valukappaleiden puhdistus · valuatlas – hiekkavalimon valimoprosessi - seija meskanen, tuula...

ValuAtlas – Hiekkavalimon valimoprosessi - Seija Meskanen, Tuula Höök

Muokattu 31.10.2013 - Valukappaleiden puhdistus - 1

Valukappaleiden puhdistus

Lähteet: "Valaminen valmistusmenetelmänä", TKK-VAL 1/2000; Tuomo Tiainen - "Valimotekniikan

perusteet"

Valukappaleiden puhdistuksella tarkoitetaan

työvaiheita, joiden aikana:

poistetaan valukkeet eli valukanavisto ja

syöttökuvut

poistetaan valukappaleen pinnasta

muottimateriaalin jäänteet

tasoitetaan pinta hiomalla tai talttaamalla

jakopintapurseet ja mahdolliset

halkeamapurseet sekä valukkeiden ja

kappaleen liittymäkohdat

Puhdistus on työvoimavaltaista, meluista, pölyistä

ja fyysisesti rasittavaa työtä. Se on kuitenkin

välttämätön työvaihe ennen kuin kappale on

valmis toimitettavaksi. Puhdistus pyritään tekemään mahdollisimman lyhyessä ajassa ja

pienillä kustannuksilla sekä rasittamalla työntekijöitä tai ympäristöä mahdollisimman vähän.

Puhdistuksen osuus valukappaleen valmistuksen kokonaiskustannuksista on

suomugrafiittivalurautavalimossa 10–20%, pallografiittivalurautavalimossa 20–30% ja

teräsvalimoissa jopa 30–50%. Puhdistustyötä voidaan vähentää muotoilemalla valukappale

siten, että se on helppo täyttää ja syöttää. Sitä voidaan myös tehostaa kehittämällä välineitä,

työmenetelmiä ja laitteistoja.

Valukkeiden poisto Valukkeiden poistossa kappaleesta irrotetaan siihen kuulumattomat osat eli valukanavisto ja

syötöt. Valukkeet voidaan irrottaa leikkaamalla (mekaanisesti tai termisesti), sahaamalla,

iskemällä tai kiilaamalla. Tavallisimpia termisiä leikkausmenetelmiä ovat esimerkiksi

polttoleikkausmenetelmät. Mekaaninen leikkaus tapahtuu epäkeskopuristimella. Sitä

käytetään lähinnä pehmeistä materiaaleista valmistetuille pienikokoisille valuille.

Menetelmän valintaan vaikuttavat valumetalli, valukappaleen koko sekä leikattavan osan

paksuus ja sijoituskohta kappaleessa.

Hauraiden valumateriaalien valukkeet poistetaan tavallisimmin iskemällä tai kiilaamalla.

Hauraita materiaaleja ovat esimerkiksi suomugrafiittivalurauta, valkoinen valurauta ja suuri

osa pallografiittivaluraudoista. Näiden lisäksi iskemistä ja kiilaamista käytetään myös

alumiiniseosvaluille.

Valukkeet voidaan irrottaa manuaalisesti lekalla iskien tai vasaroiden, mutta

manuaalimenetelmä on suurikokoisten valujen tapauksessa fyysisesti rasittava.

Suurikokoisille valuille käytetään pneumaattisia iskimiä joko manipulaattoriin tai nosturiin

kiinnitettynä (Kuva 1 ja Kuva 2). Pieni- ja keskikokoisten valujen valukkeet voidaan poistaa

kiilaamalla (Kuva 3), mikäli kiinnityskohta on muotoiltu siten, että kiila sopii valukkeen ja

valukappaleen väliin. Kaikkein pienikokoisimmat valukkeet poistetaan yksinomaan



vasaroimalla. Kaikki menetelmät jättävät valukappaleeseen rosoisen pinnan, joka tasoitetaan

myöhemmin hiomalla.

Kuva 1. Vasemmalla: Manipulaattoriin kiinnitetty pneumaattinen iskin. (Kuva Niemi, Pekka:

Jälkikäsittelytekniikka, http://www.valuatlas.fi/tietomat/koosteet/jalkikasittely_tao) Oikealla:

Nosturiin ripustettu pneumaattinen, manuaalisesti liikuteltava iskin. (Kuva Clansman Dynamics,

http://www.clansmandynamics.com)

Kuva 2. Syöttökupujen irrotusta nosturiin ripustetulla manuaalisesti liikuteltavalla iskimellä. (Kuva

Henschel Industrietechnik GmbH, http://www.andromat.com)

Kuva 3. Syöttökupujen irrotus pneumaattisella kiilaimella (Kuva Holmatro,

http://www.holmatro.com).



