Wat is gegoten aluminium? Het veelzijdige metaal voor moderne productie

Aluminium gietstukken zijn een van de meest flexibele en gebruikelijke materialen in de hedendaagse productie. Het wordt gebruikt om gesmolten aluminium te smelten en in mallen te gieten om de gewenste vormen aan te nemen. In dit proces kunnen complexe en ingewikkelde onderdelen worden gemaakt die anders moeilijk te maken zouden zijn met alternatieve technieken. De gegoten aluminium producten hebben hun waarde gevonden in verschillende toepassingen die zich uitstrekken tot auto-onderdelen, luchtvaart, koffiepotten, kookgerei en zelfs huishoudelijke toepassingen. De ongelooflijke gewichtloosheid, plus gelijktijdige sterke punten en weerstand tegen corrosie en goede thermische geleidbaarheid, maken het de beste leverancier voor tal van industrieën. Gegoten aluminium biedt de fabrikant ook veel ontwerpflexibiliteit, waardoor complexe geometrieën kunnen worden gemaakt die de prestaties optimaliseren zonder veel materiaal te gebruiken. 

Het gietproces is ook zeer efficiënt en economisch levensvatbaar, vooral als het gaat om massaproductie van onderdelen. Bovendien is aluminium een van de gemakkelijk te recyclen metaalsoorten, wat betekent dat het de ecologische productiekosten kan verlagen. Hoewel gegoten aluminium veel voordelen heeft, heeft het ook enkele tekortkomingen, zoals de brosheid in vergelijking met gesmeed aluminium en het feit dat het moeilijk te lassen is. Met deze factoren moet rekening worden gehouden bij het kiezen van gegoten aluminium voor bepaalde toepassingen.

Dit artikel geeft een brede kijk op de eigenschappen, voordelen en toepassingen van gegoten aluminium, een van de meest voorkomende stoffen in de hedendaagse wereld.

Wat is gegoten aluminium?

Gietaluminium bestaat uit het vrij vloeibare uiterlijk van aluminium dat is omgevormd tot een vorm die een product vormt. Dit proces, of gieten, is een zeer oud productieproces dat is aangepast aan de hedendaagse praktijk. In tegenstelling tot gesmeed aluminium, dat wordt gegoten met behulp van het walsproces of extrusie, wordt aluminium in de mal gegoten als gesmolten metaal, waarna het wordt overgelaten om uit te harden.

Gieten biedt complexere, holle en zelfs driedimensionale vormen die niet gemakkelijk of tegen lage kosten te vormen zijn door machinale bewerking of smeden, omdat het begint als een vloeistof. Het is deze veelzijdigheid die ervoor zorgt dat gegoten aluminium producten zo wijdverspreid gebruikt worden in ons hele productenspectrum: motoronderdelen, elektronische apparatuur en kookgerei, om er maar een paar te noemen.

Eenvoudige samenstelling van gegoten aluminium

Aluminium is meestal geen zuiver aluminium. In plaats daarvan is het een legering, d.w.z. een mengsel van aluminium en andere materialen om de sterkte of vloeibaarheid, of beide, te verbeteren. Het meest voorkomende aspect van de legering is

• Silicium: zorgt ervoor dat het vloeit en dat de krimp een lage snelheid heeft. De rots, de rots, de rots, fempare, fempare.
• Magnesium 
• Zink en mangaan: Sterkte en taaiheid van het materiaal worden ermee bereikt.
• Nikkel, IJzer: niet boven een bepaalde hardheid.

De combinatie is bijzonder, afhankelijk van het gebruik. Om een voorbeeld te geven: legeringen met een hoge warmtegeleiding en corrosiebestendigheid worden gebruikt voor apparatuur met een hoge temperatuur, zoals auto-onderdelen, en kookgerei heeft een hoog silicium-aluminiumgehalte dat hoge thermische prestaties en slijtvastheid heeft.

