Die Methode der Materialumformung ist nicht nur ein wichtiger Bestandteil des Teiledesigns, sondern auch ein Thema von großer Bedeutung für die Hersteller, aber auch ein Schlüsselfaktor im Prozess der Materialverarbeitung. Heute zeigt Ihnen Xiaobian verschiedene Umformprozesse von Metallmaterialien.
1、 Gießen
Das Herstellungsverfahren, bei dem flüssiges Metall in den Formhohlraum gegossen wird, der der Form und Größe des Teils entspricht, und darauf zu warten, dass es abkühlt und sich verfestigt, um den Rohling oder das Teil zu erhalten, wird üblicherweise als Umformen oder Gießen von flüssigem Metall bezeichnet.
Prozessablauf: flüssiges Metall → Formfüllung → Erstarrungsschrumpfung → Gießen.
Prozessmerkmale:
1. Es können Produkte mit beliebiger komplexer Form hergestellt werden, insbesondere solche mit komplexer Innenhohlraumform.
2. Starke Anpassungsfähigkeit, unbegrenzte Legierungsarten und nahezu unbegrenzte Gussgröße.
3. Große Materialquellen, Umschmelzen von Abfallprodukten und geringe Investitionen in die Ausrüstung.
4. Hohe Ausschussrate, geringe Oberflächenqualität und schlechte Arbeitsbedingungen.
Gussklassifizierung:
(1) Sandguss
Sandguss: ein Gießverfahren zur Herstellung von Gussteilen in Sandformen. Gussteile aus Stahl, Eisen und den meisten Nichteisenlegierungen können durch Sandguss hergestellt werden.
Technologischer Prozess:
Technische Eigenschaften:
1. Es eignet sich zur Herstellung von Rohlingen mit komplexer Form, insbesondere mit komplexem Innenhohlraum.
2. Breite Anpassungsfähigkeit und niedrige Kosten;
3. Für einige Materialien mit geringer Plastizität, wie z. B. Gusseisen, ist Sandguss das einzige Umformverfahren zur Herstellung ihrer Teile oder Rohlinge.
Anwendung: Zylinderblock, Zylinderkopf, Kurbelwelle und andere Gussteile von Automobilmotoren
(2) Feinguss
Feinguss: Dies bezieht sich normalerweise auf das Gussschema, bei dem das Modell aus schmelzbaren Materialien besteht, die Oberfläche des Modells mit mehreren Schichten feuerfester Materialien beschichtet wird, um die Formschale herzustellen, und dann das Modell aus der Formschale herausgeschmolzen wird. um eine Form ohne Trennfläche zu erhalten, die nach dem Rösten bei hoher Temperatur mit Sand gefüllt werden kann. Es wird oft als „Wachsausschmelzguss“ bezeichnet.
Prozessmerkmale:
Vorteil:
1. Beim Druckguss steht die Metallflüssigkeit unter hohem Druck und hoher Fließgeschwindigkeit
2. Gute Produktqualität, beständige Größe und gute Austauschbarkeit;
3. Hohe Produktionseffizienz und häufige Verwendung der Druckgussform;
4. Es ist für die Massenproduktion geeignet und bietet gute wirtschaftliche Vorteile.
Nachteile:
1. Gussteile sind anfällig für kleine Poren und Schrumpfporosität.
2. Druckgussteile haben eine geringe Plastizität und sind nicht für Arbeiten unter Stoßbelastung und Vibration geeignet;
3. Es können Gussteile mit komplexem Aussehen gegossen werden, und die Gusslegierung ist nicht begrenzt.
Nachteile: komplizierter Prozess und hohe Kosten
Anwendung: Es eignet sich für die Herstellung kleiner Teile mit komplexer Form, hohen Präzisionsanforderungen oder schwer zu verarbeiten, wie z. B. Turbinentriebwerksschaufeln.
(3) Druckguss
Druckguss: Mit hohem Druck wird das flüssige Metall mit hoher Geschwindigkeit in einen Präzisionsformhohlraum aus Metall gepresst, das flüssige Metall wird abgekühlt und unter Druck verfestigt, um einen Guss zu bilden.
