Valu- ja taontaprosessi

Lyhyt kuvaus:

Tuotetiedot

Tuotetunnisteet

Valu- ja taontaosien esittely

Metallintyöstyksessä valu on prosessi, jossa nestemäinen metalli toimitetaan muottiin (yleensä upokkaan avulla), joka sisältää negatiivisen vaikutelman (eli kolmiulotteisen negatiivisen kuvan) aiotusta muodosta.Metalli kaadetaan muottiin onton kanavan kautta, jota kutsutaan kanavaksi.Sitten metalli ja muotti jäähdytetään ja metalliosa (valukappale) poistetaan.Valua käytetään useimmiten monimutkaisten muotojen tekemiseen, joiden tekeminen muilla menetelmillä olisi vaikeaa tai epätaloudellista.
Valuprosessit ovat olleet tunnettuja tuhansia vuosia, ja niitä on käytetty laajasti kuvanveistossa (erityisesti pronssissa), jalometallikoruissa sekä aseissa ja työkaluissa.Pitkälle suunniteltuja valukappaleita löytyy 90 prosentista kestohyödykkeistä, mukaan lukien autot, kuorma-autot, ilmailu, junat, kaivos- ja rakennuslaitteet, öljylähteet, laitteet, putket, palopostit, tuuliturbiinit, ydinvoimalat, lääketieteelliset laitteet, puolustustuotteet, lelut ja lisää.

Perinteisiä tekniikoita ovat vahavalu (joka voidaan edelleen jakaa keskipakovaluon ja tyhjiöavusteiseen suoravaluon), kipsimuottivalu ja hiekkavalu.

Nykyaikainen valuprosessi on jaettu kahteen pääluokkaan: kuluva ja kulumaton valu.Se hajotetaan edelleen muottimateriaalilla, kuten hiekalla tai metallilla, ja kaatomenetelmällä, kuten painovoima, tyhjiö tai matalapaine.

Takominen on valmistusprosessi, jossa metallia muotoillaan käyttämällä paikallisia puristusvoimia.Iskut toimitetaan vasaralla (usein voimavasaralla) tai meistillä.Takominen luokitellaan usein sen lämpötilan mukaan, jossa se suoritetaan: kylmätaonta (kylmätyöstö), lämmintaonta tai kuumataonta (eräs kuumatyöstö).Kahdessa jälkimmäisessä metalli kuumennetaan, yleensä takossa.Taotut osat voivat painaa alle kilosta satoihin metrisiin tonneihin. Sepät ovat takoneet vuosituhansia;Perinteisiä tuotteita olivat keittiövälineet, laitteistot, käsityökalut, teräaseet, symbaalit ja korut.Teollisen vallankumouksen jälkeen taottuja osia on käytetty laajalti mekanismeissa ja koneissa aina, kun komponentti vaatii suurta lujuutta;tällaiset takeet vaativat yleensä jatkokäsittelyä (kuten koneistusta) lähes valmiin osan saavuttamiseksi.Nykyään taonta on merkittävä maailmanlaajuinen teollisuus

Kuluttavat muottivalu- ja taontaosat

Kuluva muottivalu on yleinen luokitus, joka sisältää hiekka-, muovi-, kuori-, kipsi- ja investointi (lost-wax-tekniikka) listat.Tämä muottivalumenetelmä sisältää väliaikaisten, kertakäyttöisten muottien käytön.

Erilaiset valu- ja taontaprosessit

Hiekkavalu
Hiekkavalu on yksi suosituimmista ja yksinkertaisimmista valutyypeistä, ja sitä on käytetty vuosisatoja.Hiekkavalu mahdollistaa pienempiä eriä kuin pysyvä muottivalu ja erittäin kohtuullisin kustannuksin.Tämän menetelmän ansiosta valmistajat voivat luoda tuotteita alhaisin kustannuksin, mutta hiekkavalulla on myös muita etuja, kuten erittäin pienikokoinen toiminta.Prosessi mahdollistaa riittävän pienet kämmenelle mahtuvat valukappaleet riittävän suuriin vain junasänkyihin (yhdellä valulla voidaan luoda koko sänky yhdelle junavaunulle).Hiekkavalu mahdollistaa myös useimpien metallien valun muoteissa käytetyn hiekkatyypin mukaan.

