Niederdruckgießen bezeichnet ein Gießverfahren, bei dem eine Form im Allgemeinen über einem abgedichteten Tiegel platziert wird und Druckluft in den Tiegel geleitet wird, um einen niedrigen Druck (0.06-0.15 MPa) auf der Oberfläche des geschmolzenen Metalls zu erzeugen, wodurch die Metallflüssigkeit aus dem Steigrohr aufsteigt und die Form füllt und die Erstarrung kontrolliert wird. Dieses Gießverfahren weist eine gute Schrumpfkompensation und eine dichte Gussstruktur auf und ermöglicht das Gießen großer, dünnwandiger, komplexer Gussteile ohne Steigrohre bei einer Metallrückgewinnungsrate von 95 %. Keine Umweltverschmutzung, einfache Automatisierung. Die Gerätekosten sind jedoch hoch und die Produktionseffizienz gering. Wird im Allgemeinen zum Gießen von Nichteisenlegierungen verwendet.
Prinzip
Niederdruckgießen ist ein Gießverfahren, bei dem flüssige Legierungen unter Druck von unten nach oben in die Formhohlräume gepresst werden und unter Druck erstarren, um Gussteile zu erhalten. Das Prinzip des Niederdruckgießens ist in Abbildung 1 „Prinzip des Niederdruckgießens“ dargestellt. Trockene Druckluft oder Inertgas wird in einen abgedichteten Tiegel eingeleitet, und mithilfe des auf die Oberfläche der Metallflüssigkeit wirkenden Drucks wird die Metallflüssigkeit durch den Anguss von unten nach oben entlang des Steigrohrs gleichmäßig in die Form gefüllt. Der Fülldruck beträgt im Allgemeinen 20-60 kPa. Nachdem das Gussteil vollständig erstarrt ist, wird der Gasdruck auf der Flüssigkeitsoberfläche abgelassen, sodass die im Steigrohr und im Angusskanal nicht erstarrte Metallflüssigkeit durch ihr Eigengewicht in den Tiegel fließt, und dann wird die Form geöffnet, um das Gussteil zu entnehmen.
Grundlegende Prozesse:
1. Formvorbereitung
Zunächst muss eine Form hergestellt werden, die für Niederdruckguss verwendet werden kann. Diese Form muss der hohen Temperatur und dem Druck des flüssigen Metalls standhalten und über eine ausreichende Festigkeit verfügen, um die Qualität der Teile zu gewährleisten. Normalerweise werden Formen aus feuerfesten Materialien hergestellt und innen mit einer speziellen Materialschicht beschichtet, um ein Anhaften des Metalls zu verhindern.
2. Vorbereitung des Heizofens
Um das Metall auf eine ausreichend hohe Temperatur zu erhitzen, damit es fließen kann, muss ein Heizofen vorbereitet werden. Heizöfen verwenden normalerweise Erdgas oder Elektrizität, um Heizenergie bereitzustellen. Beim Erhitzen von Metall in einem Ofen muss sichergestellt werden, dass es eine ausreichend hohe Temperatur erreicht, um es in einen flüssigen Zustand zu versetzen.
3. Metallschmelzen
Erhitzen Sie das Metall in einem Ofen, bis es vollständig schmilzt. Während dieses Vorgangs muss das Metall ständig gerührt werden, um sicherzustellen, dass es gleichmäßig erhitzt und geschmolzen wird.
4. Schimmelvorbehandlung
Bevor Metall in die Form gegossen wird, muss die Form vorbehandelt werden. Dieser Vorgang umfasst das Reinigen der Form und das Auftragen einer Schicht aus Spezialmaterial, um ein Anhaften des Metalls zu verhindern. Anschließend wird die Form in die Niederdruckgussmaschine gelegt, um sie für die Metalleinspritzung vorzubereiten.
5. Metallinjektion
Wenn das Metall vollständig geschmolzen und die Form fertig ist, kann mit dem Einspritzen des Metalls begonnen werden. Beim Niederdruckgießen wird ein Füllkopf verwendet, um Metall in die Form einzuspritzen. Der Füllkopf besteht normalerweise aus einigen Löchern, durch die die Durchflussrate und -geschwindigkeit gesteuert werden können.
6. Komponentenkühlung
Wenn das Metall die Form vollständig ausgefüllt hat und abgekühlt ist, kann das Gussstück entnommen werden. Normalerweise muss eine gewisse Zeit gewartet werden, um sicherzustellen, dass das Gussstück vollständig abgekühlt und ausgehärtet ist. Dann kann das Gussstück aus der Form entnommen werden.
7. Nachbearbeitung von Teilen
Abschließend ist eine Nachbearbeitung der Gussteile erforderlich. Dieser Prozess umfasst das Entfernen überschüssigen Materials und die Oberflächenbehandlung. Normalerweise werden für diese Aufgaben Maschinen oder manuelle Werkzeuge benötigt.
Anwendung
Niederdruckguss ist die älteste Anti-Schwerkraft-Gusstechnologie, die in den 1940er Jahren in der industriellen Produktion eingesetzt wurde. Heutzutage wird Niederdruckguss hauptsächlich zur Herstellung von Teilen aus Aluminiumlegierungen und Magnesiumlegierungen verwendet, wie z. B. Autoräder in der Automobilindustrie, Zylinderblöcke, Zylinderköpfe, Kolben, Raketengehäuse, Laufräder, Windabweiser und andere Gussteile mit komplexen Formen und hohen Qualitätsanforderungen für Verbrennungsmotoren. Wenn Niederdruckguss zur Herstellung von Stahlguss, wie z. B. Stahlgussrädern, verwendet wird, müssen für das Hubrohr spezielle feuerfeste Materialien verwendet werden. Niederdruckguss kann auch für kleine Kupferlegierungsgussteile wie Rohrverbindungen, Badezimmerarmaturen usw. verwendet werden.
Automobilindustrie: Die Automobilindustrie ist ein wichtiger Anwendungsbereich des Niederdruckgusses. Mithilfe der Niederdruckgusstechnologie können Automobilhersteller eine Reihe komplexer Teile herstellen, darunter Motorkomponenten und Getriebeteile.
Luft- und Raumfahrtindustrie: In der Luft- und Raumfahrtindustrie müssen eine Reihe komplexer Teile hergestellt werden, darunter Turbinenschaufeln und Flugzeugtriebwerkskomponenten. Die Niederdruckgusstechnologie kann Herstellern bei der Herstellung dieser hochwertigen Teile helfen.
3. Industrielle Maschinenherstellung: Die industrielle Maschinenherstellung ist ein weiterer wichtiger Anwendungsbereich des Niederdruckgusses. Mithilfe der Niederdruckgusstechnologie können eine Reihe hochwertiger Komponenten für industrielle Maschinen hergestellt werden, darunter Zahnräder, Untersetzungsgetriebe und Getriebesysteme.
