מה זה יציקה
יציקת מתכת היא תהליך ייצור המשמש לייצור חלקי מתכת בעלי דיוק ממדי גבוה וגימור פני השטח.זה כרוך באילוץ מתכת מותכת לתוך חלל תבנית בלחץ גבוה.חלל התבנית נוצר על ידי שני מתכות פלדה מוקשות המעובדות במכונה לצורה הרצויה.
התהליך מתחיל בהתכה של המתכת, בדרך כלל אלומיניום, אבץ או מגנזיום, בכבשן.המתכת המותכת מוזרקת לתבנית בלחץ גבוה באמצעות מכבש הידראולי.המתכת מתמצקת במהירות בתוך התבנית, ושני חצאי התבנית נפתחים כדי לשחרר את החלק המוגמר.
יציקת הדפסים נמצאת בשימוש נרחב לייצור חלקים בעלי צורות מורכבות וקירות דקים, כגון בלוקי מנוע, בתי תיבת הילוכים ורכיבי רכב ותעופה וחלל שונים.התהליך פופולרי גם בייצור מוצרי צריכה, כגון צעצועים, כלי מטבח ואלקטרוניקה.
יציקת לחץ
יציקה היא תהליך מיוחד למדי שהתפתח בעיקר במאה ה-20.התהליך הבסיסי מורכב מ: מתכת מותכת נוצקת/מוזרקת לתבנית פלדה ובאמצעות מהירות גבוהה, לחץ קבוע ומתעצם (ביציקה בלחץ) וקירור המתכת המותכת מתמצקת ליצירת יציקה מוצקה.בדרך כלל, התהליך עצמו לוקח שניות בודדות והוא דרך מהירה ליצור מוצר מתכת מחומר גלם.יציקה מתאימה לחומרים כמו פח, עופרת, אבץ, אלומיניום, מגנזיום לסגסוגות נחושת ואפילו סגסוגות ברזל כמו נירוסטה.הסגסוגות העיקריות המשמשות כיום ביציקת יציקת לחץ הן אלומיניום, אבץ ומגנזיום.מהמכונות המוקדמות של יציקת יציקה אשר כיוונו כלי תבנית בכיוון אנכי ועד לסטנדרט הנפוץ כיום של כיוון אופקי ותפעול, ארבעה מתיחת מוטות קשר ושלבי תהליך מבוקרים באופן מלא, התהליך התקדם לאורך השנים.
התעשייה גדלה למכונת ייצור חובקת עולם, המייצרת רכיבים למגוון יישומים, שרבים מהם יהיו בהישג ידם של האדם עצמו, שכן יישומי המוצר של יציקות יציקות כל כך מגוון.
היתרונות של יציקה בלחץ
כמה מהיתרונות של יציקה בלחץ גבוה:
• התהליך מתאים לייצור בנפח גבוה.
• לייצר יציקות מורכבות למדי במהירות בהשוואה לתהליכי יצירת מתכת אחרים (למשל עיבוד שבבי).
• רכיבים בחוזק גבוה המיוצרים במצב יצוק (בכפוף לתכנון הרכיבים).
• חזרה מימדית.
• קטעי קיר דקים אפשריים (למשל 1-2.5 מ"מ).
• סובלנות ליניארית טובה (למשל 2 מ"מ/מ').
• גימור משטח טוב (למשל 0.5-3 מיקרומטר).