Kuva 4. Vasemmalla: Valukkeiden irrotusta pneumaattisella kiilaimella. (Kuva Primafond S.r.l.

http://www.primafond.it) Oikealla: Alumiiniseosvalun valukkeiden poistaminen kiilaamalla. (Kuva

FILL, http://www.fill.co.at)

Sitkeiden ja lujien valumateriaalien valukkeet poistetaan yleisimmin polttoleikkaamalla.

Sitkeitä ja lujia materiaaleja ovat esimerkiksi teräkset ja osa pronsseista. Polttoleikkaus jättää

valukappaleen pinnan epätasaisemmaksi kuin mekaaniset menetelmät iskeminen, sahaus,

laikkaleikkaus tai kiilaaminen.

Sitkeiden ja pehmeiden valumateriaalien valukkeet poistetaan mekaanisesti leikkaamalla

tai sahaamalla. Sahattavaksi ja leikattavaksi sopivat erityisesti pienilujuuksiset ei-

rautametallivalut, esimerkiksi alumiini-, sinkki- ja messinkivalut.

Kuva 5. Vasemmalla: Valukkeiden leikkaukseen tarkoitettuja epäkeskopuristimia. Oikealla:

Painevalun valukkeiden ja jakopintapurseiden leikkaamiseen tarkoitettu leikkaintyökalu. (Kuvat

WEKO Automation + Tools GmbH, http://www.weko-online.de)



Kuva 6. Valukkeiden leikkaamiseen

sopiva pyörösaha. (Kuva R.Scheuchl

GmbH, http://www.scheuchl.de)

Kestomuottimenetelmillä voidaan tuottaa tarkkamittaisia valukappaleita, jonka vuoksi ne

ovat helpommin automatisoitavissa kuin hiekkavalumenetelmät. Seuraavassa kuvassa (Kuva

7) on esimerkki vannesahan ja robotin yhdistelmästä kestomuottiin valettujen

alumiiniseosvalujen valukkeenpoistossa.

Kuva 7. Vasemmalla: Kestomuottiin valetun alumiiniseosvalun valukkeenpoisto robotin ja

vannesahan yhdistelmästä muodostetulla automaatiolaitteistolla. Oikealla: Automatisointiin

soveltuva vannesaha. (Kuvat FILL, http://www.fill.co.at)

Pintapuhdistus Pintapuhdistuksella tarkoitetaan valukappaleen pintaan kiinni palaneen hiekan ja kappaleen

pinnassa olevan oksidikerroksen poistamista. Oksidikerros voi muodostua valamisen tai

lämpökäsittelyn aikana. Pintapuhdistusmenetelmät voidaan yleisellä tasolla ryhmitellä

seuraavasti: rummutus, suihkupuhdistus (hiekkapuhallus) ja sinkopuhdistus.

http://www.fill.co.at/



Rummutuksessa puhdistettavat kappaleet saatetaan hankaamaan toisiaan ja niiden sekaan

pantuja hiovia kappaleita vasten (Kuva 8 ja Kuva 9). Panosta voidaan käsitellä kuivana

(kuivarummutus) tai kosteana (märkärummutus). Kappaleiden terävät särmät pyöristyvät ja

jakopintapurseet hioutuvat osin tai kokonaan pois. Rummutus sopii pienikokoisille

valukappaleille.

Kuva 8. Rummutuslaite. Rumpu täytetään

keraamisilla partikkeleilla ja käsiteltävillä

kappaleilla. Sitä täristetään, kunnes kappaleet

ovat hioutuneet riittävästi. (Kuva Rösler

Oberflächentechnik GmbH,

http://www.rosler.com)

Kuva 9. Rumpu tai useampia rumpuja voidaan asettaa osaksi automaattista kappaleenkäsittelylinjaa.

(Kuva Rösler Oberflächentechnik GmbH, http://www.rosler.com)

Sinkopuhdistuksessa suurella nopeudella (75-80m/s) pintaan iskeytyvät puhdistusrakeet

irrottavat hiekan. Rauta- ja teräsvalun puhdistuksessa rakeet ovat metallia

("teräshiekkapuhallus"). Ei-rautametallivalun puhdistuksessa käytetään epämetallisia

puhdistusrakeita.

Sinkopuhdistuslaitteita on kooltaan ja kuljetinjärjestelmältään erilaisia. Pienikokoisille

yksittäiskappaleille sopii manuaalisesti täytettävä laite. Kappale- ja eräkoon kasvaessa

siirrytään kuljettimellisiin ja/tai suurikokoisempiin laitteisiin.



