Es ist ein Metallgussverfahren, das dadurch gekennzeichnet ist, dass unter Verwendung des Hohlraums der Form ein hoher Druck auf das geschmolzene Metall ausgeübt wird. Formen werden normalerweise aus höherfesten Legierungen hergestellt, und dieses Verfahren ähnelt dem Spritzgießen. Die meisten Druckgussteile sind eisenfrei, wie z. B. Zink, Kupfer, Aluminium, Magnesium, Blei, Zinn und Blei-Zinn-Legierungen und deren Legierungen. Je nach Art des Druckgusses müssen Sie eine Kaltkammer-Druckgussmaschine oder eine Warmkammer-Druckgussmaschine verwenden.
Die Kosten für Gießgeräte und Formen sind hoch, daher wird das Druckgussverfahren im Allgemeinen nur für die Massenproduktion einer großen Anzahl von Produkten verwendet. Die Herstellung von Druckgussteilen ist relativ einfach, erfordert in der Regel nur vier Hauptschritte und der individuelle Kostenzuwachs ist sehr gering. Druckguss eignet sich besonders für die Herstellung einer großen Anzahl kleiner und mittlerer Gussteile, daher ist der Druckguss das am weitesten verbreitete unter den verschiedenen Gießverfahren. Im Vergleich zu anderen Gusstechnologien ist die Druckgussoberfläche flacher und weist eine höhere Maßhaltigkeit auf.
Auf der Grundlage des traditionellen Druckgussverfahrens wurden mehrere verbesserte Verfahren geboren, darunter ein porenfreies Druckgussverfahren, das Gussfehler reduziert und Porosität beseitigt. Es wird hauptsächlich zur Verarbeitung von Zink verwendet, wodurch Abfall reduziert und die Ausbeute des Direkteinspritzverfahrens erhöht werden kann. Es gibt auch neue Druckgussverfahren wie die Präzisionsgeschwindigkeits- und Dichtedruckgusstechnologie und das halbfeste Druckgussverfahren von General Dynamics.
Einführung
Druckguss ist ein Präzisionsgussverfahren, bei dem das geschmolzene Metall mit hohem Druck in eine Metallform mit komplexen Formen gedrückt wird. 1964 definierte die Japan Die Casting Association Druckguss als „ein Gussverfahren, das geschmolzene Legierungen bei hoher Temperatur in eine Präzisionsform presst und in kurzer Zeit eine hohe Präzision und eine hervorragende Gussoberfläche in Massenproduktion herstellt“. Die Vereinigten Staaten bezeichnen Druckguss als Druckguss und Großbritannien bezeichnet Druckguss als Druckguss.Was der allgemeinen Industrie in China am besten bekannt ist, ist der japanische Begriff Druckguss. Gussteile aus Druckguss werden als Druckgussteile bezeichnet.
Die Zugfestigkeit dieser Materialien ist fast doppelt so hoch wie die von gewöhnlichen Gusslegierungen, was für Aluminiumlegierungs-Autoräder, -Rahmen und andere Teile, die mit höherfesten schlagzähen Materialien hergestellt werden sollen, eine positivere Bedeutung hat.
Geschichte
Im Jahr 1838 erfanden die Menschen Druckgussgeräte, um Druckformen mit beweglichen Lettern herzustellen. Das erste Patent zum Druckguss wurde 1849 erteilt. Es handelte sich um eine kleine manuelle Maschine zur Herstellung von Schriften für Druckmaschinen. Im Jahr 1885 erfand Otto Mergenthaler (Otto Mergenthaler) die Linotype-Satzmaschine, die eine ganze Textzeile in eine einzige Schrift druckgießen kann, was der Druckindustrie beispiellose Innovation brachte. Nachdem die Druckindustrie in die Massenindustrialisierung eingetreten war, wurden die traditionellen handgepressten Schriften durch Druckguss ersetzt. Um 1900 verbesserte der Markteintritt von Schrift und Satz die Automatisierungstechnik der Druckindustrie weiter, so dass manchmal mehr als ein Dutzend Druckgussmaschinen in Zeitungen zu sehen sind. Mit dem kontinuierlichen Wachstum von Konsumgütern hat Ottos Erfindung immer mehr Anwendung gefunden. Menschen können Druckguss verwenden, um Teile und Komponenten in großen Mengen herzustellen. 1966 erfand General Dynamics das Präzisionsdruckgussverfahren, das manchmal auch als Doppelstanzdruckguss bezeichnet wird.
