WERKTUIGKUNDE
,1. GIETEN
Wat
Gieten is een vervormingsproces waarbij men vertrekt van een vloeibare stof, hierdoor zijn
grote vervormingen mogelijk.
Stappen:
1. Smelten metaal(legering)
2. Gieten in matrijs met aandacht voor
• Turbulentie
• Meegezogen lucht
• Slak: oxiden en onzuiverheden gevormd boven op gietvorm
• Viscositeit
• Kans op erosie van de (zand)matrijs
3. Stollen
• Zo snel mogelijk, afhankelijk van
o Oppervlakte-volume verhouding
o Warmtegeleiding gietvorm en matrijs
• Slink: volumevermindering tijdens vloeibare fase & tijdens faseovergang
4. Afkoelen
• Krimp: Volumevermindering tijdens vaste fase
• Korrelgroei: zorgt voor verminderde mechanische eigenschappen
5. Nabewerking
• Verwijderen gietloop, opkomers, bramen
Materialen
Ferro Non-ferro
Fe Al, Cu, Zn, Sn, Mg
Hoge Tsmelt Lage Tsmelt
Lamellair Nodulair
≈ Kleine scheurtjes → zwak Hoe groter de korrels, hoe zwakker
Bros Taai
Gietijzer Gietstaal
> 2% C << 2% C
Lage Tsmelt Klein stollingsinterval Hoge Tsmelt Groot stollingsinterval
➔ Lasbaar
Goede mechanische eigenschappen
,Gietmethoden
Eenmalige matrijs
Zandgieten:
• Gietvorm: hout
• Matrijs: zand
• Eigenschappen:
o Lage vormcomplexiteit
o Ruw oppervlak → nabewerking: slijpen
o Minder sterk
Verloren was:
• Gietvorm: was op wasboom
• Matrijs: keramische slurry door meermaals onderdompelen
• Eigenschappen:
o Lage vormcomplexiteit
o Minder ruw oppervlak dan zand
o Iets sterker dan zandgieten
o Sneller dan zandgieten
Verloren schuim:
• Gietvorm: polystyreenschuim (3D-printer)
• Matrijs: zand
• Eigenschappen:
o Hogere vormcomplexiteit
Langdurige matrijs
Dergelijke matrijzen worden vooral gebruikt voor non-ferro metalen te gieten. (lage Tsmelt)
+ Snelle productie - Hoge investering
+ Hoge vormnauwkeurigheid
+ Mooi oppervlak
Manuele matrijs:
• Slechte vormcomplexiteit
• Goede conductie → korter stollingsinterval
Spuitgieten: vloeistof onder hoge druk in matrijs spuiten
• Hoge vormcomplexiteit: dunwandige gietvormen
• Goede conductie → korter stollingsinterval
• Hoge sterkte
• Ook gebruikt voor kunststof (pallets): LEGO-blokjes
Centrifugaal gieten:
• Holle cilinder
• Gebruikt voor geharde walsrollen en glijlagers
, Problemen & oplossingen
Probleem Oplossing
Slink Opkomers
Volumevermindering in vloeibare fase &
tijdens faseovergang
Turbulente stroom bij gieten Gietloop, Aansnijding
Beschadiging matrijs
Meegezogen lucht bij gieten Gietloop + voorzichtig gieten
Holtes en poriën in werkstuk
Slak Voorzichtig gieten
Oxiden en onzuiverheden bovenop smelt
Hoge viscositeit Gietloop
Moeilijke vulling van dunne kanalen
Slinkholte Voorzichtig gieten
Stolling niet overal gelijktijdig
Krimpscheur Vorm ontwerpen om krimp te
voorkomen
Korrelgroei tijdens afkoelen Geforceerd afkoelen met geleidende
Verminderde mechanische eigenschappen matrijs + nabewerking
Insluitsels Wegscheppen slak
Door onzuiverheden in de smelt
Erosie met de matrijs Gietloop
Onnauwkeurige eindvorm
,1. GIETEN
Wat
Gieten is een vervormingsproces waarbij men vertrekt van een vloeibare stof, hierdoor zijn
grote vervormingen mogelijk.