Hiekkavalu vaatii päivien tai joskus jopa viikkojen läpimenoajan suurilla tuotantonopeuksilla (1–20 kappaletta/h-muotti), ja se on vertaansa vailla suurten osien tuotannossa.Vihreällä (kostealla) hiekalla, joka on väriltään musta, ei ole juuri mitään osapainorajoitusta, kun taas kuivan hiekan käytännön osamassaraja on 2 300–2 700 kg (5 100–6 000 lb).Osan vähimmäispaino on 0,075–0,1 kg (0,17–0,22 lb).Hiekka sidotaan käyttämällä savea, kemiallisia sideaineita tai polymeroituja öljyjä (kuten moottoriöljyä).Hiekka voidaan kierrättää monta kertaa useimmissa toiminnoissa, ja se vaatii vain vähän huoltoa.

Savimuovaus
Savimuovauksella on valmistettu suuria symmetrisiä esineitä, kuten tykkiä ja kirkonkelloja.Savi on saven ja hiekan seos oljen tai lannan kanssa.Valmistetun tuotteen malli muodostetaan murenevasta materiaalista (chemise).Muotti muodostetaan tämän kaapin ympärille peittämällä se savella.Tämän jälkeen se paistetaan (poltetaan) ja kakku poistetaan.Muotti asetetaan sitten pystyasentoon uunin edessä olevaan kuoppaan metallin kaadettavaksi.Tämän jälkeen muotti murretaan.Muotteja voidaan siis käyttää vain kerran, joten useimpiin tarkoituksiin suositaan muita menetelmiä.

Kipsimuottivalu
Kipsivalu on samanlainen kuin hiekkavalu, paitsi että muottimateriaalina käytetään hiekan sijasta kipsiä.Lomakkeen valmistaminen kestää yleensä alle viikon, minkä jälkeen tuotantonopeus on 1–10 yksikköä/h-muotti, niinkin massiivisilla kuin 45 kg (99 lb) ja 30 g:n (1 unssi) kappaleilla. erittäin hyvä pintakäsittely ja pienet toleranssit.[5]Kipsivalu on edullinen vaihtoehto monimutkaisten osien muovausprosesseille, koska kipsin kustannukset ovat alhaiset ja sen kyky tuottaa lähes nettomuotoisia valukappaleita.Suurin haittapuoli on, että sitä voidaan käyttää vain matalan sulamispisteen ei-rautapitoisten materiaalien, kuten alumiinin, kuparin, magnesiumin ja sinkin, kanssa.

Kuoren muovaus
Kuoren muovaus on samanlainen kuin hiekkavalu, mutta muovausonkalo muodostuu kovettuneesta hiekasta "kuoresta" hiekalla täytetyn pullon sijaan.Käytetty hiekka on hienompaa kuin hiekkavaluhiekkaa ja se on sekoitettu hartsiin, jotta se voidaan kuumentaa kuvion vaikutuksesta ja kovettua kuvion ympärillä olevaksi kuoreksi.Hartsin ja hienomman hiekan ansiosta se antaa paljon hienomman pinnan.Prosessi on helposti automatisoitu ja tarkempi kuin hiekkavalu.Valettavia tavallisia metalleja ovat valurauta, alumiini, magnesium ja kupariseokset.Tämä prosessi on ihanteellinen monimutkaisille pienille ja keskikokoisille esineille.

