Erkundung des Aluminium-Druckgussverfahrens

Erkundung des Aluminium-Druckgussverfahrens




Aluminiumdruckguss ist ein weit verbreitetes Herstellungsverfahren zur Herstellung komplexer und präziser Aluminiumkomponenten in großen Stückzahlen. Es wird besonders in Branchen wie der Automobil-, Luft- und Raumfahrt-, Elektronik- und Telekommunikationsbranche bevorzugt, da es leichte, langlebige Teile mit hervorragender Oberflächenbeschaffenheit herstellen kann. Lassen Sie uns den Prozess im Detail untersuchen:

Was ist Druckguss?

Druckguss ist ein Metallgussverfahren wo geschmolzenes Metall unter hohem Druck in eine Form gespritzt wird. Die Form oder sterben, wird typischerweise aus Werkzeugstahl hergestellt und kann für mehrere Produktionszyklen wiederverwendet werden, was es ideal macht für Großserienfertigung.

Aluminiumdruckguss: Hauptmerkmale

• Leichtgewicht: Aluminium ist für seine geringe Dichte bekannt und daher ideal für Anwendungen, bei denen es auf eine Gewichtsreduzierung ankommt, wie etwa in der Automobil- und Luftfahrtindustrie.

• Korrosionsbeständig: Aluminium bildet eine schützende Oxidschicht, die es korrosionsbeständig macht.

• Gutes Verhältnis von Festigkeit zu Gewicht: Aluminium ist leicht und bietet dennoch eine gute Festigkeit.

• Hervorragende thermische und elektrische Leitfähigkeit: Aluminiumkomponenten können Wärme gut ableiten und eignen sich daher für elektrische und Kfz-Komponenten.

• Hohe Produktionsrate: Das Druckgussverfahren ermöglicht die schnelle Herstellung von Teilen mit minimalem anschließenden Bearbeitungsaufwand.

Der Aluminium-Druckguss-Prozess: Schritt für Schritt

1. Matrizenvorbereitung (Formaufbau)

• Der sterben ist aus Werkzeugstahl vorgefertigt und besteht aus zwei Hälften: der Matrizenhälfte abdecken und der Auswerferhälfte.

• Vor dem Gießen wird die Form vorgewärmt und geschmiert. Das Vorwärmen sorgt für einen besseren Metallfluss und verhindert einen thermischen Schock der Matrize.

• Der Würfel wird dann geklemmt um es während des Injektionsvorgangs fest an seinem Platz zu halten.

2. Vorbereitung von geschmolzenem Aluminium

• Aluminiumbarren werden in einem Ofen bei etwa 650 ° C ° C bis 700 (1,202 °F bis 1,292 °F), der typische Schmelzpunkt von Aluminium.

• Das geschmolzene Aluminium wird dann in eine Schusskammer, bereit zum Einspritzen in die Form.

3. Einspritzen von geschmolzenem Aluminium

• Das geschmolzene Aluminium wird unter hohem Druck in die Formhöhle eingespritzt, typischerweise im Bereich von 1,500 zu 30,000 psi.

• Dieses Hochdruck stellt sicher, dass das geschmolzene Aluminium jeden Teil der Formhöhle ausfüllt, wodurch hochpräzise und detaillierte Teile entstehen.

• Der Druck wird aufrechterhalten, bis das Aluminium erstarrt. Dadurch wird ein Schrumpfen verhindert und sichergestellt, dass das Endteil dicht und frei von Lufteinschlüssen ist.

4. Abkühlung und Erstarrung

• Sobald das geschmolzene Aluminium eingespritzt ist, kann das Teil in der Form abkühlen und erstarren. Die Form ist normalerweise ausgestattet mit Kühlkanäle um diesen Prozess zu beschleunigen.

• Die Abkühlzeiten hängen von der Größe und Komplexität des Teils ab, liegen jedoch im Allgemeinen zwischen einigen Sekunden und einer Minute.

5. Matrizenöffnung und Teileauswurf

• Nach dem Abkühlen wird die Matrize geöffnet und Auswerferstifte Drücken Sie das erstarrte Aluminiumteil aus der Formhöhle.

• Um eine Beschädigung des Teils zu vermeiden, ist ein vorsichtiges Auswerfen besonders wichtig, wenn das Teil komplizierte Details aufweist.

6. Trimmen und Veredeln

• Nach dem Auswerfen wird überschüssiges Material (sog. Blitz) von der Trennlinie, den Entlüftungsöffnungen und den Überlaufbereichen wird entfernt. Dieser Schritt wird Besatz.

• Die Teile können weiteren Veredelungsprozesse wie etwa maschinelle Bearbeitung, Schleifen, Polieren oder Auftragen von Schutzbeschichtungen.

• Bei Bedarf können weitere Nachbearbeitungsschritte wie Wärmebehandlung or Oberflächenbehandlung (Eloxieren, Lackieren, Pulverbeschichten) können durchgeführt werden, um die mechanischen Eigenschaften oder die Ästhetik zu verbessern.

