns mer specifika pressgjutningsfördelar. 

• Tillåter skapandet av enkla till komplexa delar 
• Mindre arbets- och verktygskostnader jämfört med andra processer som bearbetning
• Erbjuder högprecisionstillverkning och upprätthåller snäva toleransspecifikationer
• Snabba produktionshastigheter med hög effektivitet
• Det är en mycket mångsidig process som lämpar sig för olika metalltyper, inklusive aluminium, zink, koppar och magnesium. 
• Miljövänlig, eftersom de flesta materialen för denna process är återvinningsbara

Nackdelar med formgjutning 

Nedan är några av nackdelarna med denna process

• Olämplig för stora plåtkonstruktioner
• Beroende på delens komplexitet kan pressgjutning ha förlängda produktionscykeltider.
• Olämplig för metaller med höga smältpunkter 

Faktorer som påverkar pressgjutningskostnaderna

Pressgjutning är relativt kostnadseffektivt jämfört med andra tillverkningsprocesser som bearbetning och 3D-utskrift. Vissa specifika kriterier kan dock öka tillverkningskostnaderna för pressgjutning. \

Nedan följer en översikt över några av dessa faktorer. 

Verktygs- och formkostnader

Oavsett tillverkningsprocessen spelar formen och hela verktygskostnaden en avgörande roll i den resulterande produktionskostnaden. När det gäller pressgjutning måste tillverkare ofta först tillverka formen innan de fortsätter att pressgjuta delen. Därför kommer tillverkningsprocessen för att skapa den gjutna formen att avgöra kostnaden. 

Val av material 

Det valda materialet för pressgjutning medför också tillverkningskostnaden. I allmänhet är vissa material dyrare; till exempel är aluminium dyrare än kolstål, och titan är ännu dyrare än aluminium. Om du använder ett dyrt material förväntar du dig därför en total ökning av den totala produktionskostnaden. Dessutom kan vissa material kräva mer värme och tryck för att pressgjuta. I det här fallet ökar de produktionskostnaderna genom bearbetning.

Alternativ för ytbehandling

De efterbearbetningsoperationer som pressgjutningen kräver påverkar också produktionskostnaden. Detta inkluderar den grundläggande efterbehandlingen, såsom trimning, till mer omfattande, som målning och galvanisering. Därför kommer den faktiska kostnaden för denna operation att påverka priset. 

Medan trimning förväntas mestadels för alla gjutprodukter, kan tillverkare förbättra utseendet genom ytterligare efterbehandling, förbättra delens hållbarhet och totala kostnader. Till exempel förväntar du dig att målning kostar mindre än plätering eller annan sofistikerad sekundär finish.

Tolerans och kvalitetskrav

Strikt tolerans och kvalitetsstandarder påverkar tillverkningskostnaderna. Tillverkare kräver ofta specialiserade verktyg och ytbehandling för att säkerställa att delar uppnår snäva toleranser och höga kvalitetskrav. Att tillverka dessa delar kräver extra försiktighet, ökad precisionsövervakning och kvalitetsanalys, vilket drar till sig mer kostnader.

Delarnas storlek, vikt och volym 

Den erforderliga storleken, vikten och kvantiteten av pressgjutna delar påverkar också kostnaderna. Till exempel bestämmer storleken och vikten materialanvändning, tillverkningstid och energianvändning. Därför kommer mer omfattande och tyngre komponenter att kosta mer. Bulkvolymtillverkning kan dock minska kostnaderna per del, eftersom det kräver samma verktyg och specifikationer men samtidigt sprider produktionskostnaderna över de enskilda komponenterna. 

Zintilons expertformgjutningstjänster

Även om pressgjutning är relativt enkelt krävs expertis för att uppnå önskvärda resultat. Därför bör du samarbeta med en ansedd tjänst för att säkerställa att din tillverkning uppnår alla nödvändiga designspecifikationer. 

Zintilon är en expertleverantör av pressgjutning. Vi kan skryta med mycket kunniga yrkesmän med rätt kompetens för att hjälpa till att säkerställa din gjutprodukter passar din avsedda användning. Vi erbjuder även expertråd om det bästa sättet att skapa ditt verk om du behöver förtydligande. 

Kontakta oss idag för dina pressgjutningsdelar! 

Slutsats 

Pressgjutning är en viktig process för tillverkning av metalldelar. Den är mycket mångsidig, kostnadseffektiv och effektiv för att skapa delar av olika former, strukturer och precisionsstandarder. Dessa egenskaper gör det till en värdefull tillverkningsteknik för industriell tillverkning. Den här artikeln ger en detaljerad genomgång av allt du behöver förstå om processen innan du väljer den för din tillverkning.

Vanliga frågor

Vad är en Die Cast?

En formgjutning hänvisar till resultatet av tillverkningsprocessen för pressgjutning. Det är en metallkomponent som tillverkas genom pressgjutning. 

Vad är pressgjutningsverktyg?

Pressgjutningsverktyget hänvisar uttryckligen till formen eller stålformen, som är integrerad i gjutningsprocessen. Formen är vanligtvis förgjord med en lämplig tillverkningsprocess, som definierar den avsedda produktens form, design, struktur och andra specifikationer. 

Hur skiljer sig formgjutning från formsprutning? 

Även om båda processerna delar vissa likheter, och vissa kan till och med missta dem som samma metod, är pressgjutning och formsprutning olika. Den huvudsakliga skillnaden är att pressgjutning tillverkar metalldelar, och formsprutning är att föredra för att skapa plastdelar.