Die Casting: Definisi, Keuntungan, Paduan, Proses & Pengecoran

Oleh

DITERBITKAN 5:05 pm Kam September 2021

Apa itu Die Casting?

Die casting adalah proses pengecoran logam yang memaksa logam cair ke dalam cetakan. Die casting menghasilkan bagian logam presisi yang akurat secara dimensi yang memiliki hasil akhir yang mulus tanpa cacat. Kemampuannya untuk menghasilkan bagian-bagian rinci membuatnya sempurna untuk produk produksi massal. Die castings terbuat dari logam non-ferrous seperti seng, tembaga, aluminium, magnesium, timah, timah, dan timah.

Dua metode die casting adalah bilik panas atau dingin. Proses yang digunakan tergantung pada jenis logam dan bagiannya. Metode bilik dingin digunakan dengan logam yang memiliki titik leleh tinggi seperti paduan aluminium, kuningan, atau tembaga. Die casting dengan bilik panas terbatas pada logam yang tidak akan larut saat dipanaskan seperti paduan seng, timbal, dan magnesium.

Proses die casting efisien, ekonomis yang menawarkan berbagai bentuk dan komponen. Suku cadang yang diproduksi memiliki masa pakai yang lama dan dapat diproduksi menjadi menarik secara visual sehingga memberikan keuntungan dan manfaat yang signifikan bagi desainer.

Kecepatan tinggi die casting menghasilkan bentuk kompleks dengan toleransi dekat yang tidak memerlukan pemrosesan setelah produksi. Tidak perlu untuk perkakas tambahan atau membentuk. Bagian akhir tahan panas dengan kekuatan tarik tinggi.

Tergantung pada fitur dan ukurannya, toleransi +/-.002” dapat ditahan dalam aluminium dengan toleransi +/-.0005” dalam seng.

Jenis Logam yang Digunakan dalam Die Casting

Jenis logam yang digunakan dalam die cast tergantung pada penggunaan akhirnya. Aluminium digunakan untuk suku cadang mobil dan truk karena bobotnya yang ringan dan ketahanannya terhadap korosi, sedangkan peralatan medis terbuat dari baja tahan karat.

Logam untuk pengecoran harus dapat mempertahankan sifat dan karakteristiknya selama dan setelah proses peleburan. Jenis-jenisnya adalah:

  • Aluminium
  • Seng
  • Kuningan
  • Perunggu
  • Timah
  • Memimpin
  • Magnesium
  • tembakau silikon
  • Besi tahan karat
  • Baja karbon

Informasi lebih lanjut tentang masing-masing jenis logam di bawah ini.

Kelebihan dan kekurangan seng, perunggu, dan aluminium:

1. Seng

Keuntungan

Seng adalah logam yang paling mudah untuk dicor. Ini memiliki keuletan tinggi, kekuatan benturan, dan dapat dengan mudah dilapisi. Kekuatan seng berasal dari logam paduannya. Bagian cor dari seng memiliki toleransi yang sangat dekat. Bagian paduan seng memiliki ketahanan benturan yang lebih tinggi daripada aluminium cor, plastik, dan besi cor abu-abu.

Fluiditas pengecoran yang luar biasa dengan paduan ZAMAC menghasilkan castability dinding tipis dengan ketebalan 0,025 inci atau .65mm, menghasilkan komponen yang lebih kecil, lebih ringan, dan berbiaya rendah.

Temperatur pengecoran seng yang rendah menghasilkan kejutan termal yang minimal, yang memperpanjang umur alat die casting lebih dari 10 kali lipat dari die aluminium.

Paduan seng bersifat kaku dengan modulus elastisitas yang lebih besar dari paduan aluminium dan magnesium serta plastik rekayasa. Ini, dikombinasikan dengan kekuatannya, mengurangi volume casting, yang menghemat ruang dan berat.

Sisipan bushing dan keausan dalam desain komponen dapat dihilangkan karena sifat bantalan seng, mengungguli perunggu dalam aplikasi industri tugas berat.

Kekurangan

Masalah yang terkait dengan penggunaan seng termasuk kisi dingin, tanda aliran, porositas, retak, susut, dan cetakan terbakar. Suhu leleh harus dipantau secara ketat untuk menghindari kesalahan.

