DİL 
Ev / Haberler / Sektör haberleri / Alüminyum Döküm Fikirleri: Yöntemler, Alaşımlar, Tasarım ve Kaplamalar
Doğrudan Cevap: Alüminyum Döküm Fikirleriyle Nereden Başlamalı?
En uygulanabilir alüminyum döküm fikirler dört pratik gruba ayrılır: çekmece kulpları, ev numarası plaketleri ve korkuluk braketleri gibi dekoratif donanımlar ve mimari donanımlar; valf kapakları, emme bağlantı parçaları ve montaj braketleri gibi motorlar ve makineler için işlevsel yedek parçalar; mastarlar, sabitleme plakaları ve hizalama blokları gibi atölye takımları; ve madalyonlar, bitki işaretleri ve küçük heykeller gibi heykelsi veya sergileyici parçalar. İlk proje için, yerçekimi beslemeli kum dökümü A356 alüminyum alaşımı en bağışlayıcı başlangıç noktasıdır. A356, kabaca 705 ila 760 derece C arasında konforlu bir dökme aralığına sahiptir, ince bölümleri iyi bir şekilde doldurur ve T6 ısıl işleminden geçtikten sonra temiz bir şekilde işlenir.
Refrakter veya seramik örtü astarlı çelik boru kabuğundan yapılmış, propanla çalışan bir fırın, 2 ila 5 kilogramlık temiz alüminyum hurda veya külçeyi eritebilir. 25 ila 40 dakika temiz bir dolum için gereken 700 artı derece C dökme sıcaklığına rahatça ulaşır. Bu, alüminyum döküm fikirlerinin, 950 ila 1000 derece C'ye ihtiyaç duyan bronzla veya 1370 derece C'nin üzerinde çalışan dökme demirle karşılaştırıldığında bu kadar erişilebilir olmasının ana nedenidir. Isıl işlemden sonra çeliğin yoğunluğunun üçte birine yakın bir güç-ağırlık oranıyla birleştiğinde, alüminyum dökümler tamamen dekoratif olmaktan ziyade gerçekten kullanışlı hale gelir.
Alüminyum Neden Döküm Projelerinde Varsayılan Metaldir?
Bir projeye karar vermeden önce alüminyumu dökülebilir ve dayanıklı kılan spesifik malzeme özelliklerini bilmek yardımcı olur. Aşağıdaki şekiller alüminyumun neden motor bloklarından resim çerçevelerine ve bahçe süslemelerine kadar her şeyde kullanıldığını açıklamaktadır.
Düşük Erime Noktası, Geniş Proses Penceresi
Saf alüminyum 660,3 derece C'de erir ve yaygın döküm alaşımları, silikon ve bakır içeriğine bağlı olarak yaklaşık 555 ila 650 derece C aralığında erir. Bu aralık, propan, doğal gaz ve hatta kömürle çalışan fırınların erişebileceği mesafede yer alır; ancak bu, bakır bazlı alaşımlar veya dökme demir için geçerli değildir.
İnce Duvar Bölümleri için Akışkanlık
A356 ve A380 gibi alüminyum-silikon alaşımları, ince duvar bölümlerini dolduracak kadar uzun süre akışkan kalır. 2,5 ila 3 mm kum kalıplarda ve basınçlı dökümde yaklaşık 1 mm'ye kadar. Bu nedenle ince dekoratif paneller, ızgaralar ve muhafazalar katı stoktan makineyle işlenmek yerine dökülebilir.
Isıl İşlem Sonrası Mukavemet Kazanımı
Döküm A356'nın çekme mukavemeti 159 MPa'ya yakındır. T6 ısıl işlemi, yani 540 derece C civarında çözelti işlemi, ardından suyla söndürme ve kabaca 155 derece C'de 4 ila 6 saat süreyle yaşlandırma anlamına gelir, bu rakamı yaklaşık 262MPa yüzde 5 ila 7 uzama ile.
Geri Dönüştürülebilirlik ve Öngörülebilir Malzeme Maliyeti
Alüminyum, döngü başına yalnızca yüzde 5 ila 8 oranında oksidasyon kaybıyla tekrar tekrar eritilebilir. Jantlardan, ekstrüzyonlardan ve motor parçalarından elde edilen hurda alüminyum genellikle pound başına 1,50 ila 3,00 USD tutarken, yeni külçe pound başına 2,50 ila 4,00 USD fiyatla satılıyor, bu da tekrarlanan projeler için malzeme maliyetlerinin öngörülebilir olmasını sağlıyor.
