Gussproduktion - Ningbo Hexin, Zhejiang, Schwerpunkt Niederdruckguss, Schwerkraftguss, Druckgussformenbau, Aluminiumgießerei

Was versteht man unter Druckguss (Druckguss, Kokillenguss, Niederdruckguss) und Druckformherstellung?

DruckgießenDie Metallflüssigkeit wird durch den Druckspritzstempel angetrieben, um den Präzisionshohlraum mit einer hohen Geschwindigkeit zu füllen, mit einer inneren Anschnittgeschwindigkeit von 50~100m/s und einem spezifischen Druck von ≥70MPa, und die Füllzeit beträgt nur 0,01~0,2 Sekunden, und die dünnwandigen Teile mit hoher Präzision werden nach der Erstarrung auf dem Niveau von CT4~6 erhalten; aufgrund der Schwierigkeit, das Gas vollständig aus dem Hohlraum zu entladen, gibt es jedoch diffuse Luftlöcher im Gussstück, was es unmöglich macht, die Lösungswärmebehandlung durchzuführen, und die Dehnungsrate von δ＜5%.

NiederdruckgussTrockene Druckluft (0,02~0,08MPa) wirkt auf die Flüssigkeitsoberfläche des versiegelten Tiegels und treibt die Metallflüssigkeit an, um die Form von unten nach oben entlang des Gießsystems durch das aufsteigende Flüssigkeitsrohr zu füllen, und die Füllgeschwindigkeit kann auf 0,05~0,5m/s gesteuert werden; der Kristallisationsprozess wendet den Druckkonservierungsdruck (0,1~0,3MPa) an, um die Schrumpfung zu erzwingen, und erhält das Gussteil mit dichter Organisation und ohne Faltungsporosität, das bei T6 wärmebehandelt werden kann, und die Zugfestigkeit ≥300MPa, Dehnung δ bis zu 7%~12%. Zugfestigkeit ≥300MPa, Dehnung δ bis zu 7%~12%.

SchwerkraftgussDie Metallflüssigkeit stützt sich nur auf die potenzielle Gravitationsenergie, die von der Gießpfanne erzeugt wird, um die Metallform oder die Harzsandform zu füllen, und das Fließmuster wird durch die geometrischen Parameter des Gießsystems bestimmt; es wird eine sequentielle Erstarrung und Schrumpfung durch das Setzen von Speisern erreicht, und die Tendenz der Schrumpfung und des Lösens von dickwandigen Teilen ist gering, und das Gussteil kann die Klasse Ⅰ Luftdichtheit erreichen (keine Leckage bei einem Nachdruck von 0,02MPa für 30 Sekunden), aber die Maßtoleranzen sind in der Regel nur CT7~10, und die Bearbeitungsmöglichkeiten sind groß.

Herstellungsverfahren für Aluminiumgussteile

He Xin Moulding verfügt gleichzeitig überHochdruckguss, Niederdruckguss, SchwerkraftgussDie drei gängigen Verfahren zum Gießen von Aluminiumlegierungen decken einen Bereich ab, der von kleinen Präzisionsteilen mit einem Gewicht von einigen Dutzend Gramm bis hin zu mittelgroßen und großen Bauteilen mit einem Gewicht von mehreren Dutzend Kilogramm reicht. Die drei Verfahren weisen wesentliche Unterschiede hinsichtlich des Füllverhaltens, der metallurgischen Qualität, der Maßgenauigkeit und der Anwendungsbereiche auf – die Wahl des geeigneten Gussverfahrens ist entscheidend für dieInnere Dichte, mechanische Eigenschaften, Bearbeitungszugabe und Gesamtkosten. Im Folgenden werden anhand der drei Aspekte „Funktionsprinzip“, „Schlüsselparameter“ und „Anwendungsgrenzen“ technische Anhaltspunkte für die Auswahl geeigneter Anlagen gegeben.

Auswahlkriterien:Beim Hochdruckguss stehen Effizienz und Präzision bei dünnwandigen Bauteilen im Vordergrund, beim Niederdruckguss sind eine dichte Kristallstruktur und die Eignung für die Wärmebehandlung entscheidend, während beim Schwerkraftguss niedrige Kosten und Flexibilität bei kleinen Losgrößen im Vordergrund stehen. Es gibt kein "optimales Verfahren", sondern nur das Verfahren, das den Produktanforderungen am besten entspricht.

