Gießform- und Förderleitungssystemdesign für Niederdruckgussformen: NEV Aluminiumguss-Fördertechnologie
Eine sinnvolle Gestaltung der Gießkanäle und Förderleitungen bildet die Grundlage, um Schrumpfporosität zu vermeiden und konstante mechanische Eigenschaften bei LPDC-Aluminiumgussstücken sicherzustellen. Ein schlecht konzipiertes Fördersystem erhöht die Rate der inneren Schrumpfung beim Röntgenprüfverfahren um 34 %. Dieser Artikel fasst die Konstruktionsregeln, Parameter-Schwellenwerte sowie Simulation-Verifizierungsstandards für das Bodenfüllsystem von LPDC-Gießformen zusammen.
Die LPDC-Technik verwendet eine laminare Bodenfüllung, wobei der Querschnitt der Laufkanäle allmählich abnimmt, um die Strömungsgeschwindigkeit unter 0,17 m/s zu halten. Turbulente Strömungen über 0,22 m/s bewegen Oxidfilme und erhöhen die Anzahl an gefalteten Einschlüssen um 46 %.
Die Sprühehöhe wird mit der Formaufstellhöhe abgestimmt, um die Geschwindigkeit des Schmelzanspritzens zu kontrollieren. Eine zu hohe Aufspritzgeschwindigkeit führt zu Schmelzplatzierungen und Verstopfungen durch Oxid; eine zu geringe Geschwindigkeit verkürzt die Produktionszykluszeit um 22 %.
Die Dicke der Eingangskanal (Ingate) wird auf 4–7 mm eingestellt, wobei die Fläche des Ingaits 12–18 % der gesamten projizierten Gussfläche ausmacht. Eine zu kleine Ingate-Fläche führt zu unzureichender Materialzufuhr; eine zu große Ingate-Fläche verlängert die Erstarrung und erhöht den Materialverschwendung.
Der Risser wird an den heißen Stellen dicker Bossen und Flanschbereiche angebracht. Die Erstarrungszeit des Risser muss um 28–35 % länger als die Gießerei-Erstarrungszeit sein, um eine sequenzielle Erstarrung zu erreichen.
Das Volumenverhältnis des Risser wird bei dünnen strukturellen Aluminiumteilen auf 16–22 % des Gießgewichts gehalten. Ein Risser-Volumen unter 15 % kann die Volumenverkleinerung während der Aluminiumerstarrung nicht ausgleichen.
Für große Heißstellen wird ein exothermer Rissermantel verwendet, wodurch die Fütterungszeit des Risser um 33 % verlängert und das erforderliche Risser-Volumen reduziert wird, was 14 % Rohaluminium spart.
Die Laufschienenneigung wird mit 3°–5° ausgelegt, um eine reibungslose Entfernung von Restaluminium nach dem Gießen zu gewährleisten. Am Ende der Laufschienen ist ein Totraum vorgesehen, um Schlacke und oxidische Verunreinigungen einzusammeln und so zu verhindern, dass Verunreinigungen in die Hohlraum gelangen.
Eine Simulation der sequenziellen Erstarrung muss bereits in der Konstruktionsphase durchgeführt werden. Durch Optimierung der Kühlerkanäle und der Risser-Position können die heißen Stellen näher an den Risser gerückt werden, wodurch die Wahrscheinlichkeit von Schrumpfungsfehlern um 37 % sinkt.
Für die CNC-Abmessung wird eine Abzugsspielraum von 2,5–4 mm vorgesehen. Ein unzureichender Spielraum führt zu einem Restgitter auf der Gießfläche und beeinträchtigt die Montageebene.
Für CPC-Counter-Druck-LPDC-Formen wird die Flachheit der Förderrohrabdichtungsfläche auf 0,025 mm begrenzt, um Argonleckagen an den Förderrinnenverbindungen zu vermeiden.
Die Förderrohroberfläche wird mit einer Nitrierungsschicht von 0,08–0,11 mm Dicke behandelt, um langfristige Erosion durch Aluminiumschmelze und Löten zu widerstehen.
Häufig gestellte Fragen
F1: Welche Füllgeschwindigkeit ist für das LPDC-Boden-Gießsystem erforderlich?
A1: Halten Sie die laminare Füllgeschwindigkeit unter 0,17 m/s, um eine Verklemmung des Oxidschichts zu vermeiden.
F2: Wie groß ist das empfohlene Riser-Volumenanteil bei strukturellen LPDC-Gussstücken?
A2: Das Riser-Volumen beträgt 16–22 % des Gussgewichts, um eine ausreichende Zufuhrkapazität sicherzustellen.
F3: Welche Funktion hat der tote Förderrinne-Pocket?
A3: Der tote Förderrinne-Pocket sammelt Schlacke und Oxidinklusionen und verhindert so, dass Verunreinigungen in die Produktform gelangen.
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