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Als wichtiges Formverfahren ist der Metallguss in verschiedenen Bereichen der Fertigung weit verbreitet. Um sicherzustellen, dass die Metallgussprodukte eine gute Qualität und Leistung aufweisen, müssen Designer und Ingenieure während des Metallgussprozesses eine Reihe von Schlüsselfaktoren berücksichtigen. In diesem Artikel wird Folgendes untersucht:Wichtige Design- und Engineering-Überlegungen beim Metallguss.

Was ist Metallguss?

Metallguss ist ein HerstellungsverfahrenDabei wird geschmolzenes Metall in Formen gegossen, um 3D-Metallteile herzustellen. Die Form enthält Hohlräume mit der gewünschten Geometrie, und das geschmolzene Metall kühlt ab, um das erstarrte Teil zu bilden.
Das Wort "Guss" bezieht sich auch auf Teile, die durch ein Gussverfahren hergestellt werden, das 6.000 Jahre alt ist. In der Vergangenheit wurden Gießverfahren verwendet, um komplexe und große Teile herzustellen, die mit anderen Herstellungsverfahren nur schwer oder kostspielig herzustellen wären.

Gießen ist die erste Wahl für komplexe Geometrienweil es kostengünstiger ist und der Prozess einfacher ist im Vergleich zu z.B.CNC-Bearbeitung.Aber auch für die einfachsten Formen wird das Gießen aufgrund seiner schnellen Durchlaufzeit und seiner großen Produktionskapazitäten häufig verwendet. Heutzutage ist die Verwendung von Gussprodukten so weit verbreitet, dass Sie unabhängig von der Umgebung, in der Sie sich befinden, nicht um die Verwendung von Gussprodukten herumkommen. Einige Beispiele für Metallgussprodukte sind Motorblöcke, Hydranten, Elektromotoren, Werkzeuge, Ampeln, Schächte, Rohre, Ventile und verschiedene Armaturen.

Was sind die wichtigsten Designüberlegungen für den Metallguss?

Die Konstruktion von Metallguss ist ein komplexer und heikler Prozesswobei mehrere Schlüsselfaktoren berücksichtigt werden müssen. Das Verständnis dieser Überlegungen kann den Kunden helfen, das beste Metallgussverfahren für ihre spezifische Anwendung auszuwählen. Es ist wichtig zu beachten, dass das Design des Metallgusses nur eine Überlegung bei der Auswahl eines Metallgussverfahrens ist und mit anderen Faktoren abgewogen werden muss, um den Kundenbedürfnissen gerecht zu werden.

1. Metallgussform

Der erste Faktor, der in derMetallguss-Design ist Form. Wenn das Teil typischerweise rund ist (d. h. ein Ring, eine Hülse oder ein Rohr), dann kann Schleuderguss ein geeignetes Metallgussverfahren sein. Wenn das Teil nicht rund ist und komplexe Geometrien wie Innenkanäle oder Rippen aufweist, dann Feinguss oderSandgussist am besten geeignet. Die verbleibenden Designüberlegungen konzentrieren sich auf die Wahl derFeingussoder Sandguss.

2. Abmessungen des Metallgusses

Sandgussteile gibt es in einer viel größeren Größenvielfalt als Feingussteile. Wenn das Gussteil weniger als 1.200 Pfund wiegt, muss der Kunde bei der Entscheidung zwischen Feinguss und Sandguss den Detaillierungsgrad und die Gesamtgeometrie berücksichtigen. Die Gussqualität wird durch eine Software zur Erstarrungsmodellierung unterstützt. Die Software simuliert den Fluss von geschmolzenem Metall in die Form und analysiert die vorhergesagte Erstarrung beim Abkühlen der Form. Das Modell unterstützt die Formenkonstruktion, um sicherzustellen, dass die Teile den Anforderungen entsprechen.

