Metallivalu on taidetta, jossa tyhjästä tehdään jotakin, ja se on erikoistunut prosessi, josta monet ihmiset ovat viime aikoina alkaneet kiinnostua. Tämän tekniikan perusteiden ymmärtämiseksi on tarkasteltava tarkkaan, mitä kaikkea valuprojektiin kuuluu alusta loppuun. Hiekkavalu on ylivoimaisesti tärkein valuprosessi, sillä sen avulla voidaan valmistaa taloudellisesti erittäin tarkkoja komponentteja.
Tarkkoja eritelmiä vaativilla teollisuudenaloilla yhteistyö kokeneiden valmistajien kanssa on välttämätöntä. Tarkkuusvalmistusta koskeviin teknisiin resursseihin voi tutustua osoitteessa https://www.diecastingschina.com/ ja https://aludiecasting.com/.
Johdanto hiekkavalumuottien käyttöön
Hiekkavalumuotti koostuu kahdesta puolikkaasta, jotka ovat koveraosa ja laahusosa. Muotin yläpuoli on kovera ja alapuoli on laahus. Nämä sijaitsevat pulloksi kutsutussa laatikossa, joka on myös jaettu kahteen puolikkaaseen. Jakolinja erottaa nämä kaksi muotin puoliskoa toisistaan.
Osoitteessa alumiinin hiekkavalu, muotin ontelo muodostetaan mallin avulla. Malli on valmistettu puusta, metallista, muovista tms. ja siinä on valettavan osan muoto. Monimutkaisempia muotoja varten keskelle voidaan lisätä ylimääräinen osa, jota kutsutaan “poskiosaksi”.
Valuprosessin 6 perusvaihetta
Vaihe 1: Mallin valmistelu ja pulverointi
Ensimmäisessä vaiheessa osa asetetaan muottilaatikkoon. On tärkeää laittaa jauhetta, jotta hiekka ei tartu pöytään ja itse malliin. Usein päälle ripotellaan talkkia, jotta hiekka ei tartu kiinni.
Vaihe 2: Vetolaitteen rammaus (alaosa)
Käyttäjä jatkaa lisäämällä vihreää hiekkaa (valimohiekka) muotin laatikkoon. Pintahiekka levitetään ensin, ja se on seulottava, jotta valukappaleen pinta saadaan viimeisteltyä hyvin. Tämä seulonta on tehtävä vain itse mallin kohdalla; loput täytetään “paksuilla aineilla” sen jälkeen. Hiekka tiivistetään tiiviisti ramppausvälineellä aina yläreunaan asti. Lopuksi käyttäjä poistaa ylimääräisen hiekan, jotta pinta pysyy tasaisena, ja lisää tasaisen pinnan takaosaan.
Vaihe 3: Copen asettaminen (ylempi puoli)
Vedin käännetään ympäri, jotta muotin yläpuoli voidaan rammata ylös. Kun jauhe on lisätty, muottilaatikon toinen puoli lisätään. Lukitustappeja käytetään pitämään kokoonpano tukevasti paikallaan. Jos mallissa ei ole “vetoa” (kartiota), käyttäjän on ehkä kaiverrettava sen ympärille, jotta hiekkaa ei irtoaisi irrotuksen aikana.
Vaihe 4: Porttijärjestelmän luominen
Tässä vaiheessa sulalle metallille luodaan kanavat putkien avulla:
- Alhaalla oleva ruisku: Paksumpi putki, johon metalli kaadetaan.
- Venttiili: Ohut putki, joka päästää kaasut ulos.
Kun hiekka on tiivistetty, putket vedetään ulos. Tämän jälkeen käyttäjä leikkaa portin kulkemaan kuvion yli; tässä kohtaa metalli virtaa täyttämään tyhjiön. Lue lisää saadaksesi tietoa erikoistuneista teollisuusratkaisuistamme täällä.
Vaihe 5: Metallin sulattaminen ja valaminen
Uuni sytytetään sulattamaan alumiiniharkot tai -romu. For alumiinin hiekkavalu, metallin on oltava täysin sulaa ja valmista valettavaksi. Sula metalli kaadetaan alaslasketun ruiskun yläosassa olevaan valukuppiin, jota käytetään roiskeiden ja turbulenssin minimoimiseksi.
