Wat is casting?

Gieten is een fabricatieproces waarbij een vloeibaar materiaal (gewoonlijk een metaal of legering) wordt gegoet in een vorm die een holle holte van de gewenste vorm bevat. Het materiaal wordt dan toegestaan om te versterken. Het versterkt deel, bekend als gietstof, wordt dan uitgesproken of uitgebroken om het proces te voltooien.

Het kerndoel van de mechanische apparatuur is complexe, sterkte en duurzame metaalonderdelen te creëren die moeilijk of economisch onlevensvatbaar zijn om met andere methoden zoals bewerking of smeden te produceren.

Waarom is het gietwerk zo voorkomend in mechanische apparatuur?

Gasting biedt een unieke reeks voordelen die het onontbeerlijk maken:

Complex Geometries: het kan delen produceren met ingewikkelde interne passagen (zoals koelmiddeljaken in een motorblok), complexe curves en onderscheppen in één stuk.

Massaproduktie: Wanneer de vorm is gecreëerd, kan een groot aantal identieke delen zeer efficiënt en kosteneffectief worden geproduceerd.

Materiaal veelvuldigheid: vrijwel alle metaal of legeringen die gesmelt kunnen worden, kan gegoten worden, met inbegrip van ijzer, staal, aluminium, brons en zink.

Kosteneffectiviteit voor complexe delen: voor grote of ingewikkelde delen is het gieten vaak veel goedkoper dan bewerking van een vaste metaalblok (dat veel afval oplevert) of het monteren van veel kleinere stukken.

Uitstekende sterkte-gewichtsverhouding (voor bepaalde processen): processen zoals gietten kunnen zeer sterke, lichte delen produceren.

Vermogen om grote delen te maken: Gieten is een van de weinige methoden die massieve onderdelen kunnen produceren, zoals turbineboussen of persramen.

Belangrijkste materialen voor gietstof voor mechanische apparatuur

De keuze van materiaal is van cruciaal belang voor de functie van het deel.

Staal: hoge sterkte en toevoegdheid voor veeledige toepassingen. Gebruikt voor turbinebassen, mijnbouwapparatuur en structuuronderdelen.

Koperlegeringen (brons, koper): uitstekende corrosiebestandhouding, goede lageeigenschappen en hoge thermische-elektrische geleidingsvermogen. Gebruikt voor kleppen, pompen, ratten, lagers en mariene onderdelen.

Specifieke toepassingsvoorbeelden in mechanische apparatuur

Verbrandingsmotoren:

Motorblok: de basis van de motor, met complexe passagen voor koelmiddel en olie. Bijna uitsluitend vervaardigd via zandgiet (uit ijzer of aluminium).

Cilinderhoofd: de kleppen en de brandingskammers bevat. Ook in de eerste plaats zandgegoten.

Pistons: vaak gemaakt met permanent vormgietten voor een fijne korrelstructuur en goede sterkte.

Pompen, compressoren en ventielen:

Pomp/compressorbehuizen (Volutes): met complexe interne geometries om de stroom van de vloeistof te richten. Vervaardigd door zandgieten of investeringsgieten, afhankelijk van de grootte en nauwkeurigheid

Schaalmachines: complexe geometries van bladen zijn perfect geschikt voor investeringsgieten.

Kleplichaam: moeten hoge druk bestaan en vaak complexe interne portering hebben. Vervaardigd via zandgieten of investeringsgieten.

Vermogensoverdracht:

Gedragen en -behuizen: omhulsels voor raten en lagers, vaak gemaakt door gieting (voor kleine eenheden) of zandgieting (voor grote industriële eenheden).

Grote vistuigingen: kan zand worden gegoten als een nabij-netvorm leeg voordat de tanden worden bewerkt.

Zware machines en werktuigmachines:

Rammen en basen: vereisen een hoge rigiditeit en trillingsdemping. Zandgietijzer is het materiaal van keuze voor veel gereedschapsmachines, persen en landbouwapparatuur.

Luchtvaart en turbomachinery:

Turbinebladen: met ongelooflijk complexe interne koelkanalen en moeten extreme temperaturen weerstaan. Vervaardigd uit superlegeringen met gebruik van precisie investeringsgieten.

Beperkingen en ontwerpoverwegingen

Oppervlakteaffinitie en toleranties: over het algemeen niet zo goed als bewerkte of gesmede delen, hoewel processen zoals investeringsgietten dicht komen.

DEFEKTEN: Interne defecten zoals porositeit, krimphoolten en inclusies kunnen optreden als het proces niet zorgvuldig wordt beheerd.

Lagere mechanische eigenschappen: Hoewel goed zijn de mechanische eigenschappen (vooral botttoevaisuiteit) van een standaardgiet gewoonlijk lager dan die van een gesmede deel van hetzelfde materiaal vanwege de grove korrelstructuur.

Leadtijd: het creëren van de vormen (vooral voor zand en investeringsgieten) kan een lange initiële leidtijd hebben, hoewel de per deel laag is.

Conclusie

Gieten is de ruggraat van de moderne mechanische apparatuur. Het biedt de unieke vermogen om robuste, complexe en vaak grote metaalonderdelen op economisch levensvatbare wijze te creëren. Van de auto die je rijdt naar de centrale die je elektriciteit levert, werken de gietonderdelen hard, vaak buiten het zicht, om de functie van talrijke mechanische systemen in staat te stellen. De keuze van het specifieke gietproces is een kritisch ingenieursbesluit dat factoren van complexiteit, kosten, volume en materiaalprestaties evenwicht is.