Jednou nás kontaktoval inženýr ohledně tlakově litého hliníkového pouzdra pro regulátor tlaku plynu. Měl podrobný CAD model, jasný roční cíl objemu a požadavek na povrchovou úpravu, který se na papíře zdál rozumný. Jediné, na co nedokázal odpovědět, bylo, jaký proces odlévání hliníku by měl jeho díl použít. Lití do písku znělo příliš drsně. Tlakové lití znělo před citací draho. Trvalé lití do formy znělo jako kompromis, který bez dat nemohl vyhodnotit. Toto váhání je běžné u konstruktérů, nákupních týmů a produktových manažerů, kteří potřebují lité hliníkové komponenty, ale nespecializují se na slévárenské technologie. Otázka, kterou si neustále kladou, je jednoduchá: jaké jsou různé typy hliníkových odlitků a jak se vlastně srovnávají v reálné výrobě?
Co je odlévání hliníku a proč záleží na výběru procesu?
Odlévání hliníku je výrobní proces, při kterém se roztavená hliníková slitina nalévá, vstřikuje nebo jinak zavádí do dutiny formy, která definuje tvar hotové součásti. Jakmile kov vychladne a ztuhne, forma se otevře nebo vyjme a výsledná součást se očistí, zkontroluje a často opracuje do konečných rozměrů. Hliníkové slitiny jsou oblíbenými odlévacími materiály, protože nabízejí příznivou rovnováhu mezi nízkou hustotou, dobrou tepelnou a elektrickou vodivostí, přirozenou odolností proti korozi a vynikající slévatelností v širokém rozsahu provozních podmínek.
Výběr procesu je důležitější, než si mnozí kupující uvědomují. Ovlivňuje nejen cenu za díl, ale také mechanickou pevnost, vnitřní neporušenost, rozměrovou konzistenci, povrchovou strukturu, dosažitelnou tloušťku stěny a kolik bude potřeba sekundárního obrábění. Dva díly se stejnou geometrií mohou fungovat zcela odlišně podle toho, zda byly vyrobeny litím do písku nebo vysokotlakým litím.
Před porovnáním jednotlivých procesů pomáhá vybudovat si mentální rámec. Každá metoda odlévání hliníku je variací stejné sekvence: vytvořte dutinu, naplňte ji roztaveným kovem, kontrolujte tuhnutí a vyjměte součást. Rozdíly spočívají v tom, jak je dutina vyrobena, jak je kov zaveden a jak rychle se ochlazuje. Tyto tři proměnné určují téměř každý praktický rozdíl mezi litím do pískové formy, litím do stálých forem, tlakovým litím, litím na vytavitelný model a litím do ztracené pěny.
Pokud potřebujete ještě obecnější úvod, náš kompletní průvodce odléváním hliníku pokrývá základní proces od surové slitiny po hotovou kontrolu. Tento článek se zaměřuje na typy procesů a technické kompromisy, které je oddělují.
Hlavní typy odlévání hliníku
Průmyslová praxe seskupuje odlévání hliníku do několika zavedených skupin. Některé jsou definovány materiálem formy, jiné tlakem použitým k vyplnění dutiny a další technologií vzoru. Níže popsaných šest typů pokrývá převážnou většinu komerčních hliníkových odlitků vyráběných po celém světě. Každý z nich má odlišnou pozici v ceně, objemu, přesnosti a mechanickém výkonu.
Odlévání do písku
Při lití do písku se používá forma vyrobená z hutněného písku smíchaného s hlínou nebo chemickými pojivy. Dřevěný, pryskyřičný nebo kovový vzor vytváří dutinu v písku. Poté, co se roztavený hliník nalije gravitací a nechá se vychladnout, se písková forma rozbije, aby se uvolnil odlitek.
Protože se forma po každém cyklu zničí, má lití do písku nejnižší náklady na nástroje mezi hlavními procesy. Množství prototypů a malé výrobní série jsou ekonomicky životaschopné. Praktické jsou i velké a geometricky složité díly a žádná hliníková slitina není vyloučena. Kompromisy jsou hrubší povrchová úprava, volnější rozměrové tolerance a pomalejší doby cyklu ve srovnání s trvalou formou nebo tlakovým litím.
