Giet- en smeedproces

Korte beschrijving:

Product detail

Productlabels

Introductie van giet- en smeedonderdelen

Bij metaalbewerking is gieten een proces waarbij een vloeibaar metaal in een mal wordt gebracht (meestal door een smeltkroes) die een negatieve indruk (dwz een driedimensionaal negatief beeld) van de beoogde vorm bevat.Het metaal wordt in de mal gegoten via een hol kanaal dat een spruw wordt genoemd.Vervolgens worden het metaal en de mal afgekoeld en wordt het metalen onderdeel (het gietstuk) eruit gehaald.Gieten wordt meestal gebruikt voor het maken van complexe vormen die met andere methoden moeilijk of oneconomisch te maken zijn.
Gietprocessen zijn al duizenden jaren bekend en worden op grote schaal gebruikt voor beeldhouwkunst (vooral in brons), sieraden van edele metalen en wapens en gereedschappen.Hoogwaardig vervaardigde gietstukken worden aangetroffen in 90 procent van de duurzame goederen, waaronder auto's, vrachtwagens, ruimtevaart, treinen, mijnbouw- en bouwapparatuur, oliebronnen, apparaten, pijpen, brandkranen, windturbines, kerncentrales, medische apparatuur, defensieproducten, speelgoed en dergelijke. meer.

Traditionele technieken omvatten verloren-wasgieten (dat verder kan worden onderverdeeld in centrifugaalgieten en direct gieten met vacuümondersteuning), gipsgieten en zandgieten.

Het moderne gietproces is onderverdeeld in twee hoofdcategorieën: vervangbaar en niet-vervangbaar gieten.Het wordt verder afgebroken door het vormmateriaal, zoals zand of metaal, en de gietmethode, zoals zwaartekracht, vacuüm of lage druk.

Smeden is een productieproces waarbij metaal wordt gevormd met behulp van plaatselijke drukkrachten.De slagen worden geleverd met een hamer (vaak een krachthamer) of een dobbelsteen.Smeden wordt vaak geclassificeerd op basis van de temperatuur waarbij het wordt uitgevoerd: koud smeden (een soort koud bewerken), warm smeden of heet smeden (een soort warm werken).Voor de laatste twee wordt het metaal verwarmd, meestal in een smederij.Gesmede onderdelen kunnen in gewicht variëren van minder dan een kilogram tot honderden tonnen. Smeden wordt al duizenden jaren door smeden gedaan;de traditionele producten waren keukengerei, hardware, handgereedschap, scherpe wapens, cimbalen en sieraden.Sinds de industriële revolutie worden gesmede onderdelen op grote schaal gebruikt in mechanismen en machines waar een onderdeel een hoge sterkte vereist;dergelijke smeedstukken vereisen gewoonlijk verdere verwerking (zoals machinale bewerking) om een bijna voltooid onderdeel te verkrijgen.Tegenwoordig is smeden een belangrijke wereldwijde industrie

Vervangbare giet- en smeedonderdelen

Eenmalig vormgieten is een algemene classificatie die zand-, plastic-, schaal-, gips- en investeringsvormstukken (verloren-wastechniek) omvat.Bij deze vormgietmethode wordt gebruik gemaakt van tijdelijke, niet-herbruikbare mallen.

Verschillende processen van gieten en smeden

Zandgieten
Zandgieten is een van de meest populaire en eenvoudigste gietvormen en wordt al eeuwenlang gebruikt.Zandgieten maakt kleinere batches mogelijk dan permanent gieten en tegen zeer redelijke kosten.Met deze methode kunnen fabrikanten niet alleen tegen lage kosten producten maken, maar er zijn ook andere voordelen verbonden aan zandgieten, zoals zeer kleine bewerkingen.Het proces maakt het mogelijk om gietstukken te maken die klein genoeg zijn om in de palm van de hand te passen, maar ook gietstukken die groot genoeg zijn voor treinbedden (één gietstuk kan het hele bed voor één treinwagon creëren).Met zandgieten kunnen ook de meeste metalen worden gegoten, afhankelijk van het type zand dat voor de mallen wordt gebruikt.

