Metallivaluprosessin selitys

Mitä on metallivalu?

Metallivalu on moderni prosessi, jolla on muinaiset juuret. Metallivaluprosessissa metallimuodot muodostetaan kaatamalla sulaa metallia muottipesään, jossa se jäähdytetään ja myöhemmin poistetaan muotista. Metallivalu on luultavasti historian varhaisin ja vaikutusvaltaisin teollinen prosessi. Sen avulla valmistetaan monia jokapäiväisessä elämässämme käytettyjä metalliesineitä: autonosia, junan pyöriä, valaisinpylväitä, koulubussin polkimia ja paljon muuta. Lisäksi metallivalimot tukeutuvat metallin kierrätykseen kustannustehokkaana raaka-ainelähteenä, mikä vähentää merkittävästi kaatopaikoille päätyvän metalliromun hukkaa.

Metallivalun historiaa

Vanhin tunnettu metallivalu on kuparisen sammakon valu, jonka uskotaan valmistetun 3200 eaa. Mesopotamiassa, jolloin kupari oli yleisesti käytetty materiaali. Myöhemmin, noin vuonna 2000 eaa. löydettiin rauta. Valurautaa alettiin kuitenkin valmistaa ensimmäisen kerran Kiinassa vasta noin vuonna 700 eaa. Mielenkiintoista on, että myös metallien valamisen hiekkavaluprosessi keksittiin Kiinassa vuonna 645 eaa.

Sulatusuuni-prosessi, tekniikka, jota käytettiin hieno- tai työkaluteräksen valmistukseen, ilmestyi ja katosi eri puolilla maailmaa 1. vuosituhannen alusta eaa. lähtien. Tekniikka ilmestyi ensin Intiaan ja Keski-Aasiaan, kunnes se ilmestyi Pohjois-Eurooppaan noin vuonna 800 eaa., jossa sitä käytettiin viikinkimiekkojen valmistukseen. Tekniikka nousi uudelleen esiin vasta vuonna 1750, kun Benjamin Huntsman keksi sen uudelleen Englannissa. Huntsman lämmitti pieniä hiiliteräksen paloja suljetussa upokkaassa, joka on keraaminen astia, jolla on tulenkestäviä ominaisuuksia ja joka kestää suurta kuumuutta. Huntsman saavutti ensimmäistä kertaa riittävän korkean lämpötilan sulattaakseen teräksen.

Metallien valaminen käyttökelpoisiksi esineiksi on kehittynyt viime vuosituhansien aikana tarkemmaksi ja automatisoidummaksi, mutta prosessi on pysynyt pohjimmiltaan samana. Innovaatiot valimoprosessien automatisoinnissa, kuten General Kinematicsin VIBRA-DRUM®-hiekkavalukone, ovat helpottaneet suurten valumäärien käsittelyä sekä parantaneet valukappaleiden laatua. Kone on vallankumouksellinen suurten määrien muotti- ja hiekkakäsittelyssä valimosovelluksissa.

