Gjutning Flashcards
Vilka är de viktigaste stegen vid beredningen inför gjutningen?
- dimensionera gjutsystem
- godspålägg för krympning och bearbetning
- justera radier så det passar gjutprocessen
- förse komponenten men uppläggningspunkter till skärande bearbetning
- förse komponent med släppningar
- se till att stelning sker på ett kontrollerat sätt.
- se till att defekter hamnar där spänningarna är minst
Vilka är de ingående delarna i ett gjutsystem?
- gjutbox/gjutskål
- nedlopp (koniskt)
- dämpbrunn
- gjutkanal
- inlopp
- (matare)
Vilka 2 huvudgrupper kan gjutningsmetoderna delas upp i?
- engångsformar
- permanent form
Vad finns det för typer av engångsformar?
- sandform
- maskinformning
- skalformning - keramisk form
- gipsform
Nämn 2 olika typer av maskinformning!
- flaskformning
- bullformning
Nämn 3 olika typer av skalformning!
- handformning
- vakumformning
- fullformsgjutning
Nämn 2 olika typer av gjutning i keramisk form!
- Vaxurssmältningsmetoden
- Shawnmetoden
I vilken gjutning används råsand och svartsand?
I maskinformning
Vilka processsteg ingår vid maskingjutning?
- smältverk
- sandberedning
- formanläggning
- cell kontroller
- avgjutning
- kylning/urslagning
- kontroll
Vad är syftet med en dämpbrunn?
att lugna flödet av smält metall.
Fördelar skalsandgjutning?
- fina ytor
- hög dimensionsnoggranhet
Princip skalsandgjutning?
två skalhalvor limmas ihop och placeras i lådor där de stöttas av ex. grus
Princip vaxursmältningsmetoden
Använder keramisk form:
2. modell skapas av vax
4. trädet doppas i keramisk slurry
4. vaxet smälts bort
6. avgjutning i formen
7. skalet slås bort
8. produkten klar
En komponent med släta ytor, en komplex geometri utan släppningar och höga krav på toleranser kan tillverkas genom vaxursmältningsmetoden
Nackdelar permanenta formar?
- dyra
- -> där med krav på seriestorlek - komplicerade att tillverka
- måste ha en uppsättning av två då ena kommer behöva vara på reparation pga sprickbildning pga termisk belastning
- Om stål skulle gjutas i en permanent form skulle verktygskostnaden bli gigantiska på grund av slitage och termiska sprickor.
vanliga material för kokill och pressgjutning?
- magnesium
- aluminium
- zink
- koppar-legeringar
vilket material är vanligt att gjuta i centrifugalgjutning?
gjutjärn (vid gjutning av rör eller cylinderfoder)
vad sprayas på kokillen vid varje avgjutning?
skyddande keramisk hinna
Beskriv principen för statisk kokillgjutning!
- öppet verktyg
- stängt verktyg
- avgjutning
- utstötning med utstötarpinne efter stelning
nämn problem vid gjutning av aluminium
- aluminium oxiderar mycket snabbt!
- bildar komplex med kisel
- oxid som bildats fastnar de inne i godset
- undviks genom att använda lågtryckskokill
Varför har gjuterien sina tackor i ugnen innan smältningen?
För att de ska vara helt torra eftersom vatten bildar både oxid och vätgas
ge exempel på vad man kan gjuta i en lågtryckskokill
- produkter till flygindustrin
- delar till bakaxlar
Största skillnaden mellan varmkammarmetod och kallkammarmetod?
i varmkammarmetoden är hela skottenheten nedsänkt i smältan
Varför är det farligt med yttre turbulens?
Yttre turbulens innebär risk för oxidbildning pga vågbildning som innesluter oxiderna
Vad kan man göra för att förebygga defekter?
- kontrollera atmosfären
- -> vakuum
- -> skyddsgas med låg löslighet i smältan
- -> deoxera( tillsätt ämne som binder syre?) - förbättra ventilationen i formen
- rätt designade kanaler och inlopp
- -> ingen turbulens
Hur bör gjutkanalen vara utformad?