Druckgussverfahren
Das traditionelle Druckgussverfahren besteht hauptsächlich aus vier Schritten oder wird als Hochdruckgussverfahren bezeichnet. Diese vier Schritte umfassen die Formvorbereitung, das Füllen, das Einspritzen und das Sandfallen, die auch die Grundlage für verschiedene verbesserte Druckgussverfahren sind. Während des Vorbereitungsprozesses muss ein Gleitmittel in den Formhohlraum gesprüht werden, das neben der Temperierung der Form auch die Entformung des Gussstücks unterstützen kann. Anschließend können Sie die Form schließen und die Metallschmelze mit hohem Druck in die Form einspritzen, der Druckbereich liegt zwischen 10 und 175 MPa. Beim Einfüllen des geschmolzenen Metalls wird der Druck aufrechterhalten, bis das Gussstück erstarrt. Dann schiebt die Schubstange alle Gussteile heraus.Da mehrere Hohlräume in einer Form vorhanden sein können, können währendjedem Gussvorgang mehrere Gussteile hergestellt werden. Der Prozess des Fallens von Sand erfordert die Trennung von Rückständen, einschließlich Formöffnungen, Angusskanälen, Anschnitten und Grat. Dieser Vorgang erfolgt in der Regel durch Extrudieren des Gussteils mit einer speziellen Besäumdüse. Andere Methoden des fallenden Sandes sind Sägen und Schleifen. Wenn der Anguss relativ zerbrechlich ist, kann das Gussteil direkt geschlagen werden, wodurch Arbeitskraft eingespart werden kann. Die überschüssige Formöffnung kann nach dem Schmelzen wiederverwendet werden. Die übliche Ausbeute beträgt etwa 67 %.
Hochdruckinjektion bewirkt, dass die Form sehr schnell gefüllt wird, so dass das geschmolzene Metall die gesamte Form füllen kann, bevor ein Teil erstarrt. So können auch dünnwandige und schwer zu befüllende Teile Oberflächenunebenheiten vermeiden. Dies kann jedoch auch zu Lufteinschlüssen führen, da beim schnellen Befüllen der Form die Luft nur schwer entweichen kann. Dieses Problem kann durch Anbringen einer Abluftöffnung an der Trennfuge verringert werden, aber selbst ein sehr präzises Verfahren hinterlässt Poren in der Mitte des Gussstücks. Die meisten Druckgussarbeiten können durch Sekundärbearbeitung abgeschlossen werden, um einige Strukturen fertigzustellen, die nicht durch Gießen fertiggestellt werden können, wie zum Beispiel Bohren und Polieren.
Mängel können nach dem Ausschütteln des Sandes begutachtet werden, zu den häufigsten Mängeln zählen Stagnation (unzufriedenes Gießen) und Kältenarben. Diese Fehler können durch eine unzureichende Temperatur der Form oder des geschmolzenen Metalls, mit Verunreinigungen vermischtes Metall, zu wenige Entlüftungsöffnungen und zu viel Schmiermittel verursacht werden. Andere Defekte umfassen Porosität, Schrumpfung, thermische Rissbildung und Fließmarken. Fließspuren sind Spuren auf der Oberfläche von Gussstücken, die durch Angussfehler, scharfe Ecken oder zu viel Schmiermittel verursacht werden.
Schmiermittel auf Wasserbasis werden als Emulsionen bezeichnet und sind aus Gesundheits-, Umwelt- und Sicherheitsgründen die am häufigsten verwendete Schmiermittelart. Im Gegensatz zu lösungsmittelbasierten Schmiermitteln werden keine Nebenprodukte im Wasser hinterlassen, wenn die Mineralien im Wasser durch ein geeignetes Verfahren entfernt werden. Bei unsachgemäßer Wasseraufbereitung können die Mineralien im Wasser Oberflächenfehler und Unstetigkeiten in den Gussteilen verursachen. Es gibt vier Haupttypen von Schmiermitteln auf Wasserbasis: Wasser gemischt mit Öl, Öl gemischt mit Wasser, halbsynthetisch und synthetisch. Am besten eignen sich mit Wasser gemischte Schmierstoffe, denn bei der Verwendung von Schmierstoffen lagert Wasser beim Abkühlen der Formoberfläche durch Verdunstung Öl ab, was die Entformung unterstützen kann. Im Allgemeinen beträgt das Verhältnis dieser Art von Schmiermittel 30 Teile Wasser gemischt mit 1 Teil Öl. Im Extremfall kann dieses Verhältnis 100:1 erreichen.
Öle, die in Schmiermitteln verwendet werden können, umfassen Schweröle, tierische Fette, pflanzliche Fette und synthetische Fette. Schweres Restöl ist bei Raumtemperatur hochviskos, wird aber bei hohen Temperaturen im Druckgussprozess zu einem dünnen Film. Die Zugabe anderer Substanzen zum Schmiermittel kann die Viskosität und die thermischen Eigenschaften der Emulsion steuern. Zu diesen Substanzen gehören Graphit, Aluminium und Glimmer. Andere chemische Zusätze können Staub und Oxidation vermeiden. Emulgatoren können zu Schmiermitteln auf Wasserbasis hinzugefügt werden, so dass Schmiermittel auf Ölbasis zu Wasser hinzugefügt werden können, einschließlich Seife, Alkohol und Ethylenoxid.
Zu den häufig verwendeten Schmierstoffen auf Lösungsmittelbasis gehören seit langem Diesel und Benzin. Sie begünstigen das Ausgießen, jedoch kommt es während des Druckgussprozesses jedes Mal zu einer kleinen Explosion, die zur Ansammlung von Kohlenstoff an der Kavitätenwand führt. Im Vergleich zu Gleitmitteln auf Wasserbasis sind Gleitmittel auf Lösungsmittelbasis gleichmäßiger.
