Metallgjutningsprocessen förklarad

Vad är metallgjutning?

Metallgjutning är en modern process med gamla rötter. I metallgjutningsprocessen formas metallformer genom att smält metall hälls in i en gjutform, där den kyls och senare tas ut ur formen. Metallgjutning är utan tvekan den tidigaste och mest inflytelserika industriella processen i historien. Den används för att tillverka många av de metallföremål som används i vårt dagliga liv: bildelar, tåghjul, lyktstolpar, pedaler för skolbussar och mycket mer. Dessutom förlitar sig metallgjutningsgjuterier på metallåtervinning som en kostnadseffektiv råvarukälla, vilket avsevärt minskar det slöseri med metallskrot som kan hamna på soptippar.

Metallgjutningens historia

Den äldsta kända metallgjutningen är en groda av koppar, som tros ha tillverkats 3200 f.Kr. i Mesopotamien, när koppar var ett populärt använt material. Senare, omkring 2000 f.Kr., upptäcktes järn. Men det var inte förrän omkring 700 f.Kr. som den första produktionen av gjutjärn utvecklades i Kina. Intressant nog uppfanns också sandgjutningsprocessen för gjutning av metaller i Kina 645 f.Kr.

Den så kallade degelprocessen, en teknik som används för att framställa fin- eller verktygsstål, dök upp och försvann på olika platser runt om i världen sedan början av det första årtusendet e.Kr. Tekniken dök först upp i Indien och Centralasien, tills den dök upp i norra Europa omkring 800 e.Kr. där den användes för att tillverka vikingasvärd. Tekniken dök inte upp igen förrän 1750 då Benjamin Huntsman återuppfann den i England. Huntsman värmde små bitar kolstål i en sluten degel, vilket är en keramisk kruka med eldfasta egenskaper som tål en hög värmegrad. Huntsman uppnådde en temperatur som var tillräckligt hög för att smälta stål för första gången.

Under de senaste tusentals åren har gjutningen av metaller till användbara föremål utvecklats till att bli mer exakt och automatiserad, men processen i sin kärna har i huvudsak förblivit densamma. Innovationer inom automatisering av gjuteriprocesser som General Kinematics VIBRA-DRUM® Sand Casting Conditioner har underlättat bearbetningen av stora mängder gjutgods och förbättrat kvaliteten på gjutgodset. Maskinen är revolutionerande när det gäller hantering av stora volymer av gjutformar och sand för gjuteritillämpningar.

Metallgjutningsprocessen

  1. Mönstertillverkning – Ett mönster är en kopia av gjutgodsets utsida. Mönster är vanligtvis gjorda av trä, metall, plast eller gips. Modelltillverkning är otroligt viktigt för industriell deltillverkning, där det krävs exakta beräkningar för att få delarna att passa och fungera tillsammans.
  2. Kärntillverkning – Om en gjutning är ihålig, formas den inre formen av ytterligare en bit sand eller metall (kallad kärna) för att göra den ihålig. Kärnor är vanligtvis starka men ändå hopfällbara så att de lätt kan avlägsnas från den färdiga gjutningen.
  3. Gjutning – För att visualisera metallgjutningsprocessen så här långt kan du föreställa dig att du går på stranden mot havet. Titta på ett fotspår som du lämnar efter dig i den våta sanden. Din fot skulle vara kärnan, och avtrycket som lämnas i sanden är en avgjutning av din fot. Gjutning är en process i flera steg som bildar en gjutning runt mönstret med hjälp av formsand. Vid gjutning finns formen i en ram som kallas kolv. Grön sand, eller formsand, packas in i kolven runt mönstret. Detta är känt som metallsandgjutning. När sanden har packats tätt kan mönstret avlägsnas och avgjutningen blir kvar. Alternativt kan en tvådelad, oförstörbar metallform skapas så att formen kan användas upprepade gånger för att gjuta identiska delar för industriella tillämpningar.
  4. Smältning och gjutning av smält metall – När metallen har smälts, hälls den in i formens hålrum och lämnas för att stelna. När den har stelnat börjar utskakningsprocessen: formarna utsätts för vibrationer för att avlägsna sand från gjutningen. I industriella tillämpningar håller utrustning som våra Two-Mass Shakeouts produktionsresultatet högt tack vare dess effektiva och smidiga prestanda. Den borttagna sanden samlas vanligtvis upp, kyls och återvinns för att återigen användas i framtida gjutningar. VIBRA-DRUM® Sand Casting Conditioner förbättrar denna process där sand separeras från gjutgods genom att avlägsna och kyla sand och gjutgods och avdunsta fukt, samtidigt som den lindrar de skador på gjutgods som är vanliga under denna del av processen. Slutresultatet är en ren gjutning och sand som är redo för återvinningsprocessen.
  5. Rengöring – I detta sista steg avlägsnas det gjutna metallföremålet från formen och putsas sedan. Under putsningen rengörs föremålet från allt gjutmaterial och grova kanter avlägsnas.

Moderna dagars gjutgods

I dag tillverkas nästan alla mekaniska anordningar som vi använder, från bilar till tvättmaskiner, med hjälp av metalldelar som skapats med hjälp av gjutningsprocessen. Skillnaden mellan dagens gjutna metallprodukter och de som tillverkades för 100 år sedan är den precision och de toleranser som kan uppnås genom den datoriserade automatiserade designprocessen och moderna metoder för att tillverka de detaljerade kärnorna och formarna. Dagens metallgjutning representerar innovation i arbete.

Under århundradena har olika kombinationer av råmaterial utvecklats för att producera olika metalltyper. Vissa gjutna produkter används i motorer som kräver hög tolerans mot värme och kyla. Rör av gjutjärn måste motstå korrosion och höga tryck. Andra gjutna delar måste vara lätta men hållbara. I många tillämpningar är delar utformade för att möjliggöra en exakt tolerans mellan expansion och kontraktion.

Andra gjutprocesser är bland annat gipsgjutning, formgjutning och investeringsgjutning. Vid gipsgjutning ersätts helt enkelt sanden med en gipsform.

Die gjutning kräver två stora, rörliga icke-järnmetalldelar som kläms ihop under högt tryck. Smält metall sprutas in i gjutformen och metalldelarna skiljs åt när de har härdat.

Färggjutningsprocessen börjar med att en form fylls med vax. När vaxet har hårdnat beläggs det flera gånger med ett keramiskt material. Detta värms upp tills vaxet smälter och den keramiska formen återstår. Formen fylls med smält metall, kyls av och sedan bryts det keramiska materialet av.

Stolt över att tjäna gjuteriindustrin

General Kinematics är stolt över att vara en ledande tillverkare av automatiserad vibrerande bearbetningsutrustning som har förnyat tillsammans med gjuteriindustrin i nästan 60 år. Om du vill ha mer information om all General Kinematics utrustning för gjuterier kan du kontakta oss redan idag!

Lämna ett svar

Din e-postadress kommer inte publiceras.