Er zijn verschillende productieprocessen om een product te producerenop maat gemaakt metalen onderdeel. Elk heeft zijn eigen reeks voor- en nadelen. Enkele van de belangrijke factoren die van invloed zijn op de selectie van een proces zijn onder meer:
- Hoeveelheid van het benodigde materiaal
- Ontwerp van het metalen onderdeel
- Vereiste toleranties
- Metaalspecificatie
- Oppervlakteafwerking vereist
- Gereedschapskosten
- Economie van bewerking versus proceskosten
- Leveringsvereisten
Gieten
Het gietproces bestaat uit het gieten of injecteren van gesmolten metaal in een mal met daarin een holte met de gewenste vormgietstukken. Metaalgietprocessen kunnen worden geclassificeerd op basis van het type mal of op basis van de druk die wordt gebruikt om de mal met vloeibaar metaal te vullen. Als het gietproces op basis van het type mal zou kunnen worden geclassificeerd in zandgieten, investeringsgieten en metaalspuitgieten; terwijl, door de druk die wordt gebruikt om de mal te vullen, het gietproces kan worden onderverdeeld in zwaartekrachtgieten, lagedrukgieten en hogedrukgieten.
Grondbeginselen van casten
Gieten is een stollingsproces. Daarom kan de microstructuur fijn worden afgestemd, zoals korrelstructuur, fasetransformaties en neerslag. Defecten zoals krimpporositeit, scheuren en segregatie zijn echter ook nauw verbonden met stolling. Deze defecten kunnen leiden tot lagere mechanische eigenschappen. Vaak is een daaropvolgende warmtebehandeling nodig om de restspanningen te verminderen en de mechanische eigenschappen te optimaliseren.
Voordelen van gieten:
- Grote en complexe metaalgietproducten zijn eenvoudig.
- Hoge productiesnelheid, vooral door automatische vormlijn.
- Ontwerpflexibiliteit is beschikbaar en geschikter.
- Diverse metalen beschikbaar: grijs ijzer, nodulair gietijzer, koolstofstaal, gelegeerd staal,roestvrij staal, aluminiumlegering, messing, brons en zinklegering.
Nadelen van gieten:
- Defecten in de gietstukken
- Krimpporositeit
- Metaalprojecties
- Scheuren, hete scheuren, koude sluitingen
- Ronden, oxiden
- Misruns, onvoldoende volume
- Insluitsels
- Vereist nauwkeurige procescontrole en inspecties (porositeit kan optreden)
Smeden
Smeden is een productieproces waarbij metaal door plastische vervorming onder grote druk wordt gevormd tot onderdelen met een hoge sterkte. Afhankelijk van het gebruik van de smeedmatrijs, wordt het smeedproces onderverdeeld in het smeden van open matrijzen en het smeden van gesloten matrijzen. Maar als door de temperatuur van het gesmede metaal en de legering vóór het smeden, het smeedproces zou kunnen worden verdeeld in koud smeden, warm smeden en heet smeden.
Grondbeginselen van smeden
Smeden of koudvormen zijn metaalvormprocessen. Er is geen sprake van smelten en daaruit voortvloeiende stolling. Plastische vervorming veroorzaakt een toename van het aantal dislocaties, wat resulteert in een hogere toestand van interne spanning. Rekverharding wordt inderdaad toegeschreven aan de interactie van dislocaties met andere dislocaties en andere barrières (zoals korrelgrenzen). Tegelijkertijd verandert de vorm van primaire kristallen (dendrieten) na plastische bewerking van het metaal.
Voordelen van smeden:
- Goede mechanische eigenschappen (vloeisterkte, ductiliteit, taaiheid)
- Betrouwbaarheid (gebruikt voor kritische onderdelen)
- Geen behandeling met vloeibaar metaal
Nadelen van smeden:
- Sterf niet gevuld
- Mislukking van de matrijs
- Vorm beperkt wanneer ondersnijdingen of uitgeboorde secties vereist zijn
- Totale kosten meestal hoger dan gieten
- Vaak zijn meerdere stappen nodig
We kunnen warm werken onderscheiden van koud werken. Heet werken wordt uitgevoerd boven de herkristallisatietemperatuur; daaronder wordt koud bewerken uitgevoerd. Bij warm werken worden vervormingsverhardingen en een vervormde korrelstructuur zeer snel geëlimineerd door de vorming van nieuwe spanningsvrije korrels als gevolg van herkristallisatie. Snelle diffusie bij hoge werktemperaturen helpt bij het homogeniseren van de voorvorm. De initiële porositeit kan ook aanzienlijk worden verminderd en uiteindelijk volledig genezen. Metallurgische verschijnselen zoals spanningsharding en herkristallisatie zijn belangrijk omdat deze veranderingen in de structuur resulteren in een toename van de ductiliteit en taaiheid ten opzichte van de gegoten toestand.
Een belangrijk ding om in gedachten te houden is dat de kwaliteit van de materialen en de warmtebehandeling in sommige gevallen een belangrijker factor kunnen zijn dan het verschil tussen gieten en smeden.
Posttijd: 24 februari 2021