Prozessmerkmale:
Vorteil:
1. Beim Druckguss steht die Metallflüssigkeit unter hohem Druck und hoher Fließgeschwindigkeit
2. Gute Produktqualität, beständige Größe und gute Austauschbarkeit;
3. Hohe Produktionseffizienz und häufige Verwendung der Druckgussform;
4. Es ist für die Massenproduktion geeignet und bietet gute wirtschaftliche Vorteile.
Nachteile:
1. Gussteile sind anfällig für kleine Poren und Schrumpfporosität.
2. Druckgussteile haben eine geringe Plastizität und sind nicht für Arbeiten unter Stoßbelastung und Vibration geeignet;
3. Beim Druckguss von Legierungen mit hohem Schmelzpunkt ist die Lebensdauer der Form gering, was sich auf die Ausweitung der Druckgussproduktion auswirkt.
Anwendung: Druckgussteile wurden zunächst in der Automobil- und Instrumentenindustrie eingesetzt und dann nach und nach auf verschiedene Branchen ausgeweitet, wie z. B. Landmaschinen, Werkzeugmaschinenindustrie, Elektronikindustrie, Landesverteidigungsindustrie, Computer, medizinische Geräte, Uhren, Kameras und alltägliche Hardware.
(4) Niederdruckguss
Niederdruckguss: Dabei handelt es sich um die Methode, bei der flüssiges Metall die Form unter Einwirkung von niedrigem Druck (0.02 bis 0.06 MPa) füllt und unter Druck kristallisiert, um Gussteile zu bilden.
Technologischer Prozess:
Technische Eigenschaften:
1. Der Druck und die Geschwindigkeit beim Gießen können angepasst werden, sodass es auf verschiedene Gussformen (z. B. Metallformen, Sandformen usw.) angewendet werden kann und verschiedene Legierungen und Gussteile verschiedener Größen gegossen werden können.
2. Die untere Spritzgussformfüllung wird übernommen, die flüssige Metallformfüllung ist stabil und spritzfrei, wodurch die Beteiligung von Gas und das Scheuern der Formwand und des Kerns vermieden und die qualifizierte Gussrate verbessert werden kann;
3. Der Guss kristallisiert unter Druck, mit kompakter Struktur, klarem Umriss, glatter Oberfläche und hohen mechanischen Eigenschaften, was besonders beim Gießen großer und dünnwandiger Teile von Vorteil ist;
4. Das Zuführsteigrohr entfällt und die Metallausnutzungsrate wird auf 90 bis 98 % erhöht.
5. Geringe Arbeitsintensität, gute Arbeitsbedingungen, einfache Ausstattung, leicht zu realisierende Mechanisierung und Automatisierung.
Anwendung: hauptsächlich traditionelle Produkte (Zylinderkopf, Radnabe, Zylinderrahmen usw.).
(5) Schleuderguss
Schleuderguss: ein Gießverfahren, bei dem flüssiges Metall in eine rotierende Form gegossen, unter Einwirkung der Zentrifugalkraft mit der Form gefüllt und erstarrt.
Technologischer Prozess:
Prozessmerkmale
Vorteil:
1. Es gibt fast keinen Metallverbrauch des Angusssystems und des Steigrohrsystems, um die Prozessausbeute zu verbessern;
2. Der Kern kann bei der Herstellung von Hohlgussteilen nicht verwendet werden, sodass die Metallfüllkapazität bei der Herstellung von langen Rohrgussteilen erheblich verbessert werden kann.
3. Der Guss weist eine hohe Dichte, wenige Defekte wie Poren und Schlackeneinschlüsse sowie hohe mechanische Eigenschaften auf;
4. Es ist bequem, Verbundmetallgussteile für Fass und Hülse herzustellen.
Nachteile:
1. Bei der Herstellung speziell geformter Gussteile gibt es einige Einschränkungen.
2. Der Innenlochdurchmesser des Gussteils ist ungenau, die Innenlochoberfläche ist rau, die Qualität ist schlecht und die Bearbeitungszugabe ist groß;
3. Gussteile neigen zur Entmischung des spezifischen Gewichts.
Anwendung:
Zur Herstellung von Gussrohren wurde zunächst Schleuderguss eingesetzt. Die Schleudergusstechnologie wird in der Metallurgie, im Bergbau, im Transportwesen, in Entwässerungs- und Bewässerungsmaschinen, in der Luftfahrt, in der Landesverteidigung, in der Automobilindustrie und anderen Industrien im In- und Ausland zur Herstellung von Gussteilen aus Stahl, Eisen und Nichteisen-Kohlenstofflegierungen eingesetzt. Unter ihnen ist die Herstellung von Gussteilen wie Schleudergussrohren, Zylinderlaufbuchsen und Wellenhülsen von Verbrennungsmotoren am häufigsten.