Vaihe 6: Ravistelu ja viimeistely
Hiekkavalun annetaan yleensä jähmettyä useita tunteja. Lukitustapit irrotetaan, jotta muotin puolikkaat voidaan irrottaa toisistaan ja paljastaa uusi valukappale. Ruuvi (jossa metalli valettiin) on katkaistava ja osa puhdistettava.
Sisäiset komponentit: Porttijärjestelmän ymmärtäminen
Porttijärjestelmä on kanavaverkosto, jonka kautta sula metalli pääsee onteloon.
- Juoksija: Kanava, joka johtaa pääonteloon alaslasketun ruiskun jälkeen.
- Riser: Säiliö, joka toimii nestemäisen metallin lähteenä kompensoidakseen kutistumista jähmettymisen aikana.
- Ydin: Käytetään osan sisäisen geometrian ja sisäpintojen määrittelyyn.
- Huokoisuus: Hiekan luonnollinen huokoisuus mahdollistaa ilman ja kuumien kaasujen poistumisen ontelon seinämien läpi.
Edut ja valun viimeistely
Metallivalun avulla voidaan valmistaa jotain hyödyllistä murto-osalla vähittäismyyntituotteiden hinnasta. Esimerkiksi kaupallinen työkalu, jonka hinta on $19-$29, voidaan valaa romusta lähes ilmaiseksi.
Viimeistelyprosessissa käytetään kulmahiomakonetta, jossa on 60-hiukkasen hiomalaikka, jolla poistetaan ylimääräinen metalli reunoilta. Penkkihiomakoneella voidaan tarvittaessa toimia aggressiivisemmin. Kun metallipohja on viimeistelty, osat voidaan kiinnittää epoksilla tai JB Weldillä. Lisätietoa alumiiniseoksista on saatavilla osoitteessa aludiecasting.com.
Edistynyt vianmääritys: Casting Defects: Yleisten valuvikojen välttäminen
Jopa kokeneet ammattilaiset kohtaavat haasteita alumiinin hiekkavalussa. Näiden vikojen ymmärtäminen on avainasemassa, kun haluat parantaa onnistumisprosenttiasi vihreässä hiekkavalussa.
- Kutistuminen Ontelot: Usein syynä on liian pieni nousuputki, joka syöttää jäähdytyshiekkavalualumiinia.
- Kaasun huokoisuus: Esiintyy, kun vihreä hiekkavalu on liian märkä tai kun siinä ei ole tarpeeksi tuuletusaukkoja, jotta höyry pääsisi ulos hiekkavalumuotista.
- Hiekkasulkeumat: Hiekkavalumuotin ontelossa oleva irtohiekka, joka jää kiinni alumiinihiekkavaluun.
- Kylmä sulkee: Kun kaksi metallivirtaa kohtaa, mutta ei pääse sulautumaan, mikä johtuu yleensä siitä, että hiekkavalualumiini valetaan liian alhaisessa lämpötilassa.
Materiaalitiede: Miksi käyttää vihreää hiekkavalua?
Vihreä hiekkavalu on edelleen alan standardi alumiinin hiekkavalussa, koska se on uskomattoman monipuolinen ja edullinen. “Vihreä” hiekka on tyypillisesti sekoitus:
- Piihiekka (75-85%): Lämmönkestävyyden antava irtomateriaali.
- Bentoniittisavi (5-10%): Sideaine, joka pitää hiekkavalumuotin kasassa.
- Vesi (2-5%): Saven aktivaattori.
- Lisäaineet: Kuten merihiili tai maissijauho pinnan viimeistelyn ja kaasunläpäisevyyden parantamiseksi.
Vihreän hiekkavalun kosteus antaa muotille tarpeeksi lujuutta säilyttää muotonsa, kun metallia valetaan, mutta sallii sen kuitenkin romahtaa helposti ravistelun aikana, mikä tekee siitä täydellisen väliaineen alumiinin hiekkavaluun.