Metallivaluprosessi

  1. Mallinvalmistus – Malli on kopio valukappaleen ulkomuodosta. Mallit tehdään tyypillisesti puusta, metallista, muovista tai kipsistä. Mallinvalmistus on uskomattoman tärkeää teollisten osien valmistuksessa, jossa tarvitaan tarkkoja laskelmia, jotta kappaleet sopivat yhteen ja toimivat yhdessä.
  2. Ytimen valmistus – Jos valukappale on ontto, ylimääräinen kappale hiekkaa tai metallia (jota kutsutaan ytimeksi) muotoilee sisäisen muodon niin, että siitä tulee ontto. Ytimet ovat tyypillisesti vahvoja mutta kuitenkin kokoontaitettavia, jotta ne voidaan helposti irrottaa valmiista valukappaleesta.
  3. Muotinvalmistus – Jotta voit havainnollistaa metallivaluprosessin tähän asti, kuvittele itsesi kävelemässä rannalla kohti merta. Katso jalanjälkeä, jonka jätät märkään hiekkaan. Jalkasi olisi ydin, ja hiekkaan jäänyt jälki on jalkasi muotti. Valaminen on monivaiheinen prosessi, jossa mallin ympärille muodostuu valukappale, jossa käytetään valuhiekkaa. Valussa muotti on pulloksi kutsutussa kehyksessä. Vihreä hiekka eli muottihiekka pakataan pulloon mallin ympärille. Tätä kutsutaan metallihiekkavaluksi. Kun hiekka on pakkautunut tiiviisti, malli voidaan poistaa ja valukappale jää jäljelle. Vaihtoehtoisesti voidaan luoda kaksiosainen, tuhoutumaton metallimuotti, jolloin muotia voidaan käyttää toistuvasti samanlaisten osien valamiseen teollisiin sovelluksiin.
  4. Sulan metallin sulattaminen ja valaminen – Kun metalli on sulatettu, se kaadetaan muotin onteloon ja sen annetaan jähmettyä. Kun se on jähmettynyt, alkaa ravisteluprosessi: muotteja tärytetään hiekan poistamiseksi valukappaleesta. Teollisuussovelluksissa kahden massan ravistimien kaltaiset laitteet pitävät tuotannon tuotoksen korkeana tehokkaan ja tasaisen suorituskykynsä ansiosta. Poistettu hiekka kerätään yleensä talteen, jäähdytetään ja regeneroidaan käytettäväksi uudelleen tulevissa valukappaleissa. VIBRA-DRUM® Sand Casting Conditioner parantaa tätä prosessia, jossa hiekka erotetaan valukappaleista, poistamalla ja jäähdyttämällä hiekkaa ja valukappaleita sekä haihduttamalla kosteutta ja lieventämällä samalla valukappaleiden vaurioita, jotka ovat yleisiä prosessin tässä vaiheessa. Lopputuloksena on puhdas valukappale ja hiekka valmiina talteenottoprosessia varten.
  5. Puhdistus – Tässä viimeisessä vaiheessa valettu metalliesine irrotetaan muotista, minkä jälkeen se puhdistetaan. Niveltämisen aikana esine puhdistetaan muottimateriaalista ja karkeat reunat poistetaan.

Nykyaikaiset valukappaleet

Tänä päivänä lähes kaikki käyttämämme mekaaniset laitteet autoista pesukoneisiin valmistetaan käyttämällä metalliosia, jotka on luotu valuprosessin avulla. Ero nykypäivän valettujen metallituotteiden ja jopa 100 vuotta sitten valmistettujen tuotteiden välillä on tarkkuus ja toleranssit, jotka voidaan saavuttaa tietokoneistetun automatisoidun suunnitteluprosessin ja nykyaikaisten menetelmien avulla yksityiskohtaisten ytimien ja muottien valmistamiseksi. Nykyaikainen metallivalu edustaa innovaatiota työssään.

Vuosisatojen saatossa on kehitetty erilaisia raaka-aineyhdistelmiä erilaisten metallityyppien tuottamiseksi. Joitakin valutuotteita käytetään moottoreissa, jotka vaativat suurta lämmön ja kylmän sietokykyä. Valurautaputkien on kestettävä korroosiota ja korkeita paineita. Muiden valettujen osien on oltava kevyitä mutta kestäviä. Monissa sovelluksissa osat suunnitellaan siten, että niissä on tarkka toleranssi laajenemisen ja supistumisen välillä.

Muita valuprosesseja ovat kipsivalu, painevalu ja tarkkuusvalu. Kipsivalussa yksinkertaisesti korvataan hiekka kipsimuotilla.

Die-valu edellyttää kahta suurta, liikkuvaa ei-rautametalliosaa, jotka puristetaan yhteen korkeassa paineessa. Sulaa metallia ruiskutetaan muottiin, ja metalliosat erotetaan toisistaan, kun ne ovat kovettuneet.

Sinettivaluprosessi alkaa muotin täyttämisellä vahalla. Kun vaha on kovettunut, se päällystetään useita kertoja keraamisella materiaalilla. Tätä kuumennetaan, kunnes vaha sulaa ja keraaminen muotti jää jäljelle. Muotti täytetään sulalla metallilla, jäähdytetään, minkä jälkeen keraaminen materiaali katkaistaan.

Ylpeänä palvelemaan valimoteollisuutta

General Kinematics on ylpeä siitä, että se on johtava automatisoitujen värähtelykäsittelylaitteiden valmistaja, joka on innovoinut valimoteollisuuden rinnalla lähes 60 vuoden ajan. Jos haluat lisätietoja kaikista General Kinematicsin valimolaitteista, ota yhteyttä jo tänään!

Vastaa

Sähköpostiosoitettasi ei julkaista.