Großartige Metallgussprodukte sind das Ergebnis erfahrener Konstrukteure und einer Gießerei, die sich nahtlos an die Konstruktion halten kann. Die Auswahl oder Verbesserung einer geeigneten Gusskonstruktion für die Herstellung großer oder kleiner Metallgussteile kann manchmal eine Herausforderung sein. Die Faktoren, die die Gießereiingenieure bei der Entwicklung von Metallgusslösungen berücksichtigen sollten, sind die Überlegungen zur Gusskonstruktion. Dieser Artikel behandelt alle wichtigen Überlegungen zur Gusskonstruktion vor dem Metallgussverfahren. Dies ist von entscheidender Bedeutung, da es die Stabilität, Flexibilität und Langlebigkeit des Produkts gewährleistet. Wir hoffen, dass dieser Artikel Ihnen bei der Auswahl der richtigen Konstruktion oder bei der Überprüfung der Konstruktion des Lieferanten für Ihre Anwendungen helfen wird.
Jeder Konstrukteur sollte die folgenden grundlegenden Überlegungen zur Gusskonstruktion beachten.
- Wählen Sie ein Metallgussverfahren, das für die mechanischen Eigenschaften des Teils geeignet ist, je nach den Überlegungen zur Gusskonstruktion. Dawang Metals bietet zum Beispiel drei Gießverfahren an: Investitionsguss, Sandguss und Maskenguss. Jedes der Gießverfahren hat seine Vor- und Nachteile.
- Die Konstrukteure sollten die Anordnung der Form und der Anschnitte berücksichtigen. Der Entwurf muss eine gleichmäßige Beschickung mit geschmolzenem Metall vorsehen.
- Der gesamte Gießprozess muss die idealen Kontrollen und Praktiken gewährleisten.
Überlegungen zur Gusskonstruktion
Einige Faktoren beeinflussen das Gießen und Erstarren der Legierung während des Metallgusses. Insbesondere wirken sich diese Faktoren auf die Art des Gießverfahrens, die Form der Gussabschnitte und Verbindungsstellen, das Aussehen der Oberfläche, die innere Integrität der Gusslegierung und die Maßgenauigkeit aus. Diese Faktoren, die bei der Konstruktion von Gussteilen zu berücksichtigen sind, werden bei der Konstruktion von Metallgussstücken dringend empfohlen.
Professionelles Gussdesign schafft hochwertige Metallgussteile. Die Kenntnis der Gussgeometrie, der Art der Legierung und des bevorzugten Gießverfahrens ist unerlässlich, um teure und zeitraubende Probleme zu vermeiden.
Form und Größe
Form und Größe sind die ersten Überlegungen zum Gussdesign, die die Art des Gießverfahrens bestimmen. Wenn das zu gießende Metall eine runde Form hat, ist in der Regel das Feingussverfahren am besten geeignet. Andererseits können die Ingenieure je nach Komplexität des Entwurfs zwischen Sandguss und Schleuderguss wählen.
Darüber hinaus hängt die Art des Metallgussverfahrens auch von den Gussgrößen ab. Dawang Metals-Fabriken sind in der Lage, schwere Metallgussteile herzustellen. In diesem Fall können mit dem Sandgussverfahren schwerere Metallgussteile hergestellt werden als mit dem Feingussverfahren. Daher sind Form und Größe die wichtigsten Überlegungen bei der Gestaltung von Gussteilen für professionelle Konstruktionen.
Flüssiges Leben
Die Flüssigkeitslebensdauer bezieht sich darauf, wie frei die geschmolzene Metalllegierung im Inneren der Form fließt. Die Standzeit ist die Zeitspanne vom Schmelz- bis zum Abkühlungszustand, die über kleine Schläuche in die Formkammer mit der perfekten Formoberfläche fließt. Die Standzeit bestimmt die Wandstärke der Form und die Länge des Dünnschnitts. Andererseits hängt die Standzeit des Fluids auch von der Temperatur ab, die dem Formhohlraum zugeführt wird.
Die einzigartigen metallurgischen Eigenschaften und der chemische Zustand der Legierung bestimmen auch die Flüssigkeitslebensdauer. Daher verändert die Flüssigkeitslebensdauer einer Legierung die strukturellen und ästhetischen Elemente des Gussteils.
Erstarrung Schrumpfung
Unter Metallschrumpfung versteht man die innere und äußere Veränderung von einer geschmolzenen Metalllegierung zum festen Zustand an einer konstruierten Oberfläche. Die Schrumpfung ist bei Überlegungen zur Gusskonstruktion von entscheidender Bedeutung, da sie die Gussabmessungen unerwartet verändert. Gusskonstrukteure müssen die Schrumpfungseigenschaften eines Metalls berücksichtigen, um eine genaue Gussform und -integrität zu erreichen.
