Painovoimavalu, joka tunnetaan myös pysyvänä muottivaluna, ja hiekkavalu ovat kaksi yleistä metallivaluprosessia, joita käytetään lukemattomilla teollisuudenaloilla. Molemmat sisältävät sulan metallin kaatamisen muottipesään halutun osan muodostamiseksi. Muotityypit ja optimaaliset sovellukset eroavat kuitenkin merkittävästi painovoiman ja hiekkavalun välillä. Tässä vertaamme näitä kahta valumenetelmää seitsemän keskeisen näkökohdan välillä:
1. Laadukas ja esteettinen viimeistely
- Painovoimavalulla voidaan saavuttaa erinomaiset pintakäsittelyt aina 63 mikronin RMS-arvoihin asti. Metallimuottien korkea lämmönjohtavuus mahdollistaa nopean jähmettymisen minimaalisella turbulenssilla.
- Hiekkavalussa on karkeammat pinnat noin 200-500 mikronia RMS johtuen muotin karheudesta ja hiekan hitaamasta jäähtymisestä. Sillä voidaan kuitenkin saavuttaa sileät pinnat, jotka sopivat moniin sovelluksiin.
- Tuotteissa, joissa ulkonäkö on kriittinen, painovoimavalu on suositeltava. Prosessi voi heittää yksityiskohtaisia logoja ja malleja hyvällä replikointitarkkuudella.
- Pysyvien muottien lämmönsäätö mahdollistaa myös valumetallikomponenttien hyvän värin tasaisuuden.
2. kyky tuottaa suuria osia
- Sekä painovoima- että hiekkamenetelmillä voidaan tuottaa erittäin suuria, useita tonneja painavia valukappaleita. Kokoominaisuudet rajoittuvat valimon muovauslaitteistoon ja metallinkäsittelyyn.
- Painovoimavalussa suuremmat muotit vaativat monimutkaisempaa portausta ja nousua oikean metallin toimituksen varmistamiseksi. Hiekkavalussa on enemmän joustavuutta tässä suhteessa.
- Olemme Kiinassa Welongissa valmistaneet yli 50 tonnin rautavaluja sekä painovoima- että hiekkaprosesseilla. Kysy mahdollisuuksistamme!
3. Joustavuus pienille erille
- Hiekkavalu on erittäin joustavaa, ja se pystyy käsittelemään yksittäisiä prototyyppejä jopa pieniin tuotantomääriin, 1,000 yksikköä kustannustehokkaasti. Muotin valmistus toistetaan jokaisella valujaksolla.
- Painovoimavalulla on korkeammat työstökustannukset koneistetuille kestomuotteille. Tämä sopii hyvin keskisuurille ja suurille tuotantomäärille, 500 yksikköä tai enemmän.
- Satunnaisissa lyhytkestoisissa erissä tuotantosyklien välillä painovoimapyörät käyttävät halvempia tulitikkulevykuvioita täysien koneistettujen muottien sijaan työkalukustannusten säästämiseksi.
4. Mittojen tarkkuus ja pinnan viimeistely
- Painovoimavalu tarjoaa paremman mittatarkkuuden ja toistettavuuden kuin hiekkavalu, ja toleranssit pidetään rutiininomaisesti ±0,5 %:ssa tai parempana. Pysyvät muotit säilyttävät kokonsa toistuvassa käytössä.
- Vakiohiekkavalulla on pienempi tarkkuus noin ±2 %, koska hiekkamuotit hajoavat asteittain lämpökierron aikana. Kemiallisesti sidottu hiekka voi kuitenkin lähestyä painovoiman valutarkkuutta.
- Metallipainovalumuottien erinomainen lämmönjohtavuus antaa myös hienommat mikrorakenteet ja paremmat mekaaniset ominaisuudet kuin hiekkavalussa.
5. Parannetut mekaaniset ominaisuudet
- Metallin nopea jähmettyminen painovoimavalumuoteissa johtaa hienompiin raerakenteisiin, jotka ovat vahvempia ja sitkeämpiä. Seokset voidaan räätälöidä eritelmien mukaan.
- Hiekkavalu jäähtyy hitaammin, jolloin syntyy karkeampia mikrorakenteita. Lujuusarvot ovat 10-30 % pienempiä kuin saman metalliseoksen painovoimavalu, vaikka se soveltuu silti moniin sovelluksiin.