Vergleich dreier Gussverfahren

Druckgießen (HPDC)

Füllgeschwindigkeit50–100 m/s

Füllzeit0,01–0,2 s

Druckverhältnis≥70 MPa

Toleranzen bei den AbmessungenCT-Stufen 4–6

Dehnungsrate δ< 5%

Wärmebehandlung (z. B. von Metall)Nicht löslich

Die Metallschmelze füllt unter dem Antrieb des Einspritzstempels mit hoher Geschwindigkeit die Präzisionsformkammern, und nach dem Erstarren entstehen hochpräzise dünnwandige Bauteile. Da sich die Gase aus den Formkammern jedoch nur schwer vollständig entfernen lassen, weisen die Gussteile in der Regel diffuse Poren auf, können keiner Lösungsglühbehandlung unterzogen werden und weisen eine geringe Dehnbarkeit auf. Dieses Verfahren eignet sich für Teile, die in großen Stückzahlen hergestellt werden, dünnwandig und komplex geformt sind und keine extremen Anforderungen an die mechanischen Eigenschaften stellen.

Niederdruckguss (LPC)

Füllgeschwindigkeit0,05 bis 0,5 m/s

Ladedruck0,02 bis 0,08 MPa

Haltedruck0,1 bis 0,3 MPa

Zugfestigkeit≥ 300 MPa

Dehnungsrate δ7%~12%

Wärmebehandlung (z. B. von Metall)T6-Behandlung möglich

Trockene Druckluft treibt den Gussfluss der Metallschmelze von unten nach oben in laminarer Strömung an. Der Füllvorgang verläuft gleichmäßig und kontrollierbar, ohne dass Gasporen durch Einwirbelung entstehen. In der Druckhaltephase erfolgt eine erzwungene Nachschrumpfung, wodurch hochwertige Gussteile mit dichter Struktur und Eignung für die Wärmebehandlung erzielt werden. Geeignet für Sicherheits- und Strukturbauteile, an die hohe Anforderungen hinsichtlich Dichtheit, Festigkeit und Dehnbarkeit gestellt werden.

Schwerkraftguss (GDC)

LadeenergiePotenzielle Energie der Schwerkraft

Gussform TypMetallform / Kunstharzsandform

Toleranzen bei den AbmessungenCT-Stufen 7–10

luftdichtStufe I

Verfahren zur SchrumpfausgleichungSequentielle Erstarrung im Angusskanal

Form Kosten低

Die Metallschmelze füllt den Formhohlraum ausschließlich durch die Schwerkraftenergie, die beim Kippen der Gießpfanne entsteht; das Fließverhalten beim Gießen wird durch die geometrischen Parameter des Gießsystems bestimmt. Durch den Anguss erfolgt eine sequenzielle Erstarrung und Schrumpfausgleich, wodurch dickwandige Bereiche weniger anfällig für Schrumpfporen sind und eine hervorragende Dichtheit gewährleistet wird. Dieses Verfahren eignet sich für Gussteile in kleinen Stückzahlen, mit großen Wandstärkenunterschieden oder hohen Anforderungen an das äußere Erscheinungsbild.

Umfassender Vergleich der Prozessparameter

Vergleichsmaßstab	Druckgießen (HPDC)	Niederdruckguss (LPC)	Schwerkraftguss (GDC)
Mechanismus der Füllung	Hochgeschwindigkeits-Turbulenzabfüllung	Laminarströmungs-Bodenbefüllung	Schwerkraft-Einfüllung oben/unten
Typische Wanddicke	1–6 mm	3–15 mm	4–30 mm
Innere Poren	Diffuse Poren, unvermeidbar	Nicht einziehende Poren	gering, beherrschbar
Wärmebehandelbarkeit	Nicht zulässig: T6 (Porenbildung)	T6/T7 möglich	T6/T7 möglich
Maßhaltigkeit	CT4–6 (maximal)	CT5–7	CT7–10
Oberflächenrauhigkeit	Ra 3,2–6,3 μm	Ra 6,3–12,5 μm	Ra 12,5–25 μm
Zugfestigkeit (A356-T6)	— (Nicht wärmebehandelbar)	≥ 300 MPa	≥ 280 MPa
Dehnung (A356-T6)	-	7%~12%	5%~8%
Lebensdauer der Form	80.000 bis 150.000 Formzyklen	30.000 bis 50.000 Formzyklen	20.000 bis 100.000 Formzyklen
Kosten pro Form	高	Mitte	niedrig bis mittel
wirtschaftliches Los	≥ 5.000 Stück/Jahr	≥ 1.000 Stück/Jahr	≥ 100 Stück/Jahr
typische Anwendung	Dünnwandige Gehäuse, Steckverbinder	Radnaben, Zylinderköpfe, Strukturteile	Verteiler, Pumpengehäuse, dickwandige Bauteile

