Skalformgjutning (härdplast-bondad sandformning) fyller det tekniska och ekonomiska gapet mellan vanlig grönsandgjutning och investeringsgjutning (förlorat vax). Den ger snävare dimensionskontroll, överlägsen ytintegritet och minskade dragvinklar för industriella komponenter i medelstora-till-höga-volymer som väger mellan 0,5 kg och 80 kg.
Process Capability Matrix
|
Särdrag |
Skalformgjutning |
Grön sandgjutning |
Investeringsgjutning |
|
Dimensionell tolerans |
ISO 8062-3 CT7 – CT9 |
ISO 8062-3 CT10 – CT12 |
ISO 8062-3 CT4 – CT6 |
|
Ytfinish (Ra) |
3,2 µm - 6.3 µm (125 - 250 µin) |
12,5 µm - 25.0 µm (500 - 1000 µin) |
1,6 µm - 3.2 µm (63 - 125 µin) |
|
Minimum väggtjocklek |
2,5 mm |
4,0 mm |
1,5 mm |
|
Krav på dragvinkel |
0,5 grader - 1.0 grad |
1,5 grad - 3.0 grad |
0 grader - 0.5 grader |
|
Ekonomisk produktionskörning |
300 - 50 000 st/år |
100 - 10 000 st/år |
500 - 100 000 st/år |
|
Verktygsinvestering |
Måttlig (bearbetat metallmönster) |
Låg (mönsterplatta / tändsticka) |
High (Multi-cavity Wax Injection Mould) |
Tillverkningsprocess
Skalformningsprocessen bygger på att en harts-belagd kiseldioxidsandblandning kommer i kontakt med ett uppvärmt järn- eller stålmönster för att bilda ett styvt, tunt-väggigt keramiskt-formskal.
Metallmönsterförberedelse:Matchplattemönster är CNC-bearbetade av segjärn, legerat stål eller aluminium med hög-hållfasthet, med exakta krympningstillstånd tillämpade (vanligtvis 1,5 % - 2.2 % beroende på val av legering).
Förvärmning och smörjning:Mönsterplattan förvärms till 200 grader - 320 grader (392 grader F - 608 grader F) och sprayas med ett silikonbaserat-avskiljningsmedel.
Dump-Box Shell Formation:Det uppvärmda mönstret kläms fast i en dumpningslåda som innehåller fin kiseldioxidsand för-belagd med 2 % - 5 % fenolharts och hexametylentetramin (HEXA). Att vända lådan utsätter sandblandningen för det uppvärmda mönstret. Värme smälter hartset och bildar ett delvis härdat skalskal (6 mm - 10 mm tjockt) inom 10 - 30 sekunder.
Ugnshärdning:Obunden sand faller bort vid åter-inversion. Mönstret och det bifogade skalet passerar in i en härdningsugn (300 grader - 450 grader ) för att helt korsa-den härdbara bindemedlet.
Utkastning och montering:Mekaniska ejektorstift trycker det styva skalet till hälften från mönstret. Cope- och dragskalhalvor är sammanfogade med härdplast under tryck, med harts-bundna sandkärnor för inre håligheter.
Hällning och skakning:Monterade skal placeras i kolvar, stödda med stålkulor eller grusstöd för att motstå metallostatiskt tryck i huvudet, och hälls med smält metall. Efter kylning brinner det tunna skalet ut och bryts bort rent under automatisk skakning.
Material och tekniska specifikationer
Vi smälter och gjuter ett brett urval av järn och icke-järnlegeringar under strikt spektral kontroll.
Materialval & Mekanisk Egenskapsreferens
|
Materialfamilj |
Vanligt betyg / Standard |
Draghållfasthet (MPa) |
Yield Strength (MPa) |
Förlängning (%) |
Hårdhetsområde |
Primära egenskaper |
|
Duktilt järn (nodulärt) |
SV-GJS-400-15 / QT400-15 EN-GJS-500-7 / QT500-7 EN-GJS-600-3 / QT600-3 |
400 - 600 |
250 - 370 |
3 - 15 |
130 - 230 HBW |
Hög utmattningshållfasthet, utmärkt dämpning, låg hackkänslighet |
|
Grått gjutjärn |
EN-GJL-200 / HT200 EN-GJL-250 / HT250 EN-GJL-300 / HT300 |
200 - 300 |
Ej tillämpligt (brött) |
0.3 - 0.8 |
160 - 250 HBW |
Överlägsen värmeledningsförmåga, hög slitstyrka, vibrationsabsorbering |
|
Kolstål |
ASTM A27 Betyg 65-35 ASTM A216 WCB / WCC |
485 - 585 |
250 - 275 |
22 - 24 |
140 - 185 HBW |
Svetsbart konstruktionsstål med hög slagtålighet vid temperaturer under-noll |
|
Legerat stål |
42CrMo4 / AISI 4140 20CrNiMo / AISI 8620 |
700 - 1000 |
550 - 850 |
10 - 18 |
200 - 320 HBW |
Genom-härdbar, exceptionell kärnseghet, hög slitstyrka |
|
Rostfritt stål |
AISI 304 (CF8) / 316 (CF8M) 1.4408 / 1.4308 Duplex 2205 (1,4462) |
480 - 650 |
205 - 450 |
25 - 35 |
160 - 220 HBW |
Hög motståndskraft mot gropfrätning och spaltkorrosion i marina/sura media |
Dimensionell kapacitet och tillverkningsbegränsningar
• Viktintervall: 0,2 kg till 80 kg (0,44 lbs till 176 lbs)
• Maximala kuvertmått: 850 mm x 650 mm x 350 mm
• Linjära toleranser: ISO 8062-3 Grade CT7 för särdrag bildade inom en formhalva; CT8 över formavskiljningslinjen.