Bei der Abkühlung von geschmolzenem Metall entstehen durch die Erstarrungsschrumpfung drei verschiedene Schrumpfungsstufen: Flüssigkeitsschrumpfung, Übergang von der Flüssigkeit zum Festkörper und Erstarrung. Bei den Überlegungen zur Gusskonstruktion hat die Flüssigkeitsschrumpfung keine nennenswerten Auswirkungen, während die anderen Erstarrungsstufen für die Gesamtkonstruktion von Bedeutung sind.
Der Werkzeugbau ist ein Verfahren zur Herstellung von Sonderformen, bei dem die Schrumpfungsmaße berechnet werden, um die erforderlichen Toleranzen zu erreichen. Beim Feinguss oder Sandguss erfolgt die Erstarrungsschrumpfung im Anschnittverfahren. Der Anschnitt bezieht sich auf das System zur Zuführung des geschmolzenen Metalls.
Krätze-Bildung
Einige Metalllegierungen sind anfällig für Oxidation, die Schlacke oder Krätze bildet. Diese Schlacken werden später zu runden oder nichtmetallischen Teilen am Gussteil. Die Gießerei kann dieses Problem jedoch durch Verbesserung der Qualität und der Gießverfahren lösen.
Im Gegensatz dazu können die Konstrukteure dieses Problem auch dadurch lösen, dass sie die wesentlichen Oberflächen im unteren Teil der Form anordnen, der eher zur Oxidation neigt.
Gießtemperatur
Die "Gießtemperatur" bezieht sich auf den kritischen Temperaturpunkt, bei dem das geschmolzene Metall bereit ist, in den Formhohlraum eingefüllt zu werden. Manchmal kann es vorkommen, dass das Gussteil aufgrund einer zu hohen Temperatur klebrigen Sand oder eine raue Oberfläche aufweist.
In diesem Fall könnte die Wärmekonzentration bei Legierungen mit niedrigeren Temperaturen zu Problemen führen. Ein Gusskonstrukteur kann eine bessere Geometrie in Betracht ziehen, um die Wärme im Formhohlraum zu eliminieren.
Strömung von Fluiden
Die Strömung der Metallschmelze ist eine der wichtigsten Überlegungen der Konstrukteure bei der Gussgestaltung. Ein laminarer Fluss der Metallschmelze sollte berücksichtigt werden, um ungewöhnliche Krätzebildung, Turbulenzen, Kernverschiebung und Wanderosion zu vermeiden.
Turbulenzen gehören zu den häufigsten Gussfehlern bei Metallgussverfahren. Sie entstehen durch die Geschwindigkeit und Richtung des flüssigen, geschmolzenen Metalls. Konstrukteure können Turbulenzen durch Verbesserung des Anschnittsystems verringern, um einen gleichmäßigeren Fluss des geschmolzenen Metalls zu erreichen.
Insbesondere scharfe Ecken im Konstruktionsbereich sind die Hauptursache für Turbulenzen. Daher müssen die Ecken des Gussteils rund sein, um Defekte wie Turbulenzen, Wanderosion oder Kernverschiebung zu vermeiden.
Das Wärmeumwandlungssystem
Ein geeignetes Heizsystem ist für einen perfekten Metallguss unerlässlich. Daher ist ein ideales Wärmemanagementsystem für die Gussentwurfsgeometrie erforderlich. Die gerichtete Erstarrung ist ein entscheidender Faktor für die Definition eines perfekten Wärmemanagementsystems.
Die gerichtete Erstarrung bezieht sich auf den Erstarrungsprozess von den Hohlraumwänden nach innen. Eine geeignete Geometrie kann einen kontinuierlichen Wärmegradienten gewährleisten, um eine unerwartete Schrumpfung zu vermeiden. Manchmal reicht ein gleichmäßiger Flüssigkeitsstrom nicht aus. In diesem Fall kann die Erstarrung durch externe Kühlung beschleunigt werden.
Es gibt zwei Arten von Schüttelfrost: inneren Schüttelfrost und äußeren Schüttelfrost. Interne Kokillen befinden sich in der Regel innerhalb des Formhohlraums, externe außerhalb der Form. Außenkühlungen bestehen aus Eisen, Kupfer und Graphit, die die Wärme beim Gießen schneller abführen können als die umgebende Form. Der Hauptzweck dieser Kühlkörper besteht darin, den ordnungsgemäßen Erstarrungsprozess des Metalls zu gewährleisten.
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Warum sollten Sie eine Metallkonzentration an den Gelenken vermeiden?
