Vereist uw productieproject het gebruik van koper of koperlegeringen voor de vervaardiging van onderdelen via spuitgieten? Dit artikel legt uit hoe dit kosteneffectieve productieproces werkt, welke gangbare koperlegeringen u kunt kiezen en waarom, welke spuitgiettechnieken beschikbaar zijn en in welke industriële sectoren dit proces wordt toegepast.
De betekenis van koperspuitgieten.
Dit is een hogedrukspuitgietproces waarbij gesmolten koper of een koperlegering in een herbruikbare mal of matrijs wordt geïnjecteerd om componenten of onderdelen te vormen voor verschillende toepassingen en omstandigheden.
Het is een kosteneffectief proces waarmee u veel sneller grote hoeveelheden nauwkeurige onderdelen kunt produceren. Bovendien kunt u het integreren met andere productieprocessen.
Apparatuur/gereedschappen voor het spuitgieten van koperlegeringen
Bij het hogedrukspuitgietproces zijn hoge temperaturen nodig om koper of een koperlegering te verhitten en hoge druk om het gesmolten materiaal in de matrijsholte te injecteren.
Daarom heeft u naast de oven een geschikte spuitgietmachine nodig die is uitgerust met een matrijsset, smeltoven, koelsysteem, vergrendelingsmechanisme, uitwerpmechanisme, afsnijmechanisme, enz.
Afhankelijk van de toepassing van uw onderdeel hebt u mogelijk ook andere bewerkingsgereedschappen nodig voor nabewerkingsprocessen, zoals boren, oppervlakteafwerking of polijsten indien nodig.
Zuiver koper of koperlegeringen spuitgieten?
Hoewel u zuiver koperen spuitgieten in speciale omstandigheden kunt gebruiken voor de productie van sommige elektrische onderdelen, is het geschikt voor de meeste productieprocessen. Waarom?
Zuiver koper smelt bij hoge temperaturen, waardoor het spuitgietproces veeleisender en duurder wordt.
Gesmolten koper trekt gemakkelijk zuurstof uit de lucht aan en reageert hiermee, waardoor koperoxide ontstaat.
Als u de blootstelling aan lucht niet controleert, zal de kwaliteit van uw onderdelen worden beïnvloed door het oxidatieproces. Lucht die in het gesmolten koper is opgelost, zal ook leiden tot poreuze onderdelen. Bovendien veroorzaakt de thermische spanning tijdens het afkoelingsproces krimp porositeit , waardoor uw onderdelen vatbaar worden voor scheuren en een verhoogd risico op breuk.
Vanwege de bovenstaande uitdagingen zijn Cu-legeringen altijd de beste keuze voor uw spuitgietprojecten.
De toegevoegde elementen zorgen ervoor dat het proces soepel verloopt en dat de spuitgietonderdelen eigenschappen hebben die geschikt zijn voor verschillende toepassingen en omstandigheden.
Veel voorkomende Cu-legeringen voor spuitgieten
In tegenstelling tot sommige gietbare materialen zoals Zamak-legeringen , die slechts in beperkte hoeveelheden verkrijgbaar zijn, bestaan er meer dan 400 varianten van koperlegeringen! Laten we eens kijken naar de 4 meest voorkomende:
Koper-aluminiumlegering (aluminiumbrons)
Aluminiumbrons is een koperlegering die bestaat uit maximaal 12% aluminium met kleinere percentages andere elementen zoals nikkel, ijzer of mangaan om de eigenschappen te verbeteren.
De hoge sterkte en corrosiebestendigheid maken het ideaal voor zwaar belaste spuitgietonderdelen voor auto's of componenten voor maritieme omgevingen.
Koper-zinklegering (messing)
Messing is een legering van koper en zink, waarbij koper het basismetaal is.
De kopersamenstelling kan variëren van 60% tot 90%, afhankelijk van de gewenste eigenschappen.
Er zijn verschillende soorten messinglegeringen waaruit u kunt kiezen om aan uw spuitgietvereisten te voldoen.
Koper-zinklegeringen zijn goed bewerkbaar, corrosiebestendig en hebben een esthetische glans.
Het is het ideale materiaal voor de kosteneffectieve productie van grote hoeveelheden complexe spuitgietonderdelen, zoals ornamenten, muziekinstrumenten of hardwareonderdelen.
Koper-tinlegering (brons)
Voor sommige van uw gietprojecten met koperlegeringen is brons wellicht het meest geschikt als productiemateriaal.
De legering maakt het mogelijk om spuitgietonderdelen te produceren die bestand zijn tegen zware werkomstandigheden.
Ze hebben bovendien een hoge treksterkte, zijn corrosiebestendig en bestand tegen scheuren en slijtage.
Onderdelen die u van brons kunt laten spuitgieten, zijn bijvoorbeeld deursloten, deurklinken, kranen in de wasbak, enzovoort.
Koper-nikkellegering (Cupronickel)
De combinatie van nikkel en koper maakt de legering, cupronikkel , sterk en beter bestand tegen corrosie. De verhoudingen van de twee metalen variëren afhankelijk van de toepassing en de milieu-eisen.
Voor bijvoorbeeld het spuitgieten van koper-nikkelonderdelen van auto's is koper-nikkel met 90% koper en 10% nikkel het ideale materiaal.
Als uw gegoten koperen onderdelen echter bestemd zijn voor maritieme omgevingen, is kopernikkel met 70% koper en 30% nikkel ideaal.
Let op: Naast de gangbare koperlegeringen die je kunt gebruiken voor spuitgietonderdelen, zijn er ook andere gepatenteerde legeringen voor specifieke onderdelen.