3. Maßtoleranz

Unter Maßtoleranz versteht man die zulässige Abweichung eines Metallgusses von den geforderten Maßen. GenerellFeinguss hat engere Toleranzen als andere Metallgussverfahren(z. B. +/- 0,010 Zoll für den ersten Zoll, +/- 0,004 Zoll für jeden weiteren Zoll), auch bei feinen Details und Innenausstattung Das Gleiche gilt für die Komponenten des Kanals. Während Sandguss in der Regel die Maßtoleranzen des Feingusses nicht erreichen kann, kann er komplexe Geometrien und Details bei größeren Gesamtabmessungen liefern.

4. Oberflächenbehandlung

Die Oberflächengüte bezieht sich auf die äußere Textur eines Teils nach dem Metallguss, gemessen im mittleren Quadrat (RMS). Die Oberflächengüte des Feingusses im Gusszustand ist in der Regel feiner (60 bis 200 RMS) als die des Sandgusses (250 RMS oder mehr). Dadurch wird oft der Bearbeitungsbedarf reduziert (siehe unten). Sandguss kann bearbeitet werden, um eine feinere Oberflächengüte zu erzielen, aber dies ist mit zusätzlichen Kosten und Vorlaufzeiten verbunden. Wenn eine feine Oberflächengüte nicht erforderlich ist,Sandguss kann komplexe Geometrien liefernund Details zu Gesamtkosten, die in der Regel niedriger sind als beim Feinguss.

5. Anforderungen an die Verarbeitung

Konstruktionen aus Metallgussmuss die Menge an Metall berücksichtigen, die durch Bearbeitung aus dem Gussteil entfernt wird, um die gewünschte Form und die gewünschten Merkmale zu erreichen. Durch die Zerspanung können Kosten und Lieferzeiten deutlich gesteigert werden. Fast alle von Longsheng hergestellten Komponenten werden nach dem Versand in gewissem Maße von Longsheng oder dem Kunden bearbeitet.

Welche Materialien werden beim Metallguss verwendet?

Eine große Vielfalt anWerkstoffe werden im Metallguss verwendet, von denen jede aufgrund ihrer einzigartigen physikalischen und chemischen Eigenschaften in verschiedenen Industriebereichen weit verbreitet ist. Hier sind einige der wichtigsten Metallgussmaterialien:

Gußeisen

Gusseisen ist eine Eisen-Kohlenstoff-Legierung mit einem Kohlenstoffgehalt von mehr als 2,1 %. Es hat eine ausgezeichnete Gießbarkeit, Verschleißfestigkeit, Stoßdämpfung und andere Eigenschaften. Es gibt viele Arten von Gusseisen, die im Allgemeinen in weißes Gusseisen, Grauguss, Temperguss, duktiles Gusseisen usw. unterteilt sind. Grauguss hat drei Strukturen: Ferrit + Graphit, Ferrit + Graphit + Perlit und Perlit + Graphit. Es eignet sich für die Herstellung von Teilen, die statisch belastet sind. Temperguss ist ein hochfestes Gusseisen, das nach langfristigem Graphititglühen aus weißem Gusseisen gewonnen wird. Es eignet sich für die Herstellung von Teilen, die Stoßbelastungen tragen. Sphäroguss wird durch Zugabe von Sphäroidisierungsmitteln und Impfmitteln zur Sphäroidisierung von Graphit gewonnen. Seine Festigkeit, Plastizität und Zähigkeit sind höher als bei anderen Gusseisen und es eignet sich für die Herstellung komplexer Teile, die höheren Lasten tragen.

