Schwindung beim Metall-Druckguss reduzieren: Bewährte Techniken für Präzisionsteile

Metallguss erfordert wie alle industriellen Methoden eine gewisse Genauigkeit und Treue zum beabsichtigten Design. Doch Dinge sind selten so einfach wie die Ausführung einer Produktionsmethode, da unkalkulierbare Variablen auftreten und ein Design mit Beulen, winzigen Lücken und dem heutigen Thema ruinieren können: Schwindung.

Die Schwindungsrate muss innerhalb eines bestimmten Bereichs gehalten werden, damit das Endprodukt präzise ist. Das Beste, was man in diesen Szenarien tun kann, ist, einen kontrollierten Änderungsgrad beizubehalten und geeignete Massnahmen zu ergreifen, um zu verhindern, dass solche Änderungen ausser Kontrolle geraten. Es gibt einige grundlegende Sicherheitsvorkehrungen und bestimmte Dinge, die man vor dem Druckgussverfahren beachten sollte.

Schwindungs- und Ausdehnungsniveaus recherchieren

Das Erste, was man beachten muss, sind die Eigenschaften des gewählten Materials. Dies mag offensichtlich erscheinen, wird aber schnell kompliziert, wenn man verschiedene Legierungsvarianten, Schwindungs- vs. Kontraktionsniveaus und die Eigenschaften der Materialien innerhalb der Legierung berücksichtigen muss. Recherche zu den Materialien und deren Veränderungen beim Erhitzen und Abkühlen ist eine wesentliche Vorbereitung.

Bei flüssigen Metallen gibt es 3 distincte Arten von Materialsinkontraktion: Kontraktion während der flüssigen Abkühlung, Erstarrungsschwindung und feste Kontraktion. Während jedes Material diese in unterschiedlichen Ausdehnungs-/Kontraktionsgraden und unterschiedlichen Siede-/Erstarrungstemperaturen erfährt, gibt es eine allgemeine Regel für Metalle. Flüssige Kontraktionen treten in der Nähe des Verflüssigungstemperaturbereichs auf und können die Dichteänderungsrate ziemlich schnell verändern. Es ist wichtig, in diesem Abschnitt so wenig Überhitzung wie möglich zu verwenden, um Schwindung und Mikrohohlräume zu verringern.

Die Erstarrungsschwindung ist das Nächste, was im Auge behalten werden sollte. Druckgusslegierungen schwinden erheblich, aber es ist erwähnenswert, dass Aluminium mit satten 6,5 % während der Erstarrung den Spitzenplatz einnimmt, während Magnesium und Zink nur etwa 4 % bzw. 3 % schwinden. Es sollte beachtet werden, dass Aluminium mit einem höheren Siliziumanteil zu einer Verringerung der gesamten Bauteilvolumenschwindung führen kann. Die Erstarrungsschwindung ist für einen Grossteil der Porosität in einem Endteil verantwortlich, daher ist es wichtig, das Niveau der Grössenverschiebung vor der Materialwahl und während der Temperaturkontrolle zu kennen.

Die feste Kontraktion ist am notorischsten schwierig zu berechnen. Bei diesem Aspekt geschieht die Schwindung proportional zum Volumen des verwendeten Materials, also Zoll Volumenabnahme pro Zoll Material. Diecasting.org bietet eine grossartige Zusammenfassung der Berechnungen.

Temperaturen im Blick behalten

Wiederum mag es auf den ersten Blick offensichtlich klingen, aber wenn man all die Dinge berücksichtigt, die man beim ordnungsgemässen Überwachen des Temperaturflusses im Auge behalten muss, gibt es einige wichtige Tricks des Handwerks.

Beim Druckguss sollte man das Metall erhitzen, um angemessene flüssige Eigenschaften zu erreichen, aber dies tun, ohne seinen flüssigen Zustand vollständig zu erreichen. Überhitzung kann zu einem unnötigen Kontraktionsniveau führen, das zu Unvollkommenheiten im Teil führen kann. Auf der anderen Seite ist die Überwachung der Abkühlung auch für den Metallguss wichtig. Bei bestimmten Gussmethoden wie (vakuumunterstütztem Druckguss) ist es am besten, die Behandlungsausrüstung bereit zu halten, um das Objekt zu formen, bevor es vollständig erstarrt, da Metalle bis zu 100 °C pro Minute abkühlen können.

Ihre Form und Ihr Einfüllverfahren kennen

Man kann mit Fug und Recht sagen, dass Ihr Objekt nur so gut sein wird wie Ihre Form. Daher gibt es einige häufige Fehler, in die man in diesem Prozessbereich laufen kann. Einige Bereiche einer Form können je nach Form des gewünschten Objekts schwerer sein. Dies führt zu Diskrepanzen in der Erstarrungs- und Kontraktionsrate. Die beste Abhilfe dafür ist der Einsatz eines anderen Eingusskanals.

Verschiedene Eingusskanäle haben unterschiedliche Eigenschaften in Bezug auf ihren Einfüllstil des flüssigen Metalls, und es ist praktisch, diese im Hinterkopf zu behalten. Ein korrekt dimensionierter Einguss, der direkt an schwerere Bereiche der Form angeschlossen ist, kann das Material so zuführen, dass die Schwindung beim Abkühlen gemildert wird. Zusätzlich kann die Verwendung eines runden, anstatt eines flachen oder quadratischen, Eingusses am Angusskanal das Risiko der Fehlerbildung weiter verringern.

Schmale oder konische Eingusskanäle können das Metall versprühen, anstatt es in die Kavität zu giessen. Bei dieser Methode erstarren einige Abschnitte des Objekts, bevor die gesamte Form gefüllt ist. Grössere mittige Eingusskanäle oder mehrere Eingusskanäle sind daher gleichmässiger in der Ablagerung von flüssigem Metall.