Koppargjutning — egenskaper, metoder och tillämpningar

Kopparlegeringarnas plats bland gjutna material

Kopparlegeringar placeras bland de gjutna material som tillhör gruppen övriga legeringar. Denna grupp innefattar koppar, zink och bly. Järnbaserade material står för den största delen av gjutgodsproduktionen i Sverige såväl som globalt. Inom järnbaserade material är gråjärn ett av de mest förekommande. Lätta metaller som aluminium och magnesium utgör en separat kategori med egna egenskaper och användningsområden. Valet av materialkategori påverkas av den gjutmetod som ska användas, den planerade seriestorleken samt kraven som ställs av den slutliga tillämpningen.

Egenskaperna hos det gjutna godset formas av legeringens sammansättning, den valda formningsmetoden och eventuell värmebehandling efter gjutning. Kopparlegeringar har en specifik roll när applikationer kräver hög ledningsförmåga eller särskild korrosionsbeständighet. metallgjutgods från olika materialgrupper kan därmed hanteras inom samma ramverk av processer.

Sandgjutning av kopparlegeringar

Sandgjutning med engångsformar är en metod som tillämpas för kopparlegeringar. Formarna byggs av sand som binds samman med antingen bentonit eller kemiska bindemedel. Kornstorleken på sanden ligger mellan 0,02 och 2 millimeter, och partiklar under denna gräns räknas som slam. Sandens kornform, sintringstemperatur och koncentration påverkar ytfinhet och måttnoggrannhet hos det färdiga godset. Kvarts-fältspatssand är den vanligaste typen i Sverige. Zirkonsand väljs ofta vid höga krav på precision. En låg slamhalt bidrar till bättre kvalitet. Hur ett kemiskt bindemedel härdar hänger ihop med sandens surhetsgrad, vilket gör att sand och bindemedel behöver väljas som ett par.

Beredningen av formen och avgjutningen följer principer för att styra flödet av smälta och undvika defekter. Sanden ska hållas fri från lösa partiklar. sandgjutning av kopparlegeringar samordnas av Traficator International AB genom kvalificerade leverantörer i Europa och Asien.

• Kvarts-fältspatssand som bas i många fall
• Bentonit som lerbaserat bindemedel
• Kemiska bindemedel för anpassade egenskaper
• Kontroll av slamhalt för optimal kvalitet

Gjutning i permanenta formar för kopparlegeringar

Vissa kopparlegeringar kan gjutas i permanenta formar med kokillgjutning. Lågtryckskokillgjutning är en process som främst används för aluminium men som även är möjlig för utvalda kopparlegeringar. Kokillen placeras på en varmhållningsugn i en gastät kammare. Övertryck pressar den smälta metallen upp genom ett stigarrör in i formen. Trycket hålls under stelningen för att ge eftermatning och kompensera för krympning. När trycket släpps rinner den återstående smältan tillbaka till ugnen.

Fyllningen sker utan turbulens, vilket ger förutsättningar för hög kvalitet och högt utbyte i gynnsamma fall. Sandkärnor kan användas men kräver särskild blackning. Traficator International AB sourcerar, kvalificerar och styr leverantörer som utför dessa gjutningar och tar helhetsansvar för kvalitet och leverans. våra samordnade gjutmetoder omfattar hantering av sådana processer.

• Övertryck i kammaren för att pressa upp smältan
• Tryck under stelning för eftermatning
• Turbulensfri fyllning av formen
• Återflöde av smälta vid tryckavlastning

Uppgifterna om gjutna material, sandgjutning och lågtryckskokillgjutning bygger på Gjuterihandboken via Metallkompetens (metallkompetens.se), en kunskapsplattform från Jernkontoret, Svenska Gjuteriföreningen och Svenskt Aluminium.