Suku Cadang pengecoran mati Aluminium dan Pengecoran Pasir Aluminium: Proses, Aplikasi dan Perawatan
Komponen aluminium meninggalkan lantai pabrik melalui lebih dari satu rute. Beberapa terbentuk di bawah tekanan tinggi di dalam cetakan baja yang mengeras, yang lain terbentuk secara perlahan di dalam lapisan pasir yang terikat. Memilih di antara bagian die casting aluminium dan komponen aluminium cor pasir bergantung pada ketebalan dinding, volume pesanan, anggaran perkakas, dan permukaan akhir yang sebenarnya dibutuhkan suatu proyek. Bagian di bawah ini menjelaskan cara kerja masing-masing metode, di mana masing-masing metode digunakan, apa yang salah selama pembentukan, dan cara membersihkan perangkat keras aluminium setelah digunakan.
Toleransi Berulang yang Ketat
Injeksi bertekanan tinggi mengisi rongga cetakan dalam sepersekian detik, sehingga ketebalan dinding dan posisi lubang berulang mulai dari tembakan pertama hingga sepuluh ribu. Konsistensi inilah alasannya bagian die casting aluminium dipilih untuk rumah dan braket yang harus dibaut ke komponen berpasangan tanpa pemasangan tangan.
Kemampuan Dinding Tipis
Karena aluminium cair dipaksa masuk ke dalam rongga di bawah tekanan dan bukannya dituangkan oleh gravitasi, dinding setipis satu milimeter masih dapat terisi sepenuhnya sebelum logam membeku, sehingga membuat bagian akhir tetap ringan tanpa mengorbankan kekakuan.
Permukaan As-Cast Halus
Cetakan baja memberikan tekstur permukaan yang halus langsung ke cetakan, mengurangi atau menghilangkan kebutuhan pemesinan sekunder pada permukaan kosmetik dan menurunkan jumlah pasca-pemrosesan yang diperlukan pada wadah atau pelat penutup sebelum dikirimkan.
Efisien pada Volume
Waktu siklus yang diukur dalam hitungan detik, bukan menit, membuat proses cocok untuk menjalankan geometri yang sama ribuan kali, itulah sebabnya braket mesin, rumah transmisi, dan penutup elektronik mengandalkan metode ini setelah desain diselesaikan.
Keuntungan Pengecoran Pasir untuk Bagian Aluminium
Pengecoran pasir menggunakan pendekatan berbeda dan mendapat tempatnya karena berbagai alasan berbeda. Daripada menekan logam ke dalam cetakan yang mengeras, proses ini mengemas pasir yang dicampur dengan bahan pengikat di sekitar suatu pola, kemudian menghilangkan pola tersebut untuk meninggalkan rongga yang diisi oleh aluminium cair secara gravitasi. Hal ini mengubah keekonomian dan geometri yang secara praktis dapat diproduksi.
Investasi Perkakas Rendah
Pola dapat dibuat dari kayu, busa, atau plastik cetak 3D, bukan baja yang diperkeras, sehingga menurunkan biaya di muka untuk memulai nomor komponen baru dan mempersingkat waktu antara gambar jadi dan sampel pertama.
Kemampuan Bagian Besar
Penuangan gravitasi tidak memberikan batas tekanan yang sama dengan yang ditemukan pada die casting, sehingga rumah pompa, kotak gearbox, dan alas mesin dengan ketebalan bagian jauh melebihi apa yang dapat ditangani dengan aman oleh cetakan, keluar dari cetakan tanpa kesulitan.
Fleksibilitas Desain Antar Proses
Suatu pola dapat dikerjakan ulang atau dipotong dengan cepat ketika desain berubah, menghindari waktu tunggu dan biaya untuk memodifikasi atau mengganti cetakan baja setiap kali dimensi perlu disesuaikan selama pengembangan.
Cocok untuk Pengoperasian Volume Rendah
Jika hanya diperlukan segelintir unit atau jangka waktu produksi yang singkat, penyebaran biaya cetakan baja ke beberapa bagian jarang masuk akal, sehingga cetakan pasir tetap menjadi cara yang lebih praktis untuk pembuatan prototipe dan pekerjaan seri terbatas.
