Alüminyum Basınçlı Döküm Parçaları ve Alüminyum Kum Döküm: Prosesler, Uygulamalar ve Bakım
Alüminyum bileşenler fabrikadan birden fazla yoldan ayrılır. Bazıları sertleştirilmiş çelik kalıp içinde yüksek basınç altında oluşturulur, diğerleri ise bağlı kum yatağı içinde yavaş yavaş şekillenir. Arasında seçim yapmak alüminyum döküm parçaları ve kum döküm alüminyum bileşenler duvar kalınlığına, sipariş hacmine, alet bütçesine ve bir projenin gerçekten ihtiyaç duyduğu bitmiş yüzeye bağlıdır. Aşağıdaki bölümlerde her yöntemin nasıl çalıştığı, her birinin nerede kullanıldığı, şekillendirme sırasında nelerin yanlış gidebileceği ve bitmiş alüminyum donanımın hizmete girdikten sonra nasıl temizlenmesi gerektiği açıklanmaktadır.
Sıkı Tekrarlanabilir Toleranslar
Yüksek basınçlı enjeksiyon kalıp boşluğunu saniyeden çok daha kısa bir sürede doldurur, böylece duvar kalınlığı ve delik konumları ilk atıştan on binde birine kadar yakından tekrarlanır. Bu tutarlılığın nedeni alüminyum döküm parçaları elle takılmadan eşleşen bileşenlere cıvatalanması gereken muhafazalar ve braketler için seçilir.
İnce Duvar Yeteneği
Erimiş alüminyum, yer çekimi ile dökülmek yerine basınç altında boşluğa zorlandığından, bir milimetre kadar ince duvarlar metal donmadan önce hala tamamen dolabiliyor, bu da sertlikten ödün vermeden bitmiş parçaların hafif kalmasını sağlıyor.
Pürüzsüz Döküm Yüzeyi
Çelik kalıplar, doğrudan döküm üzerine ince bir yüzey dokusu kazandırır, kozmetik yüzeylerde ikincil işleme ihtiyacını azaltır veya ortadan kaldırır ve bir mahfazanın veya kapak plakasının gönderilmeden önce gerektirdiği son işlem miktarını azaltır.
Hacim Açısından Verimli
Dakikalar yerine saniyelerle ölçülen çevrim süreleri, prosesin aynı geometriyi binlerce kez çalıştırmaya uygun olmasını sağlar; bu nedenle motor braketleri, şanzıman muhafazaları ve elektronik muhafazalar, tasarım tamamlandıktan sonra bu yönteme güvenir.
Alüminyum Parçalarda Kum Dökümün Avantajları
Kum dökümü farklı bir yaklaşım benimsiyor ve farklı nedenlerden dolayı yerini alıyor. İşlem, metali sertleştirilmiş bir kalıba preslemek yerine, bir bağlayıcıyla karıştırılmış kumu bir modelin etrafına paketliyor, ardından erimiş alüminyumun yer çekimiyle dolduracağı bir boşluk bırakmak için modeli kaldırıyor. Bu, ekonomiyi ve pratikte üretilebilecek geometriyi değiştirir.
Düşük Takım Yatırımı
Desenler sertleştirilmiş çelik yerine ahşap, köpük veya 3D baskılı plastikten yapılabilir; bu da yeni bir parça numarasına başlamanın ön maliyetini azaltır ve bitmiş çizim ile ilk numune arasındaki süreyi kısaltır.
Büyük Kesit Yeteneği
Yerçekimiyle dökme, basınçlı dökümde bulunan basınç sınırlarının aynısını uygulamaz; bu nedenle, bir kalıbın güvenli bir şekilde kaldırabileceği kesit kalınlığının çok üzerinde kesit kalınlığına sahip pompa gövdeleri, dişli kutusu kasaları ve makine tabanları, kalıptan zorluk yaşamadan çıkar.
Çalıştırmalar Arasında Tasarım Esnekliği
Bir tasarım değiştiğinde bir desen yeniden işlenebilir veya yeni bir desen hızlı bir şekilde kesilebilir, böylece geliştirme sırasında bir boyutun ayarlanması gerektiğinde çelik kalıbın değiştirilmesi veya değiştirilmesi için gereken teslim süresi ve masraftan kaçınılır.
Düşük Hacimli Çalışmalara Uygun
Yalnızca bir avuç ünitenin veya kısa bir üretim sürecinin gerekli olduğu durumlarda, çelik kalıbın maliyetini bu kadar az parçaya yaymak nadiren mantıklı olur, bu nedenle kum kalıpları prototipler ve sınırlı seri çalışmalar için daha pratik yol olmaya devam ediyor.