Odlévání do písku je rozumným výchozím bodem, když je roční množství nízké a když obrábění odebere velké množství povrchového materiálu.
Trvalé lití do formy
Trvalé lití do formy, někdy nazývané gravitační lití, používá opakovaně použitelnou ocelovou nebo litinovou formu, do které se roztavený hliník nalévá gravitací nebo se naklání, aby se zlepšil tok. Kovová forma rychle odebírá teplo, což zjemňuje strukturu zrna a zlepšuje mechanické vlastnosti ve srovnání s litím do písku.
Tento proces zaujímá střední cestu mezi litím do písku a litím pod vysokým tlakem. Náklady na nástroje jsou mírné, výrobní rychlost je úctyhodná a povrchová úprava je znatelně lepší než u písku. Vyhovuje výrobním sériím několika tisíc až desítek tisíc dílů ročně, zejména pro pouzdra, držáky a konstrukční součásti, které vyžadují vyšší integritu, než může nabídnout lití do písku.
Vysokotlaké lití pod tlakem
Vysokotlaké lití pod tlakem, často označované zkratkou HPDC, je proces, který je nejvíce spojen s velkoobjemovými hliníkovými součástmi. Roztavený hliník je vstřikován do přesné ocelové matrice vysokou rychlostí a pod vysokým tlakem, často více než 10 000 psi aplikovaným na kov.
HPDC poskytuje extrémně rychlé časy cyklu, obvykle od 30 sekund do několika minut na jeden výstřel. Tenké stěny, složité vnitřní geometrie a jemné povrchové detaily lze vyrábět opakovaně. Rozměrové tolerance jsou těsnější než jakákoli jiná běžná metoda odlévání, a proto jsou bloky automobilových motorů, skříně převodovek, skříně motorů a nespočet elektronických skříní vyráběny tímto způsobem.
Hlavním omezením je pórovitost. Vysokorychlostní vstřikování může zachytit vzduch a plyn uvnitř kovu a vytvářet mikrodutiny, které snižují tlakovou těsnost a omezují schopnost svařovat nebo tepelně zpracovávat součást. Vysoce kvalitní tlaková lití toto minimalizují díky řízeným vstřikovacím profilům, vakuovému asistentu a pečlivému designu vtoků.
Nízkotlaké lití pod tlakem
Nízkotlaké lití do formy plní formu zespodu za použití tlaku inertního plynu, typicky několik psi, k vytlačení roztaveného hliníku nahoru do ocelové formy. Proudění je mnohem klidnější než HPDC, takže se zachytí méně vzduchu a výsledný odlitek má nižší poréznost a vyšší mechanickou integritu.
Nižší rychlost plnění znamená delší doby cyklů, ale díky zlepšené hlučnosti je LPDC atraktivní pro konstrukční díly důležité z hlediska bezpečnosti, hliníková kola, hlavy válců a součásti, které musí odolávat tlaku nebo únavovému zatížení. Náklady na nástroje jsou podobné jako na nástroje pro trvalé formy a objemy výroby odpovídají střednímu až vysokému rozsahu.
Investiční lití
Investiční lití, také nazývané lití do ztraceného vosku, začíná voskovým vzorem, který je potažen několika vrstvami keramické kaše, aby se vytvořila skořápka. Vosk se poté roztaví a zůstane přesná keramická forma. Do zahřáté skořepiny se nalije roztavený hliník a po ztuhnutí se keramika odlomí.
Tato metoda poskytuje vynikající rozměrovou přesnost, jemné detaily povrchu a složité vnitřní průchody, které by vyžadovaly obrábění v jiných procesech. Nevýhodou jsou náklady: výroba modelu je náročná na práci a náklady na díl jsou vysoké. Investiční lití vyhovuje složitým součástem, které vyžadují přesnost a kde objem neospravedlňuje nástroje pro tlakové lití. Typickými příklady jsou letecké držáky, části přístrojů a součásti lékařských přístrojů.
Odlévání ztracené pěny
Odlévání ztracené pěny využívá vzor pěnového polystyrenu tvarovaný přesně jako finální díl. Vzor je potažen propustnou žáruvzdornou vrstvou, zapuštěnou do nespojeného písku a poté je roztavený hliník nalit přímo na pěnu. Teplo odpaří pěnu a kov vyplní výslednou dutinu.