Kuva 10. Vasemmalla: Kertatäyttöinen pyöröpöydällinen sinkomalli keskikokoisille

valukappaleille. Oikealla: Kertatäyttöinen nosturikiskoilla varustettu sinkomalli suurikokoisille

valukappaleille. (Kuvat Rösler Oberflächentechnik GmbH, http://www.rosler.com)

Kuva 11. Suurikokoisia valukappaleita tulossa pintapuhdistuksesta. Puhdistuslaite on

jatkuvatäyttöinen sinko. Kappale kulkee laitteen läpi nosturiin ripustettuna. (Kuva Rösler

Oberflächentechnik GmbH, http://www.rosler.com)



Kuva 12. Jatkuvatäyttöinen, kuljetinverkkohihnalla varustettu sinkolaite painevaluille ja

muille pienehköille, suurina sarjoina valmistettaville valukappaleille. (Kuva Rösler Oberflächentechnik

GmbH, http://www.rosler.com)

Kuva 13. Vasemmalla: Valukappale sinkopuhdistettuna. Oikealla: Valukappaleita tulossa

sinkouksesta Kappaleet täytetään laitteeseen nosturiin ripustetussa korissa.

Jotta puhdistusväliaine voitaisiin käyttää uudestaan, on hiekka erotettava siitä esimerkiksi

ilmavirralla. Sinkopuhdistus on taloudellisempana menetelmänä melkein kokonaan

syrjäyttänyt suihkupuhdistusmenetelmät.

Pinnan tasoitus Valukappaleiden pinnan tasoitusmenetelmät jaetaan kahteen pääryhmään: talttaukseen ja

hiontaan. Talttauksella poistetaan suuremmat ainemäärät (esim. valukkeiden ja

syöttökupujen isku- tai leikkauskannat, valupurseet, ulospäin suuntautuvat valuviat) tai

avataan sisäänpäin suuntautuneet valuviat (hiekka- ja kuonaviat, rakkulat jne.) korjausta

varten. Talttausmenetelmät jaetaan paineilmatalttaukseen ja hiilikaaritalttaukseen (erityisesti



teräsvalujen vikojen aukaisu). Hionnan avulla suoritetaan usein pinnan tasaisuuden

viimeistely esim. maalausta edeltävää hiekkapuhallusta varten.

Valumenetelmät jättävät valumuotin osien liittymäkohtiin eli jakopintaan ja keernakannoille

enemmän tai vähemmän teräväreunaista pursetta. Ellei sitä poisteta, saattaa se aiheuttaa

toiminnallisia haittoja tai haitata kappaleen kiinnitystä työstämisen aikana. Purseet poistetaan

useimmiten talttaamalla tai hiomalla.

Kuva 14. Vasemmalla: Hiilikaaritalttausta. Oikealla: Hiilikaaritalttauksen periaate.

Työstettävän aineen ja hiilipuikon välille tuotetaan jännite-ero. Jännite-ero muodostaa valokaaren, joka

sulattaa työstettävän kohdan. Sulanut aine puhalletaan pois paineilman avulla. (Kuvat Niemi, Pekka:

Jälkikäsittelytekniikka, http://www.valuatlas.fi/tietomat/koosteet/jalkikasittely_tao)

Kuva 15. Paineilmakäyttöinen talttavasara

(Kuva Atlas Copco, http://www.atlascopco.com)

Kuva 16. Teräsvalukappaleen jakopintojen puhdistamista robottiautomaatiota soveltaen. (Kuva

EVOLUT S.p.A. http://www.evolutspa.com)



Kuva 17. Vasemmalla: Suurikokoisen valukappaleen hiominen robottiautomaatiolaitteistolla.

Robotti kuljettaa hiomakonetta. Valukappale on kiinteästi paikoillaan. Oikealla: Pienikokoisen

valukappaleen hiominen robottiautomaatiolaitteistolla. Robotti kuljettaa valukappaletta. Hiomakone on

kiinteästi asennettu. (Kuva EVOLUT S.p.A. http://www.evolutspa.com)

Kuva 18. Valukappaleen pinnan tasoitus kulmahiomakoneella. (Kuva Niemi, Pekka:

Jälkikäsittelytekniikka, http://www.valuatlas.fi/tietomat/koosteet/jalkikasittely_tao)

valukappaleiden puhdistus · valuatlas – hiekkavalimon valimoprosessi - seija meskanen, tuula...

Documents