Τι είναι το die casting
Η χύτευση με χύτευση είναι μια διαδικασία κατασκευής που χρησιμοποιείται για την παραγωγή μεταλλικών εξαρτημάτων με υψηλή ακρίβεια διαστάσεων και φινίρισμα επιφάνειας.Περιλαμβάνει την πίεση του λιωμένου μετάλλου σε μια κοιλότητα καλουπιού υπό υψηλή πίεση.Η κοιλότητα του καλουπιού δημιουργείται από δύο μήτρες από σκληρυμένο χάλυβα που κατεργάζονται στο επιθυμητό σχήμα.
Η διαδικασία ξεκινά με την τήξη του μετάλλου, συνήθως αλουμινίου, ψευδαργύρου ή μαγνησίου, σε έναν κλίβανο.Το λιωμένο μέταλλο στη συνέχεια εγχέεται στο καλούπι σε υψηλή πίεση χρησιμοποιώντας μια υδραυλική πρέσα.Το μέταλλο στερεοποιείται γρήγορα μέσα στο καλούπι και τα δύο μισά του καλουπιού ανοίγουν για να απελευθερωθεί το έτοιμο μέρος.
Η χύτευση με χύτευση χρησιμοποιείται ευρέως για την παραγωγή εξαρτημάτων με πολύπλοκα σχήματα και λεπτά τοιχώματα, όπως μπλοκ κινητήρα, περιβλήματα μετάδοσης και διάφορα εξαρτήματα αυτοκινήτων και αεροδιαστημικής.Η διαδικασία είναι επίσης δημοφιλής στην παραγωγή καταναλωτικών αγαθών, όπως παιχνίδια, μαγειρικά σκεύη και ηλεκτρονικά είδη.
Χύτευση υπό πίεση
Η χύτευση με μήτρα είναι μια αρκετά εξειδικευμένη διαδικασία που αναπτύχθηκε περισσότερο κατά τον 20ο αιώνα.Η βασική διεργασία περιλαμβάνει: το λιωμένο μέταλλο χύνεται/εγχέεται σε ένα καλούπι χάλυβα και μέσω υψηλής ταχύτητας, σταθερής και εντεινόμενης πίεσης (σε χύτευση υπό πίεση) και ψύξη το λιωμένο μέταλλο στερεοποιείται για να σχηματίσει μια στερεή χύτευση.Συνήθως, η ίδια η διαδικασία διαρκεί μόνο λίγα δευτερόλεπτα και είναι ένας γρήγορος τρόπος σχηματισμού μεταλλικού προϊόντος από πρώτη ύλη.Η χύτευση με μήτρα είναι κατάλληλη για υλικά όπως ο κασσίτερος, ο μόλυβδος, ο ψευδάργυρος, το αλουμίνιο, τα κράματα μαγνησίου προς χαλκό και ακόμη και κράματα σιδήρου όπως ο ανοξείδωτος χάλυβας.Τα κύρια κράματα που χρησιμοποιούνται σήμερα στη χύτευση υπό πίεση είναι το αλουμίνιο, ο ψευδάργυρος και το μαγνήσιο.Από τις πρώιμες μηχανές χύτευσης που προσανατολίζονταν τα εργαλεία μήτρας σε κατακόρυφο προσανατολισμό έως το κοινό πλέον πρότυπο οριζόντιου προσανατολισμού και λειτουργίας, τάνυσης τεσσάρων ράβδων σύνδεσης και πλήρως ελεγχόμενα από υπολογιστή στάδια διεργασίας, η διαδικασία έχει προχωρήσει όλα αυτά τα χρόνια.
Η βιομηχανία έχει εξελιχθεί σε μια παγκόσμια μηχανή κατασκευής, κατασκευάζοντας εξαρτήματα για μια ποικιλία εφαρμογών, πολλές από τις οποίες θα είναι προσβάσιμες από τους ίδιους, καθώς η εφαρμογή προϊόντων των χυτών χύτευσης είναι τόσο διαφορετική.
Οφέλη από χύτευση υπό πίεση
Μερικά από τα οφέλη της χύτευσης υψηλής πίεσης:
• Η διαδικασία είναι κατάλληλη για παραγωγή μεγάλου όγκου.
• Παράγετε αρκετά πολύπλοκα προϊόντα χύτευσης γρήγορα σε σύγκριση με άλλες διαδικασίες διαμόρφωσης μετάλλων (π.χ. μηχανική κατεργασία).
• Εξαρτήματα υψηλής αντοχής που παράγονται σε χυτή κατάσταση (ανάλογα με τη σχεδίαση των εξαρτημάτων).
• Επαναληψιμότητα διαστάσεων.
• Δυνατότητα λεπτών τομών (π.χ. 1-2,5 mm).
• Καλή γραμμική ανοχή (π.χ. 2mm/m).
• Καλό φινίρισμα επιφάνειας (π.χ. 0,5-3 μm).