Geschiedenis en ontwikkeling van gietaluminium

Het gieten van metalen heeft een geschiedenis in de orde van duizenden jaren sinds de eerste samenlevingen bekend waren met het gieten van brons en gietijzer om gereedschappen en wapens te produceren. Aluminium werd pas aan het begin van de 19e eeuw gewonnen en het was oneconomisch om dit te doen tot de creatie van het Hall-Héoult proces aan het eind van de 19e eeuw. Aan het begin van de 20e eeuw werd het gieten van aluminium een van de processen van de luchtvaart- en kookgereiindustrie. 
Tijdens de Tweede Wereldoorlog was de vraag naar aluminium het grootst vanwege de verhouding tussen sterkte en gewicht die het het meest geschikt maakte voor vliegtuigen. Na de oorlog kreeg het gieten van aluminium meer commerciële toepassingen in consumentenproducten, autofabricage en architectuur.
Dankzij de vooruitgang in de ontwerptechniek van matrijzen, metallurgie en gietstukken maakt gegoten aluminium deel uit van de hedendaagse productie.

Proces van gegoten aluminium 

Gegoten aluminium is een proces dat een aantal belangrijke stappen vereist om gesmolten aluminium om te zetten in onderdelen die kunnen worden gebruikt in de vorm van specifieke vormen. De basisuitleg van het proces gaat als volgt:

1. Vormvoorbereiding

De eerste procedure bij het gieten is het maken van een mal waarin gesmolten aluminium wordt gegoten. Afhankelijk van de gietmethode kan de mal bestaan uit materialen als zand, metaal of keramiek. Er wordt ook een goede mal ontworpen die de gewenste vorm heeft om ervoor te zorgen dat het aluminium in de juiste vorm stolt.

2. Aluminium smelten

Als de mal klaar is, worden enkele restjes aluminium of aluminiumblokken in een oven geplaatst waar ze worden gesmolten bij een temperatuur van 660 tot 750 °C (1220 tot 1382 °F). Het gesmolten aluminium wordt ook voortdurend in de gaten gehouden om de juiste giettemperatuur en -kwaliteit te verkrijgen.

3. Het gesmolten aluminium in de mal gieten

Zodra het gesmolten aluminium in de holte van de mal is gegoten, wordt het gesmolten metaal in de holte van de mal gegoten. Het gieten gebeurt afhankelijk van het soort gieting, d.w.z. spuitgieten, zandgieten of verlorenwasgieten. Sommige van de gebruikte technieken zijn spuitgieten, waarbij gesmolten aluminium onder druk wordt geïnjecteerd, terwijl bij andere technieken het gesmolten aluminium gewoon in de mal wordt gegoten en wordt overgelaten om af te koelen.

4. Afkoelen en stollen

Bouwen en overzien: Een te dik of ingewikkeld onderdeel heeft veel tijd nodig om af te koelen. In dit stadium koelt het gesmolten aluminium af tot de gewenste vorm en wordt de interne druk afgevoerd.

5. Installatie en inspectie

Nadat het aluminium is afgekoeld en gestold, wordt de mal losgemaakt en blijft het gietstuk over. Het losmaken gebeurt in sommige gevallen door het breken van het gietstuk, vooral bij gieten in zand, en bij andere technieken zoals spuitgieten wordt de mal geopend en wordt het onderdeel uitgeworpen.

6. Afwerking en inspectie

Na het snijden van het onderdeel wordt het meestal verder bewerkt met nabewerkingen zoals slijpen, polijsten, machinaal bewerken, enzovoort, om het oppervlak gladder te maken of nauwere toleranties te bereiken. Vervolgens wordt gecontroleerd of het onderdeel poreus of gescheurd is en of het voldoet aan de vereiste normen voor sterkte en functionaliteit.

Hoe wordt een aluminim cast gemaakt?

Aluminium in de vorm van gegoten aluminium kan worden gemaakt door gesmolten aluminium in een vorm te gieten, waarin het gesmolten metaal in een bepaalde vorm uithardt. Complexe onderdelen kunnen worden gemaakt met het gietproces omdat ze moeilijk kunnen worden gemaakt met andere processen, zoals machinaal bewerken of smeden.

1. Spuitgieten

Tijdens het spuitgietproces wordt het vloeibare aluminium onder grote druk in een mal of matrijs geperst. Deze techniek is ideaal voor de productie van grote volumes en creëert nauwkeurige en gladde onderdelen. De industriële toepassingen hiervan zijn gebruikelijk in de auto- en elektronica-industrie (inclusief onderdelen zoals motoronderdelen of elektronische behuizingen).

