Valukäsittely on prosessi, jossa vaatimukset täyttävä sula metallineste kaadetaan tiettyyn valumuottiin ja haluttu muoto, koko ja suorituskyky saavutetaan jäähdytyksen ja jähmettymisen jälkeen. Sitä käytetään laajalti ilmailu-, auto-, työstökoneiden valmistuksessa ja muilla teollisuudenaloilla erinomaisten ominaisuuksiensa, kuten helpon muovauksen, alhaisten kustannusten ja pienemmän ajankulutuksen, ansiosta.
Valutekniikka ei maassamme ole uutta tekniikkaa, vaan kulttuuriperintöä, jolla on pitkä historia. Nykyinen perinteinen valuprosessi ei kuitenkaan ole kyennyt vastaamaan nykyaikaisiin valutuotteiden tarpeisiin suunnittelun laadun ja suunnittelukonseptien osalta. Siksi uuden valuprosessiteknologian luominen vaatii syvällistä keskustelua ja tutkimusta. Verrattuna muihin prosessointi- ja muovausmenetelmiin valuprosessin tarkkuus on huono, eivätkä rakenteelliset ominaisuudet ole yhtä hyviä kuin taonta. Siksi myös valukappaleiden tarkkuuden parantaminen ja niiden rakenteellisten ominaisuuksien optimointi on huomion ja tutkimuksen arvoinen.
Muotin materiaali voi olla hiekkaa, metallia tai jopa keramiikkaa. Käytetyt menetelmät vaihtelevat vaatimuksista riippuen. Mitkä ovat kunkin valuprosessin ominaisuudet? Millaiset tuotteet sopivat siihen?
1. Hiekkavalu
Valumateriaali: erilaisia materiaaleja
Valulaatu: kymmeniä grammoja - kymmenistä tonneista satoihin tonneihin
Valupinnan laatu: huono
Valurakenne: yksinkertainen
Tuotantokustannukset: alhaiset
Soveltamisala: Yleisimmin käytetyt valumenetelmät. Käsinmuovaus soveltuu yksittäiskappaleisiin, pieniin eriin ja suuriin valukappaleisiin, joiden muoto on monimutkainen ja joita on vaikea käyttää muovauskoneella. Konemallinnus soveltuu keskikokoisille ja pienille erissä valmistetuille valukappaleille.
Prosessin ominaisuudet: Manuaalinen mallintaminen: joustava ja helppo, mutta sillä on alhainen tuotantotehokkuus, korkea työvoimaintensiteetti ja alhainen mittatarkkuus ja pinnan laatu. Konemallinnus: korkea mittatarkkuus ja pinnan laatu, mutta suuri investointi.
Hiekkavalu on nykyään yleisimmin käytetty valuprosessi valimoteollisuudessa. Se sopii erilaisille materiaaleille. Rautametalliseoksia ja ei-rautametalliseoksia voidaan valaa hiekkamuotteilla. Se pystyy valmistamaan valukappaleita, joiden paino vaihtelee kymmenistä grammista kymmeniin tonneihin ja suurempia. Hiekkavalun haittana on, että sillä voidaan tuottaa vain suhteellisen yksinkertaisia valukappaleita. Hiekkavalun suurin etu on: alhaiset tuotantokustannukset. Pintakäsittelyn, valumetallografian ja sisäisen tiheyden kannalta se on kuitenkin suhteellisen alhainen. Mallinnuksessa se voi olla käsin muotoiltu tai koneen muotoinen. Käsinmuovaus soveltuu yksittäiskappaleisiin, pieniin eriin ja suuriin valukappaleisiin, joiden muoto on monimutkainen ja joita on vaikea käyttää muovauskoneella. Konemallinnus voi parantaa huomattavasti pinta- ja mittatarkkuutta, mutta investointi on suhteellisen suuri.
2. Investointivalu
Valumateriaali: valuteräs ja ei-rautametalliseos
Valulaatu: useita grammoja --- useita kiloja
Valupinnan laatu: erittäin hyvä
Valurakenne: mikä tahansa monimutkaisuus
Tuotantokustannukset: Massatuotannossa se on halvempaa kuin täysin koneistustuotanto.