Döküm Sürecinin Projeyle Eşleştirilmesi
Aynı alüminyum döküm fikri birkaç farklı işlemle gerçekleştirilebilir ve seçim, takım maliyetini, ulaşılabilir yüzey kalitesini ve tek seferde kaç parça üretmenin ekonomik açıdan mantıklı olduğunu değiştirir.
| Süreç | Tipik Çalıştırma Boyutu | Yüzey İşlemi | Hoşgörü | Takım Maliyeti | En Uygun |
|---|---|---|---|---|---|
| Kum Döküm | 1 ila 50 adet | 250 ila 500 mikroinç Ra | artı veya eksi 25 mm başına 1,5 mm | 20 ila 150 USD modeli | Braketler, plaketler, tek seferlik prototipler |
| Kalıcı Kalıp (Yerçekimi) | 100 ila 10.000 adet | 100 ila 200 mikroinç Ra | artı veya eksi 0,5 mm | 500 ila 3.000 USD arası kalıp | Tekerlekler, muhafazalar, tekrar donanımı |
| Yatırım (Kayıp Balmumu) | 1 ila 1.000 adet | 60 ila 125 mikroinç Ra | artı veya eksi 25 mm başına 0,13 mm | Desen başına 50 ila 500 USD | Detaylı heykeller, madalyonlar, mücevher ölçeğinde parçalar |
| Yüksek Basınçlı Döküm | 10.000'den fazla parça | 32 ila 63 mikroinç Ra | artı veya eksi 0,1 mm | 10.000 - 100.000 ABD Doları arası takımlar | Seri üretim muhafazalar, otomotiv braketleri |
İnşa Edilmesi Gereken Oniki Alüminyum Döküm Proje Fikri
Aşağıdaki liste, basit dekoratif parçalardan, kabaca artan desen karmaşıklığı ve tolerans taleplerine göre sıralanan fonksiyonel mekanik parçalara doğru ilerlemektedir. Her fikir, projenin fikirden desene doğrudan ilerleyebilmesi için alaşım veya duvar kalınlığı hakkında pratik bir not içerir.
- Özel çekmece çekmeceleri ve dolap donanımı - A356'da 4 ila 6 mm'lik bitmiş duvarla döküldü, ardından mutfakta veya atölyede tutarlı bir görünüm için cilalandı veya anodize edildi.
- Kazınmış ev numarası plaketleri - 150 x 100 x 6 mm civarında düz sırtlı dökümler, kum dökümü ve ardından mat, hava koşullarına dayanıklı bir yüzey için 80 grit ortamla kumlama işlemine tabi tutulur.
- Alet sapı kaplamaları ve ergonomik tutma yerleri - Kavisli yüzeylerde pürüzsüz cila tepkisi nedeniyle seçilen 535.0 alaşımı kullanılarak çelik göbekli bir parçanın etrafına dökülmüştür.
- Römork bağlantı kapakları ve çekme noktası kapakları - 3 ila 5 mm duvarlı kalıcı kalıba yerçekimi dökümüyle üretilir, ardından uzun süreli UV direnci için toz boyayla kaplanır.
- Motosiklet ve ATV valf kapakları - Karmaşık soğutma kanadı desenleri, yaklaşık 200 derece C'ye kadar sürekli hizmet için derecelendirilmiş A356-T6 kullanılarak maçalarla kum dökümünü kolaylaştırır.
- Bahçe süsleri ve bitki işaretleri - 2 ila 3 mm civarında ince duvarlı dökümler, döküm halinde bırakılmış veya şeffaf koruyucu cila ile kaplanmıştır.
- Aydınlatma armatürü gövdeleri ve lamba tabanları - İçi boş göbekli kum dökümleri, döküldükten sonra iç kısımları çıkarılmış, daha sonra kablo kanalları için işlenmiştir.
- Mobilya ayakları ve masa ayağı destekleri - A356-T6'dan dökülmüş, gerilim yükselticileri önlemek için en az 3 mm'lik iç dolgulara ihtiyaç duyan yük taşıma parçaları.
- Kemer tokaları ve ödül madalyonları - hassas döküm, gravürlü logolar veya metinler için ideal olan yaklaşık 0,5 mm'ye kadar ince kabartma ayrıntıları yakalar.
- Eski motorlar için yedek emme ve şamandıra haznesi parçaları - A380 alaşımı, dişli bağlantı noktaları için iyi yakıt direnci ve işlenebilirlik sunar.
