Mis on survevalu
Survevalu on tootmisprotsess, mida kasutatakse suure mõõtmete täpsuse ja pinnaviimistlusega metalldetailide tootmiseks. See hõlmab sulametalli surumist kõrge rõhu all vormiõõnsusse. Vormiõõnsus luuakse kahe karastatud terasest matriitsi abil, mis töödeldakse soovitud kujuga.
Protsess algab metalli, tavaliselt alumiiniumi, tsingi või magneesiumi sulatamisega ahjus. Seejärel süstitakse sula metall hüdraulilise pressi abil kõrge rõhu all vormi. Metall tahkub vormis kiiresti ja vormi kaks poolt avatakse, et vabastada valmis detail.
Survevalumeetodit kasutatakse laialdaselt keeruka kuju ja õhukeste seintega osade, näiteks mootoriplokkide, käigukasti korpuste ning mitmesuguste auto- ja lennunduskomponentide tootmiseks. Protsess on populaarne ka tarbekaupade, näiteks mänguasjade, köögitarvete ja elektroonika tootmisel.
Survevalu
Survevalu on üsna spetsialiseerunud protsess, mis on arenenud peamiselt 20. sajandil. Põhiprotsess hõlmab järgmist: sulametall valatakse/sissepritsitakse terasvormi ja suure kiiruse, konstantse ja intensiivistuva rõhu (survevalu puhul) ning jahutamise abil sulametall tahkestub, moodustades tahke valand. Tavaliselt võtab protsess ise vaid paar sekundit ja on kiire viis metalltoote valmistamiseks toorainest. Survevalu sobib selliste materjalide jaoks nagu tina, plii, tsink, alumiinium, magneesium kuni vasesulamite ja isegi rauasulamiteni, näiteks roostevaba teraseni. Tänapäeval survevalu puhul kasutatavad peamised sulamid on alumiinium, tsink ja magneesium. Alates varajastest survevalumasinatest, mis orienteerisid stantstööriistad vertikaalselt, kuni nüüdseks levinud horisontaalse orientatsiooni ja töö standardini, nelja ühendusvarda pingutuse ja täielikult arvutiga juhitava protsessietapini on protsess aastate jooksul arenenud.
Tööstusharu on kasvanud ülemaailmseks tootmismasinaks, mis toodab komponente mitmesuguste rakenduste jaoks, millest paljud on ka ise kättesaadavad, kuna survevaluvormide tootekasutus on nii mitmekesine.
Survevalu eelised
Mõned kõrgsurvevalu eelised:
• Protsess sobib suuremahuliseks tootmiseks.
• Toodab teiste metallitöötlusprotsessidega (nt mehaaniline töötlemine) võrreldes üsna keerukaid valandeid kiiresti.
• Valatud olekus toodetud ülitugevad komponendid (sõltuvalt komponendi konstruktsioonist).
• Mõõtmete korduvus.
• Võimalikud on õhukesed seinad (nt 1–2,5 mm).
• Hea lineaarne tolerants (nt 2 mm/m).
• Hea pinnaviimistlus (nt 0,5–3 µm).
Kuumkambris survevalu protsess hõlmab metalli valuploki sulatamist ahjus, mis asub survevalumasina fikseeritud poolplaadi lähedal/selle lähedal, ja sulametalli sissepritsimist veealuse kolvi abil otse hanekaela ja düüsi kaudu stantsi tööriista. Hanekaela ja düüsi tuleb kuumutada, et vältida metalli külmumist enne stantsiõõnsusse jõudmist. Kogu selle protsessi kuumutamis- ja sulametalli elemendist tulenebki nimetus kuumkamber. Valupalli kaalu määravad kolvi käik, pikkus ja läbimõõt, samuti hülsi/kambri suurus ning düüsil on samuti roll, mida tuleks stantsi projekteerimisel arvesse võtta. Kui metall on stantsiõõnsuses tahkestunud (see võtab vaid paar sekundit), avaneb masina liikuv poolplaat, mille külge stantsi liikuv pool on kinnitatud, ja valandit väljutatakse stantsi pinnalt ja eemaldatakse tööriistast. Seejärel määritakse stantsi pinnad pihustussüsteemi abil, stants sulgub ja protsess tsüklib uuesti.
Tänu sellele „suletud“ metalli sulatamise/sissepritse süsteemile ja minimaalsele mehaanilisele liikumisele pakub kuumkambris survevalu paremat tootmisökonoomsust. Kuumkambris survevalus kasutatakse peamiselt tsinksulamit, millel on üsna madal sulamistemperatuur, mis pakub täiendavaid eeliseid masinate (pott, hanekael, hülss, kolb, otsik) ja stantstööriistade väiksema kulumise osas (seega pikem tööriistade eluiga võrreldes alumiiniumist survevalutööriistadega – olenevalt valamise kvaliteedi vastuvõetavusest).
Nimetus külmkamber tuleneb protsessist, kus sulametall valatakse külmakambrisse/haavahülsi, mis on fikseeritud matriitsipoole plaadi kaudu kinnitatud fikseeritud matriitsipoole tagaküljele. Sulametalli hoidmis-/sulatusahjud asuvad tavaliselt survevalumasina haavliotsale nii lähedal kui praktiliselt võimalik, et käsitsi operaator või automaatne valamiskulp saaks iga haavli/tsükli jaoks vajaliku sulametalli kulbiga välja võtta ja sulametalli hülsi/haavakambri valamisavasse valada. Masina silindriga ühendatud kolviots (mis on kuluv ja vahetatav osa, mis on täpselt töödeldud haavlihülsi siseläbimõõdu järgi, arvestades soojuspaisumist) surub sulametalli läbi haavlikambri stantsõõnsusse. Käsu saamisel viib survevalumasin läbi esimese etapi, et suruda sulametall hülsi valamisavast mööda. Edasised etapid toimuvad silindri suurenenud hüdraulilise rõhu all, et süstida sulametall stantsõõnsusse. Kogu protsess võtab sekundeid, kiire ja intensiivistuv rõhk ning metalli temperatuuri langus põhjustavad metalli tahkestumise stantsõõnsuses. Survevalumasina liikuv poolplaat (mille külge on kinnitatud stantsi liikuv pool) avaneb ja paiskab tahkestunud valandi tööriista stantsipinnalt välja. Valand eemaldatakse, stantsipinnad määritakse pihustussüsteemiga ja seejärel tsükkel kordub.
Külmkambris masinad sobivad alumiiniumi survevalu jaoks, masina osi (haavahülss, kolviots) saab aja jooksul vahetada ning hülsse saab vastupidavuse suurendamiseks metalltöödelda. Alumiiniumsulam sulatatakse keraamilises tiiglis alumiiniumi suhteliselt kõrge sulamistemperatuuri ja vajaduse tõttu vähendada raua omastamise ohtu, mis on oht raudtiiglites. Kuna alumiinium on suhteliselt kerge metallisulam, võimaldab see valada suuri ja raskeid survevalusid või olukordi, kus on vaja suuremat tugevust ja kergust survevaludes.