Zandgieten vereist een aanlooptijd van dagen, of soms zelfs weken, voor productie met hoge productiesnelheden (1-20 stuks/uur-matrijs) en is onovertroffen voor de productie van grote onderdelen.Groen (vochtig) zand, dat zwart van kleur is, heeft bijna geen limiet voor het deelgewicht, terwijl droog zand een praktische deelmassalimiet heeft van 2.300–2.700 kg (5.100–6.000 lb).Het minimale onderdeelgewicht varieert van 0,075–0,1 kg (0,17–0,22 lb).Het zand wordt gebonden met klei, chemische bindmiddelen of gepolymeriseerde oliën (zoals motorolie).Zand kan bij de meeste werkzaamheden vele malen worden gerecycled en vereist weinig onderhoud.

Vormen van leem
Er is gebruik gemaakt van leemgieten om grote symmetrische objecten te produceren, zoals kanonnen en kerkklokken.Leem is een mengsel van klei en zand met stro of mest.Een model van het geproduceerde wordt gevormd in een brokkelig materiaal (de chemise).De mal wordt rond dit hemd gevormd door deze met leem te bedekken.Dit wordt vervolgens gebakken (gebakken) en de chemise verwijderd.Vervolgens wordt de mal rechtop in een put voor de oven gezet, zodat het metaal kan worden gegoten.Daarna wordt de mal afgebroken.Mallen kunnen dus maar één keer worden gebruikt, zodat voor de meeste doeleinden andere methoden de voorkeur verdienen.

Gieten van gipsvormen
Gipsgieten is vergelijkbaar met zandgieten, behalve dat gips in plaats van zand als vormmateriaal wordt gebruikt.Over het algemeen duurt de bereiding van de vorm minder dan een week, waarna een productiesnelheid van 1-10 eenheden / uur-vorm wordt bereikt, met artikelen zo zwaar als 45 kg (99 lb) en zo klein als 30 g (1 oz) met een zeer goede oppervlakteafwerking en nauwe toleranties.[5]Gipsgieten is een goedkoop alternatief voor andere vormprocessen voor complexe onderdelen vanwege de lage kosten van het gips en het vermogen ervan om gietstukken met een bijna netvorm te produceren.Het grootste nadeel is dat het alleen kan worden gebruikt met non-ferromaterialen met een laag smeltpunt, zoals aluminium, koper, magnesium en zink.

Shell-vormgeving
Het vormen van schelpen is vergelijkbaar met zandgieten, maar de vormholte wordt gevormd door een verharde "schaal" van zand in plaats van een fles gevuld met zand.Het gebruikte zand is fijner dan zandgietzand en wordt gemengd met een hars zodat het door het patroon kan worden verwarmd en uitgehard tot een schil rond het patroon.Door de hars en het fijnere zand geeft het een veel fijnere oppervlakteafwerking.Het proces is eenvoudig te automatiseren en nauwkeuriger dan zandgieten.Veelvoorkomende metalen die worden gegoten, zijn onder meer gietijzer, aluminium, magnesium en koperlegeringen.Dit proces is ideaal voor complexe artikelen van kleine tot middelgrote omvang.

Investeringsgieten
Investeringsgieten (in de kunst bekend als verloren-wasgieten) is een proces dat al duizenden jaren wordt toegepast, waarbij het verloren-wasproces een van de oudst bekende metaalvormtechnieken is.Vanaf 5000 jaar geleden, toen bijenwas het patroon vormde, tot de huidige hoogtechnologische wassen, vuurvaste materialen en gespecialiseerde legeringen, zorgen de gietstukken ervoor dat hoogwaardige componenten worden geproduceerd met de belangrijkste voordelen van nauwkeurigheid, herhaalbaarheid, veelzijdigheid en integriteit.
Investeringsgieten ontleent zijn naam aan het feit dat het patroon is omhuld of omgeven door een vuurvast materiaal.De waspatronen vereisen uiterste zorg, omdat ze niet sterk genoeg zijn om de krachten te weerstaan die optreden tijdens het maken van de mallen.Een voordeel van investeringsgieten is dat de was hergebruikt kan worden.

