Gjutning

Question 1

Vilka tre parametrar har stor betydelse för val av gjutmetod? Ge en kort motivering.

Answer 1

Legering - smälttemp påverkar val av formmaterial

Seriestorlek - handformning – maskinformning – pressgjutning (i stigande automatiseringsnivå),
investeringar i modeller, kärnor (formar för kärnor), formar och utrustning

Storlek på detalj - metoderna har begränsningar i storlek

Question 2

Sammanfatta de tre vanligaste formningsprinciperna vid gjutgodstillverkning

Answer 2

Princip1: Permanent kokill. Formhålighet tillverkad med maskinbearbetning. Delningslinjen visar var
formhalvorna möts. Pressgjutning eller kokillgjutning (gjutning i en permanent form).

Princip2: Engångsform där formhalvorna formas runt en modell. Formen separeras vid delningslinjen och
modellen tas bort. Formen sätts ihop och är klar för gjutning. Sandformsgjutning.

Princip3: Engångsform och engångsmodell. Formen formas runt modellen som sedan smälts/bränns bort.
Vaxursmältningsmetoden

Question 3

Nämn några vanliga metaller och legeringar som används för gjutning. Ange lämplig formtyp
och formmaterial.

Answer 3

Metaller med hög smältpunkt t ex stål, gjutjärn och titan gjuts i huvudsak i engångsformar.
Formmaterialet kan vara sand eller keram.

Metaller med relativt låg smältpunkt t ex aluminium-, magnesium-, koppar-, och zink-legeringar kan
gjutas i permanenta formar (kokill). Formmaterialet kan vara stål och gjutjärn

Question 4

Förklara kortfattat principen (de olika stegen) för sandformsgjutning (handformning)

Answer 4

En modell av det som ska gjutas packas in i sand i en formflaska med delning.

Modellen avlägsnas, en formhålighet har bildats. Ingjutsystem, stigare, matare utformas.

Formhalvorna sätts ihop inför gjutning.

Vid avgjutning tappas (hälls) smältan in i formhåligheten.

Efter att smältan har stelnat slås formen sönder
och gjutstycket tas ur och rensas (kapar bort ingjutsystem, matare etc)

Question 5

Matare

Answer 5

för att kompensera volymminskning under stelnandet tillförs extra smälta till gjutstyckets område som stelar sist med hjälp av en matare

Question 6

Formflaska

Answer 6

Form är reserverat för den packade sanden i flaskorna.

Question 7

Modell

Answer 7

modell av det som ska gjutas. Packas in i sanden.

Question 8

Kärna

Answer 8

Kärna är mer ett sandobjekt som läggs i formhåligheten för att skapa hål i gjutstycket.

Question 9

Partning

Answer 9

Partning är mer hur formen är delad. I vårt fall är formen delad i glasets övre kant.

Question 10

Stigare

Answer 10

en matare (fast öppen), går upp till ytan på formen för att gjutstycket ska fyllas ut helt.

Question 11

Ange några vanliga typer av sand och bindemedel som används vid sandformsgjutning.

Answer 11

Kvartssand, olivinsand, zirkonsand. Bentonit (lera och vatten), oljesand (vegetabilisk olja och sand).
Användning av bentonit möjliggör framställning av gjutgods i alla gjutlegeringar och är resursbesparande
genom att sanden i stor utsträckning kan återanvändas

Question 12

Förklara kortfattat principen för högtryckspressgjutning.
Ge två exempel på metaller som kan gjutas med den här metoden.
Vad tillverkas formen i för material?
Hur blir måttnoggrannhet och ytjämnhet? Rekommendationer kring seriestorlek.

Answer 12

En kolv i en cylinder pressar in smältan i formen där den stelnar.
Kan hanteras av en robot.
Formar i stål för att klara höga tryck.
Aluminium och zinklegeringar med låg smältpunkt.
Anses lönsam över 5000 detaljer (räknas i många tusen detaljer, formen är mycket dyr och man kan inte ha en alltför hög kostnad per detalj, formen måste betala sig)

Question 13

Förklara kortfattat principen för stiggjutning av göt. Vad tillverkas med metoden?

Answer 13

Stiggjutning innebär att smältan fylls på i kokillen via hål i botten. Kokillen placeras på en platta i vilken
det finns eldfasta kanaler. Ovanpå kokillen finns en värmeisolerande ring - sjunkbox (Hot top), som
fungerar som en matare/stigare och förhindrar pipbildning i götet. (håller smältan flytande längre så att
smälta kan fyllas på när götet krymper i mitten, se bilder nedan). Används om man har många
ämnesformat, höglegerade stål och mindre produktionsvolym (ungefär 10 % av all stålproduktion).