Aluminiumlegierung

Aluminiumlegierungen sind aufgrund ihrer geringen Dichte, hohen Festigkeit, guten Korrosionsbeständigkeit und hervorragenden Gießeigenschaften weit verbreitet.Aluminiumlegierung hat eine gute Gussleistung und eine hohe Fließfähigkeit. Es kann Präzisionsteile mit komplexen Formen und dünnen Wänden druckgießen, und die Oberfläche der Gussteile ist glatt. Darüber hinaus können Aluminiumlegierungen auch einer Vielzahl von Oberflächenbehandlungen unterzogen werden, wie z. B. Galvanisieren, Sprühen usw. Zu den gängigen Aluminiumgusslegierungen gehören ZL101, ZL102 usw. Sie eignen sich für Gussteile mit komplexen Formen und mittlerer Belastung sowie für Teile, die eine hohe Luftdichtheit, Korrosionsbeständigkeit und gute Schweißleistung erfordern.

Zinklegierung

Zinklegierung ist eine Legierung auf Basis von Zink unter Zusatz anderer Elemente. Es hat gute Gießeigenschaften und mechanische Eigenschaften. Die Zinklegierung hat ein großes spezifisches Gewicht, einen niedrigen Schmelzpunkt und lässt sich leicht druckgießen. Gleichzeitig haben Gussteile aus Zinklegierungen eine glatte Oberfläche und können in einer Vielzahl von Oberflächen verarbeitet werden. Zinklegierung weist jedoch eine schlechte Korrosionsbeständigkeit auf. Wenn die Verunreinigungselemente in der Legierungszusammensetzung den Standard überschreiten, führt dies dazu, dass das Gussteil altert und sich verformt. Darüber hinaus sind Druckgussteile aus Zinklegierungen nicht für den Einsatz in Arbeitsumgebungen mit hohen und niedrigen Temperaturen (unter 0 °C) geeignet. Zu den gängigen Zinklegierungen gehören Zamak3, Zamak5 usw., die für Gussteile mit geringen Anforderungen an die mechanische Festigkeit und Gussteile mit bestimmten Anforderungen an die mechanische Festigkeit geeignet sind.

Magnesiumlegierung

Die Magnesiumlegierung zeichnet sich durch geringe Dichte, gute spezifische Festigkeit und Steifigkeit, gute Schwingungsdämpfung und starke Abschirmfähigkeit gegen elektromagnetische Störungen aus. Die Magnesiumlegierung hat eine relativ schlechte Gießleistung, eine geringe Fließfähigkeit und eine größere Neigung zu Rissen und Schrumpfen. Magnesiumlegierungen werden jedoch häufig in Automobilen, der Luft- und Raumfahrt, der Elektronik und anderen Bereichen verwendet, da sie den Kraftstoffverbrauch erheblich verbessern, die Abgasemissionen reduzieren und das Gewicht von Produkten reduzieren können. Zu den gängigen gegossenen Magnesiumlegierungen gehören AZ91D, AM60B usw., die für die Herstellung von Automobilteilen, Luft- und Raumfahrtteilen usw. geeignet sind.

Kupferlegierung

Die Kupferlegierung zeichnet sich durch eine gute elektrische Leitfähigkeit, Wärmeleitfähigkeit, Korrosionsbeständigkeit und einen niedrigen Reibungskoeffizienten aus. Kupferlegierungen haben hervorragende Gießeigenschaften und können zu Gussteilen mit komplexen Formen verarbeitet werden. Kupferlegierungen werden häufig in der Elektronikindustrie, im Maschinenbau, in der Luft- und Raumfahrtindustrie, in der chemischen Industrie und in anderen Bereichen eingesetzt. In der Elektronikindustrie werden beispielsweise Kupferlegierungen häufig zur Herstellung elektronischer Komponenten verwendet. In der Maschinenindustrie werden Kupferlegierungen häufig zur Herstellung mechanischer Teile verwendet, die eine hohe Verschleißfestigkeit und Korrosionsbeständigkeit erfordern. In der Luft- und Raumfahrtindustrie werden Kupferlegierungen häufig verwendet, um Teile mit hoher Festigkeit und Zähigkeit herzustellen. Zu den gängigen Kupfergusslegierungen gehören Messing, Bronze usw. In der folgenden Tabelle werden dieVor- und Nachteile gängiger Metallgusswerkstoffe.

