Τι είναι η μόνιμη χύτευση καλουπιών;

Η μόνιμη χύτευση καλουπιού αναφέρεται στη διαδικασία χύτευσης που χρησιμοποιεί ειδικό μεταλλικό καλούπι (μήτρα) για την υποδοχή του λιωμένου υγρού χυτού μετάλλου. Είναι κατάλληλο για παραγωγήχύτευσησε μεγάλη ποσότητα. Αυτή η διαδικασία καλουπώματος ονομάζεται χύτευση μετάλλων ή χύτευση με βαρύτητα, καθώς το μέταλλο εισέρχεται στο καλούπι υπό τη βαρύτητα.

Σε σύγκριση με τη χύτευση με άμμο, τη χύτευση καλουπιού κελύφους ή τη χύτευση επένδυσης, στην οποία πρέπει να προετοιμαστεί ένα καλούπι για κάθε χύτευση, η μόνιμη χύτευση καλουπιού θα μπορούσε να παράγει τα χυτά με τα ίδια συστήματα χύτευσης για κάθε τμήμα χύτευσης.

Το υλικό καλουπιού της μόνιμης χύτευσης αποφασίζεται λαμβάνοντας υπόψη τη θερμοκρασία έκχυσης, το μέγεθος της χύτευσης και τη συχνότητα του κύκλου χύτευσης. Καθορίζουν τη συνολική θερμότητα που πρέπει να φέρει η μήτρα. Ο λεπτόκοκκος γκρίζος χυτοσίδηρος είναι το πιο γενικά χρησιμοποιούμενο υλικό μήτρας. Ο κραματοποιημένος χυτοσίδηρος, ο ανθρακούχο χάλυβας και οι κραματοποιημένοι χάλυβες (H11 και H14) χρησιμοποιούνται επίσης για πολύ μεγάλους όγκους και μεγάλα εξαρτήματα. Τα καλούπια γραφίτη μπορούν να χρησιμοποιηθούν για παραγωγή μικρού όγκου από αλουμίνιο και μαγνήσιο. Η διάρκεια ζωής της μήτρας είναι μικρότερη για κράματα υψηλότερης θερμοκρασίας τήξης όπως ο χαλκός ή ο γκρίζος χυτοσίδηρος.

Για την κατασκευή οποιωνδήποτε κοίλων τμημάτων, οι πυρήνες χρησιμοποιούνται επίσης στη μόνιμη χύτευση καλουπιών. Οι πυρήνες μπορούν να κατασκευαστούν από μέταλλο ή άμμο. Όταν χρησιμοποιούνται πυρήνες άμμου, η διαδικασία ονομάζεται ημιμόνιμο καλούπωμα. Επίσης, ο μεταλλικός πυρήνας πρέπει να αποσυρθεί αμέσως μετά τη στερεοποίηση. Διαφορετικά, η εξαγωγή του γίνεται δύσκολη λόγω συρρίκνωσης. Για περίπλοκα σχήματα, πτυσσόμενοι μεταλλικοί πυρήνες (πυρήνες πολλαπλών τεμαχίων) χρησιμοποιούνται μερικές φορές σε μόνιμα καλούπια. Η χρήση τους δεν είναι εκτεταμένη λόγω του γεγονότος ότι είναι δύσκολο να τοποθετηθεί με ασφάλεια ο πυρήνας ως ενιαίο κομμάτι, καθώς και λόγω των διαστάσεων διακυμάνσεων που είναι πιθανό να προκύψουν. Ως εκ τούτου, με τους πτυσσόμενους πυρήνες, ο σχεδιαστής πρέπει να παρέχει αδρή ανοχή σε αυτές τις διαστάσεις.

Κάτω από τον κανονικό κύκλο χύτευσης, η θερμοκρασία στην οποία χρησιμοποιείται το καλούπι εξαρτάται από τη θερμοκρασία έκχυσης, τη συχνότητα του κύκλου χύτευσης, το βάρος χύτευσης, το σχήμα χύτευσης, το πάχος του τοιχώματος χύτευσης, το πάχος του τοιχώματος του καλουπιού και το πάχος της επικάλυψης του καλουπιού. Εάν η χύτευση γίνει με την ψυχρή μήτρα, τα πρώτα λίγα χυτά είναι πιθανό να έχουν λανθασμένη λειτουργία έως ότου η μήτρα φτάσει τη θερμοκρασία λειτουργίας της. Για να αποφευχθεί αυτό, το καλούπι θα πρέπει να προθερμανθεί στη θερμοκρασία λειτουργίας του, κατά προτίμηση σε φούρνο.