Question 14

Förklara kortfattat principen för stränggjutning. Vad tillverkas med metoden?

Answer 14

Smälta från en skänk rinner ner i en gjutlåda och därefter till en bottenlös kokill. Metallen stelnar till ett
skal/rör och kyls genom vattenbesprutning. Rullar håller strängen på plats tills allt material har stelnat.
Kapas sedan upp i t ex slabs som går till valsning och blir plåt, band etc.

Question 15

Förklara centrifugalgjutning

Answer 15

Den cylindriska gjutformen [1], vanligtvis tillverkad i gjutjärn
med en inre keramisk beläggning, roteras under hela processen där smälta hälls in i kammarens
ena ände. Centrifugalkraften gör att smältan trycks ut mot gjutformens väggar. När metallen har
stelnat delas formen och gjutstycket tas ut. En vanlig produkt är rör. Vertikal och horisontell
centrifugalgjutning. Det kan uppstå segring (sammansättningsvariationer) om det är stor
skillnad i vikt på legeringsämnena i smältan. Tunga legeringsämnen slungas ut längre än lätta.

Question 16

Stelning

Answer 16

När den smälta metallen stelnar övergår atomerna från ett oordnat tillstånd till ett
ordnat så kallat kristallgitter. Två vanliga kristallgitter är BCC och FCC. När temperaturen nått
ner till solidustemperaturen är metallen helt fast och stelningsförloppet avslutat

Question 17

Stelningstruktur

Answer 17

Smältan kyls från formväggen, varför stelnandet sker
från formväggen och inåt. Stelningsfronten rör sig inåt i gjutstycket tills allt
material stelnat. Under förloppet uppstår olika strukturer, t ex ytkristallzon,
pelarkristallzon och likaxlig kristallzon, se bild. Stelningsstukturen har stor
inverkan på materialets mekaniska egenskaper

Question 18

Dendrit

Answer 18

Kristaller i metaller antar en nålliknande form med förgreningar, en ”trädliknande” form. De flesta tekniskt intressanta legeringar stelnar genom primär utskiljning av dendriter. Dessa bildas genom att en dendritspets börjar växa från en kristallkärna. Från denna växer sekundära
dendritarmar ut. Från dessa växer sedan tertiära dendritarmar osv.

Question 19

Segring

Answer 19

legering stelnar ojämnt, vilket leder till att olika komponenter i legeringen separeras eller “seglar” sig.

Vid dendritiskt stelnande uppstår en ojämn fördelning av legeringsämnen som medför
sammansättningsvariationer och utskiljning av icke önskvärda strukturer (kristaller).

Question 20

Ympning

Answer 20

Tillsättning av ämnen till smältan som underlättar bildandet av kristaller. På så vis
kan en mer likaxlig struktur erhållas. TT s.112. De flesta ympmedel baseras på ferrokisel som
legerats med olika ämnen till exempel aluminium, zirkonium eller strontium.

Question 21

Förklara vaxursmältningsmetoden

Answer 21

Det behövs en permanent form för att gjuta vaxmodellen och en keramisk engångsform för att gjuta
hammaren i titan. Formen för vaxmodellerna kan göras i aluminium med fräsning. Det är viktigt att
formens väggar ar försedd med släppning – några graders lutning (se tabell i TT sid 144) för att
vaxmodellerna ska kunna tas ur formen utan att de blir skadade eller går sönder. Vi kan använda rak
delning av hammaren, kan ses i första filmen. Det är mycket god måttnoggrannhet och ytjämnhet, se
tabell 2.7. ”Alla vanliga gjutmetaller/legeringar”, stål, titan, aluminium, guld etc

Question 22

En vanlig defekt i gjutgods är krympporositet (sugning). Förklara varför den här defekten
uppstår och vad som kan göras för att undvika/minimera förekomsten av den.

Answer 22

Volymminskning vid stelnandet, fasta fasen har större densitet än smältan. Smälta måste tillföras till
gjutstyckets sist stelnade område med hjälp av en matare/stigare. Stora porer bildas, kallas även sugning
eller pipe.

Question 23

En vanlig defekt i gjutgods är gasporositet. Förklara varför den här defekten uppstår och vad som kan göras för att undvika/minimera förekomsten av den.

Answer 23

Porer (små) kan bildas av gas som har blivit instängd i formen under gjutning. Gas är löst i smältan, vid
stelnandet blir det gasutskiljning. Smältan ska avgasas innan gjutning och formen göras genomsläpplig så
att instängd gas kan sippra ut