Permanent gieten van mallen
Bij al het zandgieten, schaalgieten of investeringsgieten moet voor elk van de geproduceerde gietstukken een mal worden gemaakt. Voor productie op grote- schaal kan het maken van een mal voor elk te produceren gietstuk moeilijk en duur zijn. Daarom kan een permanente mal, matrijs genaamd, worden gemaakt waaruit een groot aantal gietstukken, ergens tussen de 100 en 250 000, kan worden geproduceerd, afhankelijk van de gebruikte legering en de complexiteit van het gietstuk. Dit proces wordt permanent vormgieten of zwaartekrachtspuitgieten genoemd, omdat het metaal onder invloed van de zwaartekracht de mal binnengaat.
Het vormmateriaal wordt geselecteerd op basis van de giettemperatuur, de grootte van het gietstuk en de frequentie van de gietcyclus. Ze bepalen de totale warmte die door de matrijs moet worden gedragen. Fijn-grijs gietijzer is het meest gebruikte matrijsmateriaal. Gelegeerd gietijzer, koolstofstaal en gelegeerde staalsoorten (H11 en H14) worden ook gebruikt voor zeer grote volumes en grote onderdelen. Grafietmallen kunnen worden gebruikt voor de productie van kleine volumes uit aluminium en magnesium. De levensduur van de matrijs is korter voor legeringen met een hogere smelttemperatuur, zoals koper of grijs gietijzer.
Voor het maken van eventuele holle delen worden ook kernen gebruikt bij het permanent gieten. De kernen kunnen van metaal of zand zijn gemaakt. Wanneer zandkernen worden gebruikt, wordt het proces semi-permanent gieten genoemd. De metalen kern kan niet complex zijn met ondersnijdingen en dergelijke. Ook moet de metalen kern onmiddellijk na het stollen worden teruggetrokken; anders wordt de extractie ervan moeilijk vanwege krimp. Voor gecompliceerde vormen worden soms opvouwbare metalen kernen (kernen uit meerdere delen) gebruikt in permanente mallen. Het gebruik ervan is niet uitgebreid vanwege het feit dat het moeilijk is om de kern veilig als een enkel stuk te positioneren en ook vanwege de afmetingsvariaties die waarschijnlijk zullen optreden. Daarom moet de ontwerper bij opvouwbare kernen een grove tolerantie op deze afmetingen bieden.
Bij de reguliere gietcyclus is de temperatuur waarbij de mal wordt gebruikt afhankelijk van de giettemperatuur, gietcyclusfrequentie, gietgewicht, gietvorm, gietwanddikte, wanddikte van de mal en de dikte van de malcoating. Als het gieten met de koude matrijs wordt gedaan, zullen de eerste paar gietstukken waarschijnlijk fouten vertonen totdat de matrijs de bedrijfstemperatuur bereikt. Om dit te voorkomen moet de mal worden voorverwarmd tot de bedrijfstemperatuur, bij voorkeur in een oven.
De materialen die normaliter in permanente mallen worden gegoten zijn aluminiumlegeringen, magnesiumlegeringen, koperlegeringen, zinklegeringen en grijs gietijzer. De afmetingen van gietstukken zijn bij de meeste materialen beperkt tot 15 kg. Maar in het geval van aluminium zijn er grote gietstukken met een massa tot 350 kg geproduceerd. Permanent vormgieten is bijzonder geschikt voor de productie van grote volumes van kleine, eenvoudige gietstukken met een uniforme wanddikte en zonder ingewikkelde details.
Voordelen van permanente vormgietcomponenten:
1. Vanwege de gebruikte metalen mallen produceert dit proces een fijn-korrelig gietstuk met superieure mechanische eigenschappen
2. Zij produceren een zeer goede oppervlakteafwerking in de orde van 4 micron en een beter uiterlijk
3. Er kunnen nauwe maattoleranties worden verkregen
4. Het is economisch voor productie op grote schaal, aangezien de arbeid die betrokken is bij de matrijsvoorbereiding wordt verminderd
5. Er kunnen kleine- gaten met een kern ontstaan in vergelijking met zandgieten
6. Inzetstukken kunnen gemakkelijk op hun plaats worden gegoten