- Özel tekerlek orta kapakları - kalıcı kalıp işleme, presle oturtma için gereken tekrarlanabilir çap toleransını sağlar, ardından ayna cilalanır.
- Fikstür plakaları ve hizalama aparatlarını satın alın - A356-T6'da, kütle eklemeden sağlamlık katan nervürlü alt tarafa sahip fonksiyonel kalıp dökümü.
Başarısız Dökümü Önleyen Desen ve Kalıp Tasarım Kuralları
Üç tasarım alışkanlığı, temiz bir dökümü çatlaklar, boşluklar veya doldurulmamış köşelerle dolu bir dökümden ayırır. Duvar kalınlığı, taslak açısı ve fileto yarıçapının tümü alüminyumun nasıl katılaştığıyla etkileşim halindedir ve her birinin model aşamasında düzeltilmesi kolaydır ancak daha sonra düzeltilmesi pahalıdır.
Duvar kalınlığı: kum dökümleri duvarları minimum 3 mm'de tutmalıdır; yapısal parçalar için 4 ila 6 mm daha güvenilirdir, çünkü daha ince bölümler metal bunları tamamen doldurmadan önce soğuyup katılaşır. Kalıcı kalıba dökümler 1,5 ila 2 mm'ye kadar inebilir çünkü çelik kalıp ısıyı daha hızlı çeker ve metalin kendi katılaşma cephesine göre daha uzun süre hareket etmesini sağlar.
Taslak açısı: Kum döküm modeli üzerindeki dikey yüzler, her tarafta 1 ila 3 derecelik drafta ihtiyaç duyar, böylece model kumu yırtmadan temiz bir şekilde kalkar. Kalıcı kalıplamada 0,5 ila 1,5 derecelik daha sığ bir yüzey kullanılabilir çünkü cilalı çelik yüzey dolgulu kuma göre daha kolay serbest kalır.
Fileto yarıçapı: her iç köşe, pratik olarak minimum 3 mm olmak üzere, yerel duvar kalınlığına eşit veya bundan daha büyük bir köşe yarıçapı taşımalıdır. Keskin iç köşeler, döküm soğuduğunda ve büzüldüğünde stresi yoğunlaştırır ve sıcak yırtılmaların en yaygın başlangıç noktasıdır.
Büzülme Ödeneği ve Desenlerin Neden Büyük Boyutlu Olduğu
Alüminyum, sıvı halden soğuk katı hale geçerken üç aşamada büzülür: hacimce yaklaşık yüzde 3,5 ila 6 sıvı büzülmesi, alaşıma bağlı olarak yaklaşık yüzde 3,0 ila 8,5 katılaşma büzülmesi ve katı hal soğutma büzülmesi yaklaşık yüzde 3,0 ila 8,5 Yüzde 1,3 doğrusal A356 için katılaşma sıcaklığı ile oda sıcaklığı arasındadır. Desen yapıcılar, son aşamayı, bir küçültme kuralı kullanarak desenin büyük boyutunu keserek, tipik olarak fit başına yaklaşık 5/32 inç olacak şekilde, A356 için yüzde 1,3 rakamına yakın bir şekilde keserek telafi eder. Çalışılmış bir örnek olarak, A356'da 300 mm'lik bitmiş boyut, 300'ün 1,013 ile çarpımı olarak hesaplanan yaklaşık 303,9 mm'lik bir desen boyutu olarak başlamalıdır.
| Alaşım | Doğrusal Büzülme Toleransı | Yaklaşık Desen Oluşturucu Kuralı |
|---|---|---|
| A356.0 | yüzde 1,3 | Ayak başına 5/32 inç |
| A380.0 | yüzde 1,6 | Ayak başına 3/16 inç |
| 443.0 | yüzde 1,3 | Ayak başına 5/32 inç |
| 535.0 | yüzde 1,4 | Ayak başına 5/32 ila 3/16 inç |
İş için Doğru Alüminyum Alaşımını Seçmek
Alaşım seçimi, dökme sırasındaki akışkanlığı, ısıl işlem sonrası mukavemeti, korozyon direncini, işlenebilirliği ve yüzeyin cilalama veya anotlamaya ne kadar iyi tepki vereceğini etkiler. Aşağıdaki tablo, yapısal braketlerden yüksek cilalı dekoratif donanıma kadar çoğu alüminyum döküm fikrini kapsayan dört alaşımı karşılaştırmaktadır.