Membandingkan Parameter Pengecoran Berdampingan
Tabel di bawah ini menguraikan tiga rute pembentukan aluminium yang paling umum terhadap variabel-variabel yang paling sering menentukan ke arah mana gambar harus diarahkan.
| Parameter | Die Casting | Pengecoran Pasir | Pengecoran Cetakan Permanen |
|---|---|---|---|
| Biaya Perkakas | Tinggi | Rendah | Sedang |
| Akurasi Dimensi | ±0,05 hingga 0,1 mm tipikal | ±0,5 hingga 1,5 mm tipikal | ±0,2 hingga 0,5 mm tipikal |
| Ukuran Batch yang Direkomendasikan | Ribuan ke atas | Unit tunggal hingga beberapa ratus | Ratusan hingga beberapa ribu |
| Ketebalan Dinding yang Dapat Dicapai | 1 mm hingga 4 mm | 5 mm hingga 50 mm | 3 mm hingga 20 mm |
| Kekasaran Permukaan As-Cast | Ra 1,5 hingga 3,0 mikrometer | Ra 6,0 hingga 12,5 mikrometer | Ra 3,0 hingga 6,0 mikrometer |
| Waktu Siklus Khas | Detik hingga beberapa menit | Jam termasuk persiapan cetakan | Menit per casting |
Aplikasi Bagian Umum Pengecoran Pasir Aluminium
Karena cetakan pasir tahan terhadap bagian yang besar, berat, dan bentuk tidak beraturan tanpa batasan tekanan cetakan, kategori perangkat keras tertentu dibuat hampir secara eksklusif melalui jalur ini.
Rumah Pompa
Saluran air internal dan flensa pemasangan dibuat menjadi satu bagian, menghindari sambungan yang memerlukan penyegelan.
Badan Katup
Dinding tebal di sekitar lubang berulir menahan tekanan sementara saluran aliran internal terbentuk dengan rapi selama penuangan.
Flensa dan Perlengkapannya
Lingkaran baut dan permukaan penyegel dicetak mendekati ukuran akhir, hanya menyisakan permukaan kawin yang akan dikerjakan.
Basis Alat Mesin
Bagian berat dan kaku yang meredam getaran selama pengoperasian, berukuran jauh melampaui batas die casting.
Suku Cadang Peralatan Pertanian
Rumah gearbox dan braket terkena beban luar ruangan dan benturan berulang selama penggunaan di lapangan.
Perangkat Keras Kelautan
Braket, rumah dan alat kelengkapan yang memadukan ketahanan korosi aluminium dengan kemampuan pengecoran pasir yang besar.
Cara Mencetak Bagian Aluminium
Terlepas dari jenis cetakan mana yang digunakan, pembentukan bagian aluminium mengikuti urutan luas yang sama mulai dari pola hingga pengecoran akhir.
Persiapan Pola atau Cetakan
Sebuah pola dibuat untuk pencetakan pasir, atau cetakan baja yang diperkeras dikerjakan untuk pengecoran bertekanan, sesuai dengan geometri bagian akhir ditambah tunjangan penyusutan.
Mencair
Paduan aluminium dipanaskan hingga suhu sekitar 660 hingga 720 derajat Celcius dalam wadah atau tungku induksi hingga mencapai keadaan cair sepenuhnya dan dapat dituang.
Degassing dan Fluks
Bahan degassing menghilangkan hidrogen terlarut dan fluks menarik inklusi oksida ke permukaan, mengurangi porositas pada hasil pengecoran.
Menuangkan atau Injeksi
Logam cair dituangkan secara gravitasi ke dalam rongga pasir, atau disuntikkan di bawah tekanan ke dalam cetakan, mengisi cetakan sebelum permukaan mulai mengeras.
Pendinginan dan Solidifikasi
Pendinginan terkontrol memungkinkan pengecoran mengeras dari bagian yang paling tipis hingga yang paling tebal, sehingga membatasi rongga penyusutan dan tekanan internal.
Pembongkaran dan Penyelesaian
Pengecoran dipisahkan dari pasir atau cetakan, gerbang dan anak tangga dipangkas, dan bagian tersebut dilanjutkan ke penggilingan, perlakuan panas, atau pemesinan sesuai kebutuhan.