Protože zde nejsou žádné dělicí linie formy, odlitky ze ztracené pěny mají vynikající rozměrovou konzistenci a mohou produkovat složité sestavy dříve vyrobené z více dílů. Tento proces používají výrobci automobilů pro hlavy válců, výfukové potrubí a bloky motorů. Nástroje pro pěnové vzory jsou relativně ekonomické, ale zařízení na formování pěny a spotřební vzory vyžadují pečlivou kontrolu procesu.
Srovnání metod lití na první pohled
Následující tabulka shrnuje praktické rozsahy spojené s každým procesem odlévání hliníku. Skutečné hodnoty závisí na konkrétní slitině, geometrii součásti a schopnostech slévárny, takže tyto hodnoty používejte spíše jako vodítko pro rozhodování než jako absolutní specifikace.
| Proces | Typický roční objem | Relativní náklady na nástroje | Rozměrová tolerance (mm) | Typická povrchová úprava (Ra, µm) | Relativní náklady na díl |
|---|---|---|---|---|---|
| Odlévání do písku | 1 – 10 000 | Nízká | ±0,5 – ±2,5 | 6.3 – 12.5 | Nízká at small volumes |
| Trvalá plíseň | 5 000 – 100 000 | Střední | ±0,2 – ±0,8 | 1,6 – 6,3 | Mírný |
| Vysokotlaké lití pod tlakem | 10 000 – 1 000 000 | Vysoká | ±0,1 – ±0,3 | 0,8 – 3,2 | Velmi nízká při vysokých hlasitostech |
| Nízkotlaké lití pod tlakem | 10 000 – 300 000 | Střední-high | ±0,2 – ±0,5 | 1,6 – 6,3 | Nízká to moderate |
| Investiční lití | 100 – 20 000 | Střední-high | ±0,1 – ±0,5 | 0,8 – 3,2 | Vysoká |
| Odlévání ztracené pěny | 1 000 – 100 000 | Střední | ±0,5 – ±1,5 | 3.2 – 12.5 | Nízká to moderate at scale |
Z tohoto srovnání vycházejí tři závěry. Za prvé, lití do písku vyhrává, když je objem nádrže malý a rozpočet na nástroje je omezený. Za druhé, vysokotlaké odlévání se stává dominantním, protože roční množství šplhá do desítek tisíc, protože náklady na díl prudce klesají. Za třetí, trvalá forma a nízkotlaké lití do formy sedí uprostřed a září, když je prioritou mechanická pevnost nebo tlaková těsnost.
Relativní náklady na hotový díl
Sloupcový graf níže ukazuje vážené srovnání nákladů na hotový díl při typických objemech výroby. Investiční lití představuje nejvyšší náklady na díl, zatímco vysokotlaké lití se stává nejhospodárnějším v měřítku.
Hliníkové slitiny běžně používané při odlévání
Pochopení typů procesů je jen polovinou rozhodnutí. Samotná hliníková slitina ovlivňuje, jak se díl chová při provozu a jak dobře vyhovuje danému způsobu odlévání. Většina licích slitin obsahuje křemík a měď pro zlepšení tekutosti a pevnosti. Níže uvedená tabulka uvádí nejběžnější komerční slitiny používané ve výše popsaných procesech odlévání.
| Slitina | Typický proces | Pevnost v tahu (MPa) | Mez kluzu (MPa) | Prodloužení (%) | Klíčové vlastnosti |
|---|---|---|---|---|---|
| A356 | Písek, Permanent Mold, LPDC | 230–280 | 160–210 | 3–10 | Tepelně zpracovatelná, dobrá tažnost a odolnost proti únavě |
| A380 | Vysokotlaké lití pod tlakem | 320–340 | 150–170 | 2 – 4 | Vynikající slévatelnost a tepelná vodivost |
| ADC12 | Vysokotlaké lití pod tlakem | 310–330 | 150–160 | 2 – 4 | Standardní japonská specifikace, podobná A380 |
| A360 | Vysokotlaké lití pod tlakem | 280–300 | 140–160 | 3–6 | Lepší odolnost proti korozi než A380 |
| A413 | Vysokotlaké lití pod tlakem | 280–300 | 130–150 | 3 – 5 | Vysoká silicon, excellent pressure tightness |
A356 je preferovaná slitina, když konstrukce vyžaduje vysokou tažnost nebo když bude součást tepelně zpracována do stavu T6. Často se kombinuje s trvalou formou, nízkotlakým litím nebo litím do písku, protože tyto procesy umožňují pomalejší tuhnutí potřebné pro rozvoj dobrých mechanických vlastností.
