Metallivalu

Kokillvalu (gravity die casting) on püsivormides (metallvormides ehk kokillides) toimuv valumeetod, kus vorm täidetakse raskusjõu mõjul, mitte kõrgsurvega. Üldpõhimõte on seetõttu survevaluga sarnane (kasutatakse korduvkasutatavat metallvormi ning eesmärk on hea mõõdutäpsus ja stabiilsus), kuid sulametalli täitmisviis on teine.

Tüüpiliselt kasutatakse kokillvalu alumiiniumsulamitele ja väikese kuni keskmise seeria korral. Pinnakvaliteet ja mõõdutäpsus on üldjuhul paremad kui liivavalul, ent jäävad alla survevalule; tsükliaeg on aeglasem kui survevalul, kuid vormikulu on tavaliselt madalam. Kokillvalu on hea valik, kui on vaja stabiilset kvaliteeti ja korduvvormi eelist, kuid puudub vajadus kõrgsurveks ning detailil ei ole väga õhukesi vaheseinu.

Liivvormvalu (sand casting) on kõige laialdasemalt kasutatav valutehnoloogia maailmas, moodustades üle 60% kõikidest valatud metalltoodetest. Protsessi populaarsus tuleneb selle mitmekülgsusest see sobib paljudele erinevatele metallidele ning võimaldab kulefektiivselt toota laias suurusvahemikus detaile.

Kuigi tegemist on vana tehnoloogiaga, on liivavalu aja jooksul märkimisväärselt arenenud ja on tänapäevalgi väga asjakohane. Meetod sobib nii üksiktoodete, partiide kui ka mastootmise jaoks. Liivvormvalu võimaldab toota väga erinevaid komponente, alates väikestest detailidest kuni suurte konstruktsioonideni, näiteks mootoriplokid ja vedurikomponendid.

Protsess algab valuvormi loomisega, selleks tihendatakse liiv ümber mudeli, mis on loodava toote täpne koopia. Seejärel mudel eemdaldatakse, vormi pooled pannakse omavahel taas kokku, vormiõõnsusse valtakse sulametall ning pärast metalli tahkumist eemaldatakse valudetail vormist ja suunatakse järeltöötlusse.

Liiva omadused mängivad pinnaviimistluse kvaliteedi ja protsessi tõhususe saavutamisel otsustavat rolli. Liivavalu üheks piiranguks on pinnaviimistluse varieeruvus. Toodete puhul, mis nõuavad kvaliteetset pinda ilma põhjaliku järeltöötluseta, eelistatakse sageli survevalu või keraamilist täppisvalu. Õige liiva ja optimeeritud protsesside abil on aga ka liivavaluga võimalik saavutada häid tulemusi.

Keraamiline täppisvalu (investment casting) ehk kaduva vaha meetod (lost-wax casting) on väga täpne metallivalu meetod, mida kasutatakse keerukate ja head pinnaviimistlust nõudvate detailide loomiseks.

Protsess algab vahamudeli valmistamisega, mis kaetakse mitme kihi keraamilise seguga, et moodustada vastupidav koorikvorm. Pärast vaha eemaldamist (väljasulatamist) valatakse sulametall vormi sisse, lastakse sel tahkuda ning seejärel vorm eemaldatakse.

Täppisvaluga toodetud detailid vajavad üldjuhul minimaalset järeltöötlust. Protsess sobib paljudele metallidele, sealhulgas süsinik- ja roostevabale terasele, alumiiniumile ja messingile.

Täppisvalu prtsess on aeganõudvam ja kulukam kui näiteks liivvormvalu. Seetõttu sobib see kõige paremini keskmise ja suuremahulise seeriatootmise või siis väga keeruka geomeetriaga detailide jaoks.

Tsentrifugaalvalu (centrifugal casting) kasutatakse üldjuhul silindriliste komponentide (torud, laagrid ja hammasrataste toorikud) tootmiseks. Sulametall valatakse pöörlevasse vormi, kus tsentrifugaaljõud jaotab metalli ühtlaselt vormi sisepinnale, tagades ühtlase seina paksuse ja head mehaanilised omadused.

Protsess algab vormi ettevalmistamisega, kus selle pind kaetakse keraamilise voodriga, mis lihtsustab hiljem detaili vormist kättesaamist. Seejärel valatakse sulametall pöörlevasse vormi. Tsentrifugaaljõud surub raskema ja tihedama metalli vastu vormi välisseina. Samal ajal eralduvad ja kogunevad detaili sisepinna poole kergemad osakesed, nagu räbu ja gaasimullid. Kuna metall hakkab tahkuma jahedama välispinna juurest, surutakse viimasedki ebapuhtused detaili keskossa. Tulemuseks on erakordselt tiheda ja puhta struktuuriga valudetail, mille sisepinnalt saab soovimatud lisandid hiljem maha töödelda.

Sarnaselt teistele püsivorme kasutavatele meetoditele, eeldab tsentrifugaalvalu märkimisväärset esialgset investeeringut, mistõttu on see mõistlik vaid suuremahulise tootmise puhul.