Tryckgjutning av aluminium för fordonsdrivlinor: växellådshus
Tryckgjutning i aluminium för drivlinan: hus till växellådor, fördelningslådor och e-axlar gjutna till ±0,1–0,3 mm, bearbetade till H7 i lagerborrningarna och värmebehandlade till T6 där strukturen kräver det.
Tryckgjutning av aluminium för fordonsdrivlinor hos Hydroforce
Hydroforce använder samma tryckgjutningslinje som redan beskrivs i tryckgjutna aluminiumhus för LED-belysning för en annan tillämpning: hus till fordonsdrivlinor. Pressen, verktygsverkstaden och CMM-kontrollstationen är desamma för ett kylkroppshus och ett växellådshus. Det som ändras är väggtjocklek, legeringsval, värmebehandling och den tolerans som väger tyngst, lagerborrningen. Motorkomponenter och växellådshus finns redan med på vår sida om tryckgjutning som en bransch vi levererar till. Den här artikeln beskriver vad det innebär i praktiken för just ett växellådshus.
Ett växellådshus är svårare att tillverka rätt än en belysningskapsling. Det bär lagerlaster, tätar olja under tryck och temperaturväxlingar och måste hålla formen mot de vridmomentreaktioner som kugghjulen inuti ger upphov till. Att nå dit i aluminium i stället för i gjutjärn eller en svetsad stålkonstruktion handlar om processkontroll, inte om tur.
Varför tryckgjutning av aluminium för växellådshus
- Vikt. Aluminium har ungefär en tredjedel av gjutjärnets densitet vid jämförbar väggtjocklek. På ett växellådshus eller ett hus till en fördelningslåda syns skillnaden direkt i fordonets vikt och, på elektrifierade plattformar, i räckvidden.
- Integration i ett enda skott. Lagerbossar, oljekanaler, bossar för växelgafflar, fästribbor och klockhusets fläns formas i samma skott som husets vägg. Ett svetsat hus eller ett hus som fräses ur ett massivt ämne kräver separata operationer eller separata detaljer för att få samma funktioner.
- Cykeltid och kostnad i volym. En produktionscykel på vår press tar 30 sekunder till 2 minuter beroende på detaljens storlek, jämfört med de många minuter det tar att fräsa ett motsvarande hus ur ett massivt ämne. Den skillnaden gör tryckgjutning till rätt process så snart volymerna går bortom ett fåtal prototyper.
- En väg till strukturdetaljer när det behövs. Vanlig tryckgjutning fångar gas i smältan. Det går bra för ett hus som bara ska hålla formen, men en detalj som genomgått upplösningsbehandling får blåsor om gasen finns kvar. Där ett hus behöver T6-hållfasthet kör vi det i pressen med vakuumassistans, så att porositeten hålls så låg att detaljen klarar upplösningsbehandling och åldring intakt.
Teknisk kapacitet
| Parameter | Typiskt område |
|---|---|
| Process | Tryckgjutning (HPDC), vakuumassisterad för T6-hus och täthetskritiska hus |
| Legeringar | EN AC-46000 (AlSi9Cu3(Fe)), EN AC-47100 (AlSi11Cu2(Fe)), EN AC-43400 (AlSi10Mg(Fe)) för värmebehandlade detaljer/strukturdetaljer |
| Verktygsstål | H13 / P20 |
| Tolerans i gjutet tillstånd | ±0,1–0,3 mm |
| Ytfinhet i gjutet tillstånd | Ra 1,6–6,3 µm |
| Väggtjocklek | 0,5–1,5 mm i tunna partier; bärande väggar och ribbor dimensioneras efter lastfallet |
| Bearbetade funktioner | Lagerborrningar till H7, planhet på monteringsfläns, gänginsatser, oljekanaler och sensorbossar |
| Värmebehandling | T6: upplösningsbehandling och åldring (vakuumgjutna hus) |
| Cykeltid | 30 sekunder till 2 minuter |
| Kontroll | CMM (Zeiss), röntgen för intern porositet, SPC med realtidsövervakning, materialintyg enligt EN 1706 |
| Kvalitetssystem | ISO 9001:2015, TÜV, SGS |
| Volym | Från prototypserier till över 1 000 detaljer per dag i serie |
Typiska fordonshus vi gjuter
- Hus och klockhus till manuella växellådor – monteringsfläns mot motorblocket, bossar för växelgafflar och den bearbetade hålbilden för ingående axelns lager.