2 Belangrijkste methoden voor het spuitgieten van koper
Hieronder staan de twee technieken of methoden die u kunt gebruiken om onderdelen te spuitgieten uit koperlegeringen.
Koperen koude kamer spuitgieten
Bij koudkamergieten van koper moet je het koper of de koperlegering in een speciale oven smelten. Een aparte verwarmingsruimte is noodzakelijk omdat koper een hoog smeltpunt heeft.
Let op: als het verwarmingssysteem zich in uw spuitgietmachine bevindt, zoals bij hetekamerspuitgieten , zal de extreem hoge temperatuur die nodig is om koper te smelten, het materiaal zeker beschadigen.
Dus wanneer de juiste hoge temperatuur is bereikt, wordt het gesmolten materiaal overgebracht naar een koude machinekamer van waaruit het onder hoge druk in de matrijsholte wordt geïnjecteerd. Het koelproces volgt onmiddellijk om een spuitgietonderdeel te vormen.
Voordelen:
- Geschikt voor koperspuitgieten vanwege de hoge smelttemperatuur van het metaal.
- Hiermee kunt u complexe koperen spuitgietonderdelen met hoge precisie produceren.
- Het vormt onderdelen met gewenste mechanische eigenschappen en een hoogwaardige afwerking.
Beperkingen:
- Er is meer energie nodig voor het verwarmingsproces.
- Het smeltproces duurt langer, waardoor de productiesnelheid lager is.
- Omdat koper erg snel afkoelt, komen defecten zoals krimpporositeit vaak voor.
Vacuüm Cu-spuitgieten
Bij vacuümspuitgieten van koper wordt gebruikgemaakt van een vacuümsysteem dat gassen en lucht uit de matrijsholte verwijdert voordat het gesmolten Cu onder hoge druk wordt geïnjecteerd.
Voordelen:
- De methode produceert pasta's van hoge kwaliteit, vrij van porositeit of andere gietfouten
- Het maakt het spuitgieten van complexe Cu-legeringsonderdelen met superieure oppervlakteafwerkingen mogelijk
Beperkingen:
- Het vacuümsysteem maakt uw koperspuitgietproces complexer
- De initiële investeringskosten zijn hoog omdat de machine duur is
Industriële toepassingen van koperspuitgieten
Met koperlegering spuitgieten productie kunt u een breed scala aan onderdelen produceren die gericht zijn op verschillende industrieën. Laten we eens kijken hoe verschillende industrieën gebruikmaken van dit productieproces.
Automotive Industry
De sterkte en hoge thermische geleidbaarheid van koper maken het geschikt voor de productie van bepaalde spuitgietonderdelen voor auto's.
Sommige autofabrikanten maken gebruik van spuitgieten van koperlegeringen voor de productie van warmtewisselaaronderdelen zoals radiatoren.
Elektrische voertuigen (EV's) gebruiken motoren, accuaansluitingen en stroomrails die door middel van kopergieten worden vervaardigd.
Koperspuitgieten voor de lucht- en ruimtevaartindustrie
In de lucht- en ruimtevaartindustrie wordt spuitgieten van Cu-legeringen toegepast bij de productie van een aantal hoogwaardige onderdelen die bestand zijn tegen hoge temperaturen, zoals bussen en beugels.
Op onderdelen waar een hoge elektrische geleidbaarheid gewenst is, zoals het elektriciteitsnet in de lucht- en ruimtevaart of motorregelsystemen, worden spuitgegoten koperen connectoren gebruikt.
Elektrische en elektronische industrie
De hoge elektrische geleidbaarheid van koper maakt het ideaal voor de productie van bepaalde elektrische onderdelen.
Dit kunnen elektrische stofkappen, stopcontacten, connectoren, onderdelen van stroomonderbrekers, koellichamen en robuuste accuklemmen zijn.
Andere elektrische onderdelen die u kunt produceren middels spuitgieten van Cu-legeringen zijn schakelapparatuurcomponenten zoals behuizingen en contacthouders.
Bij apparatuur waarbij warmtebeheer noodzakelijk is, worden behuizingen of omkastingen van koperlegeringen gebruikt.
Loodgietersindustrie
In de loodgietersindustrie worden koperlegeringen zoals messing en kopernikkel gebruikt in spuitgietonderdelen zoals waterkleppen, koppelingen en waterleidingfittingen.
Maritieme toepassingen
Gegoten koperlegeringsonderdelen vinden ook toepassing in maritieme omstandigheden waar corrosiebestendigheid, slijtvastheid en duurzaamheid wenselijk zijn. Enkele van de gegoten koperonderdelen die in zulke zware omgevingen worden gebruikt, zijn scharnieren, pompen, kleppen en railfittingen.
Consumentenapparatuur en meubelbeslag
Consumenten elektrische apparaten zoals koelkasten, elektrische ovens en fornuizen hebben spuitgietonderdelen die een hoge thermische geleidbaarheid bieden. Deze zijn in de vorm van connectoren, elektrische behuizingen of meubelbeslag.
Conclusie
Voor het spuitgieten van koper is een uitgebreide kennis van koper en koperlegeringen vereist.
Om hoogwaardige spuitgietonderdelen te produceren met een hoge sterkte, corrosiebestendigheid en een aantrekkelijke afwerking, moet u de legering kiezen die past bij de specificaties van het onderdeel.
Samenwerken met een expert is essentieel om ervoor te zorgen dat uw productie voldoet aan de projectvereisten.
HM is uw totaalleverancier voor op maat gemaakte spuitgietonderdelen en nog veel meer!
Voor vragen over hoe wij u kunnen helpen bij het leveren van onderdelen die aansluiten op de behoeften van uw project, kunt u contact met ons opnemen.