Döküm Parametrelerinin Yan Yana Karşılaştırılması
Aşağıdaki tablo, bir çizimin hangisine yönlendirilmesi gerektiğine çoğunlukla karar veren değişkenlere göre en yaygın üç alüminyum şekillendirme yolunu sıralamaktadır.
| Parametre | Döküm | Kum Döküm | Kalıcı Kalıp Döküm |
|---|---|---|---|
| Takım Maliyeti | Yüksek | Düşük | Orta |
| Boyutsal Doğruluk | ±0,05 ila 0,1 mm tipik | ±0,5 ila 1,5 mm tipik | ±0,2 ila 0,5 mm tipik |
| Önerilen Parti Boyutu | Binlerce ve üzeri | Tek birimlerden birkaç yüze kadar | Yüzlerce ila birkaç bin |
| Ulaşılabilir Duvar Kalınlığı | 1 mm'den 4 mm'ye | 5 mm'den 50 mm'ye | 3 mm'den 20 mm'ye |
| Döküm Halinde Yüzey Pürüzlülüğü | Ra 1,5 ila 3,0 mikrometre | Ra 6,0 ila 12,5 mikrometre | Ra 3,0 ila 6,0 mikrometre |
| Tipik Döngü Süresi | Saniyelerden birkaç dakikaya kadar | Kalıp hazırlama dahil saatler | Döküm başına dakika |
Alüminyum Kum Döküm Ortak Parça Uygulamaları
Kum kalıpları, bir kalıbın basınç kısıtlamaları olmadan büyük, ağır bölümleri ve düzensiz şekilleri tolere edebildiğinden, belirli donanım kategorileri neredeyse yalnızca bu rota üzerinden inşa edilir.
Pompa Gövdeleri
Dahili su geçişleri ve montaj flanşları tek parça halinde dökülerek, aksi durumda sızdırmazlığa ihtiyaç duyacak dikişlerin önüne geçilir.
Valf Gövdeleri
Dişli bağlantı noktalarının etrafındaki kalın duvarlar basıncı tutarken dahili akış kanalları dökme sırasında temiz bir şekilde oluşur.
Flanşlar ve Bağlantı Parçaları
Cıvata daireleri ve sızdırmazlık yüzeyleri bitmiş boyuta yakın dökülerek yalnızca işlenecek eşleşme yüzeyi bırakılır.
Takım Tezgahı Tabanları
Çalışma sırasında titreşimi sönümleyen ağır, sert bölümler, basınçlı döküm sınırlarının çok ötesinde boyutlara sahiptir.
Tarımsal Ekipman Parçaları
Dış mekan yüklerine ve saha kullanımı sırasında tekrarlanan darbelere maruz kalan dişli kutusu muhafazaları ve braketleri.
Denizcilik Donanımı
Alüminyumun korozyon direncini kum dökümünün geniş kesit kapasitesiyle birleştiren braketler, muhafazalar ve bağlantı parçaları.
Alüminyum Parçalar Nasıl Dökülür
Hangi kalıp tipinin kullanıldığına bakılmaksızın, bir alüminyum parçanın oluşturulması, modelden bitmiş döküme kadar aynı geniş sırayı takip eder.
Desen veya Kalıp Hazırlama
Kum kalıplama için bir model oluşturulur veya basınçlı döküm için sertleştirilmiş bir çelik kalıp işlenir, böylece son parça geometrisi ve büzülme payı eşleştirilir.
Erime
Alüminyum alaşımı, tamamen sıvı, dökülebilir bir duruma gelinceye kadar pota veya indüksiyon ocağında kabaca 660 ila 720 santigrat dereceye kadar ısıtılır.
Gaz Alma ve Akılama
Gaz giderici bir madde, çözünmüş hidrojeni uzaklaştırır ve bir akış, oksit kalıntılarını yüzeye çekerek, bitmiş dökümdeki gözenekliliği azaltır.
Dökme veya Enjeksiyon
Erimiş metal, yerçekimi ile bir kum boşluğuna dökülür veya basınç altında bir kalıba enjekte edilir ve yüzey katılaşmaya başlamadan önce kalıbı doldurur.
Soğutma ve Katılaştırma
Kontrollü soğutma, dökümün en ince bölümlerden en kalın bölümlere doğru katılaşmasına olanak tanıyarak büzülme boşluklarını ve iç gerilimi sınırlandırır.
Kalıptan Çıkarma ve Bitirme
Döküm kumdan veya kalıptan ayrılır, kapaklar ve yükselticiler kesilir ve parça gerektiği gibi taşlama, ısıl işlem veya işlemeye devam eder.