Gussmaterial	Vorteile	Benachteiligungen
Aluminiumlegierungen	Leicht; hohe Dimensionsstabilität; leicht zu werfen; gute Korrosionsbeständigkeit; hohe thermische und elektrische Leitfähigkeit; behält die Festigkeit bei hohen Temperaturen.	Erfordert den Einsatz von Kaltkammermaschinen.
Zinklegierungen	Am einfachsten zu werfen; hohe Duktilität; ausgezeichnete Oberflächenglätte; hohe Schlagfestigkeit; leicht plattierbar; wirtschaftlich für Kleinteile; Fördert eine lange Lebensdauer der Matrize aufgrund des niedrigen Schmelzpunkts.	Erfordert eine Beschichtung, um Korrosion zu widerstehen; hohe Dichte.
Gußeisen	Niedriger Preis, gute Verschleißfestigkeit, starke Druckfestigkeit	Leicht herzustellende Poren, spröde hoch
Magnesium-Legierungen	Nach dem Gießen am einfachsten zu bearbeiten; hervorragendes Verhältnis von Festigkeit zu Gewicht; leichteste; Verwenden Sie sowohl Warm- als auch Kaltkammermaschinen.	Schnell oxidiert.
Kupferlegierungen	Hohe Härte; hohe mechanische Eigenschaften; hohe Korrosions- und Verschleißbeständigkeit; Hohe Dimensionsstabilität.	Hohe Kosten; geringe Lebensdauer der Matrize; erfordert den Einsatz von Kaltkammermaschinen.

Was sind die wichtigsten technischen Herausforderungen im Metallguss?

Als wichtige Technologie der MaterialaufbereitungMetallguss spielt in der industriellen Produktion eine wichtige Rolle. Es gibt jedoch auch einige wichtige technische Herausforderungen, mit denen der Metallgussprozess konfrontiert ist.

1. Verbesserung der Gussqualität und -leistung:Mit der Entwicklung der modernen Industrie steigen die Qualitäts- und Leistungsanforderungen an Gussteile von Tag zu Tag. Gussteile müssen eine höhere Festigkeit, Zähigkeit, Verschleißfestigkeit und Korrosionsbeständigkeit aufweisen, um den Anforderungen verschiedener komplexer Arbeitsbedingungen gerecht zu werden. Um die Qualität der Gussteile zu verbessern, ist es notwendig, von vielen Aspekten auszugehen, wie z. B. der Auswahl der Rohstoffe, der Optimierung des Schmelzprozesses, der Konstruktion und Herstellung von Formen und der präzisen Kontrolle der Gussparameter.
2. Kontrolle und Vermeidung von Gussfehlern:Häufige Fehler im Gießprozess sind Porosität, Einschlüsse, Lunkerlöcher, Risse usw., die die Leistung und Lebensdauer von Gussteilen ernsthaft beeinträchtigen können. Um Gussfehler zu kontrollieren und zu verhindern, ist es notwendig, die Strömung, das Erstarrungsverhalten und den Defektbildungsmechanismus von geschmolzenem Metall im Gießprozess zu untersuchen und entsprechende Prozessmaßnahmen zur Verbesserung zu ergreifen.
3. Komplexität und Vielfalt von Gießprozessen:Es gibt viele Arten von Gießverfahren, darunter Sandguss, Strangguss, Feinguss, Druckguss, Niederdruckguss, Schleuderguss und andere Verfahren. Jedes Verfahren hat seinen spezifischen Anwendungsbereich und seine Vor- und Nachteile. Angesichts komplexer Gießanforderungen und unterschiedlicher Gussformen ist die Auswahl des geeigneten Gießverfahrens und die Optimierung seiner Parameter ein herausforderndes Thema.
4. Intelligenz und Automatisierung des Gießprozesses:Mit der Entwicklung intelligenter Fertigungstechnologien realisiert auch die Gießereiindustrie nach und nach eine intelligente und automatisierte Produktion. Aufgrund der Komplexität und Vielfalt des Gießprozesses ist es jedoch immer noch schwierig, eine vollständig intelligente und automatisierte Produktion zu erreichen. Es ist notwendig, die Datenerfassungs-, Analyse- und Verarbeitungsfähigkeiten des Gießprozesses zu stärken und intelligente Steuerungssysteme und automatisierte Produktionsanlagen zu entwickeln, um die Produktionseffizienz und die Produktqualität zu verbessern.
5. Umweltschutz und nachhaltige Entwicklung:Beim Metallguss entsteht eine große Menge an Abgasen, Abwässern und festen Abfällen, die die Umwelt stark belasten. Um Umweltschutz und nachhaltige Entwicklung zu erreichen, ist es notwendig, wirksame Umweltschutzmaßnahmen sowie Technologien zur Energieeinsparung und Emissionsreduzierung zu ergreifen, um den Energieverbrauch und die Schadstoffemissionen im Gießprozess zu reduzieren. Gleichzeitig ist es auch notwendig, grüne Gusswerkstoffe und -verfahren zu entwickeln, um die grüne Transformation der Gießereiindustrie zu fördern.