Käyttöalue: Erilaisia pieniä ja monimutkaisia tarkkuusvaluja valuteräksestä ja korkean sulamispisteen seoksista, jotka sopivat erityisesti taideteosten ja tarkkuusmekaanisten osien valuun.
Prosessin ominaisuudet: mittatarkkuus, sileä pinta, mutta alhainen tuotantotehokkuus.
Investointivaluprosessi sai alkunsa aikaisemmin. Kotimaassani sijoitusvaluprosessia on käytetty aatelisten korujen valmistuksessa kevät- ja syyskaudella. Investointivalut ovat yleensä monimutkaisempia eivätkä sovellu suuriin valukappaleisiin. Prosessi on monimutkainen ja vaikeasti hallittava, ja käytetyt ja kulutetut materiaalit ovat suhteellisen kalliita. Siksi se soveltuu pienten osien, joilla on monimutkainen muoto, korkeat tarkkuusvaatimukset tai vaikeasti suoritettava muu käsittely, kuten turbiinimoottorin siipien, valmistukseen.
3. Menetetty vaahtovalu
Valumateriaali: erilaisia materiaaleja
Valumassa: useista grammista useisiin tonneihin
Valupinnan laatu: hyvä
Valurakenne: monimutkaisempi
Tuotantokustannukset: alhaisemmat
Käyttöalue: monimutkaisempia ja erilaisia metalliseosvaluja eri erissä.
Prosessin ominaisuudet: Valukappaleiden mittatarkkuus on korkea, valusuunnittelun vapaus on suuri ja prosessi on yksinkertainen, mutta kuvion palamisella on tiettyjä ympäristövaikutuksia.
Lost Foam -valulla liimataan ja yhdistetään valukappaleiden kokoisia ja muotoisia parafiini- tai vaahtomalleja malliklusteriksi. Tulenkestävällä maalilla harjaamisen ja kuivaamisen jälkeen ne haudataan kuivaan kvartsihiekkaan ja tärytetään muotoon ja kaadetaan alipaineessa mallin höyrystämiseksi. , uusi valumenetelmä, jossa nestemäinen metalli ottaa mallin aseman ja jähmettyy ja jäähtyy muodostaen valukappaleen. Lost Foam -valu on uusi prosessi, jossa ei ole lähes mitään marginaalia ja tarkka muovaus. Tämä prosessi ei vaadi muotinpoistoa, ei irtoavaa pintaa eikä hiekkaydintä. Siksi valussa ei ole välähdystä, purseet ja vetokaltevuus, ja se vähentää muottiytimien kustannuksia. Yhdistelmän aiheuttamat mittavirheet.
Edellä mainituilla 11 valumenetelmällä on erilaiset prosessiominaisuudet. Valutuotannossa tulee valita vastaavat valumenetelmät eri valuihin. Itse asiassa on vaikea sanoa, että vaikeasti kasvatettavalla valuprosessilla on ehdottomia etuja. Tuotannossa jokainen valitsee myös sopivan prosessin ja kustannustehokkaamman prosessimenetelmän.
4. Keskipakovalu
Valumateriaali: harmaa valurauta, pallografiittivalurauta
Valulaatu: kymmenistä kiloista useisiin tonneihin
Valupinnan laatu: hyvä
Valurakenne: yleensä lieriömäiset valukappaleet
Tuotantokustannukset: alhaisemmat
Käyttöalue: pienistä suuriin eriin pyöriviä runkovaluja ja eri halkaisijaltaan olevia putkiliittimiä.
Prosessin ominaisuudet: Valukappaleilla on korkea mittatarkkuus, sileä pinta, tiheä rakenne ja korkea tuotantotehokkuus.
Keskipakovalulla tarkoitetaan valumenetelmää, jossa nestemäinen metalli kaadetaan pyörivään muottiin, täytetään ja kiinteytetään valuksi keskipakovoiman vaikutuksesta. Keskipakovalukonetta kutsutaan keskipakovalukoneeksi.