Stappen:
1. Smelten metaal(legering)
2. Gieten in matrijs met aandacht voor
• Turbulentie
• Meegezogen lucht
• Slak: oxiden en onzuiverheden gevormd boven op gietvorm
• Viscositeit
• Kans op erosie van de (zand)matrijs
3. Stollen
• Zo snel mogelijk, afhankelijk van
o Oppervlakte-volume verhouding
o Warmtegeleiding gietvorm en matrijs
• Slink: volumevermindering tijdens vloeibare fase & tijdens faseovergang
4. Afkoelen
• Krimp: Volumevermindering tijdens vaste fase
• Korrelgroei: zorgt voor verminderde mechanische eigenschappen
5. Nabewerking
• Verwijderen gietloop, opkomers, bramen
Materialen
Ferro Non-ferro
Fe Al, Cu, Zn, Sn, Mg
Hoge Tsmelt Lage Tsmelt
Lamellair Nodulair
≈ Kleine scheurtjes → zwak Hoe groter de korrels, hoe zwakker
Bros Taai
Gietijzer Gietstaal
> 2% C << 2% C
Lage Tsmelt Klein stollingsinterval Hoge Tsmelt Groot stollingsinterval
➔ Lasbaar
Goede mechanische eigenschappen
,Gietmethoden
Eenmalige matrijs
Zandgieten:
• Gietvorm: hout
• Matrijs: zand
• Eigenschappen:
o Lage vormcomplexiteit
o Ruw oppervlak → nabewerking: slijpen
o Minder sterk
Verloren was:
• Gietvorm: was op wasboom
• Matrijs: keramische slurry door meermaals onderdompelen
• Eigenschappen:
o Lage vormcomplexiteit
o Minder ruw oppervlak dan zand
o Iets sterker dan zandgieten
o Sneller dan zandgieten
Verloren schuim:
• Gietvorm: polystyreenschuim (3D-printer)
• Matrijs: zand
• Eigenschappen:
o Hogere vormcomplexiteit
Langdurige matrijs
Dergelijke matrijzen worden vooral gebruikt voor non-ferro metalen te gieten. (lage Tsmelt)
+ Snelle productie - Hoge investering
+ Hoge vormnauwkeurigheid
+ Mooi oppervlak
Manuele matrijs:
• Slechte vormcomplexiteit
• Goede conductie → korter stollingsinterval
Spuitgieten: vloeistof onder hoge druk in matrijs spuiten
• Hoge vormcomplexiteit: dunwandige gietvormen
• Goede conductie → korter stollingsinterval
• Hoge sterkte
• Ook gebruikt voor kunststof (pallets): LEGO-blokjes
Centrifugaal gieten:
• Holle cilinder
• Gebruikt voor geharde walsrollen en glijlagers
, Problemen & oplossingen
Probleem Oplossing
Slink Opkomers
Volumevermindering in vloeibare fase &
tijdens faseovergang
Turbulente stroom bij gieten Gietloop, Aansnijding
Beschadiging matrijs
Meegezogen lucht bij gieten Gietloop + voorzichtig gieten
Holtes en poriën in werkstuk
Slak Voorzichtig gieten
Oxiden en onzuiverheden bovenop smelt
Hoge viscositeit Gietloop
Moeilijke vulling van dunne kanalen
Slinkholte Voorzichtig gieten
Stolling niet overal gelijktijdig
Krimpscheur Vorm ontwerpen om krimp te
voorkomen
Korrelgroei tijdens afkoelen Geforceerd afkoelen met geleidende
Verminderde mechanische eigenschappen matrijs + nabewerking
Insluitsels Wegscheppen slak
Door onzuiverheden in de smelt
Erosie met de matrijs Gietloop
Onnauwkeurige eindvorm
