Bij het ontwerpen van een gietvorm, is het noodzakelijk om de thermodynamische eigenschappen van het metaalgieten, de levensduur van de vorm, en de kwaliteitseisen van de ingot te combineren, en te focussen op de volgende procesparameters:
一. Afmetingen van de holte en structurele parameters
•Volume en afmetingen van de holte: Het is noodzakelijk om de afmetingen af te stemmen op het gewicht (meestal honderden tot enkele tonnen) en de vorm (zoals rechthoek, trapezium) van de beoogde ingot om ervoor te zorgen dat de diepte en breedte van de holte overeenkomen met het volume van het gesmolten metaal, om onvolledige of verspillende ingotvorming door afwijkende afmetingen te voorkomen.
•Helling van de holte (ontvormingshelling): Om het ontvormen te vergemakkelijken, moet de zijwand van de holte worden ontworpen met een bepaalde helling (meestal 0,5°-2°). Een te kleine helling is gevoelig voor vastplakken van de vorm, en een te grote helling kan de maatnauwkeurigheid van de ingot beïnvloeden.
•Afronding en randbewerking: De bodem en hoeken van de holte moeten worden afgerond (R-hoek) om spanningsconcentratie te verminderen en scheuren in de vorm door thermische schokken te voorkomen; tegelijkertijd krimp of koude sluiting in de hoeken van de ingot voorkomen.
二. Thermische en koelparameters
•Wanddikteontwerp: De wanddikte van de vorm moet worden berekend op basis van het smeltpunt van het gietmetaal (zoals aluminium ongeveer 660℃, koper ongeveer 1083℃) en de warmtecapaciteit om ervoor te zorgen dat het bestand is tegen de thermische schok van gesmolten metaal op hoge temperatuur en de warmteafvoer te regelen door een redelijke wanddikte (te dik koelt te langzaam af, te dun vervormt gemakkelijk).
•Indeling van het koelsysteem: Als geforceerde koeling (zoals waterkoeling) wordt gebruikt, moeten de positie, diameter en afstand van het koelkanaal worden ontworpen. Het kanaal moet de spanningsconcentratiegebieden van de holte vermijden en een redelijke afstand van het holteoppervlak aanhouden (meestal ≥50 mm) om een gelijkmatige koeling van de ingot te garanderen en defecten zoals krimpscheuren en scheuren te verminderen.
•Thermische uitzettingscompensatie: Rekening houdend met de stollingskrimp van het gesmolten metaal (zoals de krimp van aluminium is ongeveer 1,3%-2%) en de thermische uitzettingscoëfficiënt van de vorm zelf, reserveer compensatie in het ontwerp van de holteafmetingen om afwijkingen in de ingotgrootte of het vastlopen van de vorm te voorkomen.
三. Metaalvloeistofstroom- en vulparameters
•Ontwerp van gietpoort en aanvoerkanalen: De positie van de gietpoort moet voorkomen dat de metaalvloeistof direct op de bodem van de holte terechtkomt (om spatten en oxidatie te voorkomen), en de dwarsdoorsnede van het aanvoerkanaal moet overeenkomen met de stroomsnelheid van de metaalvloeistof om een gelijkmatige vulsnelheid te garanderen (over het algemeen gecontroleerd op 0,5-1,5 m/s) en slakkenrollen en poriën te verminderen.
•Ventilatiestructuur: Ontwerp ventilatiegroeven (breedte 0,1-0,3 mm, diepte 0,5-1 mm) aan de bovenkant of hoek van de holte om luchtinsluiting en poriën te voorkomen wanneer de metaalvloeistof wordt gevuld, en onvolledige vulling door tegendruk van gas te voorkomen.
四. Mechanische prestatieparameters
•Sterkte en stijfheid van de vorm: Selecteer, afhankelijk van het gewicht van de ingot (zoals 500 kg-5 ton) en de statische druk van het gesmolten metaal (berekeningsformule: druk = dichtheid van gesmolten metaal × hoogte × zwaartekrachtversnelling), het juiste materiaal (zoals gietstaal, nodulair gietijzer) en ontwerp de verstevigingsribstructuur om te voorkomen dat de vorm vervormt of scheurt.