2. Zandgieten

Zandgieten is een methode om een gietstuk te maken met behulp van een mal van zand die wordt gemaakt en waarin gesmolten aluminium wordt gegoten. Deze technologie is ook erg betaalbaar en minder stijf, dus geschikt voor het maken van grote, ingewikkelde stukken zoals motorblokken en marine stukken. De oppervlakteafwerking is echter ruw en het kan nodig zijn om een extra afwerkingsproces uit te voeren.

3. Investeringsgieten (verloren was gieten)

In dit proces wordt een wasmal gebruikt, met een keramisch omhulsel, waarin de gesmolten was wordt gegoten en vervolgens gesmolten aluminium. Het is een perfect proces om kleine en fijne onderdelen te maken, zoals medische onderdelen.

4. permanente schimmel Gieten

Permanent vormgieten is het proces waarbij aluminium onderdelen worden gemaakt met behulp van herbruikbare metalen mallen. Het aluminium wordt dan verhit tot het gesmolten is, waarna het in de mal wordt gegoten waar het afkoelt. Het proces resulteert in robuustere onderdelen met een betere afwerking van de oppervlakken en het komt het meest voor in de auto-industrie.

5. Gieten door zwaartekracht

Het gesmolten aluminium wordt in een metalen mal gegoten door de zwaartekracht (dat wil zeggen, het spuitgieten, meestal, onder zwaartekracht) in plaats van druk uit te oefenen. Dit is geschikt voor middelgrote onderdelen, zoals autostructuren en autowielen.

Voordelen van gegoten aluminium

1. Lichtgewicht en krachtig

Gietaluminium is licht van gewicht en zeer sterk, daarom wordt het gebruikt in de auto- en vliegtuigbouw, machines en andere toepassingen.

2. Corrosiebestendig

Het kan op natuurlijke wijze beschermende oxidelagen vormen en dit helpt roest en verwering te voorkomen. Daarom is het nuttig in buitenmeubilair, scheepsbeslag en keukengerei.

3. Goedkope massaproductie

Door zijn uitstekende thermische en elektrische geleidbaarheid kan het worden gebruikt als kookgerei, koellichaam en in elektronische behuizingen.

4. Mogelijkheid tot complexe vormen

Dit komt omdat aluminium door gieten tamelijk gedetailleerde en complexe vormen kan krijgen, die anders duur en lastig te verkrijgen zijn met andere vormen van aluminiumbehandeling.

5. Economisch in grootschalige productie

En nadat de mallen zijn gemaakt, kunnen grote aantallen soortgelijke artikelen relatief snel en tegen een zeer betaalbare prijs worden gegoten, vooral bij spuitgieten.

6. Recyclebaar en milieuvriendelijk

Aluminium kan ook in honderd procent van de gevallen worden gerecycled, waardoor energie wordt bespaard en een duurzaam productieproces wordt bereikt.

Nadelen van gegoten aluminium

1. Poreusheidsproblemen

Er kan tijdens het gieten lucht worden ingesloten in gespannen delen en drukdragende delen, er kunnen zwakke plekken ontstaan of er kan lekkage optreden.

2. Minder treksterkte

Gietaluminium is ook bros, net als smeedaluminium en kan barsten wanneer het wordt belast of geslagen.

3. Moeilijk te lassen

Lassen is ook moeilijk vanwege de oxiden aan het oppervlak en de holten in het inwendige, dus speciale methoden en zorg zijn nodig.

4. Gieten van aluminium VS Gesmeed aluminium

Andere vormen van gieten, zoals zandgieten, produceren een textuur of ruw oppervlak dat later onvermijdelijk moet worden afgewerkt.

5. Niet geschikt voor intensief gebruik

Aluminium gietstukken zijn moeilijk te buigen en ook vatbaarder voor scheuren, waardoor het niet toepasbaar is in proportieontwerp, dat voortdurend gericht moet zijn op spanningsfouten of trillingen.

6. Krimp na koeling

Aluminium krimpt wanneer het stolt en dit heeft invloed op de uiteindelijke afmetingen en het kan nodig zijn om het ontwerp aan te passen.

Toepassingen van gegoten aluminium

In veel industrieën wordt gietaluminium gebruikt en daar zijn veel redenen voor. Enkele van de belangrijkste toepassingen zijn

1. Auto-industrie

Aluminium wordt in gegoten vorm gebruikt voor motorblokken, transmissiebehuizingen, wielen en ophanging. Het is licht in gewicht, wat het brandstofverbruik verhoogt, en het is ook sterk en slijtvast.