Cara Mencetak Bagian Aluminium at Home
Versi sederhana dari proses yang sama dapat dicapai oleh lokakarya penghobi. Tungku kecil berbahan bakar propana atau arang melelehkan aluminium bekas dalam wadah baja atau grafit, sementara pola kayu atau cetakan 3D yang ditekan ke dalam pasir pengecoran lembab membentuk rongga. Setelah pola ditarik, gerbang penuangan dan saluran ventilasi dipotong dengan tangan sebelum bagian cetakan ditutup dan dijepit. Logam cair dituangkan secara terus-menerus untuk menghindari terperangkapnya udara, kemudian dibiarkan tidak terganggu sampai cetakan cukup dingin untuk dipegang. Peralatan keselamatan lebih penting pada skala ini daripada kurang: pelindung wajah, sarung tangan tahan panas, dan pelindung lengan panjang dari cipratan, dan penuangan harus selalu dilakukan pada permukaan yang kering dan tidak mudah terbakar, jauh dari sisa kelembapan, karena air yang terperangkap di pasir lembap atau alat basah dapat berubah menjadi uap jika bersentuhan dengan aluminium cair.
Apa yang Dapat Saya Gunakan untuk Mencetak Aluminium?
Pemilihan material berjalan dalam dua arah: material cetakan dan paduan aluminium itu sendiri.
Bahan Cetakan
Pasir silika diikat dengan tanah liat atau pengikat kimia untuk cetakan sekali pakai, baja mesin untuk siklus pengecoran berulang, dan grafit atau besi tuang untuk cetakan permanen yang digunakan kembali dalam proses produksi sedang.
Kelas Paduan Umum
A356 dan A357 untuk suku cadang yang membutuhkan kekuatan lebih tinggi setelah perlakuan panas, ADC12 dan A380 untuk pengecoran die umum, dan 6061 di mana pengecoran nantinya akan dikerjakan dan memerlukan kemampuan mesin yang baik.
Peralatan Tungku
Tungku wadah berbahan bakar propana, gas alam, atau elemen hambatan listrik untuk jumlah yang lebih kecil, dan tungku induksi untuk peleburan yang lebih cepat ketika keluaran lebih penting daripada biaya bahan bakar.
Bahan Penolong
Tablet degassing, fluks penutup, pelapis pelepas cetakan, dan selongsong riser yang masing-masing mengatasi risiko cacat tertentu selama peleburan dan penuangan, bukan pada bentuk bagian itu sendiri.
Apa Garis Perpisahan Pengecoran Aluminium?
Garis perpisahan menandai tempat dua bagian cetakan atau cetakan bertemu dan terpisah untuk melepaskan hasil pengecoran yang telah selesai. Posisinya dipilih pada penampang terluas sehingga kedua bagian dapat ditarik dengan rapi tanpa terkunci pada bagian yang dipotong. Garis perpisahan yang ditempatkan dengan buruk memaksa kerja inti ekstra, menambah sudut draft yang tidak diperlukan, atau meninggalkan kelebihan flash yang harus dihilangkan dengan tangan. Pada pengecoran yang sudah selesai, garis perpisahan biasanya terlihat sebagai jahitan samar atau garis sedikit terangkat di sekeliling bagian, dan wajar jika melihat pemesinan ringan atau penggilingan di sepanjang jahitan tersebut selama pemeriksaan akhir daripada menganggapnya sebagai cacat.
Seberapa Sulitkah Mengecor Aluminium?
Aluminium berada di tengah kisaran kesulitan untuk pengecoran logam. Titik lelehnya yang sedang dan fluiditasnya yang baik membuatnya lebih tahan banting dibandingkan besi atau baja, namun beberapa jenis cacat masih memerlukan perhatian pada setiap tahap penuangan.
Porositas Gas
Aluminium cair mudah menyerap hidrogen pada suhu tinggi, dan gas tersebut keluar dari larutan saat logam mendingin, meninggalkan rongga kecil kecuali proses degassing dilakukan dengan benar sebelum dituang.
Rongga Penyusutan
Aluminium akan berkontraksi secara nyata saat mengeras, sehingga bagian tebal yang mendingin setelah logam di sekitarnya mengeras dapat tertarik ke dalam dan meninggalkan rongga internal.
