Aluminiumbearbeitung

Bearbeitung von Aluminiumgussteilen

 

Manchmal können Gussteile in der Form verwendet werden, in der sie die Form verlassen. Aber oft, Sie müssen bearbeitet werden, um Dichtflächen oder Gewindelöcher bereitzustellen. Machining is the most versatile and accurate of all manufacturing processes in its capability to produce a diversity of part geometries and geometric features.

In der Maschinenhalle, Gussteile können Herausforderungen darstellen. To machine them you can adapt your machining practices accordingly. Deswegen, it helps to know about

  • the casting process and
  • the physical characteristics of castings.

Aluminiumgussverfahren und Bearbeitbarkeit

In jedem Gießverfahren, Geschmolzenes Metall füllt einen Hohlraum in der Form des gewünschten Teils. Wenn das Metall erstarrt, es hat die Form des Hohlraums angenommen. Die verschiedenen Gießverfahren erzeugen die Kavität auf unterschiedliche Weise und verwenden unterschiedliche Methoden, um das Metall in die Form einzubringen.

  • Kornwachstum und Morphologie Verwendet spezieller Gießsand, das um ein dreidimensionales Muster verdichtet ist, die den Teilhohlraum und die Kanäle bildet, durch die das Metall fließen wird. Das Muster wird entfernt und der Hohlraum bleibt. Die Form besteht aus zwei Hälften, obere Hälfte und untere Hälfte. Wo sie zusammenkommen, wird als Trennlinie bezeichnet. Auf dem Gussteil, Sie können normalerweise sehen, wo die Trennlinie ist. Die Oberfläche des Teils nimmt die Textur der Form auf, die fein oder grob sein kann, Je nach verwendetem Sand.
  • Druckguss erfolgt in einer wiederverwendbaren Stahlform. Es ist das schnellste dieser Gießverfahren. Geschmolzenes Metall wird mit hohem Druck in die Form gepresst. Die Form wird durch Luft oder Wasser gekühlt, bis das Teil fest ist und entfernt werden kann. Zykluszeiten von einer Minute oder weniger sind üblich. Druckguss kann dünnwandige Abschnitte herstellen und ergibt Teile mit einer guten Oberflächenbeschaffenheit. Porosität kann ein Problem sein.
  • Gießen in Dauerform verwendet auch eine Stahlform, aber das Metall tritt durch die Schwerkraft in den Hohlraum ein, oder bei niedrigem Druck und/oder unter Vakuum. Die Zykluszeit ist langsamer als bei Druckguss, oft drei bis fünf Minuten. Die Teile haben eine gute Oberflächengüte, und haben oft bessere mechanische Eigenschaften als Druckgussteile.
  • Feinguss Ist bekannt als Wachsausschmelzverfahren, verwendet Muster, die den letzten Teil duplizieren, aus Wachs oder einem ähnlichen schmelzbaren Material. Feinguss kann Endform- oder endformnahe Teile mit ausgezeichneter Oberflächengüte herstellen.

Maßtoleranzen von Aluminiumgussteilen

Gussteile bringen eine gewisse Schwierigkeit in den Bearbeitungsprozess ein. Sie haben ziemlich lockere Toleranzen. Auch bei Feinguss, die dazu neigen, enge Toleranzen einzuhalten, sie liegen wahrscheinlich in der Nähe von einigen Tausendstel pro Zoll. Zweiteilige Formen erzeugen eine sichtbare Trennlinie auf dem Gussteil. Oft, Das Teil ist so konstruiert, dass diese Trennlinie auf einer zu bearbeitenden Oberfläche liegt. Wenn es nicht bearbeitet wird, und die Trennlinie ist aufdringlich, es wird mit einem Bandschleifer entfernt. Zwischen den Formhälften kann Metall austreten, Gratbildung auf einem Teil. Für Druckgussverfahren, Für die Reinigung kann eine automatische Trimmpresse verwendet werden. Manchmal kann dies in das Teil schneiden, oder klappen Sie den Blitz manchmal um, anstatt ihn zu entfernen [1].

Bearbeitete Oberflächen und Endzulage

Das Erstellen einer hochwertigen bearbeiteten Oberfläche auf einem Gussteil ist nicht nur zwischen Ihnen und dem Metall. Es ist eine Teamleistung, die Sie einschließt, und die Gießerei, und Ihr Kunde.

