Mi az öntés?
A nyomásos öntés egy olyan gyártási eljárás, amelyet nagy méretpontossággal és felületkezeléssel rendelkező fém alkatrészek előállítására használnak. Ez magában foglalja az olvadt fém nagy nyomás alatti öntőformaüregbe való préselését. A formaüreget két edzett acél szerszám hozza létre, amelyeket a kívánt alakra megmunkálnak.
A folyamat a fém, jellemzően alumínium, cink vagy magnézium megolvasztásával kezdődik egy kemencében. Az olvadt fémet ezután nagy nyomáson hidraulikus prés segítségével a formába fecskendezik. A fém gyorsan megszilárdul a formában, majd a forma két felét kinyitják, hogy kivegyék a kész alkatrészt.
A nyomásos öntést széles körben használják összetett formájú és vékony falú alkatrészek, például motorblokkok, sebességváltó házak és különféle autóipari és repülőgépipari alkatrészek gyártására. Az eljárás népszerű a fogyasztási cikkek, például játékok, konyhai eszközök és elektronikai cikkek gyártásában is.
Nyomásos öntés
A nyomásos öntés egy meglehetősen speciális eljárás, amely főként a 20. században fejlődött ki. Az alapvető folyamat a következő: az olvadt fémet acélformába öntik/fecskendezik, és nagy sebességgel, állandó és növekvő nyomáson (nyomásos öntésnél) és hűtéssel az olvadt fém megszilárdul, szilárd öntvényt képezve. Maga a folyamat jellemzően csak néhány másodpercet vesz igénybe, és gyors módja a fémtermék nyersanyagból történő előállításának. A nyomásos öntés olyan anyagokhoz alkalmas, mint az ón, ólom, cink, alumínium, magnézium, rézötvözetek és akár vasötvözetek, például rozsdamentes acél. A nyomásos öntésben ma használt fő ötvözetek az alumínium, a cink és a magnézium. A korai, függőleges tájolású szerszámokat használó öntőgépektől a ma már elterjedt vízszintes tájolású és működésű, négy összekötő rúdfeszítésű és teljesen számítógéppel vezérelt folyamatszakaszig a folyamat az évek során sokat fejlődött.
Az iparág világméretű gyártógéppé nőtte ki magát, amely különféle alkalmazásokhoz gyárt alkatrészeket, amelyek közül sok elérhető lesz bárki számára, mivel a nyomásos öntvények termékalkalmazása rendkívül változatos.
A nyomásos öntés előnyei
A nagynyomású öntés néhány előnye:
• Az eljárás alkalmas nagy volumenű termelésre.
• Meglehetősen összetett öntvények gyors előállítása más fémmegmunkálási eljárásokhoz (pl. megmunkálás) képest.
• Nagy szilárdságú alkatrészek, öntött állapotban gyártva (az alkatrész kialakításától függően).
• Dimenziós ismételhetőség.
• Vékony falú profilok lehetségesek (pl. 1-2,5 mm).
• Jó lineáris tűréshatár (pl. 2 mm/m).
• Jó felületi minőség (pl. 0,5-3 µm).
A forrókamrás nyomásos öntés folyamata magában foglalja a fémöntvény megolvasztását egy kemencében, amely a nyomásöntő gép rögzített féllapjához közel/annak szerves részét képezi, majd az olvadt fémet egy merülő dugattyú segítségével közvetlenül a hattyúnyakon és a fúvókán keresztül a szerszámba fecskendezik. A hattyúnyakot és a fúvókát melegíteni kell, hogy megakadályozzák a fém megfagyását, mielőtt az elérné a szerszámüreget. A folyamat teljes melegítési és olvadt fém eleméből ered a forrókamra megnevezés. Az öntősörét súlyát a dugattyú lökete, hossza és átmérője, valamint a hüvely/kamra mérete határozza meg, és a fúvóka is szerepet játszik, amelyet a szerszám tervezésekor figyelembe kell venni. Miután a fém megszilárdult a szerszámüregben (ez csak néhány másodpercet vesz igénybe), a gép mozgó féllapja, amelyhez a szerszám mozgó fele van rögzítve, kinyílik, és az öntvény kilökődik a szerszámfelületről, majd eltávolításra kerül a szerszámból. A szerszámfelületeket ezután egy szórórendszerrel kenik, a szerszám bezárul, és a folyamat újraindul.
Ennek a „zárt” fémolvasztó/befecskendező rendszernek és a minimális mechanikai mozgásnak köszönhetően a forrókamrás nyomásos öntés jobb termelési gazdaságosságot biztosíthat. A cinkötvözetet elsősorban a forrókamrás nyomásos öntésben használják, amelynek viszonylag alacsony olvadáspontja van, ami további előnyöket kínál a gépek (üst, hattyúnyak, hüvely, dugattyú, fúvóka) alacsony kopása és a szerszámok alacsony kopása szempontjából is (így hosszabb szerszámélettartam az alumínium nyomásos öntőszerszámokhoz képest – az öntvény minőségének elfogadásától függően).
A hidegkamra elnevezés onnan ered, hogy az olvadt fémet egy hidegkamrába/sörétes hüvelybe öntik, amely a rögzített szerszámfél lapján keresztül a rögzített szerszámfél hátuljához van rögzítve. Az olvadt fém tartó/olvasztó kemencék jellemzően a lehető legközelebb helyezkednek el a nyomásöntőgép sörétes végéhez, hogy egy kézi kezelő vagy egy automatikus öntőüst egy üsttel ki tudja venni az egyes sörétekhez/ciklusokhoz szükséges olvadt fémet, és az olvadt fémet a hüvelyen/sörétes kamrán belüli öntőnyílásba önthesse. A gép dugattyújához csatlakoztatott dugattyúhegy (amely egy kopható és cserélhető alkatrész, amelyet a sörétes hüvely belső átmérőjéhez precíziósan megmunkálnak, a hőtágulás figyelembevételével) az olvadt fémet a sörétes kamrán keresztül a szerszámüregbe nyomja. A nyomásöntő gép utasításra végrehajtja az első lépést, amelynek során az olvadt fémet a hüvely öntőnyílásán átnyomja. A további lépések a dugattyú megnövekedett hidraulikus nyomása alatt zajlanak le, hogy az olvadt fémet a szerszámüregbe fecskendezzék. Az egész folyamat másodpercekig tart, a gyors és fokozódó nyomás, valamint a fém hőmérsékletének csökkenése a fém megszilárdulását okozza a szerszámüregben. A nyomásos öntőgép mozgó féllapja kinyílik (amelyhez a szerszám mozgó fele rögzítve van), és kilöki a megszilárdult öntvényt a szerszám szerszámfelületéről. Az öntvényt eltávolítják, a szerszámfelületeket szórórendszerrel bekenik, majd a ciklus megismétlődik.
A hidegkamrás gépek alkalmasak alumínium nyomásos öntésre, a gép alkatrészei (sörétes hüvely, dugattyúcs) idővel cserélhetők, a hüvelyek fémmel bevonhatók a tartósságuk növelése érdekében. Az alumíniumötvözetet kerámia olvasztótégelyben olvasztják az alumínium viszonylag magas olvadáspontja és a vastartalmú olvasztótégelyekben fellépő vasfelvétel kockázatának csökkentése érdekében. Mivel az alumínium viszonylag könnyű fémötvözet, lehetővé teszi nagy és nehéz öntvények öntését, vagy ahol a nyomásos öntvényeknél nagyobb szilárdságra és könnyűségre van szükség.