• Ytjämnhet: Standard Ra 3.2 - 6.3 µm; post-shot-blästring Ra 3,2 µm uppnåeligt.
• Minsta as-gjuthålsdiameter: Ø 6,0 mm (beroende på förhållandet djup-till-diameter<= 3:1).
Viktiga produktegenskaper
Hög ytkvalitet och reducerade bearbetningstillägg
Fin kiseldioxidsand tillsammans med tunna, enhetliga hartsbindemedel minimerar korngränsen för formytan. Eftersom-gjutna ytor uppvisar Ra 3.2 - 6.3 µm, vilket tillåter tätningsytor, icke-kritiska monteringsdynor och flödeskanaler att fungera som-gjutna utan fräsning eller svarvning.
Snäv dimensionell konsistens över produktionspartier
Eftersom skalformar härdas på uppvärmda metallverktyg, elimineras formdeformation från sandkomprimeringskrafter. Dimensionell repeterbarhet över flera-tusen-delade produktionsserier håller vanligtvis inom ±0,3 mm på dimensioner upp till 100 mm.
Minskad delvikt via tunn-vägg
Styva skalformar med hög-hållfasthet motstår metallostatiskt tryck utan att väggen böjs under gjutning. Designers kan specificera enhetliga väggtjocklekar ner till 2,5 mm, vilket minskar övervikt och råmaterialkostnader.
Minimala dragvinklar
Dragvinklar så låga som 0,5 grader till 1,0 grader kan dras framgångsrikt utan att riva formväggar. Detta minskar avsmalnande-vikttillskott på djupa fickor, klackar och inre revben.
Typiska applikationer
Växellådsgafflar
Motorfästen
Bromsok och hjulnav
Avgasgrenrör och turboladdarhus
Hydrauliska ventilhus och grenrörsblock
Högtryckspumpkåpor och pumphjul.-
Planetväxelhållare och lagerhus
Rörkopplingar, flänsar och spjällventilskivor
Spårrullar och kedjehjul
Dragkomponenter och gaffelfästen
Slitageplattor och skoptänders adaptrar
Maskinbearbetning och sekundära operationer
För att leverera färdiga-att-montera komponenter kompletterar vi vår gjuteriverksamhet med fullständiga-egen CNC-bearbetnings- och ytbehandlingsfaciliteter.
CNC-bearbetningsmöjligheter
• Horisontella och vertikala bearbetningscentra (HMC/VMC): 4-positionering med pallväxlare för hög-volymbearbetning av snäva toleranshål (±0,010 mm).
• CNC-svarvcentra: Dubbel-spindelsvarvning för koncentricitet-kritiska svarvade egenskaper, räfflor och exakta yttätningsytor.
• Sekundära operationer: Broschning, djup-hålsborrning, precisionsslipning (centerlös och yta) och gängning med hög-hastighet.
Värmebehandling
• Normalisering & glödgning: Avspänningsavlastning och kornförfining för optimerad bearbetbarhet och mikrostrukturell homogenitet.
• Härdning och härdning (Q&T): Mekaniska egenskapersjusteringar för att uppnå specifikationerna för draghållfasthet, seghet och kärnhårdhet.
• Induktionshärdning: Lokaliserad ythärdning (50 - 60 HRC) på slitbanor, kugghjul och lagertappområden.
Ytfinish och skyddande beläggningar
• Zinkplätering (trivalent blå/klar/gul passiverad)
• Elektro-beläggning (E-beläggning) för korrosionsskydd
• Epoxipulverlackering
• Fosfatering och svartoxidomvandlingsbeläggning
Kvalitetskontroll och inspektion
Kvalitetssäkring följer ISO 9001:2015 och IATF 16949 krav, verifierar råmaterialkemi, intern integritet, dimensionell tolerans och mekaniska egenskaper vid utsedda processportar.
Analys av inkommande skrot och göt (spektrometer)
Smältkemiverifiering före knakning
Oförstörande och mekanisk testning (UT/MPI/drag/hårdhet)
Slutlig dimensionell layout (CMM och optisk skanning)
Kemisk och mekanisk testning
• Optisk emissionsspektroskopi (OES): Verifiering av kemisk sammansättning utförs vid varje värme innan tappning.
• Drag- och slagprovning: Destruktiv verifiering av sträckgräns, slutlig draghållfasthet, töjning och Charpy V-notch-slagvärde per parti.
• Hårdhetstestning: Brinell (HBW), Rockwell (HRC) och Vickers (HV) testning på strukturella zoner.
