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Hochdruck-Druckguss Werkzeug- und Formenbau Service

Der Gleichkristall-Gießservice produziert Bauteile mit einer einheitlichen, körnigen Kristallstruktur, die mechanische Festigkeit und Haltbarkeit verbessert. Diese Methode eignet sich ideal für Turbinenteile, einschließlich Scheiben und Räder, die in Hochtemperatur- und Hochbelastungsumgebungen wie Gasturbinen eingesetzt werden.

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Was ist ein Druckgusswerkzeug und eine Form?

Aluminiumdruckguss ist ein Fertigungsverfahren, bei dem geschmolzenes Aluminium unter hohem Druck in eine Stahlform eingespritzt wird. Es entstehen haltbare, komplexe und präzise Teile, die in verschiedenen Branchen wie Automobil, Luftfahrt und Elektronik verwendet werden.

Schritte	Beschreibung
Funktion	Druckgusswerkzeuge und -formen sind entscheidend, um geschmolzenes Metall in präzise, hochwertige Teile zu formen. Sie gewährleisten genaue Kavitätsabmessungen, Haltbarkeit und glatte Oberflächen, was sie für die Massenproduktion in den Bereichen Automobil, Luftfahrt und Industrie unverzichtbar macht.
Männliche Form	Die männliche Form, auch als „Kern“ im Druckguss bekannt, ist der Teil der Form, der die inneren Merkmale des Gussstücks bildet. Sie befindet sich typischerweise innerhalb der weiblichen Form, um Hohlräume oder detaillierte Merkmale zu erzeugen.
Weibliche Form	Die weibliche Form oder „Formschale“ ist die äußere Form, die die männliche Form umschließt. Sie bestimmt die äußere Form des Gussstücks und ist unerlässlich für die Herstellung von Teilen mit komplexen Geometrien und sorgt für glatte und gleichmäßige Gussergebnisse.
Formhohlraum	Der Formhohlraum ist der Raum zwischen der männlichen und weiblichen Form, in den das geschmolzene Metall eingespritzt wird. Er bestimmt die Form und Abmessungen des endgültigen Druckgussteils und muss für eine hochwertige Produktion präzise ausgelegt sein.

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Typische Materialien für Werkzeug und Form

Typische Materialien für den Werkzeug- und Formenbau sind hochfeste Stähle wie H13, P20, D2 und A2 sowie Berylliumkupfer und Wolframkarbid. Diese Materialien bieten ausgezeichnete Verschleißfestigkeit, Stoßfestigkeit und Hochtemperaturbeständigkeit, was sie ideal für die Herstellung langlebiger Werkzeuge und Formen macht, die im Druckguss, Spritzguss und anderen Fertigungsprozessen eingesetzt werden.

Werkzeugmaterialien	Bezeichnungen	Zugfestigkeit (MPa)	Streckgrenze (MPa)	Härte (HRC)	Wärmeleitfähigkeit (W/m·K)	Dichte (g/cm³)	Anwendungen
H13 Stahl	1.2344 (EU), X40CrMoV5-1 (Deutschland)	1400-1700	1000-1300	45-50	27.3	7.8	Allgemeiner Druckguss, Werkzeugformen, Warmarbeitswerkzeuge
P20 Stahl	1.2311 (EU), DIN 1.2311 (Deutschland)	750-1000	500-700	28-32	24	7.8	Einspritzformen, Kunststoffformen, Druckgussformen
D2 Stahl	1.2379 (EU), X153CrMoV12 (Deutschland)	1600-1900	1200-1500	55-60	25	7.7	Verschleißfeste Formen, Kunststoff- und Gummiformen
A2 Stahl	1.2363 (EU), X100CrMoV5 (Deutschland)	1000-1300	850-1050	55-60	25	7.8	Kaltarbeitsformen, Stanzen, Ausklinken und Prägen
Beryllium-Kupfer	CuBe2 (USA), UNS C17200 (USA)	500-800	300-500	30-40	120-160	8.2	Formeinsätze, Druckgusskerne, elektrische Komponenten
Werkzeugstahl S7	1.2714 (EU), X40CrMoV5-1 (Deutschland)	1400-1800	1200-1500	45-55	20	7.8	Stoßfeste Formen, Warmarbeits- und Druckgussformen
Wolframkarbid	-	3000-4500	2500-4000	70-85	150	14.0	Formen für hochverschleißfeste Anwendungen, Bergbau und Druckguss
Inconel 718	-	1300-1700	1100-1400	35-45	11.4	8.9	Hochtemperatur-Druckguss, Luft- und Turbinenkomponenten

Typische Oberflächenbehandlung für Gusswerkzeuge und Formen

Typische Oberflächenbehandlungen für Gusswerkzeuge und Formen umfassen Nitrieren, PVD-Beschichtung, Galvanisieren, Strahlen, Polieren und Hartbeschichtung. Diese Behandlungen verbessern die Härte, Verschleißfestigkeit, Korrosionsbeständigkeit und die Gesamtleistung des Werkzeugs oder der Form, was eine längere Lebensdauer und höhere Zuverlässigkeit in anspruchsvollen Fertigungsprozessen gewährleistet.