A380 a ADC12 dominují světu tlakového lití. Jejich vysoký obsah křemíku umožňuje jejich dobré zatékání do tenkostěnných dutin a jejich krátký rozsah tuhnutí snižuje roztržení za tepla. Nevýhodou je, že se nedají snadno opravit svarem a nedoporučují se pro pozdější eloxování, pokud je požadována jasná nebo konzistentní barva.
A360 nabízí střední dráhu s lepší odolností proti korozi a mírně lepší tažností než A380, přičemž si zachovává slévatelnost potřebnou pro tlakové lití. A413 se volí, když odlitek musí držet tlak, jako jsou tělesa čerpadel, skříně kompresorů nebo bloky hydraulických ventilů.
Jak vybrat správnou metodu lití hliníku
Výběr mezi typy procesů je mnohem snazší, jakmile jsou klíčové rozhodovací faktory porovnány se skutečnými požadavky projektu. Následující karty popisují šest faktorů, které nejčastěji řídí konečný výběr v našem každodenním plánování výroby.
1. Roční objem
Objem je nejsilnějším jediným prediktorem výběru procesu. Pod 5 000 kusů lití do písku nebo lití na vytavitelný materiál udržuje amortizaci nástrojů na nízké úrovni. Od 5 000 do 50 000, trvalé formy a nízkotlaké procesy vyvažují náklady a průchodnost. Nad 50 000 obvykle vítězí vysokotlaké lití, protože vysoké náklady na nástroje jsou rozloženy na velkou dávku.
2. Rozměrová tolerance
Pokud návrh vyžaduje obráběcí materiál o tloušťce pouze 0,3 mm nebo prvky zaklapávací sestavy, které nelze obrábět, mělo by být výchozím bodem vysokotlaké lití pod tlakem nebo lití na vytavitelný materiál. Odlévání do písku nemůže udržet úzké tolerance na tenkých prvcích a dokonce i lití do trvalých forem vyžaduje velké přídavky na obrábění pro složité obrysy.
3. Povrchová úprava
Viditelné povrchy, které budou opatřeny dekorativním práškovým lakem nebo eloxováním, vyžadují hladký povrch jako odlitek. Vysokotlaké lití pod tlakem poskytuje nejlepší povrch přímo z formy. Trvalé lití do formy je přijatelné pro mnoho průmyslových dílů. Odlitky z písku a ztracené pěny obvykle vyžadují broušení, leštění nebo tmelení před kosmetickými nátěry.
4. Mechanická integrita
Díly nesoucí strukturální zatížení, tlak nebo únavové cykly by se měly vyhýbat vysokotlakému lití, pokud konstrukční tým nezohlednil pórovitost. Nízkotlaké lití do formy a lití do trvalých forem vytváří hustší vnitřní struktury. A356 ve stavu T6 nabízí nejlepší kombinaci pevnosti a tažnosti mezi běžnými slévárenskými slitinami.
5. Velikost součásti a tloušťka stěny
Odlévání do písku si snadno poradí s velmi velkými díly a tlustými profily. Odlévání pod vysokým tlakem je omezeno velikostí výstřelu stroje a praktická tloušťka stěny se obvykle pohybuje od 1,5 mm do 6 mm. Pokud má součást silnostěnný výstupek vedle velké ploché oblasti, může mít jeden proces potíže s vyplněním tenké části a ztuhnutím tlusté části bez smrštění.
6. Sekundární operace
Otvory se závitem, těsnicí plochy a protilehlé plochy téměř vždy vyžadují přesné obrábění. Proces odlévání s lepší rozměrovou konzistencí snižuje čas obrábění a zmetkovitost. Vysokotlaké lití pod tlakem a vytavitelné lití umožňuje minimální obrábění, zatímco odlitky do písku mohou vyžadovat odstranění několika milimetrů materiálu na každém kritickém povrchu.