(6) Kokillenguss
Metallformguss: bezieht sich auf ein Formverfahren, bei dem flüssiges Metall die Metallform unter Einwirkung der Schwerkraft füllt und in der Form abkühlt und erstarrt, um Gussteile zu erhalten.
Technologischer Prozess:
Prozessmerkmale
Vorteil:
1. Die Wärmeleitfähigkeit und Wärmekapazität von Metallformen sind groß, die Abkühlgeschwindigkeit ist hoch, die Gussstruktur ist dicht und die mechanischen Eigenschaften sind etwa 15 % höher als die von Sandformgussteilen.
2. Es können Gussteile mit hoher Maßgenauigkeit und geringer Oberflächenrauheit erhalten werden, und die Qualitätsstabilität ist gut.
3. Da der Sandkern nicht oder nur selten verwendet wird, kann er die Umwelt verbessern, Staub und schädliche Gase reduzieren und die Arbeitsintensität verringern.
Nachteile:
1. Die Metallform selbst hat keine Luftdurchlässigkeit, daher müssen bestimmte Maßnahmen ergriffen werden, um die Luft im Formhohlraum und das vom Sandkern erzeugte Gas abzuleiten;
2. Die Metallform hat keine Zugeständnisse und beim Erstarren des Gussstücks können leicht Risse auftreten.
3. Der Herstellungszyklus von Metallformen ist lang und die Kosten hoch. Daher kann es nur in der Massenproduktion gute wirtschaftliche Ergebnisse zeigen.
Anwendung: Metallformguss eignet sich nicht nur für die Massenproduktion von Gussteilen aus Nichteisenlegierungen wie Aluminiumlegierungen und Magnesiumlegierungen mit komplexer Form, sondern auch für die Herstellung von Gussteilen und Barren aus Eisen- und Stahlmetall.
(7) Vakuumgießen
Vakuumgießen: ein fortschrittliches Druckgussverfahren, das die Poren und gelösten Gase in den Druckgussteilen beseitigt oder deutlich reduziert, indem das Gas im Druckgusshohlraum während des Druckgussvorgangs abgepumpt wird, um die mechanischen Eigenschaften und die Oberflächenqualität der Druckgussform zu verbessern Gussteile.
Technologischer Prozess:
Prozessmerkmale
Vorteil:
1. Beseitigen oder reduzieren Sie Luftlöcher in Druckgussteilen, verbessern Sie die mechanischen Eigenschaften und die Oberflächenqualität von Druckgussteilen und verbessern Sie die Beschichtungsleistung.
2. Reduzieren Sie den Gegendruck des Formhohlraums, verwenden Sie die Legierung mit niedrigem spezifischem Druck und schlechter Gussleistung, und es ist möglich, große Gussteile mit kleinen Maschinen zu drucken;
3. Die Füllbedingungen werden verbessert und dünnere Gussteile können im Druckgussverfahren hergestellt werden.
Nachteile:
1. Die Matrizendichtungsstruktur ist komplex und schwierig herzustellen und zu installieren, sodass die Kosten hoch sind.