•Matching van het ontvormingsmechanisme: Als mechanische of hydraulische ontvorming wordt gebruikt, is het noodzakelijk om de installatieruimte van het ontvormingsapparaat te reserveren (zoals het uitwerpgat, de positie van de hydraulische cilinder) om ervoor te zorgen dat de ontvormingskracht (meestal 1,5-2 keer het gewicht van de ingot) gelijkmatig op de bodem van de ingot inwerkt om schade aan de ingot of vorm te voorkomen.
五. Materiaal- en oppervlaktebehandelingsparameters
•Thermische vermoeiingsbestendigheid van het materiaal: Voor het cyclische proces van herhaaldelijk verwarmen (zoals aluminiumvloeistof 660℃) en afkoelen van gesmolten metaal, selecteer materialen met een matige thermische geleidbaarheid (zoals gietstaal met een thermische geleidbaarheid van ongeveer 40-50 W/(m・K)) en een hoge thermische vermoeiingssterkte om thermische scheuren te verminderen.
•Oppervlaktebehandelingsproces: Verbeter de slijtvastheid van het oppervlak en de anti-aanbakprestaties van aluminium door nitreren (hardheid tot 50-60 HRC), kogelstralen of coaten (zoals keramische coating), verminder de ontvormingsweerstand en verminder erosie en slijtage van het vormoppervlak door gesmolten metaal.
Deze parameters moeten uitgebreid worden geoptimaliseerd in combinatie met de kenmerken van specifieke gietmetalen (aluminium, koper, zink, enz.), de productie-efficiëntie (zoals het aantal gietstukken per uur) en kwaliteitsnormen (zoals interne foutdetectie-eisen voor ingots), en uiteindelijk het doel bereiken van een lange levensduur van de vorm en een hoge ingotkwaliteit.
Email: cast@ebcastings.com
Bij het ontwerpen van een gietvorm, is het noodzakelijk om de thermodynamische eigenschappen van het metaalgieten, de levensduur van de vorm, en de kwaliteitseisen van de ingot te combineren, en te focussen op de volgende procesparameters:
一. Afmetingen van de holte en structurele parameters
•Volume en afmetingen van de holte: Het is noodzakelijk om de afmetingen af te stemmen op het gewicht (meestal honderden tot enkele tonnen) en de vorm (zoals rechthoek, trapezium) van de beoogde ingot om ervoor te zorgen dat de diepte en breedte van de holte overeenkomen met het volume van het gesmolten metaal, om onvolledige of verspillende ingotvorming door afwijkende afmetingen te voorkomen.
•Helling van de holte (ontvormingshelling): Om het ontvormen te vergemakkelijken, moet de zijwand van de holte worden ontworpen met een bepaalde helling (meestal 0,5°-2°). Een te kleine helling is gevoelig voor vastplakken van de vorm, en een te grote helling kan de maatnauwkeurigheid van de ingot beïnvloeden.
•Afronding en randbewerking: De bodem en hoeken van de holte moeten worden afgerond (R-hoek) om spanningsconcentratie te verminderen en scheuren in de vorm door thermische schokken te voorkomen; tegelijkertijd krimp of koude sluiting in de hoeken van de ingot voorkomen.
二. Thermische en koelparameters
•Wanddikteontwerp: De wanddikte van de vorm moet worden berekend op basis van het smeltpunt van het gietmetaal (zoals aluminium ongeveer 660℃, koper ongeveer 1083℃) en de warmtecapaciteit om ervoor te zorgen dat het bestand is tegen de thermische schok van gesmolten metaal op hoge temperatuur en de warmteafvoer te regelen door een redelijke wanddikte (te dik koelt te langzaam af, te dun vervormt gemakkelijk).