Het proces is geschikt voor herhaalbare productie van netvormcomponenten uit een verscheidenheid aan verschillende metalen en hoogwaardige legeringen.Hoewel dit proces over het algemeen wordt gebruikt voor kleine gietstukken, wordt het ook gebruikt voor de productie van complete vliegtuigdeurkozijnen, met stalen gietstukken tot 300 kg en aluminium gietstukken tot 30 kg.Vergeleken met andere gietprocessen zoals spuitgieten of zandgieten kan het een duur proces zijn.De componenten die met behulp van investeringsgieten kunnen worden geproduceerd, kunnen echter ingewikkelde contouren bevatten, en in de meeste gevallen worden de componenten bijna netvormig gegoten, zodat er na het gieten weinig of geen nabewerking nodig is.

Voor- en nadelen van het smeden van onderdelen

Door smeden kan een stuk worden geproduceerd dat sterker is dan een gelijkwaardig gegoten of machinaal bewerkt onderdeel.Terwijl het metaal tijdens het smeedproces wordt gevormd, vervormt de interne korreltextuur om de algemene vorm van het onderdeel te volgen.Als gevolg hiervan is de textuurvariatie continu door het hele onderdeel, wat aanleiding geeft tot een stuk met verbeterde sterkte-eigenschappen. Bovendien kunnen smeedstukken lagere totale kosten opleveren dan gieten of fabricage.Als we alle kosten in ogenschouw nemen die worden gemaakt in de levenscyclus van een product, van aanschaf tot doorlooptijd tot herbewerking, en rekening houdend met de kosten van schroot, uitvaltijd en andere kwaliteitsoverwegingen, kunnen de langetermijnvoordelen van smeedstukken groter zijn dan de kostenbesparingen op de korte termijn. die gietstukken of verzinsels kunnen bieden.

Sommige metalen kunnen koud worden gesmeed, maar ijzer en staal worden bijna altijd warm gesmeed.Heet smeden voorkomt de verharding van het werk die zou voortvloeien uit koud vervormen, waardoor de moeilijkheid van het uitvoeren van secundaire bewerkingen op het stuk groter zou worden.Hoewel harden door verspanen onder bepaalde omstandigheden wenselijk kan zijn, zijn andere methoden voor het harden van het stuk, zoals warmtebehandeling, over het algemeen economischer en beter controleerbaar.Legeringen die vatbaar zijn voor precipitatieharding, zoals de meeste aluminiumlegeringen en titanium, kunnen heet worden gesmeed, gevolgd door verharding.

Productie smeden brengt aanzienlijke kapitaaluitgaven met zich mee voor machines, gereedschappen, faciliteiten en personeel.In het geval van heet smeden is een hogetemperatuuroven (ook wel de smederij genoemd) vereist om blokken of knuppels te verwarmen.Vanwege de omvang van de massieve smeedhamers en -persen en de onderdelen die ze kunnen produceren, en vanwege de gevaren die inherent zijn aan het werken met ruwijzer, is er vaak een speciaal gebouw nodig om de operatie te huisvesten.Bij matrijssmeedwerkzaamheden moeten voorzieningen worden getroffen om de door de hamer gegenereerde schokken en trillingen op te vangen.Bij de meeste smeedbewerkingen worden metaalvormende matrijzen gebruikt, die nauwkeurig moeten worden bewerkt en een zorgvuldige warmtebehandeling moeten ondergaan om het werkstuk correct te vormen en om de enorme krachten die ermee gepaard gaan te weerstaan.