2. Wenn das Vakuum-Druckgussverfahren nicht richtig kontrolliert wird, ist der Effekt nicht sehr signifikant
(8) Squeeze-Druckguss
Squeeze-Casting: Hierbei handelt es sich um ein Verfahren, bei dem flüssiges oder halbfestes Metall unter hohem Druck erstarrt und durch Fließformen geformt wird, um direkt Teile oder Rohlinge zu erhalten. Es bietet die Vorteile einer hohen Ausnutzungsrate des flüssigen Metalls, eines vereinfachten Prozesses und einer stabilen Qualität. Es handelt sich um eine energiesparende Metallumformtechnologie mit potenziellen Anwendungsperspektiven
Technologischer Prozess:
Direkter Quetschguss: Beschichtungsspritzen, Legierungsgießen, Formschließen, Druckbeaufschlagung, Druckhaltung, Druckentlastung, Formentrennen, Entformen und Zurücksetzen des Rohlings;
Indirekter Quetschguss: Aufsprühen der Beschichtung, Schließen der Form, Zuführen, Füllen der Form, Druckbeaufschlagung, Druckhalten, Druckentlastung, Trennen, Entformen und Zurücksetzen des Rohlings.
Technische Eigenschaften:
1. Es kann innere Defekte wie Poren, Lunker und Porosität beseitigen;
2. Geringe Oberflächenrauheit und hohe Maßgenauigkeit
3. Es kann das Auftreten von Gussrissen verhindern;
4. Es ist bequem, Mechanisierung und Automatisierung zu realisieren.
Anwendung: Es kann zur Herstellung verschiedener Arten von Legierungen verwendet werden, wie z. B. Aluminiumlegierungen, Zinklegierungen, Kupferlegierungen, Sphäroguss usw.
(9) Verlorener Schaumguss
Der Schaumausschmelzguss, auch Echtformguss genannt, ist ein neuartiges Gussverfahren, bei dem das an die Größe und Form des Gussstücks gebundene Wachs- oder Schaummodell zu einem Modellcluster zusammengefasst wird. Nach dem Auftragen und Trocknen der feuerfesten Beschichtung wird diese in der Vibrationsmodellierung in trockenen Quarzsand eingebettet, unter Unterdruck gegossen, wodurch das Modell vergast wird, das flüssige Metall die Formposition einnimmt und verfestigt und abgekühlt wird, um eine neue Gussmethode zu bilden.
Prozessablauf: Vorschäumen → Schäumformen → Eintauchen in die Beschichtung → Trocknen → Modellieren → Gießen → Sandtropfen → Reinigen
Technische Eigenschaften:
1. Der Guss hat eine hohe Präzision und keinen Sandkern, was die Bearbeitungszeit verkürzt;
2. Keine Trennfläche, flexibles Design und hoher Freiheitsgrad-
3. Saubere Produktion, keine Umweltverschmutzung;
4. Reduzieren Sie Investitions- und Produktionskosten.
Anwendung: Geeignet für die Herstellung von Präzisionsgussteilen verschiedener Größen mit komplexer Struktur, unbegrenzten Legierungstypen und Produktionschargen. Wie zum Beispiel ein Motorgehäuse aus Grauguss, ein Winkelstück aus hochmanganhaltigem Stahl usw.
(10) Stranggießen
Stranggießen: Es handelt sich um ein fortschrittliches Gießverfahren. Sein Prinzip besteht darin, das geschmolzene Metall kontinuierlich in eine spezielle Metallform, die sogenannte Form, zu gießen, (verkrustete) Gussteile zu verfestigen und sie kontinuierlich aus dem anderen Ende der Form herauszuziehen. Es können Gussstücke beliebiger Länge oder spezifischer Länge hergestellt werden.
Technologischer Prozess:
Technische Eigenschaften:
1. Da das Metall schnell abkühlt, ist der Kristall dicht, die Struktur gleichmäßig und die mechanischen Eigenschaften sind gut;
2. Metall einsparen und Ausbeute verbessern;
3. Der Prozess wird vereinfacht und das Formen und andere Prozesse werden vermieden, sodass die Arbeitsintensität verringert wird. Auch die benötigte Produktionsfläche wird stark reduziert;
4. Die kontinuierliche Gussproduktion ist leicht zu mechanisieren und zu automatisieren und die Produktionseffizienz zu verbessern.;
Anwendung: Das Stranggussverfahren kann zum Gießen langer Gussstücke mit unveränderter Querschnittsform verwendet werden, wie z. B. Stahl, Eisen, Kupferlegierungen, Aluminiumlegierungen und Magnesiumlegierungen, wie z. B. Barren, Brammen, Stangenrohlinge, Rohre usw.