Britti Erchardt ehdotti ensimmäistä patenttia keskipakovalulle vuonna 1809. Vasta 1900-luvun alussa tämä menetelmä otettiin vähitellen käyttöön tuotannossa. 1930-luvulla maassamme alettiin käyttää myös keskipakoputkia ja sylinterivaluja, kuten rautaputkia, kupariholkkeja, sylinteriholkkeja, bimetallisia terästaustaisia kupariholkkeja jne. Keskipakovalu on lähes tärkeä menetelmä; lisäksi kuumuutta kestävissä terästeloissa, joissakin erityisissä saumattomissa teräsputkien aihioissa, paperikoneen kuivausrummuissa ja muilla tuotantoalueilla keskipakovalumenetelmää käytetään myös erittäin tehokkaasti. Tällä hetkellä on valmistettu pitkälle koneistettu ja automatisoitu keskipakovalukone ja rakennettu massatuotantona koneellinen keskipakoputkivalukone.
5. Matalapainevalu
Valumateriaali: ei-rautametalliseos
Valulaatu: kymmenistä grammista kymmeniin kiloihin
Valupinnan laatu: hyvä
Valurakenne: monimutkainen (saatavana hiekkaydin)
Tuotantokustannukset: Metallityypin tuotantokustannukset ovat korkeat
Soveltamisala: pienet erät, mieluiten suuret erät suuria ja keskisuuria ei-rautametalliseosvaluja, ja ne voivat tuottaa ohutseinäisiä valukappaleita.
Prosessin ominaisuudet: Valurakenne on tiheä, prosessin saanto on korkea, laitteet ovat suhteellisen yksinkertaisia ja erilaisia valumuotteja voidaan käyttää, mutta tuottavuus on suhteellisen alhainen.
Matalapainevalu on valumenetelmä, jossa nestemäinen metalli täyttää muotin ja jähmettyy valuksi matalapaineisen kaasun vaikutuksesta. Matalapainevalua käytettiin aluksi pääasiassa alumiiniseosvalujen valmistukseen, ja myöhemmin sen käyttöä laajennettiin edelleen kuparivalujen, rautavalujen ja korkean sulamispisteen teräsvalujen valmistukseen.
6. Painevalu
Valumateriaali: alumiiniseos, magnesiumseos
Valulaatu: useista grammista kymmeniin kilogrammoihin
Valupinnan laatu: hyvä
Valurakenne: monimutkainen (saatavana hiekkaydin)
Tuotantokustannukset: Painevalukoneet ja muotit ovat kalliita valmistaa
Soveltamisala: Erilaisten pienten ja keskikokoisten ei-rautametalliseosvalujen, ohutseinämäisten ja painetta kestävien valujen massatuotanto.
Prosessin ominaisuudet: Valukappaleilla on korkea mittatarkkuus, sileä pinta, tiheä rakenne, korkea tuotantotehokkuus ja alhaiset kustannukset, mutta painevalukoneiden ja muottien kustannukset ovat korkeat.
Painevalulla on kaksi pääominaisuutta: painevalumuottien korkeapaine ja nopea täyttö. Sen yleisesti käytetty ruiskutusominaispaine on useista tuhansista kymmeniin tuhansiin kPa tai jopa 2×105 kPa. Täyttönopeus on noin 10-50m/s ja joskus jopa yli 100m/s. Täyttöaika on hyvin lyhyt, yleensä 0,01-0,2 s. Muihin valumenetelmiin verrattuna painevalulla on seuraavat kolme etua: hyvä tuotteen laatu, valukappaleiden suuri mittatarkkuus, joka vastaa yleensä luokkia 6-7 tai jopa luokkaa 4; hyvä pinnanlaatu, yleensä vastaa luokkaa 5-8; lujuus Sillä on korkeampi kovuus, ja sen lujuus on yleensä 25–30% korkeampi kuin hiekkavalulla, mutta sen venymä vähenee noin 70%; sillä on vakaat mitat ja hyvä vaihdettavuus; se pystyy painevalemaan ohutseinäisiä ja monimutkaisia valukappaleita. Esimerkiksi sinkkiseoksen painevaluosien nykyinen seinämän vähimmäispaksuus voi olla 0,3 mm; alumiiniseosvalujen seinämän vähimmäispaksuus voi olla 0,5 mm; valureiän vähimmäishalkaisija on 0,7 mm; ja pienin kierteen nousu on 0,75 mm.
Postitusaika: 08.07.2024