Tutup Dingin
Dua aliran logam yang bertemu setelah keduanya mulai dikuliti gagal menyatu sepenuhnya, meninggalkan garis kelemahan yang terlihat pada permukaan coran.
Robek Panas
Bagian tipis yang berdekatan dengan massa yang lebih tebal dapat retak saat masih meleleh sebagian jika cetakan menahan kontraksi alami selama pendinginan.
Opsi Penyelesaian Permukaan dan Toleransi untuk Komponen Aluminium Cor
Pengecoran mentah jarang meninggalkan lantai pabrik persis seperti saat dikeluarkan dari cetakan. Permukaan pemasangan yang dikerjakan dengan mesin, lapisan anodisasi untuk ketahanan terhadap korosi, lapisan bubuk untuk rumah yang serasi dengan warna, dan shot peening untuk tekstur matte yang seragam semuanya diterapkan tergantung di mana bagian tersebut akan digunakan. Kelas toleransi biasanya berkisar dari dimensi as-cast umum pada permukaan non-kritis hingga lubang yang dibuat dengan mesin presisi dan pola baut yang ditahan dalam beberapa ratus milimeter jika diperlukan bagian yang dikawinkan. Verifikasi ketebalan dinding, pemeriksaan sinar-X untuk porositas internal, dan pengujian tekanan pada bagian yang akan menampung cairan adalah langkah-langkah umum yang dilakukan dalam pemeriksaan akhir sebelum batch dilepaskan.
Cara Membersihkan Bagian Aluminium Cor
Pembersihan umum bagian aluminium cor dimulai dengan air hangat dan deterjen lembut non-abrasif yang diaplikasikan dengan sikat lembut untuk mengangkat debu dan kotoran permukaan. Pembersih asam dan basa kuat harus dihindari karena menyerang lapisan oksida alami yang melindungi aluminium dari korosi. Residu yang membandel dapat dihilangkan dengan merendam sebentar dalam pembersih yang diformulasikan untuk aluminium sebelum pembilasan terakhir dan mengeringkannya secara menyeluruh dengan kain tidak berbulu, karena kelembapan yang terperangkap di ceruk atau lubang berulir inilah yang menyebabkan oksidasi baru.
Membersihkan Suku Cadang Mobil Aluminium Cor
Roda, intake manifold, dan rumah transmisi mengumpulkan debu jalan dan sisa rem seiring waktu. Membilas pasir yang lepas terlebih dahulu, lalu mengoleskan pembersih aluminium yang aman untuk roda dan sikat lembut pada jeruji yang tersembunyi, akan mencegah partikel abrasif menggores permukaan. Lapisan tipis lilin pelindung setelahnya memperlambat kembalinya oksidasi di antara pencucian.
Membersihkan Suku Cadang Mesin Aluminium Cor
Komponen mesin membawa lapisan oli dan endapan karbon yang terpanggang sehingga air biasa tidak akan hilang. Membiarkan bagian tersebut benar-benar dingin, menyemprotkan degreaser, dan mengerjakannya pada rusuk dan bos baut dengan sikat nilon daripada sikat logam untuk menghindari goresan pada permukaan. Penghembusan udara kering dan bertekanan secara menyeluruh pada lubang buta mencegah sisa pembersih mengganggu segel paking saat pemasangan kembali.
Pembersihan Perawatan Rutin
Untuk suku cadang dalam servis reguler di luar ruangan atau industri, pencucian bulanan sederhana dengan sabun lembut dan kain lembut, diikuti dengan pemeriksaan lubang atau mekar oksida putih, mendeteksi korosi awal sebelum menyebar ke lubang yang memerlukan pemolesan mekanis untuk menghilangkannya.
Memilih Proses yang Tepat untuk Part Baru
Sebuah gambar jarang muncul dengan metode casting yang sudah ditentukan. Ketebalan dinding, jumlah pesanan yang diharapkan, persyaratan toleransi pada permukaan yang menyatu, dan ukuran bagian semuanya mengarah pada cetakan, cetakan pasir, atau cetakan permanen sebelum satu gram aluminium dilebur. Meninjau faktor-faktor ini sejak dini, di samping tingkat paduan yang paling sesuai dengan persyaratan mekanis dan korosi suku cadang, menjaga pengerjaan ulang dan perubahan perkakas seminimal mungkin setelah produksi berlangsung.