Η διαδικασία χύτευσης υπό πίεση θερμού θαλάμου περιλαμβάνει την τήξη μεταλλικού πλινθώματος μέσα σε έναν κλίβανο που βρίσκεται κοντά/ενσωματωμένος στη σταθερή μισή πλάκα της μηχανής χύτευσης και έγχυση τετηγμένου μετάλλου μέσω ενός βυθισμένου εμβόλου απευθείας μέσω του λαιμού της χήνας και του ακροφυσίου και μέσα το εργαλείο μήτρας.Ο λαιμός της χήνας και το ακροφύσιο απαιτούν θέρμανση για να αποτραπεί το πάγωμα του μετάλλου προτού φτάσει στην κοιλότητα της μήτρας, ολόκληρο το στοιχείο θέρμανσης και λιωμένου μετάλλου αυτής της διαδικασίας είναι από όπου προέρχεται η ονομασία θερμός θάλαμος.Το βάρος της βολής χύτευσης υπαγορεύεται από τη διαδρομή, το μήκος και τη διάμετρο του εμβόλου, καθώς και από το μέγεθος του χιτωνίου/θαλάμου και το ακροφύσιο παίζει επίσης ένα ρόλο που πρέπει να ληφθεί υπόψη κατά τη σχεδίαση της μήτρας.Μόλις το μέταλλο στερεοποιηθεί στην κοιλότητα της μήτρας (χρειάζεται μόνο λίγα δευτερόλεπτα), ανοίγει η κινούμενη μισή πλάκα της μηχανής στην οποία στερεώνεται το κινούμενο μισό της μήτρας και η χύτευση εκτινάσσεται από την επιφάνεια της μήτρας και αφαιρείται από το εργαλείο.Στη συνέχεια, οι επιφάνειες της μήτρας λιπαίνονται μέσω ενός συστήματος ψεκασμού, η μήτρα κλείνει και η διαδικασία επαναλαμβάνει κύκλους.
Λόγω αυτού του «κλειστού» συστήματος τήξης/έγχυσης μετάλλων και ελάχιστης μηχανικής κίνησης, η χύτευση θερμού θαλάμου μπορεί να προσφέρει καλύτερες οικονομίες παραγωγής.Το κράμα μετάλλου ψευδαργύρου χρησιμοποιείται κυρίως στη χύτευση υπό πίεση θερμού θαλάμου, η οποία έχει ένα αρκετά χαμηλό σημείο τήξης, το οποίο προσφέρει περαιτέρω πλεονεκτήματα για χαμηλή φθορά σε μηχανές (δοχείο, λαιμόκοψη, μανίκι, έμβολο, ακροφύσιο) και επίσης χαμηλή φθορά στα εργαλεία μήτρας (άρα μακρύτερο εργαλείο διάρκεια ζωής σε σύγκριση με τα εργαλεία χύτευσης αλουμινίου – υπόκειται σε αποδοχή ποιότητας χύτευσης).
Το όνομα ψυχρός θάλαμος προέρχεται από τη διαδικασία του λιωμένου μετάλλου που χύνεται σε έναν ψυχρό θάλαμο/χιτώνιο βολής που συνδέεται μέσω της σταθερής πλάκας μισής μήτρας στο πίσω μέρος του σταθερού εργαλείου μισής μήτρας.Οι κλίβανοι συγκράτησης/τήξης λιωμένου μετάλλου βρίσκονται συνήθως όσο πιο κοντά είναι πρακτικό στο άκρο βολής της μηχανής χύτευσης έτσι ώστε ένας χειροκίνητος χειριστής ή μια αυτόματη κουτάλα έκχυσης να μπορεί να εξάγει το λιωμένο μέταλλο που απαιτείται για κάθε βολή/κύκλο με μια κουτάλα και να χύνει το λιωμένο μέταλλο σε μια οπή έκχυσης μέσα στο χιτώνιο/θάλαμο βολής.Ένα άκρο εμβόλου (το οποίο είναι ένα φορητό και αντικαταστάσιμο εξάρτημα, επεξεργασμένο με ακρίβεια στην εσωτερική διάμετρο του χιτωνίου βολής με δυνατότητα θερμικής διαστολής) που συνδέεται με το έμβολο της μηχανής σπρώχνει το λιωμένο μέταλλο μέσω του θαλάμου βολής και στην κοιλότητα της μήτρας.Η μηχανή χύτευσης όταν ζητηθεί θα πραγματοποιήσει το πρώτο στάδιο για να σπρώξει το λιωμένο μέταλλο πέρα από την οπή έκχυσης στο χιτώνιο.Περαιτέρω στάδια λαμβάνουν χώρα υπό αυξημένες υδραυλικές πιέσεις από το έμβολο για την έγχυση του τηγμένου μετάλλου στην κοιλότητα της μήτρας.Η όλη διαδικασία διαρκεί δευτερόλεπτα, η γρήγορη και εντεινόμενη πίεση καθώς και η πτώση της θερμοκρασίας του μετάλλου προκαλούν τη στερεοποίηση του μετάλλου στην κοιλότητα της μήτρας.Η κινούμενη μισή πλάκα της μηχανής χύτευσης με μήτρα ανοίγει (στην οποία είναι στερεωμένο το κινούμενο μισό του εργαλείου μήτρας) και εκτοξεύει το στερεοποιημένο χυτό από την επιφάνεια μήτρας του εργαλείου.Η χύτευση αφαιρείται, οι επιφάνειες της μήτρας λιπαίνονται με σύστημα ψεκασμού και στη συνέχεια ο κύκλος επαναλαμβάνεται.
Οι μηχανές ψυχρού θαλάμου είναι κατάλληλες για χύτευση αλουμινίου, τα εξαρτήματα της μηχανής (μανίκι βολής, άκρη εμβόλου) μπορούν να αντικατασταθούν με την πάροδο του χρόνου, τα μανίκια μπορούν να υποστούν μεταλλική επεξεργασία για να αυξηθεί η αντοχή τους.Το κράμα αλουμινίου τήκεται σε κεραμικό χωνευτήριο λόγω του σχετικά υψηλού σημείου τήξης του αλουμινίου και της ανάγκης να μειωθεί ο κίνδυνος συλλογής σιδήρου που είναι ένας κίνδυνος στα σιδηρούχα χωνευτήρια.Επειδή το αλουμίνιο είναι ένα σχετικά ελαφρύ κράμα μετάλλων, παρέχει τη χύτευση μεγάλων και βαρέων χυτών χύτευσης ή όπου απαιτείται αυξημένη αντοχή και ελαφρότητα στα χυτά καλούπια.