2. Ruimtevaartindustrie

Gegoten aluminium voor de ruimtevaart wordt gebruikt in onderdelen van vliegtuigmotoren, beugels en brandstoftanks vanwege de verhouding tussen gewicht en sterkte en het niet-corrosieve gedrag.

3. Kookgerei

Het wordt meestal toegepast op braadpannen, potten en bakplaten omdat het een zeer goede warmtegeleiding heeft en een gelijkmatige warmteverdeling.

4. Elektronica

Het gegoten aluminium wordt gebruikt in koellichamen, elektronische behuizingen en in LED frames waar de warmte kan worden afgevoerd in computers en LED lampen.

5. Industriële apparatuur

Het is populair in pompen, tandwielbehuizingen en afdekkingen van machines vanwege de hoge sterkte en weerstand tegen zware omstandigheden.

6. De soort carrosseriegroep die gegoten is (aluminium vs. gesmeed aluminium)

Aluminiumlegering wordt toegepast bij de productie van buitenmeubilair, lantaarnpalen en poorten omdat het onderhoudsvrij is en bestand tegen roest.

Gegoten aluminium vs. smeed aluminium

Gietaluminium herkennen

Er zijn duidelijke tekenen waaraan je gegoten aluminium kunt herkennen.

• Gewicht: Minder gewicht dan een stalen staaf, maar nog steeds stevig.
• Naadlijnen: Je hebt ook deellijnen die deel uitmaken van de mal.
• Pitch Test: Het tikkende geluid is doffer dan het geluid van gesmeed aluminium.
• Oppervlak: De zandgegoten materialen hebben een ruw oppervlak.

Bij het controleren van de samenstelling van namaakproducten gebruikt de professional XRF-spectrometers of analysers. Sommige fabrikanten markeren de code/symbolen van de legering om ze te herkennen. Het is op basis van deze eigenschappen dat de technici onderscheid kunnen maken tussen zandgegoten, gegoten en zelfs gesmeed aluminium.

Dit zijn de kleine suggesties:

Gietaluminium producten hebben een extreem lange levensduur van tientallen jaren, mits ze goed worden onderhouden. De grote terugbetaling van de recycling:

• Schoonmaken: Gebruik absoluut geen staalwol, schuurmiddel of reinigingsmiddel. Gebruik voor het schoonmaken een zeer mild schoonmaakmiddel en een zachte doek.
• Opslag: Er kan een vorm van oxidatie optreden na verloop van tijd, als gevolg van water.
• Coating: Verf of verzegel het buitenmeubilair om de paar jaar of zo en bescherm het tegen UV-straling en verwering.
• Inspectie: De structurele objecten moeten regelmatig worden gecontroleerd op roest, scheuren of losse bouten.

Regelmatig onderhoud verlengt de levensduur en zorgt ervoor dat het gegoten aluminium er fris uitziet en veilig blijft werken.

Milieu en recycling en de gevolgen ervan

De meest indrukwekkende voordelen van gegoten aluminium zijn de mogelijkheid om het te recyclen. Meer dan driekwart van al het aluminium dat is gemaakt, wordt vandaag de dag nog steeds gebruikt.

• Vermindert de vernietiging van mijnen.
• Bespaart 95 procent van de energie die nodig is om nieuw aluminium te maken
• Vermindert de uitstoot van koolstof
• Toekomstgericht gegoten aluminium
• Bevordering van lusproductie Bevordering van lusproductie

Industrieën zijn nu overgestapt op het concept van circulair ontwerpen, waarbij de aluminiumresten die in de fabriek worden verzameld, worden gesmolten en vervolgens opnieuw in de productiecyclus worden opgenomen, wat een groot voordeel is voor duurzaamheid.

 Toekomst van gegoten aluminium

Innovatie en zorg voor het milieu zijn enkele overeenkomsten die dicht bij gegoten aluminium liggen:

• 3D-geprinte mallen: En ook hier is er minder verspilling en zijn de onderdelen sterk op maat gemaakt.
• Slimme gietsystemen: Een AI-proces dat de defecten in realtime identificeert.
• Nieuwe Eco Legeringen: Het gebruik van giftige stoffen zou worden teruggedrongen en recycling zou worden bevorderd.
• Elektrische voertuigen (EV's): EV's stellen meer eisen en dat resulteert in een hoger gebruik van gegoten aluminium in batterijkappen en in het chassis.