התהליך של יציקת מתכת בלחץ תא חם כרוך בהתכה של מטיל מתכת בתוך תנור אשר ממוקם קרוב/אינטגרלי לחצי הלוח הקבוע של מכונת יציקת המות והזרקה של מתכת מותכת דרך בוכנה שקועה ישירות דרך צוואר האווז והזרבובית ולתוך. כלי התבנית.צוואר הגוז והזרבובית דורשים חימום כדי למנוע הקפאת מתכת לפני שהיא מגיעה לחלל התבנית, כל אלמנט החימום והמתכת המותכת של תהליך זה הוא המקום ממנו מגיע הכינוי תא חם.משקל זריקת היציקה מוכתב על ידי המהלך, האורך והקוטר של הבוכנה, כמו גם גודל השרוול/התא והזרבובית גם משחקת תפקיד שיש לקחת בחשבון בעת תכנון התבנית.לאחר שהמתכת התמצקה בחלל התבנית (לוקח שניות ספורות) נפתחת חצי הפלטה הנעה של המכונה שלה חצי התבנית הנעה מקובעת והיציקה נפלטת מעל פני התבנית ומוסרת מהכלי.לאחר מכן משמנים את פני התבנית באמצעות מערכת ריסוס, התבנית נסגרת והתהליך עובר שוב במחזוריות.
בגלל מערכת היתוך/הזרקת מתכת "סגורה" זו ותנועה מכנית מינימלית, יציקת מתכת בתא חם יכולה לספק חסכון טוב יותר לייצור.סגסוגת מתכת אבץ משמשת בעיקר ביציקת מתכת בלחץ תא חם שיש לה נקודת התכה נמוכה למדי, מה שמציע יתרונות נוספים לבלאי נמוך במכונות (סיר, צוואר אווז, שרוול, בוכנה, זרבובית) וגם בלאי נמוך בכלי התבנית (לכן כלי ארוך יותר חיים בהשוואה לכלי יציקת אלומיניום - בכפוף לקבלת איכות היציקה).
השם קר תא מגיע מתהליך של יציקת מתכת מותכת לתוך תא קר/שרוול זריקה המחובר דרך לוח חצי התבנית הקבוע לחלק האחורי של כלי החצי הקבוע.תנורי החזקה/התכה של מתכת מותכת ממוקמים בדרך כלל קרוב ככל האפשר לקצה הזריקה של מכונת היציקה, כך שמפעיל ידני או מצקת מזיגה אוטומטית יכולים לחלץ את המתכת המותכת הנדרשת לכל זריקה/מחזור עם מצקת ולצקת את מתכת מותכת לתוך חור מזיגה בתוך תא השרוול/הירייה.קצה בוכנה (שהוא חלק לביש וניתן להחלפה, המעובד בדיוק בקוטר הפנימי של שרוול הזריקה עם התרחבות תרמית) המחובר לאיל של המכונה דוחף את המתכת המותכת דרך תא הזריקה ואל חלל התבנית.מכונת יציקת המות כאשר תתבקש לבצע את השלב הראשון כדי לדחוף את המתכת המותכת מעבר לחור המזיגה בשרוול.שלבים נוספים מתרחשים תחת לחצים הידראוליים מוגברים מהכבש כדי להחדיר את המתכת המותכת לתוך חלל התבנית.התהליך כולו לוקח שניות, הלחץ המהיר והמתעצם כמו גם הירידה בטמפרטורת המתכת גורמים למתכת להתמצק בחלל התבנית.חצי הפלטה הנעה של מכונת יציקת התבנית נפתחת (שמתוכו חציו הנעים של כלי התבנית מקובע) ומוציאה את היציקה המוצקה מעל פני התבנית של הכלי.מסירים את היציקה, משמנים את פני התבנית עם מערכת ריסוס ואז חוזרים על המחזור.
מכונות תא קר מתאימות ליציקת אלומיניום, חלקים במכונה (שרוול זריקה, קצה בוכנה) ניתנים להחלפה לאורך זמן, שרוולים ניתנים לטיפול במתכת כדי להגביר את עמידותם.סגסוגת אלומיניום מותכת בכור היתוך קרמי בשל נקודת ההיתוך הגבוהה יחסית של האלומיניום והצורך להפחית את הסיכון של איסוף ברזל שהוא סיכון בתוך כור היתוך ברזל.כיוון שאלומיניום הוא סגסוגת מתכת קלה יחסית, הוא מאפשר יציקה של יציקות גדולות וכבדות או היכן שנדרשת חוזק וקלילות מוגברים ביציקות.