2. Aluminium

Keuntungan

Aluminium hemat biaya karena membutuhkan energi yang sangat sedikit untuk meleleh. Ini adalah ringan dan tahan korosi dan karat dengan stabilitas dimensi, kekuatan pada suhu tinggi, menerima permukaan akhir, dan konduktivitas serta tahan lama dan tahan lama.

Kekurangan

Itu bisa mengalami penyusutan selama proses pendinginan. Aluminium murni menyusut sekitar 6,5% selama pemadatan (dari situs web www.diecasting.org).

3. Kuningan

Keuntungan

Kuningan tahan korosi, memiliki konduktivitas tinggi, dan tahan terhadap perubahan suhu. Ini memiliki suhu leleh yang rendah, sekitar 900 ° C, membutuhkan lebih sedikit energi untuk memprosesnya. Suku cadang dan produk dapat dibentuk dengan cepat dalam jumlah banyak.

Kekurangan

Peleburan kuningan bisa menjadi proses yang kompleks dan melibatkan. Die casting harus terus dipantau dan padat karya. Pelumas yang dimasukkan dengan tidak benar dapat membakar casting. Scaling adalah umum serta porositas (rongga atau lubang kecil) dan cacat mati

Die Casting – Panas dan Dingin

Jenis die casting yang paling umum adalah panas dan dingin, yang dijelaskan di bawah ini. Perbedaan di antara mereka adalah bagaimana logam cair ditempatkan dalam cetakan. Kedua metode memiliki die dan chamber dengan panas menjadi horizontal dan dingin menjadi vertikal.

Bilik panas

Pengecoran ruang panas menggunakan paduan dengan suhu leleh rendah. Dies memiliki dua bagian – bergerak dan tetap. Setengah tetap adalah mati tertutup dan dipasang pada pelat stasioner sejajar dengan gooseneck yang menghubungkan ke ruang untuk memasukkan logam cair. Mati bergerak adalah mati ejector.

Logam cair ditahan dalam panci penahan terbuka yang terhubung ke area pembakaran atau tungku dari mana logam cair memasuki panci penahan. Dengan pendorong, yang mendorong logam cair ke atas leher angsa ke dalam cetakan, di posisi atas logam cair mengalir ke ruang tembakan. Setelah logam hadir, pendorong bergerak ke bawah memaksa logam cair naik ke leher angsa ke dalam cetakan.

Bilik Panas Die Casting
Bilik Panas Die Casting

Kedua bagian cetakan dipaksa bersama di bawah tekanan besar untuk menutup cetakan. Plunger tetap turun sampai logam cair dalam cetakan mendingin. Setelah pemadatan, sistem ejeksi mendorong casting keluar dari dua bagian die.

Bilik dingin

Ruang dingin mengacu pada suhu ruang saat logam cair dimasukkan. Dengan pengecoran ruang panas, ruang diisi dengan logam cair sebelum memulai proses pengecoran. Pada proses cold chamber, chamber berada pada suhu kamar sebelum logam cair dituang.

Paduan logam suhu leleh tinggi digunakan untuk die casting dengan bilik dingin. Logam cair dipanaskan dalam tungku terpisah dan disendok atau dituangkan melalui lubang penuangan ke dalam ruang tembakan yang membungkus sebuah ram untuk mendorong logam cair ke dalam cetakan. Bagian-bagian dadu sama dengan bagian bergerak dan tetap. Metode bilik dingin memaksa logam cair masuk secara vertikal.

Bilik Dingin Die Casting
Bilik Dingin Die Casting

Saat ram bergerak vertikal menuju die, logam cair dipaksa maju pada tekanan antara 2000 psi atau 2 ksi sampai 20.000 psi atau 20 ksi. Tekanan ditahan oleh ram sampai logam cair mendingin dan memadat untuk dikeluarkan.