Praktickým přístupem je vyhodnotit návrh proti dvěma otázkám, které jsou nejdůležitější. Za prvé, jaké je celkové roční množství, které bude vyrobeno během životnosti nástroje? Za druhé, které povrchy a mechanické vlastnosti nemohou být narušeny pórovitostí? Odpověď na tyto dvě otázky bude směřovat k jednomu nebo dvěma kandidátským procesům. Odtud obvykle stačí krátký rozhovor se zkušeným výrobcem odlitků k zúžení pole.
Klíčové aspekty kvality u hliníkových odlitků
Bez ohledu na zvolenou metodu odlévání by kupující měli rozumět faktorům kvality, které oddělují přijatelný odlitek od nákladného selhání na poli. Nejdůležitějšími faktory jsou kontrola poréznosti, přídavky na obrábění, integrita povrchu a chování při tepelném zpracování.
Pórovitost a tlaková těsnost
Pórovitost je nejčastějším problémem kvality při odlévání hliníku. Pórovitost plynu vzniká, když se vodík rozpouští v tekutém kovu a vystupuje z roztoku během tuhnutí. Smršťovací pórovitost se tvoří, když konečný tekutý kov v těžké části ztuhne bez dostatečného množství přiváděného kovu k vyplnění dutiny. Tlakotěsné součásti, jako jsou tělesa ventilů a tělesa čerpadel, mohou unikat podél propojených pórů. Výběr procesu významně ovlivňuje pórovitost. Vysokotlaké lití pod tlakem přirozeně vytváří jemnou poréznost plynu díky turbulentní náplni. Nízkotlaké a trvalé lití do formy snižuje turbulence, a tím snižuje zachycování plynu. Slévárny regulují pórovitost odplyňováním taveniny, optimalizací vtoků, chladicích kanálů a používáním vakuových systémů ve strojích na tlakové lití.
Přídavek na obrábění a rozměrová strategie
Výkresy součástí často uvádějí konečné obrobené rozměry, ale samotný odlitek musí poskytnout dostatek polotovaru pro řezný nástroj. Příliš mnoho zásob zvyšuje čas a náklady na obrábění; příliš málo zásob riskuje, že dojde materiál, pokud se odlitek posune v zápustce. Dobře navržený odlitek věnuje velkou pozornost základním prvkům, takže obráběcí přípravky jsou umístěny mimo stejné povrchy jako nástroj. Vysokotlaké lití do formy může mít konzistentní rozměry, které umožňují minimální zásoby, zatímco lití do písku vyžaduje větší přídavky kvůli posunu formy a erozi písku.
Integrita povrchu a nátěry
Hliníkové odlitky jsou často povrchově upraveny práškovým lakováním, eloxováním nebo pokovováním. Povrchové vady, jako jsou studené uzávěry, průtokové čáry a záblesky, musí být před nátěrem odstraněny. Při lití pod vysokým tlakem se může povrchová pórovitost během obrábění otevřít a zničit kosmetickou kvalitu eloxovaného dílu. Z tohoto důvodu dekorativní aplikace někdy vyžadují alternativní proces nebo dodatečný krok povrchové úpravy. Odlitky určené pro venkovní použití těží z konverzní nátěrové vrstvy před práškovým lakováním, která zlepšuje přilnavost barvy a odolnost proti korozi.
Tepelné zpracování a stárnutí
Ne všechny slitiny hliníku lze tepelně zpracovat. Slitiny, jako je A356, dobře reagují na ošetření roztokem a umělé stárnutí, čímž dochází k výraznému zvýšení pevnosti v tahu a tvrdosti. Slitiny pro tlakové lití jako A380 a ADC12 obsahují poréznost plynu, která se během zpracování roztokem zvětšuje a způsobuje na povrchu puchýře a deformace. Pokud je pevnost po tepelném zpracování náročným požadavkem, měl by návrh specifikovat kombinaci procesu a slitiny, která to podporuje, jako je nízkotlaké odlévání do trvalé formy s A356-T6.
Proč full-service castingový partner zlepšuje výsledky projektu
Mezera mezi dobrým výkresem a spolehlivým výrobním odlitkem je vyplněna inženýrskými zkušenostmi, disciplinovaným řízením procesu a integrovanými výrobními schopnostmi. Mnoho kupujících začíná kontaktováním několika sléváren s 2D výkresem a cílovou cenou, aby zjistili, že skutečná práce začíná až po přijetí nabídky. Návrh nástroje, kontrola prvního výrobku, vývoj procesních parametrů a přídavky na obrábění – to vše ovlivňuje to, zda finální díl vyhovuje tisku.
