Metallgjutning: tryckgjutning, kokillgjutning och sandgjutning
Kokillgjutning av aluminium – slät yta och stabila mått
Innehållsförteckning (7)
Kokillgjutgods i aluminium har en jämnare yta och snävare toleranser än sandgjutgods, eftersom metallen stelnar i en stel metallform som behåller sin form från cykel till cykel. Typiskt är det en ytråhet på ca Ra 4–6 µm och toleransklasser DCTG 6–8 enligt ISO 8062-3. Vi förklarar varifrån dessa fördelar kommer, vad de beror på och hur man konstruerar en detalj så att man fullt ut drar nytta av dem.
Kort sammanfattat
- Kokillen är en hållbar form av gjutjärn eller stål; metallen fyller den genom självfall.
- Råa kokillgjutgods har vanligen Ra ca 4–6 µm, och gjutgods från sandform ca 4–10 µm.
- Typiska toleransklasser: kokill DCTG 6–8, sandform DCTG 7–12 – beroende på formningsmetod.
- Mått som går över kokillens delningsplan har en extra avvikelse på ca 0,3–0,8 mm.
- Snabbare stelning i kokill ger finare struktur och bättre mekaniska egenskaper än i sandform.
- Vi gjuter i kokill detaljer med vikt från 0,1 till 50 kg.
Varifrån den släta ytan på kokillgjutgods kommer
I sandform formas gjutgodsets yta av sandkornen, vilket gör den grov. I kokill kommer metallen i kontakt med en slät, metallisk kavitet täckt av ett tunt skyddsskikt (kokillbeläggning). Beläggningen skyddar kokillen mot flytande aluminium, reglerar värmeavledningen och underlättar formfyllningen – och avgör dessutom gjutgodsets ytstruktur: ju tunnare och jämnare skiktet är, desto slätare blir gjutgodset.
Den andra faktorn är snabb stelning. Metallformen avleder värme betydligt snabbare än formsanden, vilket ger en finare struktur i gjutgodset och en tät yta.
| Teknik | Ra för obearbetat aluminiumgjutgods |
|---|---|
| Sandform (bentonitbunden formsand) | ca 4–10 µm |
| Kokill | ca 4–6 µm |
| Pressgjutning | ca 0,8–1,6 µm |
Värden enligt läroboken ”Odlewnictwo” (M. Perzyk m.fl., WNT) för icke-järnmetallegeringar. Ytor som kräver lägre ytjämnhet måste bearbetas – och ett bearbetningsmonn måste läggas till på dessa.
Varför måtten på kokillgjutgods är stabila
Kokillen deformeras inte vid gjutningen som en sandform, och varje gjutgods bildas i samma hålrum. Vid serieproduktion i automatisk cykel arbetar kokillen inom ett fastställt temperaturintervall, så även krympningen hos gjutgodset är repeterbar. Resultatet är snävare toleranser och mindre spridning i måtten inom en serie.
| Teknik | Typisk klass DCTG (ISO 8062-3) | Tolerans för måttet 100 mm |
|---|---|---|
| Sandform, handformning | DCTG 9–12 | ca ±1,1–3,0 mm |
| Sandform, maskinformning | DCTG 7–9 | ca ±0,55–1,1 mm |
| Kokill | DCTG 6–8 | ca ±0,39–0,8 mm |
| Pressgjutning | DCTG 5–7 | ca ±0,28–0,55 mm |
Värdena baseras på toleranstabellen i ISO 8062-3 för mått på 63–100 mm. I praktiken uppnår kokillen vanligtvis en nivå nära toleransklass DCTG 7, dvs. ca ±0,55 mm för måttet 100 mm. Mått som passerar kokillens delningsplan har en extra avvikelse på 0,3–0,8 mm, medan mått som formas av sandkärnor beror på hur exakt kärnan placeras. Mer – i artikeln om toleranser för gjutgods enligt ISO 8062-3.
Vad avgör yt- och måttkvaliteten i kokillgjutning
- Kokillens temperatur. En för kall kokill ger felgjutningar och kallsprickor, en för varm förlänger stelningen och gynnar metallvidhäftning. Kokillen förvärms före drift och hålls inom ett stabilt temperaturintervall.
- Gjuttemperatur. Beror på legeringen och väggtjockleken – vanligtvis inom intervallet 680–760 °C. För hög temperatur ökar oxidationen och väteupptaget i metallen.