Häufig gestellte Fragen

1.Was sind die wichtigsten Designüberlegungen für den Metallguss?

Wichtige Designüberlegungen für den MetallgussEnthalten: Legierungsauswahl: Wählen Sie das geeignete Legierungsmaterial basierend auf der Einsatzumgebung und den Leistungsanforderungen des Gussteils aus. Gussstruktur: Entwerfen Sie eine vernünftige Gussstruktur, um komplexe Formen und unnötige Wanddickenänderungen zu vermeiden, Gussfehler zu reduzieren und die Produktionseffizienz zu verbessern. Design des Angusssystems: Ein richtig konstruiertes Angusssystem stellt sicher, dass geschmolzenes Metall den Formhohlraum reibungslos und schnell füllen kann, und ist förderlich für das Zuführen und Erschöpfen von Gussteilen. Design des Kühlsystems: Entsprechend der Form und Größe des Gussstücks wird ein geeignetes Kühlsystem entwickelt, um die Abkühlgeschwindigkeit und den Temperaturgradienten des Gussstücks zu steuern und Defekte wie thermische Risse und Verformungen zu vermeiden.

2. Wie wirkt sich die Wandstärke auf das Gussdesign aus?

Je größer die Wandstärke, desto langsamer ist die innere Abkühlgeschwindigkeit des Gussteils, was leicht zu Defekten wie groben inneren Strukturen, Schrumpfungsporosität und Lunkern führen kann. Eine zu hohe Wandstärke kann während des Abkühlprozesses leicht zu großen Eigenspannungen führen, die zu Verformungen oder Rissen des Gussteils führen. Eine übermäßige Wandstärke erhöht den Schwierigkeitsgrad und die Kosten der Bearbeitung. Eine übermäßige Wandstärke erhöht auch den Material- und Energieverbrauch, verlängert den Produktionszyklus und erhöht die Produktionskosten. Daher ist es bei der Auslegung der Wandstärke von Gussteilen notwendig, die Struktur, die Leistungsanforderungen und die Verarbeitungsschwierigkeiten der Gussteile umfassend zu berücksichtigen, um eine stabile und zuverlässige Qualität der Gussteile zu gewährleisten und die Produktionskosten zu senken.

3.Was sind häufige Fehler beim Metallguss und wie kann Design sie verhindern?