| Alaşım | Başlıca Alaşım Elementleri | Çekme Dayanımı | Uzama | En İyisi |
|---|---|---|---|---|
| A356.0 (T6) | Silikon %7, Magnezyum %0,35 | 262MPa | yüzde 5 ila 7 | Yapısal dökümler, tekerlekler, braketler |
| A380.0 | Silikon %8,5, Bakır %3,5 | 324 MPa | yüzde 3 | Basınçlı dökümler, muhafazalar, yakıt sistemi parçaları |
| 443.0 | Silikon %5,2 | 130MPa | yüzde 9 | Deniz donanımı, korozyona dayanıklı bağlantı parçaları |
| 535.0 (Almag 35) | Magnezyum %6,8 | 241 MPa | yüzde 9 | Yüksek cilalı dekoratif parçalar, anodize donanım |
Daha yüksek silikon içeriği akışkanlığı artırır ve sıcak yırtılmayı azaltır; bu nedenle ince veya karmaşık kesitler için A380 ve A356 tercih edilir, ancak aynı silikon parçacıkları kesici takım aşınmasını hızlandırır, bu nedenle bu alaşımların işlenmesi için karbür takımlama önerilir. 535.0 ise bunun aksine silikon içermez ve standart yüksek hız çeliği takımlarla temiz bir şekilde makinede işlenir; bu da mekanik cilalamaya karşı güçlü tepkisi ile birleştiğinde ayna kaplamalı dekoratif dökümler için popüler kalmasının nedenidir.
Kaba Dökümden Bitmiş Parçaya: Yüzey İşlem Seçenekleri
Doğrudan kalıptan çıkan bir döküm, pürüzlü, kumlu veya dokulu bir yüzeye ve parçanın amaçlandığı gibi görünmesi veya işlev görmesi için çıkarılması gereken keskin kapı çıkıntılarına sahiptir. Aşağıdaki beş işlem, hızlı bir temizlemeden aynayla cilalanmış gösteri parçasına kadar çoğu alüminyum döküm fikrini kapsamaktadır.
Dökme ve Çapak Alma
Kapılar, yükselticiler ve flaş açılı taşlama, şerit testere veya el törpüsü ile çıkarılır. Küçük parça partileri için seramik ortamla titreşimli tamburlama 4 ila 8 saat kenarları yuvarlar ve her parçayı elle bitirmeye gerek kalmadan ayırma çizgisi flaşını kaldırır.
Düzgün Mat Kaplama için Kumlama
80 ila 100 PSI'da uygulanan 60 ila 100 grit aralığındaki cam kürecik ortamı, aynı zamanda küçük yüzey gözenekliliğini gizlemeye yardımcı olan tutarlı bir saten doku üretir. Bu, dış mekan braketleri, bitki işaretleyicileri ve takım fikstürleri için yaygın bir kaplamadır.
Mekanik Parlatma
80, 120, 240, 400, 600 ve 1200 kumlu aşındırıcılar ve ardından bir parlatma diski ve cilalama bileşiği ile ilerleme, A356 veya 535.0'ı yaklaşık olarak ayna görünümüne getirebilir. Küçük parça başına 30 ila 45 dakika . A380 gibi daha yüksek silikon alaşımları daha az eşit bir şekilde cilalanır çünkü silikon parçacıkları aşınmaya çevredeki alüminyum matristen farklı şekilde direnç gösterir.
Renk ve Aşınma Direnci için Eloksal
Tip II sülfürik asit anotlama, doğrudan alüminyum yüzeyinde kabaca 5 ila 25 mikron kalınlığında bir oksit tabakası oluşturur; bu, boya renklerini kabul edebilir ve yüzey sertliğini çıplak alüminyum için yaklaşık 75 ila 90 HV'den anodize katman için yaklaşık 300 ila 400 HV'ye yükseltir.
Dış Mekanda Dayanıklılık için Toz Boya
Toz, elektrostatik olarak uygulanır ve 10 ila 20 dakika boyunca 190 ila 205 derece C'de kürlenir; böylece bahçe süsleri, bağlantı kapakları ve açık havada yaşayan diğer parçalar için çok uygun, UV ışınlarına dayanıklı, kırılmaya karşı dayanıklı bir yüzey elde edilir.
Yaygın Döküm Kusurları ve Erken Nasıl Tespit Edilir?