Alüminyum Parçalar Nasıl Dökülür at Home
Aynı sürecin basitleştirilmiş bir versiyonu bir hobi atölyesinin erişimindedir. Küçük bir propan veya kömürle çalışan fırın, hurda alüminyumu çelik veya grafit bir potada eritirken, nemli dökümhane kumuna preslenen ahşap veya 3D baskılı bir desen boşluğu oluşturur. Desen geri çekildiğinde, kalıp yarımları kapatılıp sıkıştırılmadan önce bir dökme kapısı ve bir havalandırma kanalı elle kesilir. Erimiş metal, havanın sıkışmasını önlemek için düzenli olarak dökülür, ardından döküm yeterince soğuyana kadar müdahale edilmeden bırakılır. Güvenlik ekipmanı bu ölçekte daha az değil daha çok önemlidir: bir yüz siperi, ısıya dayanıklı eldivenler ve uzun kollu su sıçramalarına karşı koruma sağlar ve nemli kumda sıkışan su veya ıslak bir alet, erimiş alüminyumla temas ettiğinde buhara dönüşebileceğinden, dökme işlemi her zaman nem izinden uzak, kuru, yanıcı olmayan bir yüzeyde yapılmalıdır.
Alüminyum Döküm İçin Ne Kullanabilirim?
Malzeme seçimi iki yönde yapılır: kalıp malzemesi ve alüminyum alaşımının kendisi.
Kalıp Malzemeleri
Tek seferlik kalıplar için kil veya kimyasal bağlayıcılarla bağlanmış silis kumu, tekrarlanan basınçlı döküm döngüleri için işlenmiş çelik ve orta düzeyde bir üretim sürecinde yeniden kullanılan kalıcı kalıplar için grafit veya dökme demir.
Yaygın Alaşım Kaliteleri
Isıl işlemden sonra daha yüksek mukavemet gerektiren parçalar için A356 ve A357, genel basınçlı dökümler için ADC12 ve A380 ve bir dökümün daha sonra işleneceği ve iyi işlenebilirlik gerektiren durumlarda 6061.
Fırın Ekipmanları
Daha küçük partiler için propan, doğal gaz veya elektrik direnç elemanlarıyla ateşlenen pota fırınları ve üretimin yakıt maliyetinden daha önemli olduğu durumlarda daha hızlı eritme için indüksiyon fırınları.
Yardımcı Malzemeler
Her biri parçanın şekli yerine eritme ve dökme sırasında belirli bir kusur riskini ele alan gaz giderme tabletleri, kaplama fluxu, kalıp ayırıcı kaplamalar ve yükseltici manşonlar.
Alüminyum Dökümün Ayrım Hattı Nedir?
Ayırma çizgisi, bir kalıbın veya kalıbın iki yarısının birleştiği ve bitmiş dökümü serbest bırakmak için ayrıldığı yeri işaretler. Konumu, parçanın en geniş kesitinde seçilir, böylece her iki yarı da alttan kesmeye karşı kilitlenmeden temiz bir şekilde çekilebilir. Kötü yerleştirilmiş bir ayırma hattı ekstra çekirdek çalışmasına zorlar, başka türlü ihtiyaç duyulmayan taslak açıları ekler veya elle taşlanması gereken fazla flaş bırakır. Bitmiş bir dökümde, ayırma hattı genellikle soluk bir dikiş veya parçanın etrafından geçen hafif yükseltilmiş bir çizgi olarak görünür ve son inceleme sırasında bu dikiş boyunca hafif işleme veya taşlama görmek, bunu bir kusur olarak ele almak yerine normaldir.
Alüminyum Dökmek Ne Kadar Zordur?
Alüminyum, metal dökümü için zorluk aralığının ortasında yer alır. Orta düzeyde erime noktası ve iyi akışkanlığı, onu demir veya çeliğe göre daha dayanıklı kılar, ancak yine de dökümün her aşamasında bazı kusur türlerine dikkat edilmesi gerekir.
Gaz Gözenekliliği
Erimiş alüminyum, yüksek sıcaklıkta hidrojeni kolayca emer ve metal soğudukça bu gaz çözeltiden çıkar ve dökmeden önce gazdan arındırma işlemi düzgün bir şekilde yapılmadığı sürece küçük boşluklar bırakır.
Büzülme Boşlukları
Alüminyum katılaştıkça gözle görülür şekilde büzülür, böylece çevredeki metal sertleştikten sonra soğuyan kalın bölümler içe doğru çekilip bir iç boşluk bırakabilir.