Icke-destruktiv testning (NDT)
• Röntgenundersökning (röntgen): Identifiering av intern krympningsporositet, blåshål och inneslutningar enligt ASTM E446/ASTM E192-standarder.
• Magnetic Particle Inspection (MPI): Yt- och under{0}}sprickdetektering på ferromagnetiska gjutjärn och stålkomponenter.
• Ultraljudstestning (UT): Verifiering av väggtjocklek och utvärdering av interna defekter.
• Liquid Penetrant Inspection (LPI): Icke-magnetisk sprickinspektion av rostfritt stål.
Metrologi & CMM Inspektion
• 3D Coordinate Measuring Machines (CMM): Zeiss CMM som arbetar i klimatkontrollerade-labb för geometrisk dimensionering och tolerans (GD&T) verifiering mot CAD-modeller.
• Optisk och laserprofilometri: Automatisk mätning av ytjämnhet (Ra, Rz) och 3D-konturskanning.
OEM och Custom Manufacturing
Vi tillverkar uteslutande efter OEM-kundsspecifikationer, och tillhandahåller support-till- från preliminär DFM-analys (Design for Manufacturability) till prototypverktyg och seriell upptrappning-.
Engineering & Prototyping Workflow
• MagmaSoft / ProCAST Solidifieringssimulering: Termisk och vätskeflödesanalys utförs på preliminära CAD-filer för att identifiera potentiella krymphåligheter, kalla stängningar och sanderosionszoner innan metallmönsterskärning.
• Verktygsdesign och CNC-fräsning i huset: Tändsticksplattor, kärnlådor och ejektormekanismer av metall är designade i 3D CAD/CAM och frästa av verktygsjärn eller verktygsstål med hög-densitet.
• Snabb prototypframställning via 3D-tryckta sandkärnor: För snabb funktionstestning kan 3D-tryckta hartssandkärnor kombineras med tillfälliga verktyg för att leverera prototypgjutgods på 2 - 3 veckor utan fullständiga verktygsinvesteringar.
• Inlämning av PPAP nivå 3: Godkännande av produktionsdel Processdokumentation inkluderar ISIR (Initial Sample Inspection Report), Process Flow Diagram, Control Plan, PFMEA, dimensionsresultat, materialcertifieringar och mätare R&R-studier.
Vad köpare bör tillhandahålla för en offertförfrågan
Genom att tillhandahålla fullständiga tekniska parametrar under inlämning av offertförfrågan säkerställs korrekta prisofferter, korrekta verktygsuppskattningar och optimerade cykeltider.
3D CAD-filer:STEP, IGES eller Parasolid (.x_t)
2D-ritningar:PDF med GD&T, kritiska toleranser, bearbetningstillägg och ytfinishspecifikationer (Ra)
Materialspecifikation:ASTM, EN, DIN, ISO eller JIS materialklass
Volym och partistorlekar:Prototypkvantitet, uppskattad årlig efterfrågan (EAU) och batchstorlek
Leveransvillkor:Som-gjuten eller helt bearbetad för utskrift
Värmebehandling:Målhårdhetsområde (HRC/HBW), höljesdjup eller mikrostrukturkrav
Inspektion och testning:NDT-krav (röntgen, MPI), trycktestning och CMM-inspektionsrapporter
Efterbehandling och förpackning:Ytbeläggning (målning, plätering, anti-rostolja), VCI-påsar och förpackningsspecifikationer
Vanliga frågor
F: Hur jämför skalgjutning med vanlig grönsandgjutning när det gäller total enhetskostnad?
S: Verktyg för gjutning av skalform är högre i kostnad eftersom metallmönster krävs för att tåla förvärmning (200 grader - 320 grader). Emellertid är enhetsproduktionskostnaderna ofta lägre för komplexa komponenter eftersom snäva toleranser (ISO 8062-3 CT7) och jämna ytfinish (Ra 3.2 - 6.3 µm) eliminerar sekundära bearbetningsoperationer och minskar skrothastigheten.
F: Vilka är de lägsta och högsta viktgränserna för skalformgjutna delar?
S: Vår produktionslinje hanterar enhetsvikter från 0,2 kg (0,44 lbs) upp till 80 kg (176 lbs). För delar som överstiger 80 kg rekommenderas vanligen traditionell hartssandgjutning eller grönsandgjutning på grund av skalets styvhet och begränsningar i kolvens storlek.
F: Kan gjutning av skalform producera ihåliga inre passager och komplexa geometrier?
A: Ja. För-formade harts-sandkärnor (tillverkade via processer med varm-box eller kall-box) placeras inuti manteln och dragskalshalvorna innan de kläms fast. Detta gör att komplexa inre vätskekanaler, underskärningar och ihåliga kammare kan gjutas exakt.
F: Vilka ledtider är standard för provverktyg och initial PPAP-leverans?
S: Standardverktyg för metalltändskivor och initial provproduktion kräver 4 till 6 veckor. Om 3D-printade sandkärnor används för prototypverifiering kan preliminära prover levereras inom 2 till 3 veckor. Serieproduktionsorder levereras inom 4 till 5 veckor efter provgodkännande.