Kompletní výrobce hliníkových odlitků přináší design forem, tlakové lití, CNC obrábění a povrchové úpravy pod jednou střechou. Tato struktura zkracuje komunikační smyčky a snižuje riziko, že jeden dodavatel obviní druhého, když se objeví rozměrový problém. To také umožňuje slévárenskému týmu optimalizovat geometrii odlitku pro vyrobitelnost ještě před vyrobením nástroje. V našem vlastním výrobním pracovním postupu se u každého nového projektu používá simulace toku formy k identifikaci potenciálních problémů s výplní, smršťovacích zón a svarových linií před řezáním jakékoli oceli. Toto předřazené inženýrství snižuje revize nástrojů a cykly ověřování.
Důležitá je také certifikace systému jakosti. ISO 9001 a IATF 16949 jsou běžná očekávání pro průmyslové a automobilové dodavatelské řetězce. Zejména IATF 16949 vyžaduje přísnou analýzu režimu selhání procesu, statistické řízení procesů a systémy sledovatelnosti, které jsou přínosem pro každého zákazníka, nejen pro automobilové značky. Naše vlastní zařízení v Ningbo prošlo audity ISO 9001:2015 a IATF 16949:2016 a pro naše operace odlévání a obrábění udržujeme schválení hodnocení životního prostředí.
Pro bližší pohled na to, jak se typický projekt odlévání přesouvá od roztaveného kovu k hotovému obrobenému dílu, náš podrobný článek o výrobním procesu prochází postupně každou výrobní fází.
Přesné odlévané díly z hliníkové slitiny pro zakázkové průmyslové aplikace Tento příklad produktu zdůrazňuje zakázkové přesné odlévání s CNC obráběnými montážními plochami a různými povrchovými úpravami, takže je relevantní pro projekty vyžadující složité geometrie a úzké montážní tolerance. Zobrazit produkt → 
Odlitky z hliníkové slitiny odolné proti opotřebení pro součásti náchylné na tření Tento příklad odlitku demonstruje výběr slitiny odolné proti opotřebení a povrchové úpravy vhodné pro díly s častým kontaktem a třením a nabízí pohled na zakázkovou výrobu zaměřenou na odolnost. Zobrazit produkt → 
Vysoká-Temperature Resistant Aluminum Alloy Castings for Thermal Stability Tento příklad, navržený pro díly vystavené vysokým nebo kolísavým teplotám, ilustruje řízení materiálu a procesu pro snížení rizika deformace, s více možnostmi povrchové úpravy pro odolnost proti korozi. Zobrazit produkt → Výše uvedené produkty jsou reprezentativní příklady z naší výrobní historie. Ukazují rozsah geometrií, povrchových úprav a požadavků na výkon, které může zakázkový projekt odlévání hliníku pokrýt. Pokud váš díl spadá do podobné kategorie, technická kontrola výkresu a aplikace rychle odhalí, zda je vhodné použít lití do písku, lití do stálých forem nebo lití pod vysokým tlakem.
Často kladené otázky o typech hliníkových odlitků
Která metoda odlévání hliníku je nejlepší pro velkosériovou výrobu?
Vysokotlaké tlakové lití je nejrychlejší a nejekonomičtější proces pro hliníkové díly vyráběné ve velkém objemu. Doby cyklů jsou krátké, nástroje vytvářejí stovky tisíc záběrů a rozměrová konzistence snižuje sekundární obrábění. Roční objemy nad 50 000 dílů jsou běžnou oblastí pro HPDC. Pro objemy mezi 10 000 a 50 000 může být nízkotlaké tlakové lití nebo lití do trvalých forem konkurenceschopné, když je třeba zlepšit mechanické vlastnosti oproti HPDC.
Jaký je rozdíl mezi tlakovým litím a litím do trvalé formy?
Tlakové lití vstřikuje roztavený hliník do ocelové formy při vysokém tlaku a rychlosti, zatímco lití do trvalé formy se při plnění ocelové nebo železné formy spoléhá na gravitaci nebo nízký tlak. Vysoká rychlost vstřikování při tlakovém lití umožňuje tenčí stěny a rychlejší cykly, ale zvyšuje riziko zachycení vzduchu. Trvalým litím do formy se získávají hustší, pevnější díly s lepší tlakovou těsností, ale při pomalejším cyklu a s mírně tlustšími minimálními stěnami.