•Indeling van het koelsysteem: Als geforceerde koeling (zoals waterkoeling) wordt gebruikt, moeten de positie, diameter en afstand van het koelkanaal worden ontworpen. Het kanaal moet de spanningsconcentratiegebieden van de holte vermijden en een redelijke afstand van het holteoppervlak aanhouden (meestal ≥50 mm) om een gelijkmatige koeling van de ingot te garanderen en defecten zoals krimpscheuren en scheuren te verminderen.
•Thermische uitzettingscompensatie: Rekening houdend met de stollingskrimp van het gesmolten metaal (zoals de krimp van aluminium is ongeveer 1,3%-2%) en de thermische uitzettingscoëfficiënt van de vorm zelf, reserveer compensatie in het ontwerp van de holteafmetingen om afwijkingen in de ingotgrootte of het vastlopen van de vorm te voorkomen.
三. Metaalvloeistofstroom- en vulparameters
•Ontwerp van gietpoort en aanvoerkanalen: De positie van de gietpoort moet voorkomen dat de metaalvloeistof direct op de bodem van de holte terechtkomt (om spatten en oxidatie te voorkomen), en de dwarsdoorsnede van het aanvoerkanaal moet overeenkomen met de stroomsnelheid van de metaalvloeistof om een gelijkmatige vulsnelheid te garanderen (over het algemeen gecontroleerd op 0,5-1,5 m/s) en slakkenrollen en poriën te verminderen.
•Ventilatiestructuur: Ontwerp ventilatiegroeven (breedte 0,1-0,3 mm, diepte 0,5-1 mm) aan de bovenkant of hoek van de holte om luchtinsluiting en poriën te voorkomen wanneer de metaalvloeistof wordt gevuld, en onvolledige vulling door tegendruk van gas te voorkomen.
四. Mechanische prestatieparameters
•Sterkte en stijfheid van de vorm: Selecteer, afhankelijk van het gewicht van de ingot (zoals 500 kg-5 ton) en de statische druk van het gesmolten metaal (berekeningsformule: druk = dichtheid van gesmolten metaal × hoogte × zwaartekrachtversnelling), het juiste materiaal (zoals gietstaal, nodulair gietijzer) en ontwerp de verstevigingsribstructuur om te voorkomen dat de vorm vervormt of scheurt.
•Matching van het ontvormingsmechanisme: Als mechanische of hydraulische ontvorming wordt gebruikt, is het noodzakelijk om de installatieruimte van het ontvormingsapparaat te reserveren (zoals het uitwerpgat, de positie van de hydraulische cilinder) om ervoor te zorgen dat de ontvormingskracht (meestal 1,5-2 keer het gewicht van de ingot) gelijkmatig op de bodem van de ingot inwerkt om schade aan de ingot of vorm te voorkomen.
五. Materiaal- en oppervlaktebehandelingsparameters
•Thermische vermoeiingsbestendigheid van het materiaal: Voor het cyclische proces van herhaaldelijk verwarmen (zoals aluminiumvloeistof 660℃) en afkoelen van gesmolten metaal, selecteer materialen met een matige thermische geleidbaarheid (zoals gietstaal met een thermische geleidbaarheid van ongeveer 40-50 W/(m・K)) en een hoge thermische vermoeiingssterkte om thermische scheuren te verminderen.
•Oppervlaktebehandelingsproces: Verbeter de slijtvastheid van het oppervlak en de anti-aanbakprestaties van aluminium door nitreren (hardheid tot 50-60 HRC), kogelstralen of coaten (zoals keramische coating), verminder de ontvormingsweerstand en verminder erosie en slijtage van het vormoppervlak door gesmolten metaal.
Deze parameters moeten uitgebreid worden geoptimaliseerd in combinatie met de kenmerken van specifieke gietmetalen (aluminium, koper, zink, enz.), de productie-efficiëntie (zoals het aantal gietstukken per uur) en kwaliteitsnormen (zoals interne foutdetectie-eisen voor ingots), en uiteindelijk het doel bereiken van een lange levensduur van de vorm en een hoge ingotkwaliteit.
Email: cast@ebcastings.com