Die Bereiche, die Sie fertigbearbeiten, müssen genügend Metall aufweisen, damit Sie die gesamte Gussoberfläche entfernen können, unter Berücksichtigung der Gusstoleranzen. Die Gießerei muss das Teil selektiv überdimensionieren, um genügend Material bereitzustellen, damit Sie den gesamten Bereich bearbeiten können. Dieses zusätzliche Material wird als „Schlichtaufmaß“ oder „Maschinenaufmaß“ bezeichnet. Wenn der Maschinenbestand nicht ausreicht, nachdem Sie den Cutter über die Oberfläche geführt haben, etwas Oberfläche im Gusszustand kann zurückbleiben, und Sie müssen das Teil verschrotten [1].

Porosität

Porosität in schwereren Abschnitten von Druckgussteilen kann ein Problem darstellen, Sie möchten also nicht zu tief hineinschneiden.

Glücklicherweise, Druckguss hält enge Toleranzen ein, im Bereich von ein paar Tausendstel, also mit einem richtig gestalteten Guss, Sie müssen nicht viel Material entfernen, und kann frei von der Porosität bleiben.

Andere Arten von Gussstücken können ebenfalls Porositätsprobleme haben, also wenn du in das stück schneidest, Gruben zeigen sich in der Oberfläche. Sie können mit der Gießerei zusammenarbeiten, um Abhilfe zu schaffen, oder, Falls benötigt, Sie können Ihren Kunden davon überzeugen, sich eine andere Gießerei zu suchen, die qualitativ bessere Gussteile herstellen kann [1].

Features of machining of cast aluminum

Typisch, parts made of cast aluminum alloys are easy to machine, including all types of cutting. Low cutting force allows you to remove a large volume of metal in one pass. The quality of the surface after machining depends on the machining parameters such as cutting speed, cutting geometry, lubrication and cooling.

The more speed, the less roughness

When machining aluminum, it is recommended to use high cutting speeds in order to achieve the minimum possible roughness of the machined surface, all other things being equal.

Effect of silicon on cutting tool wear

In addition to the microstructuredefects, pores, inclusionsthe silicon content has the greatest influence on the wear of a cutting tool. Daher, cutting tools for processing modified hypoeutectic silumins have the highest service life, while hypereutectic silumins for the production of internal combustion engine cylinders cause very significant wear to the cutting tools.

Chips during machining of silumins

When cutting softer aluminum cast alloys, in particular most hypoeutectic silumins, narrow spiral or short brittle chips are formed. In diesem Fall, suitable cooling emulsions and lubricants are widely used.

During mechanical processing of hypereutectic silumins, small chips are formed with the formation of powdered silicon. In combination with a lubricant, this powder acts as an abrasive. In some ways, the machining of these types of cast alloys is similar to the machining of gray iron castings [2].

When cutting parts made from eutectic silumins, which are characterized by a very soft matrix, long spiral chips are formed. Zusätzlich, the relatively high ductility of the material leads to aluminum sticking to the cutting edges of the tool. These phenomena require the use of lubricant, welcher, im Gegenzug, leads to deterioration in the quality of the machined surface.

Cutting tool for cast aluminium

For mechanical processing of aluminum castings, cutting tools made of high-speed steels, hard alloys and ceramics are used. Diamond tools are often used for finishing.

See cutting tools for aluminium

Allowances for castings for machining

The following machining allowances are used for the main methods of casting aluminum alloys [2]:

  • sand casting: 1.5-3.0 mm;
  • hill casting: 0.7-1.5 mm;
  • injection molding: 0.3-0.5 mm.

Aluminium chips

See also about chips Bearbeitung von Aluminium

To minimize the loss of aluminum during remelting of chips, they are sorted by type of alloy and pressed into briquettes. Zusätzlich, the shavings must be protected from contamination by moisture, lubricants and iron impurities, as all this significantly reduces the value of aluminum scrap. Aluminum shavings are not a fire hazardous material and do not require fire prevention measures. If grinding of aluminum parts is used, the aluminum dust collection system must be explosion-proof.

Quellen:

  1. todaysmachiningworld.com/magazine/how-it-works-machining-cast-aluminum-parts/
  2. Mechanische Bearbeitung von Aluminiumguss //Aluminium Casting Alloys – Aleris International, 2011