Alüminyum döküm sorunlarının çoğu altı nedenden birine dayanır ve her biri bitmiş parça üzerinde tanınabilir bir imza bırakır. Bitirme işlemine zaman ayırmadan önce bunların kontrol edilmesi, hiçbir zaman dayanamayacak bir parça üzerinde yapılacak çok sayıda cilalama işinden tasarruf etmenizi sağlar.
| Kusur | Tipik Neden | Nasıl Tespit Edilir? | Önleme |
|---|---|---|---|
| Gaz Gözenekliliği | Yüzey neminden eriyik içinde çözünmüş hidrojen | Kesit boyunca dağılmış küçük yuvarlak boşluklar | Dökmeden önce eriyikteki gazdan arındırın ve aletleri ve kalıpları iyice kurulayın |
| Büzülme Gözenekliliği | Kalın bölümler en son katılaştığından yetersiz besleme metali | Yükselticilerin veya kalın kesitli bağlantı noktalarının yakınında düzensiz boşluklar | Yükselticileri besledikleri bölümden daha büyük boyutlandırın ve en yüksek noktaya yerleştirin |
| Soğuk Kapatma | İki metal akışı genellikle düşük dökme sıcaklığından dolayı kaynaşmadan buluşuyor | Yüzeyde gözle görülür bir dikiş veya çatlak benzeri bir çizgi | Dökme sıcaklığını yükseltin ve yolluk hızını artırın |
| Yanlış çalıştırma | Kalıp boşluğu tamamen dolmadan metal katılaşır | Yuvarlatılmış, dolgusuz kenarlara sahip tamamlanmamış bir döküm | Dökme sıcaklığını yükseltin, kapakları genişletin veya kalıbı önceden ısıtın |
| Sıcak yırtılma | Döküm, yüksek sıcaklıkta büzülürken kalıp tarafından tutulur | Bir kesit geçişinde pürüzlü bir çatlak | Fileto ekleyin, ani bölüm değişikliklerinden kaçının ve katlanabilir göbekler kullanın |
| Kapsamalar | Kalıp boşluğuna taşınan kum, oksit film veya cüruf | İşleme direnci olan sert noktalar veya yüzeydeki lekeler | Yolluk sistemini filtreleyin ve dökmeden önce cürufları temizleyin |
Alüminyum Döküm Projesi için Zaman, Malzeme ve Enerjinin Bütçelendirilmesi
Fırın kabuğu, pota, kaldırma maşası, dökme kepçesi ve koruyucu ekipmanı içeren temel bir hobi ölçekli propan fırın kurulumu genellikle çalışır. 300 ila 800 ABD Doları ve 2 ila 5 kilogramlık yükleri eritebilir. Kalıplara yönelik yeşil kum, dökümler arasında yalnızca küçük bir katkı maddesi takviyesiyle yüzlerce döngü boyunca yeniden kullanılabilir; bu da parça başına malzeme maliyetinin kalıplama ortamından ziyade alüminyumun kendisi tarafından yönetilmesini sağlar.
700 ila 760 C
A356 için tipik dökme sıcaklığı, aşırı oksit oluşumu olmaksızın temiz dolumlar için yeterince yüksektir.
25 ila 40 dakika
Soğuk başlangıçtan itibaren dökme sıcaklığına ulaşmak için propan fırınındaki 5 kg'lık şarjın erime süresi.
yüzde 1,3
Dökme ve oda sıcaklığı arasında A356 desenlerine yerleştirilmiş doğrusal büzülme payı.
yüzde 5 ila 8
Alüminyum hurdalarını veya yollukları ve yükselticileri yeniden kullanırken döngü başına oksidasyon kaybını yeniden eritin.
Zaman planlaması açısından, orta derecede ayrıntılı bir parçanın desen yapımı, ahşaptan oyulmuş, makinede işlenmiş veya 3D baskılı olmasına bağlı olarak 2 ila 8 saat sürer. Bitmiş bir modelden yaş kum kalıbının sıkıştırılması, tek bir kalıp için 1 ila 3 saat sürer. Fırının ısınmasını da içeren eritme ve dökme aşaması 1 ila 2 saat sürer ve sallamadan önce soğutma, küçük ince parçalar için 30 dakikadan, daha ağır bölümler için 2 saate kadar değişir. Taşlama ve bitirme, seçilen yüzey işlemine bağlı olarak 1 ila 4 saat daha ekler. Birlikte ele alındığında, orta derecede karmaşık tek bir alüminyum döküm fikri, desen hazır olduğunda tek bir iş günü içinde eskizden bitmiş parçaya geçebilir ve bu sürenin çoğu dökümün kendisinden ziyade kalıp hazırlama ve bitirme işlemlerine harcanır.