Häufige Fehler im MetallgussDazu gehören Poren, Lunker, Schrumpfungsporosität, Schlackenlöcher, Risse, Kaltschloss, Sandanhaftung usw. Um diese Defekte zu beheben, können die folgenden vorbeugenden Maßnahmen ergriffen werden: Porosität: Kontrollieren Sie den Gasgehalt in der Metallschmelze, erhöhen Sie die Gießtemperatur und den Absaugwirkungsgrad und verhindern Sie, dass das Gas im Hohlraum erschöpft wird. Schrumpfung und Porosität: Entwerfen Sie das Gießsystem und das Kühlsystem angemessen, um eine gleichmäßige Kühlung aller Teile des Gussteils zu gewährleisten und eine lokale Überhitzung und Unterkühlung zu vermeiden. Schlackenloch: Kontrollieren Sie streng die Rohstoffe und den Schmelzprozess, um zu verhindern, dass Verunreinigungen in das geschmolzene Metall gelangen. Risse: Entwerfen Sie die Gussstruktur angemessen, um eine Spannungskonzentration zu vermeiden. Kontrollieren Sie die Gießtemperatur und die Abkühlgeschwindigkeit, um das Auftreten von heißen Rissen und kalten Rissen zu vermeiden. Kaltabschaltung: Erhöhen Sie die Gießtemperatur und Fließfähigkeit des geschmolzenen Metalls, um sicherzustellen, dass das geschmolzene Metall den Formhohlraum reibungslos und schnell füllen kann. Sandanhaften: Verbessern Sie die Feuerbeständigkeit und chemische Stabilität der Form, steuern Sie die Heiztemperatur und den Oxidationsgrad der Legierung.
4.Warum ist das Formendesign für hochwertige Gussprodukte von entscheidender Bedeutung?

Die Konstruktion der Form ist für hochwertige Gussprodukte von entscheidender Bedeutung, was sich vor allem in den folgenden Punkten widerspiegelt: Die Form ist ein wichtiges Werkzeug, um die Form und Größe von Gussteilen während des Gießprozesses zu formen. Die Konstruktionsgenauigkeit und die Fertigungsqualität der Form wirken sich direkt auf die Form und Maßgenauigkeit des Gussstücks aus.
Die Konstruktions- und Fertigungsqualität der Form hängt auch mit der Leistung, Festigkeit und Verschleißfestigkeit des Gussteils zusammen. Hervorragende Formen können sicherstellen, dass Gussteile in komplexen und veränderlichen Arbeitsumgebungen eine stabile Leistung beibehalten. Eine vernünftige Formkonstruktion kann Gussfehler reduzieren und die Qualität und Qualifizierungsrate von Gussteilen verbessern, wodurch die Produktionskosten gesenkt und die Produktionseffizienz verbessert werden. Mit der Transformation und Modernisierung der Fertigungsindustrie und der kontinuierlichen Weiterentwicklung der Technologie werden auch der Formenbau und die Fertigungstechnologie ständig innovativ. Ein exzellentes Formendesign kann die kontinuierliche Entwicklung und den Fortschritt der Gießereiindustrie fördern.

Zusammenfassung

Während des Metallgussprozessesmüssen Konstrukteure und Ingenieure mehrere Schlüsselfaktoren wie die Form des Metallgusses, die Größe des Metallgusses, die Maßtoleranzen, die Oberflächenbehandlung und die Verarbeitungsanforderungen umfassend berücksichtigen. Im Prozess des Metallgusses sind wir jedoch auch mit der Verbesserung der Gussqualität und -leistung, der Kontrolle und Vermeidung von Gussfehlern, der Komplexität und Vielfalt der Gießprozesse, der Intelligenz und Automatisierung des Gießprozesses sowie dem Umweltschutz und der nachhaltigen Entwicklung konfrontiert. Technische Herausforderungen. Durch wissenschaftliches und vernünftiges Design und strenge Prozesskontrolle können wir sicherstellen, dass die Metallgussprodukte eine gute Qualität und Leistung aufweisen und verschiedene Verwendungsanforderungen erfüllen.

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