Soğuk Kapatma
Her ikisi de kabuklanmaya başladıktan sonra buluşan iki metal akışı tam olarak kaynaşmayı başaramaz ve dökümün yüzeyinde gözle görülür bir zayıflık çizgisi bırakır.
Sıcak yırtılma
Çok daha kalın bir kütleye bitişik olan ince kesitler, kalıbın soğuma sırasında doğal büzülmeyi engellemesi halinde kısmen erimiş haldeyken çatlayabilir.
Dökme Alüminyum Bileşenler için Yüzey İşlem ve Tolerans Seçenekleri
Ham döküm nadiren atölyeden tam olarak kalıptan çıktığı gibi çıkar. İşlenmiş montaj yüzeyleri, korozyon direnci için anodize kaplamalar, uyumlu renk muhafazaları için toz kaplama ve tek tip mat doku için bilyeli dövme, parçanın hizmete gireceği yere bağlı olarak uygulanır. Tolerans sınıfları tipik olarak kritik olmayan yüzlerdeki genel döküm boyutlarından, eşleşen parçaların gerektirdiği milimetrenin birkaç yüzde biri dahilinde tutulan hassas işlenmiş deliklere ve cıvata modellerine kadar değişir. Duvar kalınlığının doğrulanması, iç gözeneklilik için X-ışını muayenesi ve sıvıyı tutacak parçalar üzerindeki basınç testi, bir parti piyasaya sürülmeden önce son muayenede yer alan ortak adımlardır.
Dökme Alüminyum Parçaların Temizlenmesi
Dökme alüminyum parçanın genel temizliği, ılık su ve yumuşak, aşındırıcı olmayan bir deterjanın yumuşak bir fırçayla uygulanmasıyla toz ve yüzey kirlerinin giderilmesiyle başlar. Alüminyumu korozyondan koruyan doğal oksit tabakasına zarar verdikleri için güçlü asitler ve alkalin temizleyicilerden kaçınılmalıdır. İnatçı kalıntılar, son durulamadan önce alüminyum için formüle edilmiş bir temizleyiciye kısa süre batırılarak gevşetilebilir ve tüy bırakmayan bir bezle tamamen kurulanabilir, çünkü girintilerde veya dişli deliklerde kalan nem, yeni oksidasyona yol açar.
Dökme Alüminyum Araba Parçalarının Temizlenmesi
Tekerlekler, emme manifoldları ve şanzıman muhafazaları zamanla yol tozunu ve fren kalıntılarını toplar. Önce gevşek kumları durulayıp, ardından tekerleklere zarar vermeyen bir alüminyum temizleyici ve girintili jant tellerine yumuşak bir fırça uygulamak, aşındırıcı parçacıkların yüzeyi çizmesini önler. Daha sonra hafif bir koruyucu balmumu tabakası, yıkamalar arasında oksidasyonun geri dönüşünü yavaşlatır.
Dökme Alüminyum Motor Parçalarının Temizlenmesi
Motor bileşenleri, normal suyun değiştiremeyeceği, fırınlanmış yağ filmi ve karbon birikintileri taşır. Parçayı tamamen soğumaya bırakmak, üzerine yağ giderici püskürtmek ve onu nervürlere ve cıvata göbeklerine metal yerine naylon bir fırçayla uygulamak, yüzeyin çizilmesini önler. Kör deliklerden tamamen kuru ve basınçlı hava üflenmesi, kalan temizleyicinin yeniden montaj sırasında conta contasına müdahale etmesini önler.
Rutin Bakım Temizliği
Düzenli dış mekan veya endüstriyel hizmetlerde kullanılan parçalar için, hafif sabun ve yumuşak bir bezle basit bir aylık yıkama ve ardından çukurlaşma veya beyaz oksit oluşumu açısından inceleme, mekanik cilalama gerektiren çukurlaşmalara yayılmadan önce korozyonu erken yakalar.
Yeni Bir Parça İçin Doğru Prosesi Seçmek
Döküm yöntemi önceden kararlaştırıldığında nadiren bir çizim elde edilir. Duvar kalınlığı, beklenen sipariş miktarı, birleşme yüzlerindeki tolerans gereklilikleri ve parçanın boyutu, tek bir gram alüminyumun eritilmesinden önce ya bir kalıbı, bir kum kalıbını ya da kalıcı bir kalıbı işaret eder. Parçanın mekanik ve korozyon gereksinimlerine en uygun alaşım kalitesinin yanı sıra bu faktörlerin erken gözden geçirilmesi, üretim başladıktan sonra yeniden işleme ve takım değişikliklerini minimumda tutar.