- så att smältan når alla inloppskanaler samtidigt och med samma hastighet
- bildade oxider fastnar på gjutkanalens yta eller i den slaggfälla som är vid kanalens avslutning
- bör vara lång och smal samt avsmalnande
- inloppskanalen bör placeras ovanpå gjutkanalen
Vad är en slaggränna?
Ett gammalt ord för gjutkanalen
Vilka är de olika strategierna för att lugna flödet från nedloppet?
- dimensionera en lämplig dämpningsbrunn
- använd en silkärna
Vad finns det för risk med kanaler med vassa hörn?
- Det skapas lågtrycks områden med “döda zoner”
Varför finns det behov av matare?
- Eftersom alla material krymper när de stelnar, varpå man måste efterfylla med ny smälta för att kompensera för stelningskrympningen och hålla formen fylld
- matare kan även placeras vid kritiska områden där smältan inte kan rinna.
vad skall vara det sista som stelnar?
matarhalsen och mataren måste vara det sista som stelnar
varför är det bra att kunna kontrollera stelningsfronten?
För att kunna kontrollera vart defekter och sugningsområden hamnar i gjutstycket
Nackdel med matare?
kan bara mata smälta på ett specifikt område och det krävs därför ofta flera matare vilket drar med sig stora kostnader
Vanliga defekter i gjutstycket?
Stelningsdefekter:
1. Gas-porositeter (blåsor, porer)
2. Sugningar
3. Varmsprickor
Fyllningsrelaterade defekter:
1. Slaggblåsor
2. Slaggfilmer
Varför bör man inte efterbearbeta den pressgjutna metallen?
- Man riskerar att ta fram porositeter
- Man tar bort det mest högfasta materialet
Vad är inre sugningar/ makrosugningar?
- lätta att detektera (ultraljud & röntgen)
- uppträder i tjocka sektioner som stelnar sist
Vad är mikrosugningar?
Finns i det sist stelnade området
- -> dessa områden som måste matas då de sänker seghet och hållf.
Vad gör man för att förebygga sugningar i smältan?
- smält metall tillförs under stelnandet
- matare placeras på lämpligt ställe, ex. nära den tjocka delen av komponenten.
- simulera avgjutning och stelning för
att säkerställa att det fungerar. - konstruera om komponenten så att den får en jämnare godstjocklek.
Vad innebär defekten slaggblåsa?
- gas eller gasutveckling förekommer
- slagg i smältan –> reaktion mellan oxid och smältan–> gas bildas
- bildas stax under överytan på komponent
När är sliror och slagg farliga?
Farliga då de uppkommer på ytterytor
–>ty ofta utsatt för böjande utmattning och då förekommer högsta spänningen just där
Orsakas av yt-turbulens och feldimensionerade gjutsystem
Hur ser slaggsliror ut?
Sprickliknande
Hur vet man vilken typ av spricka som uppstått?
En varmspricka går mellan korn och dendriter (interkristallint)
Kallsprickan går igenom (transkristallint).
Beror på vid vilken temperatur de skapades
vad beror varmsprickor på?
Termiska spänningar kan ge upphov till sprickor på varm komponent, speciellt med geometriska låsningar och ojämn godstjocklek.
vad beror kallsprickor på?
Kan uppstå pga restspännigar som byggs upp under svalning
- -> bildas vid lägre temperatur
- -> fri från oxid
vad beror framför allt valet av gjutmetod på?
- material
- spänning/belastning
- hur stor volym får produkten anta
- -> dimensionsnoggranhet
Vilken typ av gjutning fungerar för alla typer av legeringar?
Sandgjutning i alla former
Hur bör man gjuta en lättlegering?
- kokill
- pressgjutning
Vilken är den praktiska gränsen för kokillgjutning?
mellan 500-1000 detaljer
Vad är den praktiska gränsen för pressgjutning?
5000-10000
Varför är pressgjutningsverktyg mer kostsamma?
Verktygen är kostsamma
–> ju fler rörliga slider( kärnor av stål) desto dyrare!