Τα υλικά που συνήθως χυτεύονται σε μόνιμα καλούπια είναι κράματα αλουμινίου, κράματα μαγνησίου, κράματα χαλκού, κράματα ψευδαργύρου και γκρίζος χυτοσίδηρος. Το βάρος της μονάδας χύτευσης κυμαίνεται από αρκετά γραμμάρια έως 15 κιλά στα περισσότερα υλικά. Αλλά, στην περίπτωση του αλουμινίου, θα μπορούσαν να παραχθούν μεγάλα χυτά με μάζα έως και 350 kg ή περισσότερο. Η μόνιμη χύτευση καλουπιού είναι ιδιαίτερα κατάλληλη για παραγωγή μεγάλου όγκου μικρών, απλών χυτών με ομοιόμορφο πάχος τοιχώματος και χωρίς περίπλοκες δομές.

Πλεονεκτήματα της διαδικασίας μόνιμης χύτευσης καλουπιών:
1. Λόγω των μεταλλικών καλουπιών που χρησιμοποιούνται, αυτή η διαδικασία παράγει ένα λεπτόκοκκο χύτευση με ανώτερες μηχανικές ιδιότητες
2. Παράγουν πολύ καλό φινίρισμα επιφάνειας της τάξης των 4 microns και καλύτερη εμφάνιση
3. Μπορούν να ληφθούν στενές ανοχές διαστάσεων
4. Είναι οικονομικό για παραγωγή μεγάλης κλίμακας καθώς μειώνεται η εργασία που απαιτείται για την προετοιμασία του καλουπιού
5. Μπορούν να δημιουργηθούν τρύπες με μικρό πυρήνα σε σύγκριση με τη χύτευση με άμμο
6. Τα ένθετα μπορούν εύκολα να χυτευτούν στη θέση τους

 

Σύγκριση Διαφορετικών Διαδικασιών Χύτευσης
Είδη	Χύτευση άμμου	Μόνιμη χύτευση καλουπιών	Die Casting	Επενδυτική χύτευση	Χύτευση καλουπιών με χημικά δεσμευμένα κελύφη
Τυπικές ανοχές διαστάσεων, ίντσες	± ,010"	± ,010"	± ,001"	± ,010"	± ,005"
	± ,030"	± ,050"	± ,015"	± ,020"	± ,015"
Σχετικό κόστος σε ποσότητα	Χαμηλός	Χαμηλός	Κατώτατος	Υψιστος	Μέτρια υψηλή
Σχετικό κόστος για μικρό αριθμό	Κατώτατος	Ψηλά	Υψιστος	Μέσον	Μέτρια Υψηλή
Επιτρεπόμενο βάρος χύτευσης	Απεριόριστο	100 λίβρες.	75 λίβρες.	Ουγγιές έως 100 λίβρες.	Ογκιές κοχυλιών. Μέχρι 250 λίβρες. χωρίς ψήσιμο 1/2 κιλό - τόνοι
Λεπτότερο τμήμα χυτεύσιμο, ίντσες	1/10"	1/8"	1/32"	1/16"	1/10"
Σχετικό φινίρισμα επιφάνειας	Δίκαιο προς καλό	Καλός	Καλύτερος	Πολύ καλό	Κέλυφος καλό
Σχετική ευκολία χύτευσης σύνθετου σχεδιασμού	Δίκαιο προς καλό	Εκθεση	Καλός	Καλύτερος	Καλός
Σχετική ευκολία αλλαγής σχεδίου στην παραγωγή	Καλύτερος	Φτωχός	Πιο φτωχός	Εκθεση	Εκθεση
Σειρά κραμάτων που μπορούν να χυθούν	απεριόριστος	Προτιμότερη βάση αλουμινίου και χαλκού	Προτιμότερη βάση αλουμινίου	Απεριόριστο	Απεριόριστος