Langkah Die Casting

Langkah-langkah dasar untuk die casting bertekanan tinggi tercantum di bawah ini. Mereka bervariasi tergantung pada proses yang dipilih dari produsen. (dari https://www.thediecasting.com/the-die-casting-process-step-by-step/)

  • Langkah satu – Persiapan Die: Untuk mempersiapkan die untuk casting, disemprot dengan pelumas atau agen pelepas. Pelumas memungkinkan pelepasan bagian yang bersih dengan menempatkan film di atas bagian tersebut. Untuk memudahkan aplikasi, bahan pelumas dicampur dengan air yang menguap saat disemprotkan pada cetakan baja yang dipanaskan.
  • Langkah dua – Menjepit Die: Bagian dari die dijepit bersama di bawah tekanan tinggi. Besarnya gaya ditentukan oleh mesin.
  • Langkah tiga – Pendinginan: Waktu pendinginan tergantung pada jenis logam dan suhu di mana ia akan mengeras. Geometri dan ketebalan dinding bagian juga merupakan faktor.
  • Langkah empat – Pengeluaran: Bagian cetakan dipisahkan, dan mekanisme pengeluaran memaksa bagian keluar dari cetakan. Jumlah kekuatan untuk penghapusan harus hati-hati dipantau.
  • Langkah lima – Pemangkasan: Flashing (bagian tipis dari logam di sekitar tepi casting) dihilangkan, yang dikenal sebagai deflashing, yang merupakan bahan berlebih seperti logam yang mungkin telah merembes di antara bagian die atau runner.

Ketentuan Die Casting

(dari www.kineticdiecasting.com)

  • Trim Die – Memotong kelebihan
  • Slide – Mengakomodasi undercut
  • Inti yang dapat dipertukarkan – Membuat lubang ukuran berbeda
  • Waterlines – Meningkatkan siklus produksi dengan mendinginkan bagian
  • Ventilasi – Memungkinkan gas keluar
  • Meluap – Mengatur suhu
  • Ejector Pins – Mendorong bagian die cast keluar dari cetakan.
  • Draft – Tegak lurus terhadap bidang perpisahan dan memungkinkan bagian tersebut keluar.
  • Garis perpisahan – Tempat dua bagian dadu bertemu.

Bab Empat – Geometri Desain Die Casting

Geometri desain die casting menentukan bagaimana bagian mengisi dan mendinginkan serta bagaimana geometrinya memengaruhi tegangan, butiran, dan porositas. Struktur butir dan tingkat tegangan ditentukan oleh jenis logam.

Contoh pada diagram di atas adalah contoh dari jenis fitur geometris yang dihasilkan oleh die casting.

Esensi dari perencanaan geometri

Geometri mencegah:

  • Kehidupan cairan yang buruk
  • Penyusutan bagian
  • Masalah dengan pemadatan
  • Retak panas
  • Pengecekan pasca casting
  • Menyelesaikan

Fitur geometris:

menggambar

Drafting adalah sudut yang bervariasi tergantung pada jenis dinding dan permukaan, kedalaman permukaan, dan logam yang dipilih. Rumus matematika menentukan sudut.

Jari-jari fillet

Jari-jari fillet membuat bagian lebih kuat dengan mengarahkan konsentrasi tegangan pada sudut interior yang tajam dengan mendistribusikannya ke volume fillet yang lebih luas untuk mengurangi titik lemah. Ini mencegah retak selama pelurusan.

Garis perpisahan

Garis pemisah adalah tempat dua bagian cetakan bertemu, mendefinisikan permukaan dalam dan luar, dan sisi mana dari cetakan yang menjadi penutup dan mana yang merupakan ejector.

Atasan

Bos adalah titik pemasangan, penyangga, dan dirancang untuk mempertahankan ketebalan dinding yang seragam untuk dihilangkan setelah pemesinan pengecoran.

Tulang iga

Ribs membantu logam cair mengisi semua bagian die casting. Mereka menyediakan jalur untuk logam cair dan menyederhanakan dan mempercepat ejeksi.

Lubang dan jendela

Lubang dan jendela memerlukan jumlah peregangan tertinggi karena membentuk sambungan dengan permukaan cetakan yang membuat pengusiran menjadi sulit dan dapat menghalangi aliran logam cair.

Lubang dapat dilihat pada kunci plunger die cast ini dari Window Repair Parts.

