Odlewanie w formie trwałej odnosi się do procesu odlewania, w którym wykorzystuje się specjalną metalową formę (matrycę) do przyjmowania stopionego ciekłego odlewanego metalu. Nadaje się do produkcjiodlewyw dużej ilości. Ten proces katodowania nazywany jest odlewaniem ciśnieniowym metalu lub odlewaniem ciśnieniowym, ponieważ metal wchodzi do formy pod wpływem grawitacji.
W porównaniu do odlewania piaskowego, odlewania w formie skorupowej lub odlewania metodą traconego węgla, w którym należy przygotować formę dla każdego odlewu, odlewanie w formie stałej może wytwarzać odlewy z tymi samymi systemami formowania dla każdej części odlewu.
O wyborze materiału formy do odlewu stałego decyduje temperatura zalewania, wielkość odlewu i częstotliwość cyklu odlewania. Określają one całkowite ciepło, jakie ma przejąć matryca. Najpopularniejszym materiałem na matryce jest drobnoziarniste żeliwo szare. Żeliwo stopowe, stal węglowa i stale stopowe (H11 i H14) są również stosowane w przypadku bardzo dużych objętości i dużych części. Formy grafitowe można stosować do produkcji małoseryjnej z aluminium i magnezu. Żywotność matrycy jest mniejsza w przypadku stopów o wyższej temperaturze topnienia, takich jak miedź lub żeliwo szare.
Do wykonywania pustych części wykorzystuje się także rdzenie w formach trwałych. Rdzenie mogą być wykonane z metalu lub piasku. W przypadku stosowania rdzeni piaskowych proces ten nazywa się formowaniem półtrwałym. Również rdzeń metalowy należy usunąć natychmiast po zestaleniu; w przeciwnym razie jego ekstrakcja staje się trudna z powodu skurczu. W przypadku skomplikowanych kształtów w formach trwałych czasami stosuje się składane rdzenie metalowe (rdzenie wieloczęściowe). Ich zastosowanie nie jest szerokie ze względu na fakt, że trudno jest bezpiecznie ustawić rdzeń jako pojedynczy element, a także ze względu na prawdopodobne różnice wymiarowe. Dlatego w przypadku rdzeni składanych projektant musi zapewnić grubą tolerancję tych wymiarów.
W zwykłym cyklu odlewania temperatura, w której używana jest forma, zależy od temperatury zalewania, częstotliwości cykli odlewania, ciężaru odlewu, kształtu odlewu, grubości ścianki odlewu, grubości ścianki formy i grubości powłoki formy. Jeśli odlewanie odbywa się przy użyciu zimnej matrycy, w pierwszych kilku odlewach prawdopodobnie wystąpią błędy, aż matryca osiągnie temperaturę roboczą. Aby tego uniknąć, należy wstępnie podgrzać formę do temperatury roboczej, najlepiej w piekarniku.
Materiały zwykle odlewane w formach trwałych to stopy aluminium, stopy magnezu, stopy miedzi, stopy cynku i żeliwo szare. W przypadku większości materiałów jednostkowy ciężar wyrzutu waha się od kilku gramów do 15 kg. Natomiast w przypadku aluminium można było produkować duże odlewy o masie do 350 kg i większej. Odlewanie w formach trwałych szczególnie nadaje się do produkcji wielkoseryjnej małych, prostych odlewów o jednakowej grubości ścianek i bez skomplikowanych struktur.
Zalety procesu stałego odlewania form:
1. Ze względu na użyte formy metalowe, w procesie tym powstaje drobnoziarnisty odlew o doskonałych właściwościach mechanicznych
2. Dają bardzo dobre wykończenie powierzchni rzędu 4 mikronów i lepszy wygląd
3. Można uzyskać wąskie tolerancje wymiarowe
4. Jest to ekonomiczne w przypadku produkcji na dużą skalę, ponieważ zmniejsza się nakład pracy związany z przygotowaniem formy
5. Można wytwarzać małe otwory rdzeniowe w porównaniu do odlewania w piasku
6. Wkładki można łatwo wrzucić na miejsce
| Porównanie różnych procesów odlewania
| |||||
| Rzeczy | Odlewanie piasku | Trwałe odlewanie form | Odlewanie ciśnieniowe | Casting inwestycyjny | Odlewanie skorupowe ze wiązaniem chemicznym |
| Typowe tolerancje wymiarowe, cale | ± 0,010" | ± 0,010" | ± 0,001" | ± 0,010" | ± 0,005" |
| ± 0,030" | ± 0,050" | ± 0,015" | ± 0,020" | ± 0,015" | |
| Koszt względny w ilości | Niski | Niski | Najniższy | Najwyższy | Średnio wysoki |
| Koszt względny dla małej liczby | Najniższy | Wysoki | Najwyższy | Średni | Średnio wysoki |
| Dopuszczalna masa odlewu | Nieograniczona | 100 funtów | 75 funtów | Uncje do 100 funtów. | Oz powłoki. Do 250 funtów. bez pieczenia 1/2 funta - tony |
| Najcieńszy odcinek odlewany, cale | 1/10" | 1/8" | 1/32" | 1/16" | 1/10" |
| Względne wykończenie powierzchni | Od zadowalającego do dobrego | Dobry | To, co najlepsze | Bardzo dobry | Skorupa dobra |
| Względna łatwość odlewania skomplikowanych projektów | Od zadowalającego do dobrego | Sprawiedliwy | Dobry | To, co najlepsze | Dobry |
| Względna łatwość zmiany projektu w produkcji | To, co najlepsze | Słaby | Najbiedniejszy | Sprawiedliwy | Sprawiedliwy |
| Zakres stopów, które można odlewać | nieograniczony | Preferowana podstawa z aluminium i miedzi | Preferowana podstawa aluminiowa | Nieograniczony | Nieograniczony |
Czas publikacji: 29 stycznia 2021 r