- Valun jälkeisillä lämpökäsittelyillä voidaan parantaa tiettyjä ominaisuuksia tarpeen mukaan sekä painovoimalle että hiekalle.
6. Tuotantonopeus
- Suurille volyymeille painovoimavalu tarjoaa nopeammat kiertoajat ja suorituskyvyn kuin hiekkavalu, johtuen käyttövalmiista pysyvistä muoteista. Täysautomaatio on helpompi toteuttaa
- Hiekkavalu on ajoittaista, mikä vaatii muotin valmistelua jokaista valujaksoa varten. Pienissä erissä muotin valmistusaika on kuitenkin merkityksetön.
- Prototyypeille ja pienille määrille alle 1,000 yksikköä, hiekkavalu mahdollistaa nopeamman toimituksen pienemmillä alkutyökalukustannuksilla.
7. Kustannus-kilpailukyky
- Painovoimavalussa työstettävien kestomuovausmuotien työkalukustannukset ovat korkeammat. Osakustannus tuotantomäärillä on kuitenkin erittäin kilpailukykyinen.
- Hiekkavalulla on minimaaliset työkalukustannukset puu- tai metallikuvioihin, joten se on ihanteellinen prototyypeille pienissä erissä. Suurempien määrien osalta työvoimakustannukset eivät ole yhtä kilpailukykyisiä kuin painovoima tai painevalu.
- Monimutkaisen geometrian valuissa hiekkamuovaus on usein kustannustehokkain prosessi. Pysyvä muovaus vaatii monimutkaisemman portin ja nousuputket.
Yhteenvetona voidaan todeta, että hiekkavalu tarjoaa vertaansa vailla olevaa joustavuutta metallien, tilavuuksien ja kustannusten suhteen. Mutta keskisuurissa ja suurissa tuotantosarjoissa painovoimavalu tarjoaa parempaa tarkkuutta, pinnan viimeistelyä ja ominaisuuksia. Otamme mielellämme vastaan tiedusteluja ainutlaatuisista casting-tarpeistasi. Ota yhteyttä numeroon info@welongpost.com!
Viitteet:
Qiao, X., Zhao, J., Liu, Y., Chen, X., & Li, H. (2020). Erot valu- ja lämpökäsitellyssä mikrorakenteessa ja korroosiokäyttäytymisessä painovoimalla ja matalapaineisella hiekkavalulla tuotetun Al-Mg-Si-Cu-lejeeringin välillä. Metals, 10(4), 462.
He, X., Hao, L., Luo, H., Chen, J., Zhong, Y. ja Jiang, Z. (2020). Robottihiekankäsittelyjärjestelmän kehittäminen pienten valimoiden valuihin. Materiaalit, 13(24), 5748.
Souza, JP, Alves, JL, Reis, DAP, Spinelli, D., Cheung, N. ja Garcia, A. (2021). Lämpökäsittelyn vaikutus valkoisten ASTM A532 valurautapalojen kovuuteen ja mikrorakenteeseen. Materiaalit, 14(9), 2388.
Yuan, C., Liu, Z., Wu, B. ja Jiang, J. (2019). Valuvirheiden älykäs diagnoosi koneoppimisen ja kuvantunnistuksen perusteella. Journal of Intelligent Manufacturing, 30(3), 1193-1205.
Qian, L., Han, Q., Li, W., Sun, H., Zhao, Y. ja Zhao, J. (2022). Prosessiparametrien vaikutus 17-4PH ruostumattoman teräksen mikrorakenteeseen ja mekaanisiin ominaisuuksiin vaakakeskipakovalulla. Metals, 12(1), 55.
Zhang, P., Xie, J., Liu, Z., Fu, P. ja Peng, Y. (2022). Prosessiparametrien vaikutukset hiekkavalu ZL101 alumiiniseoksen mikrorakenteeseen ja mekaanisiin ominaisuuksiin. Metals, 12(1), 152.
Xu, L., Jing, L., Zhang, M., Zhao, J., Zhang, L., & Jia, Z. (2019). Metallin etudynamiikan numeerinen simulointi ja vastaava kokeellinen tutkimus vaakakeskipakovalusta. Metals, 9(2), 172.