GJUTMETODER. Ingemar Svensson. Del 2

GJUTMETODER Ingemar Svensson Del 2

permanenta formar

Råsandsformning Formning i självhärdande massor Flasklös formning Formmaterial Råsand alt härdad formmassa Råsand alt härdad formmassa sandform Hartsklädd sand Ren sand utan bindemedel Skalformning Vakuumformning Fullformsgjutning Härdad formmassa eller ren sand utan bindemedel engångsform Flaskformning Prototypgjutning gipsform Hartsklädd sand, keramiskt material alt gips Gips Gjutmetoder keramisk form Vaxursmältningsmetoden Shaw- och Unicastmetoderna Statisk kokillgjutning Keramiskt material Keramiskt material Material i formverktyg Stål, gjutjärn eller grafit Kokillgjutning Vaggkokillgjutning Stål eller gjutjärn Lågtryckskokillgjutning Stål eller gjutjärn permanent form Pressgjutning Kallkammarmetoden Varmkammarmetoden Stål Stål Centrifugalgjutning Gjutjärn, koppar eller stål Stränggjutning Koppar, gjutjärn, stål, aluminium, grafit beroende på gjutmetall

Kokillgjutning

Statisk kokillgjutning A B Kokillhalvor Utstötare C D E

Statisk kokillgjutning

Statisk kokillgjutning Uppbyggnad av kokill vid statisk kokillgjutning

Statisk kokillgjutning

Vaggkokillgjutning

Lågtryckskokillgjutning A B C D

Lågtryckskokillgjutning

Kokillgjutning Sammanfattande egenskaper * Vid kokillgjutning av aluminiumlegeringar erhålls en högre hållfasthet än vid gjutning i sandform. Orsaken är den snabbare svalningen och därigenom ett mindre DAS-värde (dendritarmsavstånd) * Bättre måttnoggrannhet för färdigt gjutgods än vid gjutning i sandform beroende på den stabila formen * Delar som är tjockväggiga kan tillverkas trycktäta på ett säkrare sätt än vid pressgjutning

Kokillgjutning Sammanfattande egenskaper (forts) * Gjutstyckenas form kan tillåtas variera inom vida gränser eftersom kokillen (verktyget) kan delas på flera sätt * Till skillnad från pressgjutning är det möjligt att använda sandkärnor. Därigenom erhålls en större frihet vid formgivningen än vid pressgjutning

Pressgjutning

Pressgjutning Kallkammarpressgjutning

Pressgjutning Varmkammarpressgjutning A Rörlig verktygshalva Fast verktygshalva Insprutningsmunstycke Presskolv Varmhållningsugn B C

Pressgjutning Maskinuppbyggnad Kallkammarmaskin

Pressgjutning Maskinuppbyggnad Varmkammarmaskin

Pressgjutning Insc bild Volvo PG-gjuteri

Pressgjutning

Pressgjutning * En tekniskt mycket avancerad maskin * Hög produktivitet * God dimensionsnoggrannhet och ytjämnhet hos gjutgodset * Mycket tunnväggigt gjutgods kan gjutas * Mycket ringa efterbearbetning krävs. Eventuellt bearbetningstillägg kan hållas litet * Dyrbara formverktyg, vilket gör att metoden kräver långa serier, normalt minst 5 000-10 000 detaljer.

Pressgjutning

Pressgjutning Låskraft - maskinstorlek Erforderlig låskraft beräknas enligt följande: L = f F där L = låskraft f = säkerhetsfaktor (normalt väljs f = 1,1-1,25) F = öppnande kraft

Pressgjutning Den öppnande kraften beräknas enligt följande: F = p A där F = öppnande kraft p = specifikt gjuttryck A = gjutstyckets (inkl ingjutssystemet) projicerade area i partplanet Normala gjuttryck (Al-legeringar): - Normalt gjutgods 20-40 Mpa - Tekniskt gjutgods 40-60 Mpa - Trycktätt gjutgods 80-100 MPa

Pressgjutning

Pressgjutning Fylltider: Godstjocklek Fylltid 1,5 mm 10-30 ms 2,0 mm 20-60 ms 2,5 mm 40-90 ms 3,0 mm 50-100 ms

Pressgjutning

Pressgjutning Verktygslivslängd - Begränsande faktorer * Temperaturen Cu-leg 970 C 5-50 skott Al-leg 700 C 60-200 skott Zn-leg 430 C 500-2000 skott * Termisk utmattning - kallsprickor - varmsprickor * Erosion - urspolning * Korrosion - pålödning

Pressgjutning Vakuumpressgjutning Princip: Luft och smörjmedelsgaser evakueras från formhåligheten innan injektion Fördelar: * Minskad mängd porositeter * Bättre formfyllning * Bättre ytor Nackdelar * Mer komplicerad teknik * Krav på mer noggrann driftskontroll

Pressgjutning

Squeezecasting Ett mellanting mellan lågtryckskokillgjutning och pressgjutning

Squeezecasting Fördelar: * Inga luftinneslutningar ger porfrihet som medger värmebehandling * Avsaknad av gjutsystem minskar kravet på flytbarhet, vilket ytterligare ökar legeringsalternativen * Högt metalltryck medför snabb stelning