7. Inspektion und Qualitätskontrolle

• Die Gussteile werden Qualitätsprüfungen um sicherzustellen, dass sie die Anforderungen an Maßgenauigkeit und Oberflächengüte erfüllen.

• Zu den üblichen Prüfmethoden gehören Sichtprüfungen, Röntgenprüfung (zur Überprüfung auf innere Defekte wie Porosität) und Dimensionsmessungen.

Arten von Aluminium-Druckgussverfahren

1. Heißkammerdruckguss:

• Bei diesem Verfahren wird der Einspritzmechanismus in das geschmolzene Metall eingetaucht. Warmkammer-Druckguss wird normalerweise nicht für Aluminium verwendet, da dessen hoher Schmelzpunkt das Einspritzsystem beschädigen könnte. Diese Methode eignet sich besser für Metalle mit niedrigerem Schmelzpunkt wie Zink oder Magnesium.

2. Kaltkammerdruckguss:

• Für Aluminium-Druckguss, Kaltkammer-Druckguss ist die bevorzugte Methode.

• Bei diesem Verfahren wird geschmolzenes Aluminium in eine separate Kaltkammer geschöpft, bevor es in die Form eingespritzt wird. Diese Methode schützt den Einspritzmechanismus vor längerer Einwirkung hoher Temperaturen, was die Lebensdauer der Ausrüstung verlängern kann.

Vorteile des Aluminiumdruckgusses

• Hohe Maßgenauigkeit: Das Verfahren ermöglicht die Herstellung komplexer und detaillierter Teile mit engen Toleranzen, wodurch der Bedarf an sekundärer Bearbeitung reduziert wird.

• Schnelle Produktion: Durch Druckguss können große Mengen an Teilen schnell hergestellt werden, was es für die Massenproduktion äußerst effizient macht.

• Reduzierte Nachbearbeitung: Bei glatten Oberflächen und nahezu konturnahen Teilen ist beim Druckguss oft nur eine minimale Nachbearbeitung erforderlich.

• Festigkeit und Haltbarkeit: Teile aus Aluminiumdruckguss sind robust und verschleiß- und korrosionsbeständig.

• Materialeffizienz: Beim Druckgussverfahren entsteht wenig Materialabfall und sämtliches Abfallmaterial kann recycelt und wiederverwendet werden.

Einschränkungen beim Aluminiumdruckguss

• Hohe Anschaffungskosten: Die Werkzeugkosten für die Herstellung der Matrize sind hoch, weshalb dieses Verfahren bei großen Produktionsläufen wirtschaftlicher ist.

• Probleme mit der Porosität: Eingeschlossene Gase können in den Teilen Porosität verursachen und möglicherweise die mechanischen Eigenschaften beeinträchtigen.

• Beschränkt auf dünnwandige Teile: Druckguss eignet sich am besten für Teile mit relativ dünnen Wänden. Dickere Abschnitte können ungleichmäßig abkühlen, was zu Defekten führt.

• Begrenzte Legierungsauswahl: Obwohl Aluminium vielseitig ist, sind nicht alle Aluminiumlegierungen für den Druckguss geeignet. Die verwendeten Legierungen müssen eine gute Fließfähigkeit aufweisen, um die Form richtig zu füllen.

Häufig verwendete Aluminiumlegierungen im Druckguss

1. Aluminiumlegierung A380:

• Eine der am häufigsten verwendeten Aluminiumlegierungen für Druckguss.

• Es bietet ein gutes Gleichgewicht zwischen Festigkeit, Korrosionsbeständigkeit und Fließfähigkeit beim Gießen.

2. Aluminiumlegierung A360:

• Bekannt für seine bessere Korrosionsbeständigkeit und verbesserte Duktilität im Vergleich zum A380, ist aber etwas schwieriger zu gießen.

3. Aluminiumlegierung A413:

• Bietet eine ausgezeichnete Fließfähigkeit und ist daher ideal zum Gießen komplexer Teile geeignet, allerdings ist es etwas spröder als andere Legierungen.

Anwendungen des Aluminiumdruckgusses

• Automobilindustrie: Motorblöcke, Getriebegehäuse, Getriebe und Kühlkörper für elektronische Steuergeräte.

• Luft- und Raumfahrt: Leichtbauteile, Gehäuse und Armaturen.

• Elektronik: Kühlkörper, Gehäuse und Steckverbinder.

• Verbrauchsgüter: Elektrowerkzeuge, Haushaltsgeräte und Sportartikel.

Schlussfolgerung

Aluminiumdruckguss ist ein hocheffizientes und zuverlässiges Herstellungsverfahren zur Herstellung leichter, langlebiger und präziser Komponenten. Die Fähigkeit, große Mengen komplexer Teile mit minimaler Nachbearbeitung herzustellen, macht es zur ersten Wahl für Branchen, in denen Präzision und Geschwindigkeit gefragt sind. Aufgrund der hohen Werkzeugkosten ist es jedoch am kostengünstigsten für große Produktionsläufe.