Nämn ett sätt att komma runt problemet med kostsamma pressverktyg!
gör plats för insatser vid kritiska områden som kan tillverkas med friformsmetoder
–> på så sätt kan man kontrollera att allt fungerar innan man färdigställer produktionsverktyget
varför är fyllning och stelningssimulering viktigt?
- man ser hur fyllningen ser ut
- -> turbulenta områden - kan se hastigheten på smältan i olika områden
- stelningssekvensen visar hur stelningsfronten förflyttas
- -> vart risk för sugningar finns - Placering av matare och inlopp kan därmed prövas ut innan modell skapas
Vilka serieantal är lämpliga för gjutning?
Sandgjutning: 1-inf
Keramisk form: över 100st
Gipsform: under 5000st
Centrifugal: 100-inf
Stränggjutning: inf
vad är en flaska i gjutprocessen?
- består av stödjande ram med sandform
- sanden faller ner i ramen då formen skapas
- ramen håller sanden på plats under processen
Varför blästrar man efter sandgjutning?
- för att ta bort fastbränd sand och oxid på ytterytan
- -> kan innebära problem vid skärande bearbetning –> ty högre verktygsförslitning
Hur bör man designa och placera inloppet i gjutsystemet?
- tunna och breda
- så lågt som möjligt på gjutstycket
- -> man vill helst ha stigande gjutning - placera inloppet ovanpå kanalen
Vid vilken höjd uppstår turbulent fyllning vid fritt fall?
ca vid högre än 15 mm
Vilken strömningshastighet brukar räknas som turbulent?
0.5 m/s
Gjutprocessens fördelar?
- Designfrihet, möjlighet att integrera många
funktioner i en detalj - Serier från 1‐∞, många olika gjutmetoder kan
användas - Near Net Shape (nära färdig form) –>
Lite efterbearbetning - Billigt
- Möjlighet att gjuta tunna sektioner, lokalt ned mot
1 mm
Olika strategier för att fylla gjutformen?
Egenskaper hos gjutjärn?
- 3,5-4% C + ~2% Si
- Si stabiliserar grafiten i st.f. cementit
- Låg viskositet i smältan
- Bildar inte besvärliga oxidfilmer vid gjutning.
- Stelnar med liten krympning.
- Begränsad svetsbarhet
- Dålig plastisk formbarhet
De höga kolhalterna i gjutjärn sänker smälttemperaturen väsentligt så smältan blir lättare
att hantera. Dessutom sker en expansion när grafiten bildas så att krympningen är mycket mindre än för gjutstål vilket ökar formstabiliteten och minskar risken för termiska spänningar och/eller att produkten slår sig. Tillsatsen av Si stabiliserar grafiten så att man undviker att det bildas stora mängder spröd cementit.
Exempel på grafitiskt gjutjärn
Gråjärn:
Segjärn:
Kompakt-grafitjärn:
ADI:
Vilka är de 4 permanenta formarna?
- Kokillgjutning- statisk/ lågtrycks
- Centrifugalgjutning
- Stränggjutning
- Pressgjutning- varm-/kallkammarmetoden
Med vilken metod gjuts lämpligen gjutjärn
Gjutjärn gjuts lämpligen i sandform om det är en enkel geometri.
Relativt låg formkostnad.
Anpassningar för att underlätta och förbättra gjutning?
Det är olämpligt att ha stora tjockleksvariationer eftersom det lätt uppstår defekter av olika slag i det som stelnar sist, och i övergången mellan olika tjocklekar. Hur detta kan förbättras beror på konsolens funktion. Antingen jämnar man ut tjockleken, eller designar om vissa delar. Alla hörn bör rundas så att formens sand inte spolas sönder av smältan och stelningen blir jämnare i hörnen.
När används permanenta formar främst?
Dessa används av praktiska skäl till legeringar
med en lägre smältpunkt. Dessa formar är mer lämpade för Al-, Mg, Cu- och Zn-legeringar.
Används också vid krav på ytfinhet.