Bab Lima – Variasi Die Casting

Variasi yang dijelaskan di bawah ini telah dikembangkan untuk mengatasi kekurangan, kesalahan, deformitas, dan masalah lain yang ditemukan dalam operasi die casting.

Varian:

Bebas pori

Sebelum menyuntikkan atau menuangkan logam cair, rongga die diisi dengan oksigen. Ketika logam panas memasuki rongga, oksigen secara kimiawi bergabung dengannya untuk mencegah gelembung gas menghilangkan pori-pori gas yang terperangkap. Pada diagram di bawah, perhatikan pembukaan gas aktif dalam proses penempaan dingin ini.

Acurad

Acurad adalah anagram untuk akurat, andal, dan padat. Ini menggabungkan pengisian yang stabil dan pemadatan terarah untuk menciptakan waktu siklus yang cepat. Ini mencakup analisis termal, pemodelan aliran dan pengisian, pengecoran yang dapat diberi perlakuan panas, dan pemerasan tidak langsung. Piston ganda meningkatkan tekanan saat tembakan dipadatkan sebagian.

Gravitasi

Logam cair dituangkan langsung ke cetakan permanen yang benar-benar mengisi, yang turbulensi, oksidasi, dan berbusa. Die bisa vertikal, horizontal, atau miring. Bagian memiliki kualitas tinggi, kekuatan, karakteristik mekanik, dan kekakuan.

Investasi

Investasi atau pengecoran lilin yang hilang, adalah proses padat karya yang melibatkan pembentukan cetakan dari prototipe lilin yang dicelupkan ke dalam keramik cair. Saat keramik mengeras, lilin akan meleleh. Logam cair dituangkan ke dalam rongga keramik. Setelah pemadatan, cetakan keramik dipecah dan pengecoran logam dilepas.

Tekanan tinggi dibantu vakum –

Die ditempatkan di perumahan kedap udara. Tekanan dibuat dalam gambar rongga die di logam cair di mana ia membeku dan dikeluarkan.

Semi Padat

Logam semi-padat dalam kondisi semi-padat, atau jenis bubur, diaduk, dituangkan, dan dikirim ke selongsong tembakan untuk dipaksa, di bawah tekanan, ke dalam rongga cetakan. Bagian memiliki permukaan akhir yang sangat baik, toleransi dimensi yang dekat, dan struktur mikro yang baik.

Tekanan rendah

Tekanan Rendah ruang dengan logam cair berada di bawah cetakan, seperti dapat dilihat pada diagram. Itu didorong ke atas melalui port intake ke ruang mati. Tekanan dipertahankan sampai logam cair mengeras.

Die Casting Dies

Die castings terbuat dari paduan baja dan memiliki dua bagian – setengah tetap atau penutup dan ejector atau setengah yang dapat dilepas. Lubang sariawan, lubang bundar yang meruncing, memungkinkan logam cair masuk ke rongga cetakan. Setengah ejeksi memiliki pelari atau lorong dan gerbang atau saluran masuk untuk mengarahkan logam yang dipanaskan di rongga die. Kedua bagian dikunci bersama dengan pin ejektor.

Die memiliki lubang untuk pendingin atau pelumas, yang membantu melepaskan bagian dari dan menjaga suhu tetap seimbang. Pelumas meningkatkan hasil akhir dan mencegah bagian menempel pada rongga cetakan. Bentuk pelumas yang paling umum adalah air yang dicampur dengan minyak.

Sebuah dadu dapat bertahan melalui beberapa ribu bagian, yang tergantung pada jumlah stres yang ditanggung, dipertahankan, dan dirawat. Die casting dies mahal dan dapat menambah biaya bagian akhir.

Jenis-jenis Die Casting

Ada beberapa jenis die yang telah dikembangkan. Karena sifat die casting, die selalu berubah dan diperkenalkan.

Di bawah ini adalah deskripsi dari beberapa yang umum.

Rongga tunggal –

Menghasilkan satu unit dan digunakan dengan mesin yang menangani satu die karena tinggi tembakan, gaya penguncian, dan ukuran die. Ada yang berguna untuk produksi rendah, gerbang tengah (pintu masuk untuk logam cair), dan bagian kompleks dengan fitur multi arah.