Je lití do písku levnější než lití pod tlakem?
Pro malé množství ano. Nástroje pro lití do písku stojí zlomek nástrojů pro lití pod tlakem, protože písková forma se po každém použití zničí a nevyžaduje kalenou nástrojovou ocel. S rostoucím ročním objemem zůstávají náklady na odlévání do písku vysoké v důsledku pomalejší výroby a rozsáhlých dokončovacích prací. Odlévání pod tlakem je levnější na díl, jakmile jsou náklady na nástroje amortizovány na dostatečný počet jednotek, obvykle několik tisíc dílů nebo více.
Lze hliníkové odlitky svařovat nebo pájet?
Ano, ale úspěšnost závisí na procesu a slitině. Pískové, trvalé formy a nízkotlaké odlitky s nízkou porozitou plynu lze svařovat s vhodným přídavným materiálem. Vysokotlaké odlitky se obtížně svařují, protože poréznost plynu expanduje teplem sváru a vytváří bubliny. Pokud musí být tlakový odlitek svařen, může vakuově podporovaná HPDC snížit poréznost natolik, aby bylo možné svařování. A356 a podobné slitiny se dobře svařují ve stavu T6, pokud plnivo odpovídá chemii slitiny.
Jaká je nejpevnější slitina hliníku?
A356 odlitý v tepelně zpracovaném stavu T6 je obecně považován za nejpevnější běžnou rodinu hliníkových odlévacích slitin s pevností v tahu dosahující 280 až 300 MPa a prodloužením 3 až 10 procent v závislosti na způsobu odlévání. Některé speciální slitiny jako A201 tuto pevnost překračují, ale jsou drahé a obtížně se odlévají. Pro vysokotlaké tlakové lití poskytuje A380 nejlepší kombinaci pevnosti, slévatelnosti a hospodárnosti.
Jak velké obrábění je potřeba po odlití?
Vysokotlaké odlitky jsou často lehce opracovány na těsnicích plochách a závitových otvorech, zatímco ostatní povrchy zůstávají odlévané. Stálá forma a nízkotlaké odlitky obvykle vyžadují opracování na lícovaných plochách. Pískové odlitky mohou vyžadovat těžké obrábění kvůli volným tolerancím a posunu formy. Dobře navržený proces odlévání zkracuje dobu obrábění umístěním referenčních terčů do stejného záběru jako kritické prvky a zachováním těsné opakovatelnosti rozměrů od záběru k záběru.
Závěrečné úvahy o výběru procesu odlévání hliníku
Různé typy hliníkových odlitků nejsou konkurenční technologie v tom smyslu, že jedna je univerzálně lepší. Odlévání do písku, lití do trvalých forem, vysokotlaké lití, nízkotlaké lití, lití na vytavitelný model a lití do ztracené pěny zaujímají v trojúhelníku cena-objem-přesnost logickou pozici. Správná volba se objeví, když se zapíše a seřadí roční objem výroby, požadavky na tolerance, mechanické zatížení a specifikace povrchové úpravy.
Inženýři, kteří v rané fázi získávání zdrojů věnují trochu času navíc, se vyhnou nejdražším chybám v projektu. Část, která dobře teče v jednom procesu, může mít skrytou pórovitost v jiném. Rozměrová tolerance, která je dosažitelná v HPDC, může vyžadovat nákladné přepracování při lití do písku. Požádat technický tým slévárny, aby zkontroloval výkres před zahájením výroby nástrojů, je vždy ten nejchytřejší krok. Výrobci odlitků s vlastními nástroji, obráběním a systémy kvality mohou rychle poskytnout praktickou odpověď, protože se setkali se stejnými typy výzev v mnoha projektech.
Pokud máte výkres dílu a chcete vědět, který způsob odlévání hliníku vyhovuje vašemu projektu, nejrychlejší cestou je zaslat geometrii a požadovaný roční objem výrobci odlitků k technické kontrole. Konverzace vyplyne na povrch brzy, zatímco změny designu jsou stále dostupné.