Der gesamte Gussprozess

Unabhängig davon, welches Gussverfahren gewählt wird, folgt die Gussproduktion bei Hexin stets den folgenden standardisierten Abläufen, wodurch eine lückenlose Qualitätskontrolle von der Formkonstruktion bis zur Auslieferung des Endprodukts gewährleistet wird:

Entwurf und Herstellung von Gussformen

Anhand der Produktzeichnungen werden 3D-Modellierungen und CAE-Fließanalysen durchgeführt, das Angusssystem und die Entlüftungsanordnung optimiert, hochpräzise Gussformen gefertigt und die Validierung durch Testgüsse abgeschlossen.

Schmelzen und Gießen

Die Aluminiumlegierungsblöcke werden entsprechend der Legierungsbezeichnung in den richtigen Mischungsverhältnissen zugegeben, in einem Elektroofen geschmolzen, wobei die Temperatur der Aluminiumschmelze streng kontrolliert wird (±5 °C), und nach der Entgasung und Raffination gemäß den Prozessparametern gegossen oder im Druckgussverfahren verarbeitet.

Nachbearbeitung und Reinigung

Nach dem Abkühlen der Gussteile werden Anguss, Speiser und Grate entfernt; anschließend erfolgt eine Sand- oder Kugelstrahlbehandlung, um die Oxidschicht von der Oberfläche zu beseitigen und eine saubere Grundlage für die anschließende CNC-Bearbeitung oder Oberflächenbehandlung zu schaffen.

Qualitätskontrolle

Es werden Sichtprüfungen, Maßkontrollen, Röntgenprüfungen (bei sicherheitsrelevanten Bauteilen), Dichtheitsprüfungen sowie Stichprobenprüfungen der mechanischen Eigenschaften durchgeführt; die konformen Produkte werden anschließend zur CNC-Bearbeitung oder zur Verpackung und zum Versand weitergeleitet.

Produktionskapazität von Hexin Casting

Niederdruckguss-Produktionslinie

Mit zwei Niederdruckgussanlagen können Aluminiumgussteile mit einem Stückgewicht von 0,5 bis 25 kg hergestellt werden. Die jährliche Produktionskapazität deckt den Bedarf für mittlere bis große Auftragsmengen ab und umfasst Werkstoffsorten wie A356, ZL101 und ZL104.

Produktionslinie für Schwerkraftguss

Ausgestattet mit 2 Schrägschwerkraftgussanlagen und 6 Sandkernmaschinen können hier Gussteile mit komplexen Innenstrukturen hergestellt werden. Es werden sowohl Metallformen als auch Harzsandformen unterstützt, wodurch sich die Anlage flexibel an die Anforderungen von Kleinserien und Prototypenfertigung anpassen lässt.

Eigene Herstellung von Formen

CNC-Bearbeitungszentren + EDM-Funkenerosionsmaschinen zur Eigenfertigung von Gussformen; Entwicklungszeit für Formen: 15 bis 25 Tage; ermöglicht schnelle Reparaturen an Formen und Konstruktionsänderungen und senkt die Kommunikationskosten bei der Vergabe von Aufträgen an externe Partner.

Qualitätskontrolle über den gesamten Prozess hinweg

Von der spektralen Untersuchung der bei Anlieferung eingehenden Aluminiumbarren über die Temperaturmessungen während des Schmelzvorgangs und die Röntgenprüfung der Gussteile bis hin zur vollumfänglichen 3D-Messung der Fertigteile sind die Daten der Schlüsselprozesse rückverfolgbar und erfüllen die Anforderungen des Qualitätsmanagementsystems der Automobilzulieferindustrie.

Produktionsstätte für Aluminiumguss – Eine Niederdruckgussmaschine gießt gerade flüssiges Aluminium ein; durch Druckhaltung und Schrumpfausgleich werden dichte Gussteile hergestellt.

In der Niederdruckgussanlage von Hexin wird die Form von unten nach oben mit einer laminaren Strömung mit flüssigem Aluminium gefüllt, wodurch eine dichte, porenfreie Struktur entsteht.

Häufige technische Fragen zur Auswahl des Gussverfahrens

F: Wie entscheidet man sich zwischen Hochdruck- und Niederdruckguss? Was ist günstiger?