Oberflächenbehandlung	Beschreibung	Zweck/Nutzen	Anwendungen
Nitrieren	Ein Wärmebehandlungsprozess, bei dem Stickstoff in die Oberfläche von Stahl oder Legierung eingebracht wird.	Verbessert Verschleißfestigkeit, Ermüdungsfestigkeit und Korrosionsbeständigkeit.	Werkzeuge, Formen, Luft- und Raumfahrt, Automobilindustrie und Hochleistungsmaschinen.
PVD-Beschichtung	Ein Dünnschichtbeschichtungsverfahren, das physikalische Gasphasenabscheidung nutzt, um eine harte Beschichtung auf die Werkzeugoberfläche aufzubringen.	Verbessert Oberflächenhärte, Verschleißfestigkeit und sorgt für eine glatte Oberfläche.	Formen, Umformwerkzeuge, Stanzwerkzeuge, Schneidwerkzeuge und Präzisionswerkzeuge.
Galvanisieren (Nickel, Chrom etc.)	Aufbringen einer metallischen Beschichtung auf die Werkzeugoberfläche mittels elektrochemischer Verfahren.	Verbessert Oberflächenhärte, Korrosionsbeständigkeit und ästhetisches Erscheinungsbild.	Stanzwerkzeuge, Formen, Industriemaschinen, Präzisionsformen, Automobilwerkzeuge.
Strahlen	Ein Prozess, bei dem die Werkzeugoberfläche mit kleinen kugelförmigen Medien bombardiert wird, um Druckspannungen zu erzeugen.	Erhöht die Ermüdungsfestigkeit, verbessert die Haltbarkeit und reduziert Rissbildung.	Formen, Werkzeuge, Luft- und Raumfahrt, Automobilteile und Präzisionswerkzeuge.
Polieren	Mechanischer oder chemischer Prozess zur Glättung der Oberfläche von Werkzeugen und Formen zur Verbesserung der Oberflächenqualität.	Verbessert die Oberflächenbeschaffenheit, reduziert Reibung und erhöht die Ästhetik.	Präzisionsformen, Werkzeuge und dekorative Werkzeuge für Automobil- und Elektronikindustrien.
Hartbeschichtung	Aufbringen einer widerstandsfähigen, verschleißfesten Beschichtung auf die Werkzeugoberfläche zur Erhöhung der Härte.	Verbessert die Verschleißfestigkeit, reduziert Reibung und verlängert die Werkzeuglebensdauer unter anspruchsvollen Bedingungen.	Formen, Schneidwerkzeuge, Industrielle Werkzeuge und Hochleistungswerkzeuge in Luftfahrt-, Automobil- und Medizinbranchen.

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Wie man das Werkzeug und die Form auswählt

Die Auswahl des richtigen Werkzeugs und der richtigen Form erfordert die Berücksichtigung von Materialhaltbarkeit, Hitzebeständigkeit und Verschleißfestigkeit. Priorisieren Sie ein effizientes Werkzeugdesign, einschließlich geeigneter Kühlung, Auswurfsysteme und Anschnittplatzierung für optimalen Metallfluss. Stellen Sie sicher, dass die Form die erforderlichen Toleranzen erfüllt, wartungsfreundlich ist und das Produktionsvolumen bewältigen kann. Bewerten Sie die Kostenwirksamkeit und die langfristige Wartung für eine bessere Fertigungseffizienz.

Auswahlfaktor	Beschreibung
Materialauswahl	Wählen Sie Werkzeugstahlmaterialien wie H13, D2 oder P20 für Haltbarkeit, Hitzebeständigkeit und Verschleißfestigkeit.

Werkzeugdesign	Stellen Sie sicher, dass die Form für effizienten Metallfluss, ordnungsgemäße Kühlung und einfache Teileauswurf ausgelegt ist. Berücksichtigen Sie Merkmale wie Kühlkanäle und Auswerferstifte.

Formoberflächenfinish	Verwenden Sie polierte Oberflächen für besseren Fluss und minimalen Reibungswiderstand. Texturierte Oberflächen können für ästhetische Teile eingesetzt werden.

Auswurfsystem	Wählen Sie ein effizientes Auswurfsystem wie Auswerferstifte, Auswerferhebel oder Abstreifplatten, um eine reibungslose Teilausgabe zu gewährleisten und Defekte zu vermeiden.

Anguss- und Läuferdesign	Wählen Sie geeignete Angusspositionen und Läufersysteme, um den Fluss von geschmolzenem Metall zu steuern, Abfall zu minimieren und Kaltläufer zu reduzieren.

Kühlsystem	Integrieren Sie ausreichende Kühlkanäle, um die Abkühlrate zu steuern und eine gleichmäßige Erstarrung sicherzustellen, um Fehler wie Schrumpfung zu vermeiden.

Wartung der Form	Wählen Sie ein Werkzeug, das leicht zu warten ist, mit austauschbaren Einsätzen oder Kernen zum Verschleißschutz und zur einfachen Reparatur.

Toleranzen	Stellen Sie sicher, dass die Form die erforderlichen Maßtoleranzen einhalten kann, typischerweise im Bereich von ±0,1 mm bis ±0,5 mm.

Wärmebehandlung	Verwenden Sie Wärmebehandlungen wie Vakuumhärten, um die Härte der Form und die Beständigkeit gegen thermische Ermüdung zu verbessern, insbesondere für Hochtemperaturanwendungen.

Kosten und Produktionsvolumen	Berücksichtigen Sie die Werkzeugkosten im Verhältnis zum Produktionsvolumen. Für die Serienfertigung investieren Sie in haltbarere, teurere Werkzeuge, während für kleinere Losgrößen kostengünstigere Werkzeuge bevorzugt werden können.

Frequently Asked Questions

1. Welcher Werkzeugstahl ist am besten für Aluminium-Druckgusswerkzeuge?

2. Wann sollte ich P20 statt H13 für Werkzeuge wählen?

3. Kann Berylliumkupfer für Hochvolumeneinsätze verwendet werden?

4. Wie beeinflusst die Härte des Werkzeugstahls die Lebensdauer der Formen?

5. Welche Materialien eignen sich am besten für Kupfer- und Messing-Druckguss?