Spuitgieten is een metaalgietproces dat wordt gekenmerkt door het onder hoge druk smelten van gesmolten metaal in een vormholte . De matrijsholte wordt gemaakt met behulp van twee geharde matrijzen van gereedschapsstaal die in vorm zijn bewerkt en tijdens het proces op dezelfde manier werken als een spuitgietmatrijs . De meeste gietstukken zijn gemaakt van non-ferro metalen , met name zink , koper , aluminium , magnesium , lood , tin en legeringen op basis van tin . Afhankelijk van het type metaal dat wordt gegoten, wordt een machine met warme of koude kamer gebruikt.
De gietapparatuur en de metalen matrijzen vertegenwoordigen hoge kapitaalkosten en dit heeft de neiging het proces te beperken tot productie in grote hoeveelheden. Vervaardiging van onderdelen met spuitgieten is relatief eenvoudig, met slechts vier hoofdstappen, waardoor de incrementele kosten per item laag blijven. Het is bijzonder geschikt voor een grote hoeveelheid kleine tot middelgrote gietstukken, daarom produceert spuitgieten meer gietstukken dan welk ander gietproces dan ook. Die gietstukken worden gekenmerkt door een zeer goede oppervlakteafwerking (volgens gietnormen) en dimensionale consistentie.
Matrijs- en componentmateriaal en hardheid voor verschillende gegoten metalen
Matrijscomponent
Cavity inserts
Kernen
Kernpinnen
Sprue onderdelen
Mondstuk
Uitwerppennen
Plunger shot sleeve
Houderblok
Twee matrijzen worden gebruikt bij het spuitgieten; de ene wordt de "afdekmatrijshelft" genoemd en de andere de "uitwerpmatrijshelft". Waar ze elkaar ontmoeten, wordt de scheidingslijn genoemd . De afdekmatrijs bevat de spruw (voor machines met warme kamers) of schotgat (voor machines met koude kamers), waardoor het gesmolten metaal in de matrijzen kan stromen; deze functie komt overeen met het injectormondstuk op de hete-kamermachines of de shotkamer in de koude-kamermachines. De uitwerpmatrijs bevat de uitwerppennen en meestal de loper , het pad van de spruw of het schietgat naar de vormholte. De afdekmatrijs is bevestigd aan de stationaire of voorste plaat van de gietmachine, terwijl de uitwerpmatrijs is bevestigd aan de beweegbare plaat. De vormholte wordt in twee holte-inzetstukken gesneden, dit zijn afzonderlijke stukken die relatief eenvoudig kunnen worden vervangen en in de matrijshelften kunnen worden vastgeschroefd.
De matrijzen zijn zo ontworpen dat het afgewerkte gietstuk van de dekselhelft van de matrijs zal glijden en in de uitwerphelft blijft wanneer de matrijzen worden geopend. Dit verzekert dat het gietstuk wordt uitgeworpen iedere cyclus omdat de ejector helft bevat de ejectorpennen het uitdrijven duwen van genoemde matrijshelft. De uitwerppennen worden aangedreven door een uitwerppinplaat , die alle pennen tegelijkertijd en met dezelfde kracht nauwkeurig aandrijft, zodat het gietstuk niet wordt beschadigd. De uitwerppinplaat trekt ook de pinnen in nadat het gietstuk is uitgeworpen om het volgende schot voor te bereiden. Er moeten voldoende uitwerppennen zijn om de totale kracht op elke pen laag te houden, omdat het gietstuk nog steeds heet is en kan worden beschadigd door overmatige kracht. De pinnen laten nog steeds een markering achter, dus ze moeten zich op plaatsen bevinden waar deze markeringen het doel van het gieten niet belemmeren.
Andere matrijscomponenten zijn kernen en dia's . Kernen zijn componenten die meestal gaten of openingen produceren, maar ze kunnen ook worden gebruikt om andere details te creëren. Er zijn drie soorten kernen: vast, verplaatsbaar en los. Vaste kernen zijn kernen die parallel zijn georiënteerd aan de trekrichting van de matrijzen (dwz de richting waarin de matrijzen opengaan), daarom zijn ze gefixeerd of permanent bevestigd aan de matrijs. Beweegbare kernen zijn kernen die op een andere manier zijn gericht dan parallel aan de trekrichting. Deze kernen moeten worden verwijderd uit de matrijsholte nadat het schot is gestold, maar voordat de matrijzen opengaan, met behulp van een apart mechanisme. Dia's zijn vergelijkbaar met verplaatsbare kernen, behalve dat ze worden gebruikt om ondersneden oppervlakken te vormen. Het gebruik van beweegbare kernen en sledes verhoogt de kosten van de matrijzen aanzienlijk. [16] Losse kernen, ook wel pick-outs genoemd , worden gebruikt om ingewikkelde kenmerken te gieten, zoals draadgaten . Deze losse kernen worden vóór elke cyclus met de hand in de matrijs gestoken en aan het einde van de cyclus met het onderdeel uitgeworpen. De kern moet dan met de hand worden verwijderd. Losse kernen zijn het duurste type kern, vanwege de extra arbeid en de langere cyclustijd. Andere kenmerken van de matrijzen zijn waterkoelingdoorgangen en ventilatieopeningen langs de scheidingslijnen . Deze ventilatieopeningen zijn meestal breed en dun (ongeveer 0,13 mm of 0,005 inch), zodat wanneer het gesmolten metaal ze begint te vullen, het metaal snel stolt en schroot minimaliseert. Er worden geen risers gebruikt omdat de hoge druk zorgt voor een continue toevoer van metaal vanaf de poort.
De belangrijkste materiaaleigenschappen van de matrijzen zijn thermische schokbestendigheid en verzachting bij verhoogde temperatuur; andere belangrijke eigenschappen zijn onder meer hardbaarheid , bewerkbaarheid , hittebestendigheid, lasbaarheid, beschikbaarheid (vooral voor grotere matrijzen) en kosten. De levensduur van een matrijs is direct afhankelijk van de temperatuur van het gesmolten metaal en de cyclustijd. De matrijzen die bij het spuitgieten worden gebruikt, zijn meestal gemaakt van gehard gereedschapsstaal , omdat gietijzer de hoge drukken niet kan weerstaan, daarom zijn de matrijzen erg duur, wat resulteert in hoge opstartkosten. Metalen die bij hogere temperaturen worden gegoten, hebben matrijzen nodig die zijn gemaakt van hoger gelegeerd staal .