Was die Stückkosten angeht, ist der Hochdruckguss bei großen Stückzahlen (Jahresbedarf ≥ 5.000 Stück) am vorteilhaftesten, da die Stückkosten nach Abschreibung der Form am niedrigsten sind; die Kosten für Niederdruckgussformen liegen im mittleren Bereich und eignen sich für einen Jahresbedarf von 1.000 bis 5.000 Stück; Die Kosten für Schwerkraftgussformen sind am niedrigsten und eignen sich für Kleinserien mit einem Jahresbedarf von 100 bis 1.000 Stück. Die Kosten sind jedoch nicht der einzige zu berücksichtigende Faktor – wenn Teile eine T6-Wärmebehandlung zur Verbesserung der mechanischen Eigenschaften erfordern oder es sich um Sicherheitsbauteile mit hohen Anforderungen an die Dichtheit handelt, kommen nur Niederdruckguss oder Schwerkraftguss in Frage, da der Hochdruckguss aufgrund innerer Poren diese Anforderungen nicht erfüllen kann.

F: Warum weisen Gussteile aus dem Niederdruckgussverfahren eine höhere Festigkeit auf als solche aus dem Hochdruckgussverfahren?

Der entscheidende Unterschied liegt in zwei Punkten: ① Beim Niederdruckguss erfolgt die Formfüllung durch laminare Strömung, wobei die Aluminiumschmelze gleichmäßig von unten nach oben einfließt, ohne Gase mitzureißen, sodass im Inneren des Gussteils keine Poren entstehen; ② Durch den Druckhalte- und Schrumpfausgleichsmechanismus beim Niederdruckguss wird das Gussteil während des Erstarrungsprozesses kontinuierlich mit Aluminiumschmelze versorgt, wodurch Schrumpfporen vermieden werden. Im Gegensatz dazu führt die schnelle turbulente Befüllung beim Hochdruck-Druckguss dazu, dass Gase aus der Form in die Aluminiumschmelze eingezogen werden und diffuse Poren bilden, die durch eine T6-Wärmebehandlung nicht verfestigt werden können. Daher erreicht die Zugfestigkeit bei gleichem Werkstoff (z. B. A356) nach dem Niederdruckguss und einer T6-Behandlung ≥ 300 MPa, während sie bei Hochdruckgussteilen in der Regel nur 180 bis 220 MPa beträgt.

F: Die Gussteile aus dem Schwerkraftguss weisen eine raue Oberfläche auf. Können sie direkt als Sichtteile verwendet werden?

Die Oberflächenrauheit beim Schwerkraftguss (insbesondere beim Sandguss) liegt in der Regel bei Ra 12,5 bis 25 μm, was für den direkten Einsatz als Sichtteil nicht ideal ist. Dies lässt sich jedoch auf folgende Weise verbessern: ① Durch den Einsatz von Metallformen (Metallgussformen) anstelle von Sandformen lässt sich die Oberflächenrauheit auf Ra 6,3 bis 12,5 μm verbessern; ② Durch Sandstrahlen oder Kugelstrahlen nach dem Gießen lässt sich eine gleichmäßige, matte Oberfläche erzielen; ③ Wenn ein hochglänzendes Erscheinungsbild gewünscht ist, können die Gussteile nach der CNC-Bearbeitung poliert, eloxiert oder galvanisiert werden. Bei extrem hohen Anforderungen an das Erscheinungsbild, bei denen eine Nachbearbeitung nicht in Frage kommt, empfiehlt es sich, eine Niederdruckgusslösung in Betracht zu ziehen.

F: Kann Hexin sowohl Gussteile herstellen als auch die anschließende CNC-Bearbeitung durchführen?

Ja. Die Gießerei von He Xin befindet sich direkt neben der CNC-Bearbeitungshalle und verfügt über integrierte Fertigungskapazitäten für den gesamten Prozess – von der Werkzeugkonstruktion über die Gussfertigung, die Wärmebehandlung, die CNC-Präzisionsbearbeitung und die Oberflächenbehandlung bis hin zur Produktverpackung. Der Kunde muss lediglich die Zeichnungen des Endprodukts bereitstellen und muss nicht selbst zwischen zwei Lieferanten – einem für den Guss und einem für die Bearbeitung – koordinieren, wodurch Kommunikationskosten und Lieferrisiken reduziert werden. Im Bereich der CNC-Bearbeitung kann eine Genauigkeit der kritischen Passflächen von IT7 (±0,015 mm) gewährleistet werden.

Sie sind sich nicht sicher, welches Gussverfahren für Ihr Produkt geeignet ist?

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