Sijoitusvalu
Investointivalu (taiteen vahavalu) on prosessi, jota on harjoitettu tuhansia vuosia, ja kadonnut vaha -prosessi on yksi vanhimmista tunnetuista metallinmuovaustekniikoista.5000 vuotta sitten, jolloin mehiläisvaha muodosti kuvion, nykypäivän korkean teknologian vahoihin, tulenkestäviin materiaaleihin ja erikoisseoksiin, valukappaleet takaavat korkealaatuisten komponenttien valmistuksen, joiden tärkeimmät edut ovat tarkkuus, toistettavuus, monipuolisuus ja eheys.
Investointivalu on saanut nimensä siitä, että kuvio on sijoitettu tai ympäröity tulenkestävällä materiaalilla.Vahakuviot vaativat äärimmäistä huolellisuutta, koska ne eivät ole tarpeeksi vahvoja kestämään muotin valmistuksen aikana kohdattuja voimia.Yksi sijoitusvalun etu on, että vahaa voidaan käyttää uudelleen.

Prosessi soveltuu verkkomuotoisten komponenttien toistettavaan tuotantoon useista eri metalleista ja korkean suorituskyvyn metalliseoksista.Vaikka tätä prosessia käytetään yleisesti pienissä valukappaleissa, tätä prosessia on käytetty kokonaisten lentokoneiden ovien karmeiden valmistukseen, joissa teräsvalut ovat enintään 300 kg ja alumiinivalut jopa 30 kg.Verrattuna muihin valuprosesseihin, kuten painevaluon tai hiekkavaluun, se voi olla kallis prosessi.Kuitenkin komponentit, jotka voidaan valmistaa käyttämällä sijoitusvalua, voivat sisältää monimutkaisia ääriviivoja, ja useimmissa tapauksissa komponentit on valettu lähellä verkon muotoa, joten ne vaativat vain vähän tai ei ollenkaan uudelleenkäsittelyä.

Taottujen osien edut ja haitat

Takomalla voidaan valmistaa kappale, joka on vahvempi kuin vastaava valettu tai koneistettu osa.Kun metallia muotoillaan taontaprosessin aikana, sen sisäinen raerakenne deformoituu seuraamaan osan yleistä muotoa.Tämän seurauksena tekstuurin vaihtelu on jatkuvaa koko kappaleessa, jolloin syntyy kappale, jonka lujuusominaisuudet ovat parantuneet. Lisäksi takeilla voidaan saavuttaa alhaisemmat kokonaiskustannukset kuin valulla tai valmistuksella.Ottaen huomioon kaikki kustannukset, jotka aiheutuvat tuotteen elinkaaresta hankinnasta uusintatyöskentelyyn, sekä romun kustannukset, seisokit ja muut laatunäkökohdat, takeiden pitkän aikavälin hyödyt voivat ylittää lyhyen aikavälin kustannussäästöt. joita valut tai valmisteet voivat tarjota.

Jotkut metallit voidaan takoa kylmänä, mutta rauta ja teräs ovat lähes aina kuumatakottuja.Kuumataontaminen estää kylmämuovauksesta aiheutuvan työkarkaisun, mikä vaikeuttaisi kappaleen toissijaisten työstöjen suorittamista.Lisäksi, vaikka työkarkaisu voi joissain olosuhteissa olla toivottavaa, muut kappaleen karkaisumenetelmät, kuten lämpökäsittely, ovat yleensä taloudellisempia ja paremmin hallittavissa.Seokset, jotka soveltuvat saostuskarkaisuun, kuten useimmat alumiiniseokset ja titaani, voidaan kuumatakoa, minkä jälkeen kovetetaan.

Tuotannon taonta vaatii merkittäviä investointeja koneisiin, työkaluihin, tiloihin ja henkilöstöön.Kuumataontamisessa tarvitaan korkean lämpötilan uuni (jota joskus kutsutaan takoksi) harkkojen tai aihioiden lämmittämiseen.Massiivisten taontavasaroiden ja puristimien koon ja niiden tuottamien osien koon sekä kuuman metallin työstämiseen liittyvien vaarojen vuoksi tarvitaan usein erityinen rakennus toiminnan sijoittamiseksi.Pudotustakotyössä on huolehdittava vasaran synnyttämän iskun ja tärinän vaimentamisesta.Useimmissa taontaoperaatioissa käytetään metallin muovaussuulakkeita, jotka on työstettävä tarkasti ja lämpökäsiteltävä huolellisesti, jotta työkappale muotoutuu oikein ja kestää valtavia voimia.