Wie berechnet man die Aluminiumgussschrumpfung im Sandguss?

Aluminiumgussschrumpfung ist ein großes Problem in der metallverarbeitenden Industrie, das jede Gießerei genau kalkulieren muss, um Gussfehler und Ausschuss zu minimieren. Dieser Artikel konzentriert sich hauptsächlich auf die Analyse der Schwindung beim Aluminium-Sandguss, die den Herstellern hilft, die Schrumpfung während des Arbeitsprozesses vorherzusagen und zu kontrollieren.

Sandguss ist aufgrund seiner Effizienz und Wiederverwertbarkeit eine der wirtschaftlichsten und beliebtesten Techniken zur Herstellung von 1/3-Gussteilen auf der ganzen Welt.

Das Sandgussverfahren, das als beliebtes Formverfahren gilt, weist jedoch viele Mängel auf, die zu Gussablehnungen führen können, wenn Sie die Gusstechnik nicht gut beherrschen.

Eines der chronischen Probleme beim Sandguss ist die Schrumpfung, die sorgfältig berechnet werden muss, um die Gussgenauigkeit und -qualität zu gewährleisten.

Heute besprechen wir die Aluminiumgussschrumpfung während des Sandgussverfahrens das wird meistens von Lesern gefragt.

Im Inhalt dieses Artikels finden Sie eine ausführliche Diskussion über das Phänomen der Aluminiumgussschrumpfung; hilfreiche Anleitung zur Berechnung der Aluminiumschrumpfung und Techniken zur Kontrolle der Schwindung beim Sandguss.

Was ist Aluminiumgussschrumpfung im Sandguss?

Schrumpfung ist eine der Eigenschaften von Metallen im Gießprozess. Es ist ein normales Phänomen, dass Metall beim Erstarren schrumpft.

Beim Aluminium-Sandguss tritt Schrumpfung auf, wenn die geschmolzene Aluminiumlegierung in den Formhohlraum gegossen und abgekühlt wird. Schrumpfung führt zu internen oder externen Änderungen des Aluminiumvolumens, wenn es von der flüssigen in die feste Phase übergeht. Dabei verringert sich das spezifische Volumen von Aluminiumlegierungen, wenn es vom flüssigen in den festen Zustand übergeht.

Was ist die Schrumpfungsrate von Aluminiumlegierungen?

Beim Gießen wird die Schwindung durch die Schwindungsrate in Prozent (%) berechnet.

Verschiedene Aluminiumlegierungen haben unterschiedliche Schwindungsraten beim Gießen. Auch wenn die gleiche Legierung, aber das Gussdesign unterschiedlich ist, ist auch die Schwindungsrate unterschiedlich. Im Allgemeinen liegt die Schwindungsrate von Aluminiumlegierungen im Bereich von 6 bis 8 % (der spezifische Betrag hängt von der spezifischen Legierung ab)

Welchen Einfluss hat die Schwindung auf Aluminium-Sandgussteile?

Die Aluminiumgussschwindung hat einen entscheidenden Einfluss auf die Qualität der Aluminiumgussteile. Wenn die Schwindungszugabe von Aluminium im Sandguss nicht gut gehandhabt wird, kann es zu Gussfehlern kommen einschließlich offener Schwindungsfehler (Rohr und ausgehöhlte Oberfläche) und enger Schwindungsfehler (Mikroporosität oder Makroporosität), die die Gussqualität beeinträchtigen.

In welchen drei Schritten tritt Aluminiumschrumpfung auf?

Wie bei anderen Metallen erfolgt die Schrumpfung beim Aluminiumguss in drei Stufen, die drei Schrumpfungsarten entsprechen.

1. Die flüssige Schrumpfung

Leicht verständlich ist, dass die Flüssigkeitsschrumpfung die Schrumpfung der Aluminiumlegierungsflüssigkeit während des Abkühlens ist. Hier tritt die Kontraktion auf, wenn die geschmolzene Aluminiumlegierung abkühlt, aber immer noch in flüssiger Form verbleibt.

Beim Gießen wirkt sich diese Schrumpfungsphase nicht wesentlich auf die Designperspektive aus.

2. Erstarrungsschrumpfung

Die Erstarrungsschrumpfung ist die Schwindung der Aluminiumlegierung aufgrund der Erstarrung. Dieses Phänomen tritt auf, wenn die Aluminiumlegierung von der flüssigen Phase in die feste Phase übergeht.

Die Schrumpfung, die in dieser Phase auftritt, ist darauf zurückzuführen, dass das flüssige Metall weniger dicht ist als das feste. Diese Schwindung ist die Hauptursache für Porosität sowie Makroseigerungen in Aluminiumgussteilen.

In dieser Phase schrumpfen die Legierungen am stärksten, daher müssen sorgfältig unterstützende Werkzeuge wie Steiger und Kühler berechnet werden, um die Schrumpfungsrate der Legierung zu kompensieren.

Unseren Leitfaden zum Entwerfen von Risern und Chillern finden Sie im Rest des Artikels.

3. Schrumpfung des Mustermachers

Die Modellmacherschrumpfung ist die fortgesetzte Schrumpfung (nach der Erstarrungsschrumpfungsphase), die auftritt, wenn der Aluminium-Massivguss auf Raumtemperatur abkühlt.

Dieses Phänomen tritt aufgrund des thermischen Kontraktionsfaktors auf aufgrund der Temperaturabhängigkeit der Feststoffdichte. Dies ist der Grund für Heiß- und Kaltrisse in Aluminiumteilen, die die Gussformen verzerren.

Diese Schrumpfungsstufe ist auch für Konstruktionsüberlegungen von besonderer Bedeutung. Es erfordert den Gusshersteller ein angemessenes Formdesign und Werkzeug berücksichtigen zu müssen, damit das endgültige Gussteil die gewünschte Abmessung und Genauigkeit behält.

Sie finden unseren Leitfaden zum Entwerfen von Formen und Werkzeugen im Rest des Artikels.

Welche Faktoren beeinflussen die Schwindung bei Aluminium-Sandgussprodukten?

Es gibt mehrere Faktoren, die sich auf die Parameter der Aluminiumsandgussschrumpfung auswirken, einschließlich Legierungszusammensetzung, Gussform, Gießtemperatur, Formbeschichtung, thermische Abkühlungsbedingungen.

Lassen Sie sie spezifizieren!

1. Einfluss der Zusammensetzung der Aluminiumlegierung

Die Zusammensetzung von Aluminiumlegierungen hat auch Auswirkungen auf den Gefrierbereich von Metall und die Bildung von Schrumpfporosität.

Insbesondere führen die lang gefrierenden Aluminiumlegierungen zu einer Verringerung der Mikroporosität und umgekehrt.