Nu ook de rest van de industrie groen wordt, zal gegoten aluminium een nog grotere invloed hebben op het ontwerp van milieuvriendelijke producten.

Conclusie

Gegoten aluminium is tegenwoordig het hoofdingrediënt van de productie vanwege de verschillende voordelen en toepassingen. Het lichte gewicht, de corrosiebestendigheid en de thermische geleidbaarheid van het materiaal maken het tot een gewild materiaal in de meeste industrieën, zoals de auto-industrie, luchtvaart, elektronica, kookgerei en vele andere. Gegoten aluminium is zeer gestructureerd, zowel op het gebied van prestaties als op economisch gebied, zowel wanneer het wordt gebruikt om sommige complexe automobielproducten, sommige lichtgewicht luchtvaartproducten of wanneer het wordt gebruikt als duurzaam buitenmeubilair. Ondanks de veelzijdigheid van gegoten aluminium zijn er ook uitdagingen. Problemen zoals poreusheid, brosheid en fusieproblemen moeten in de gaten worden gehouden bij de keuze voor dit materiaal in moeilijke gebieden. Ongeacht deze obstakels blijken de recycling van aluminium en zijn milieuvriendelijke eigenschappen een andere factor te zijn die de stroming en de vraag motiveert. Met de veranderende en duurzamere manier van produceren zal aluminium gieten naar verwachting belangrijk blijven om ervoor te zorgen dat er minder afvalmateriaal en energie wordt verbruikt tijdens de productie. De technologieën en legeringen die in de toekomst gebruikt zullen worden, kunnen nog innovatiever zijn omdat de giettechnologieën geavanceerder en milieuvriendelijker zullen zijn om de prestaties van het materiaal verder te verhogen en het effect op het milieu te verminderen. Gegoten aluminium heeft de mogelijkheid om te worden gerecycled en voortdurend te worden ontwikkeld tot een materiaal bij uitstek, wat ook een van de redenen is waarom het de komende jaren een belangrijke rol zal spelen in de productiewereld.

FAQs

1. Wat zijn de voordelen van gegoten aluminium?

Gegoten aluminium is gesmolten en gegoten aluminium dat een bepaald ontwerp krijgt door het in een mal te gieten. Dankzij dit gietproces kunnen zelfs gecompliceerde onderdelen worden gemaakt die met andere processen, zoals machinaal bewerken of smeden, niet gemakkelijk te maken zouden zijn.

2. Wat zijn de negatieve aspecten van het gieten van aluminium?

De meest opvallende eigenschappen van gegoten aluminium zijn het lichtgewicht materiaal, de corrosiebestendigheid, de goede warmtegeleiding en de mogelijkheid om ingewikkelde vormen te maken met de betaalbaarheid van grote hoeveelheden.

3. Hoe verloopt het productieproces van aluminium?

Dit type aluminium wordt gemaakt door aluminium te smelten en het in gietvormen te gieten die gemaakt kunnen zijn van materialen zoals zand, metaal of zelfs keramiek. Het afkoelen onder temperatuur brengt het aluminium in een vaste toestand die het de gewenste vorm geeft. Het kan op vele manieren worden gedaan, zoals door spuitgieten, zandgieten en verlorenwasgieten.

4. Wat zijn de slechte kanten van gegoten aluminium?

Gietaluminium is relatief flexibel, maar er zijn ook enkele zwakke punten die ermee gepaard gaan. Deze zijn poreusheid (kleine gaszakken), verminderde treksterkte in vergelijking met gesmeed aluminium, gebrek aan gemak bij het lassen, grove oppervlakteafwerking en krimp tijdens het afkoelen.

5. Is gegoten aluminium recyclebaar?

Natuurlijk kan gegoten aluminium met een zeer hoge capaciteit worden gerecycled. Het kan worden hergebruikt zonder iets van zijn kwaliteiten te verliezen, omdat het kan worden omgesmolten en hergebruikt. Het recyclen van aluminium is zeer energiezuinig in vergelijking met de eerste productie van de mijn, en het verlaagt ook de productkosten.