Beberapa rongga –

Beberapa rongga mati mampu menghasilkan kelipatan bagian yang sama selama satu pengecoran dan dirancang khusus.

Kombinasi –

Kombinasi adalah bentuk dari beberapa rongga mati. Alih-alih casting bagian yang serupa, kombinasi dies menghasilkan bagian berbeda yang cocok satu sama lain. Gambar bagian-bagian dalam diagram adalah contoh yang dapat diproduksi bentuk pada die casting.

Satuan –

Dies unit dapat dimasukkan ke dies yang lebih besar. Die yang lebih besar diperbaiki sementara die unit dapat divariasikan untuk membuat komponen yang berbeda. Ada batasan mengenai ukuran dan berat unit die dan apakah dapat dimasukkan.

Keuntungan dan Kerugian Die Casting

Die casting adalah proses produksi tercepat dan paling ekonomis. Ratusan ribu suku cadang dapat diproduksi dari satu cetakan yang menghasilkan suku cadang yang akurat dan presisi secara dimensional. Di bawah ini adalah keuntungan dan kerugian dari die casting.

Keuntungan:

Akurasi dimensi yang sangat baik:

Akurasi dimensi biasanya 0,1 mm untuk 2,5 cm pertama dan 0,02 mm untuk setiap sentimeter tambahan. (dari https://firstratemold.com/advantages-and-disadvantages-of-die-casting/)

Permukaan halus:

Permukaan akhir 1 – 25 m. (dari situs web https://firstratemold.com/advantages-and-disadvantages-of-die-casting/).

Tingkat produksi:

Satu cetakan dapat menyelesaikan 200 hingga 300 tembakan per satu jam. Dengan bagian-bagian yang lebih kecil, itu meningkat menjadi ribuan.

bagian rinci:

Mereproduksi desain apa pun hingga detail terbaik dengan dinding dan struktur tipis.

Sisipan:

Sisipan, bantalan, dan tambahan berulir dapat dengan mudah dimasukkan.

Daya tarik:

Bagian memiliki kekuatan tarik 60.000 psi atau 415 MPa.

Otomatisasi:

Peralatan hidrolik dan pneumatik biasanya digunakan untuk efisiensi dan biaya yang lebih rendah.

Toleransi:

Menghasilkan bagian yang kompleks dengan toleransi yang sangat dekat.

Kekurangan:

Biaya:

Setiap cetakan harus diproduksi secara presisi, yang membutuhkan waktu berjam-jam untuk membuat, membentuk, dan membentuk.

Tungku:

Tungku harus membakar ke 1000 derajat memakan energi mahal yang menghasilkan polutan yang harus dikontrol filter udara.

Peralatan:

Peralatan pencetakan dan pembentukan adalah presisi yang dirancang untuk menahan tekanan dari proses pemanasan.

logam:

Hanya logam dengan fluiditas tinggi yang dapat digunakan, yang mempengaruhi jenis suku cadang yang akan diproduksi.

Padat karya:

Proses harus dipantau dan dikelola secara ketat terutama selama fase pendinginan.

Dies:

Dies terbuat dari baja yang dikeraskan dan tidak dapat disesuaikan atau diubah. Mereka sangat mahal dan mahal.

Defect:

Porositas, penyusutan, dan penuangan logam adalah cacat umum.

Waktu produksi:

Memerlukan lead time yang sangat lama.

Kesimpulan

  • Proses die casting adalah bagian sentral dalam produksi dan pembuatan sebagian besar produk yang kami gunakan.
  • Masyarakat bergantung pada die casting dan kemampuannya untuk menghasilkan perangkat teknis dengan presisi tinggi.
  • Sangat mungkin bahwa setiap inovasi baru akan mengandalkan die casting untuk menghasilkan komponen utama secara ekonomis dan efisien.
  • Sinopsis singkat ini telah memberikan gambaran singkat tentang die casting, prosesnya, dan bagaimana penerapan dan penggunaannya.
  • Menanggapi apa yang telah Anda baca, tambahkan komentar Anda di bawah ini untuk informasi atau panduan lebih lanjut tentang cara menghubungi produsen die casting.

Tinggalkan komentar