Edut ja valun viimeistely
Alumiinin hiekkavalun ensisijainen etu on sen kustannustehokkuus sekä prototyyppien että keskisuurten sarjojen valmistuksessa. Toisin kuin painevalussa, jossa tarvitaan kalliita teräsmuotteja, hiekkavalumuotti luodaan edullisella hiekalla ja uudelleenkäytettävällä mallilla.
Osan viimeistely
Kun alumiinihiekkavalettu osa on saatu ulos muotista, se käy läpi useita viimeistelyvaiheita:
- Fettling: Poistetaan ruisku, nousuputket ja vilkku (ohut metallikerros, joka vuotaa ulos erotusviivan kohdalta).
- Hionta: Kulmahiomakoneella tasoittaa portin jäljet.
- Räjäytys: Hiekkavalualumiinin räjäyttäminen pienillä teräshelmillä tasaisen, mattapintaisen pinnan aikaansaamiseksi.
- Koneistus: Vaikka alumiinin hiekkavalu tuottaa “lähes nettomuotoja”, kriittiset pinnat (kuten laakerin paikat) usein CNC-koneistetaan 100%-tarkkuuden saavuttamiseksi.
Hiekkavalualumiini voidaan kiillottaa peilipinnaksi tai anodisoida korkealuokkaisiin esteettisiin sovelluksiin. Lisätietoa ammattikäyttöön soveltuvista alumiiniseoksista on saatavilla osoitteessa aludiecasting.com.
Yhteenveto ja tekniset termit
Hiekkavalumuottien tekeminen on palkitseva tapa luoda täydellinen kopio mallista. Näitä ohjeita noudattamalla aloittelijat voivat hallita alumiinihiekkavalun perusteet.
Keskeiset termit muistettavaksi:
- Sprue: Kanava, jonka kautta metalli tulee muottiin.
- Vilkkuva: Ylimääräinen metalli, joka vuotaa jakolinjalla.
- Vihreä hiekka: Valimohiekka, jota käytetään muotin valmistukseen.
- Hiekkaa vastapäätä: Seulottu hiekka, joka on sijoitettu mallia vasten paremman lopputuloksen saamiseksi.
- Strike Off: Ylimääräisen hiekan poistaminen tasaisen pinnan aikaansaamiseksi.
Usein kysytyt kysymykset
Miten vihreä hiekkavalu valmistetaan, jos hiekkaa on säilytetty useita kuukausia? Jos vihreä hiekkavalu seos on kuivunut, se on “karkaistava”. Lastaa hiekka mulleriin tai 5 gallonan ämpäriin ja suihkuta siihen vettä. Sekoita seosta porakoneella, jossa on siipipyörä, kunnes se läpäisee “puristustestin”: hiekan on pidettävä muotonsa, kun sitä puristetaan kädessä, ja sen on murruttava puhtaasti murenematta. Tämä on tärkeää vakaalle hiekkavalumuotti.
Mitä tapahtuu, jos käyttäjä ei sivele talkkia hiekkavalualumiinikuvion ympärille? Jos erottelujauhe jätetään pois, vihreä hiekkavalu tarttuu malliin. Kun mallia yritetään nostaa hiekkavalumuotista, osa hiekasta irtoaa sen mukana, jolloin muotin ontelo tuhoutuu ja käyttäjän on aloitettava alumiinihiekkavaluprosessi alusta vaiheesta 1.
Kuinka kauan alumiinihiekkavalun pitäisi jähmettyä, ennen kuin muotti avataan? Useimmissa pienissä ja keskisuurissa alumiinin hiekkavaluprojekteissa 15-20 minuuttia riittää metallin jähmettymiseen. Paksuseinäisen alumiinin hiekkavalussa on kuitenkin turvallisempaa odottaa pidempään. Muista, että vaikka metalli on jähmettynyt, hiekka toimii eristeenä; hiekkavalettu alumiinikappale pysyy vaarallisen kuumana huomattavan pitkään.
Oletko valmis aloittamaan casting-projektin?
Metallivalussa on kyse siitä, että tyhjästä tehdään jotain. Niitä, jotka pitävät näitä oppitunteja hyödyllisinä, kannustetaan jakamaan edistystä ja jättämään kommentteja. Tiedustele nyt täällä The Die Castingissa saadaksesi tietoa teollisen mittakaavan ratkaisuista.