Wie bereits erwähnt, ist der Erstarrungsprozess möglicherweise nicht an allen Stellen einer Form gleich. In diesem Fall hilft die Kühlung, die Wärme zu eliminieren und einen perfekten Erstarrungsprozess zu gewährleisten. Normalerweise ist der Erstarrungsprozess an den Verbindungsstellen langsamer als an anderen Stellen. Daher ist die Innenkühlung hier sehr hilfreich.
In diesem Fall sollten Sie die Metallkonzentration an den Verbindungsstellen vermeiden. Andernfalls kann es zu Gussfehlern kommen, die auf einen abnormalen Erstarrungsprozess zurückzuführen sind.
Überlegungen zur Gestaltung von Kreuzungen
Fugen wie L, T, V, Y und + sind die häufigsten Beispiele für Fugen im Metallguss. Die Verbindungsstellen enthalten ein größeres Volumen als die anderen Stellen des Teils. Dieses größere Volumen stellt die Zone der extremen Heißstellen dar. Diese Art von Stellen kann eine anormale Erstarrung verursachen.
Konstrukteure können dieses Problem lösen, indem sie die Verbindungsstelle von scharfen Kanten auf abgerundete Ecken umgestalten. Die Verwendung von Innenkühlern für T- und +-Verbindungen kann das Problem lösen.
Abmessungstoleranz
Toleranzen sind ein wesentlicher Bestandteil der Gussstückkonstruktion. Die Maßtoleranz bezieht sich auf die geringste Abweichung vom geforderten Maß des Metallgussstücks. Gemäß der Gussnormtoleranz kann beim Feinguss eine lineare Toleranz von ±0,13 mm bis zu 25 mm und beim Sandguss eine Toleranz von ±0,53 mm bis zu 175 mm festgelegt werden. In der Regel hat Feinguss weniger Toleranzen als andere Metallgussverfahren.
Oberflächenveredelung
Alle Gussteile benötigen eine Oberflächenbehandlung. Sie bezieht sich auf die äußere Beschaffenheit des Metallgusses. In der Regel hat das Feingussverfahren eine bessere Oberflächengüte als das Sandgussverfahren. Das bedeutet, dass Feinguss weniger Bearbeitung erfordert als das Sandgussverfahren. Benötigt der Käufer hingegen ein Sandgussstück mit einer feineren Oberflächenbeschaffenheit, müssen sich die Konstrukteure für einen komplexeren Entwurf entscheiden. Ein aufwändigerer Plan kostet zusätzliches Kapital und Zeit.
Die Oberflächengüte ist daher ein wesentlicher Bestandteil der Faktoren, die bei der Konstruktion von Gussteilen zu berücksichtigen sind. Unterschiedliche Gießverfahren erfordern unterschiedliche Oberflächengütegrade.
Endgültige Anforderungen für die Bearbeitung
Nachdem das geschmolzene Metall geformt wurde, erreicht es noch nicht die gewünschte Form. Später durchläuft es die letzte Bearbeitungsphase und entfernt einige Teile des Metallgusses. Das bedeutet, dass die Konstrukteure die spezifische Menge an Materialien berücksichtigen müssen, die aus dem letzten Metallgussteil entfernt werden. Daher ist dies auch ein wesentlicher Bestandteil der Überlegungen zur Gusskonstruktion.
Beim Gießen von Kohlenstoffstahl entsteht die Entkohlungsschicht während des Gießprozesses. Daher sollte die Bearbeitungszugabe gleich der Dicke der Entkohlungsschicht sein. Die Bearbeitungszugabe beträgt 2 ~ 4 mm, und andere Oberflächenbearbeitung ist für 0,5 ~1,5mm.
Die maschinelle Bearbeitung ist ein zeitaufwändiger und kostspieliger Prozess. Aus diesem Grund findet Dawang Metals andere Wege, um eine bessere Lösung zu finden. In diesem Fall kombiniert das endkonturnahe Herstellungsverfahren anstelle von Fabrikation, Schmiedeteilen und konventionellem Gießen Sandguss oder Feinguss mit Schleuderguss. Das endkonturnahe Formgebungsverfahren liegt nahe an der gewünschten Abmessung. Dadurch verringert sich der Bedarf an Endbearbeitung.
Schlussfolgerung
Perfekter Metallguss setzt ein großartiges Design mit vielen Überlegungen zum Gussdesign voraus. Dawang Metals verwendet die neueste Technologie, um alle diese Designüberlegungen durchzuführen. Daher haben Dawang Produkte einen guten Ruf auf dem weltweiten Gussmarkt.
Unsere Kunden können jedoch gerne beliebige Gussentwürfe vorlegen. Unsere Gießereiexperten prüfen die Designüberlegungen und unterbreiten bei Bedarf Designvorschläge. Unsere Kunden können auch gerne Fragen zu den Gießverfahren stellen.