Squeezecasting Svårigheter: * Ställer höga krav på metallkvaliteten. Annars nås ej möjliga fördelar * Snabb kylning kräver god verktygstemperering * Svårigheter med urluftning * Problem med doseringsnoggrannhet vid små metallmängder

Rheocasting Metallen består under gjutningen av en blandning av fast och smält fas Fördelar: * Ökad verktygslivslängd * Bättre dimensionsnoggrannhet * Ökad produktionstakt

Thixoformning * Thixo molding (gjutning utgående från granulat) * Thixocasting (gjutning i pressgjutmaskin) * Thixoforging (smide)

Thixomolding

Centrifugalgjutning

Stränggjutning

Samspel mellan gjutmetod och material

Gjutna material Gråjärn Segjärn Gjutjärn Kompaktgrafitjärn Aducerjärn Järn-kollegeringar Vitjärn Olegerat Gjutlegeringar Gjutstål Låglegerat Högleg. manganst. Rostfr. värmebest Mässingsleg. Icke järnmetaller Tungmetaller Lättmetaller Bronslegeringar Rödmetalleg. Zinklegeringar Aluminiumleg. Magnesiumleg. Titanlegeringar

Gjutgodsvikt sandform - Rå, torkad eller Obegränsad härdad form - Skalformning < 200 kg - Vakuumformning < 1000 kg - Fullformsgjutning < 10 ton keramisk form - Vaxursmältnings- < 40 kg metoden - Shawmetoden < 600 kg gipsform Kokillgjutning Pressgjutning Centrifugalgjutning Stränggjutning < 25 kg < 100 kg < 40 kg < 1000 kg Obegränsad

Modellkostnad sandform - Rå, torkad eller Låg-medelhög härdad form - Skalformning Medelhög - Vakuumformning Medelhög - Fullformsgjutning Låg keramisk form - Vaxursmältnings- Medelhög metoden - Shawmetoden Medelhög gipsform Kokillgjutning Pressgjutning Centrifugalgjutning Stränggjutning Medelhög Medelhög Hög Medelhög Medelhög

Ändringskostnad sandform - Rå, torkad eller Hög. Vid trähärdad form modell låg - Skalformning Medelhög - Vakuumformning Låg - Fullformsgjutning Låg keramisk form - Vaxursmältnings- Medelhög metoden - Shawmetoden Låg gipsform Kokillgjutning Pressgjutning Centrifugalgjutning Stränggjutning Låg Medelhög Hög Medelhög Medelhög

Frihet vid formgivning sandform - Rå, torkad eller Stor härdad form - Skalformning Stor - Vakuumformning Stor - Fullformsgjutning Mycket stor keramisk form - Vaxursmältnings- Mycket stor metoden - Shawmetoden Stor gipsform Kokillgjutning Pressgjutning Centrifugalgjutning Stränggjutning Mycket stor Begränsad Begränsad Låg Låg

Måttnoggrannhet sandform - Rå, torkad eller Måttlig - härdad form medelgod - Skalformning Medelgod - Vakuumformning God - Fullformsgjutning God keramisk form - Vaxursmältnings- Mycket god metoden - Shawmetoden God gipsform Kokillgjutning Pressgjutning Centrifugalgjutning Stränggjutning God God Mycket god Medelgod God

Ytjämnhet sandform - Rå, torkad eller Måttlig till härdad form medelgod - Skalformning Mycket god - Vakuumformning God - Fullformsgjutning God keramisk form - Vaxursmältnings- Mycket god metoden - Shawmetoden God gipsform Kokillgjutning Pressgjutning Centrifugalgjutning Stränggjutning Mycket god God Mycket god Medelgod God

Minsta godstjocklek (mm) sandform - Rå, torkad eller 2-6 härdad form - Skalformning 2-4 - Vakuumformning 4 - Fullformsgjutning 5 keramisk form - Vaxursmältnings- 1-2 metoden - Shawmetoden 1-3 gipsform 1 Kokillgjutning 3-4 Pressgjutning 1 Centrifugalgjutning 5 Stränggjutning Diam 12

Seriestorlek sandform - Rå, torkad eller 1 - oändlig härdad form - Skalformning >500-1000 - Vakuumformning 1 - oändlig - Fullformsgjutning 1 - oändlig keramisk form - Vaxursmältnings- >100 metoden - Shawmetoden 1 - oändlig gipsform < 5000 Kokillgjutning >500-1000 Pressgjutning >5000 Centrifugalgjutning > 50 Stränggjutning Kont strängar

Seriestorlek Tillverkat antal per år Endast vissa legeringar ej värmebehandlingsbara Ej sandkärnor 300 000 100 000 50 000 Pressgjutning 10 000 10 00 200 Kokillgjutning sandform 0,5 1,0 10 100 Godsvikt (Kg)

Prisjämförelse Detalj Modell/ Verktyg sandform 4D 2V Kokillgjutning 3D 8V Pressgjutning 2D 15V

Kriterier för val av gjutmetod vid Al-gjutning Insc bild Kriterier