- Kokillbeläggning. Beläggningens tjocklek och jämnhet påverkar ytstrukturen och fyllningen av tunna väggar.
- Avluftning. Luften måste ha en väg ut ur hålrummet – annars uppstår felgjutningar och gasblåsor.
- Kokillens skick. Slitage, värmesprickor och avlagringar på hålrummets yta avtrycks på gjutgodset, därför kräver kokiller rengöring och underhåll.
- Legeringens kvalitet. Raffinering avlägsnar väte och oxidinneslutningar, och modifiering förbättrar strukturen hos silumin (Al-Si-legeringar). Båda behandlingarna utför vi i vårt gjuteri.
Hur man konstruerar en detalj för kokill
- jämna väggtjocklekar – från ca 3–4 mm – och mjuka övergångar mellan dem,
- gjutlutningar på väggar parallella med kokillens öppningsriktning,
- avrundade hörn i stället för skarpa kanter,
- kritiska mått på ena sidan av delningsplanet eller med bearbetningsmån,
- hål och kanaler som kan utföras med metallkärna; komplexa hålrum – med sandkärna,
- bearbetningsmån endast på funktionsytor.
Fler regler hittar du i guiden för konstruktion av gjutgods i aluminium, och valet av legering beskrivs i artikeln hur man väljer aluminiumlegering för kokillgjutning.
Ytbehandling av kokillgjutgods
En slät yta på kokillgjutgods räcker ofta utan ytterligare bearbetning. Passningar, gängor och tätningsytor bearbetar vi i 3- och 5-axliga CNC-centrum. På begäran slipar, polerar och pulverlackerar vi gjutgods i RAL-färger samt värmebehandlar dem – t.ex. gjutgods av legeringen EN AC-42000 (AlSi7Mg) i tillstånd T6.
Vanliga frågor
Vad är kokillgjutning av aluminium?
Det är en gjutmetod där flytande aluminium matas in med hjälp av tyngdkraften i en beständig metallform – kokill – tillverkad av gjutjärn eller stål. Kokillen används under många cykler, vilket gör metoden lämplig för serier, och gjutgodset får en slät yta och repeterbara mått.
Vilken ytjämnhet och noggrannhet har kokillgjutgods?
Ytan i gjutet skick har vanligtvis Ra ca 4–6 µm, och typiska toleransklasser är DCTG 6–8 enligt ISO 8062-3. För måttet 100 mm är det ca ±0,39–0,8 mm (för DCTG 7 ca ±0,55 mm), med extra avvikelse för mått som passerar delningsplanet.
Kan kokillgjutgods pulverlackeras och anodiseras?
Pulverlackering – ja, det utför vi i RAL-färger. Anodiseringsresultatet beror på legeringen: legeringar med högt kiselinnehåll ger en ojämn, grå beläggning, medan aluminiumlegeringar med magnesium anodiseras väl, t.ex. EN AC-51300 (AlMg5).
Vilka vikter på kokillgjutgods tillverkar ni?
Från 0,1 till 50 kg. Våra kokillgjutmaskiner klarar formar med mått upp till 1400 × 1200 × 750 mm. Vid serieproduktion gjuter vi i kokill i automatisk cykel, och vid korta serier för hand.
Är kokillgjutning miljövänligt?
Kokillen används under många cykler, så det uppstår inget förbrukat formsand som vid sandformar (utom eventuella sandkärnor). Aluminium går att smälta om många gånger. Vi arbetar enligt miljöledningssystemet ISO 14001:2015.
Kokillgjutna aluminiumgjutgods efter beställning
Skicka ritning eller 3D-modell, så tar vi fram offert på kokillgjutgods. Mer om tekniken, legeringarna och parametrarna finns på sidan kokillgjutning aluminium. Begär offert.
Författare: teamet på vårt gjuteri i Poznań
Gjuteri i Poznań är varumärket för Adjatech Metalworking Sp. z o.o., ett familjeägt gjuteri för icke-järnmetaller i Poznań. Familjen Brukwicki har arbetat med gjutmodeller sedan 1950. Vi gjuter aluminiumlegeringar i kokiller, i sandformar och genom pressgjutning; vi bearbetar gjutgods i CNC-maskiner och pulverlackerar dem. Vi arbetar enligt ledningssystemen ISO 9001 och ISO 14001 (certifikat från TÜV Rheinland Polska).