- Hus och lock till automatlådor och dubbelkopplingslådor (DCT) – slutna oljevolymer, monteringsytor för ventilhus och de sensorbossar som en modern automatlåda kräver.
- Hus till fördelningslådor för 4x4- och AWD-drivlinor – dubbla utgående borrningar, med spel för kedja eller kuggsats gjutet i väggen.
- Differentialhus och hus till slutväxlar – lagerbossar dimensionerade för tallrikshjulets och drevets kraftväg, bearbetade till samma H7-nivå som växellådans lagerborrning.
- Hus till reduktionsväxlar för e-axlar och elektriska drivenheter i elektrifierade drivlinor – samma logik för lagerborrningar och tätytor som i en konventionell växellåda, i en detalj som oftast ska gå svalare och väga mindre.
- Kopplingshus.
- Oljetråg, sumpar och lock till ventilhus.
- Hus till kraftuttag (PTO) och hjälpväxellådor för arbetsmaskiner och mobil utrustning – många av de kunder inom mobilhydraulik som vi redan levererar specialtillverkade hydraulcylindrar till behöver ofta ett gjutet hus till växellådan som sitter bredvid cylindern.
Produktionsprocess
- Ritningsgranskning och tillverkningsanpassad konstruktion (DFM). Släppvinklar, delningslinje, placering av ingöt och överloppsfickor samt bearbetningstillägget granskas innan verktygstillverkningen startar. På ett växellådshus pekar granskningen även ut lagerborrningarna och tätytorna som de zoner som inte får ha porositet.
- Verktyg. Stålverktyg i H13 eller P20 CNC-bearbetas och provkörs på en produktionspress innan första detaljen godkänns.
- Tryckgjutning. Vanlig kallkammar-HPDC för hus som bara ska hålla formen. Vakuumassisterad HPDC där huset ska upplösningsbehandlas till T6 eller måste hålla tätt vid en lagerborrning eller packningsyta.
- Gradstansning och avgradning. Ingjutstam, gjutkanaler och överloppsfickor tas bort och gratet rensas från delningslinjen.
- Värmebehandling. Vakuumgjutna hus som specificerats för T6 genomgår upplösningsbehandling och åldring i detta steg, innan slutbearbetningen låser måtten.
- CNC-efterbearbetning. Lagerborrningarna finborras till H7, monteringsflänsens ytor fräses plana för packning eller flytande tätningsmassa, gänginsatser sätts i, och oljekanaler och sensorbossar borras och gängas enligt ritning.
- Täthetsprovning. Tätytor och lagerborrningar på oljetäta hus kontrolleras med tryckfallsmetod (air decay eller pressure decay) innan detaljen frisläpps.
- Kontroll och dokumentation. Måttrapport från CMM, röntgenkontroll av zoner känsliga för porositet, materialintyg enligt EN 1706 och, för fordonsköpare som behöver det, ett PPAP-liknande dokumentationspaket som sammanställs kring samma data.
Kvalitetskontroll
Varje hus levereras med samma dokumentation oavsett var i drivlinan det hamnar:
- Måttkontroll i ett Zeiss-mätsystem (CMM-kontroll), första detalj och periodisk partikontroll
- Röntgenkontroll av porositet och krympning vid lagerbossar och tätzoner
- Statistisk processtyrning (SPC) med realtidsövervakning på pressen
- Täthetsprov med tryckfallsmetod (air decay eller pressure decay) på slutna hus
- Materialintyg enligt EN 1706
- Kvalitetsledning enligt ISO 9001:2015, med tillsyn av TÜV och SGS
- PPAP-liknande dokumentationspaket för första detalj, som sammanställs på begäran för fordons- och OEM-köpare
Varför kunder väljer Hydroforce för tryckgjutna drivlinehus
Tryckgjutningslinjen har varit i drift i mer än 20 år och ligger i samma byggnad som verktygsverkstaden, CNC-bearbetningen och CMM-labbet som färdigställer och kontrollerar detaljen. Det väger tyngre för ett växellådshus än för nästan någon annan tryckgjuten detalj vi tillverkar: lagerborrningen som avgör om växellådan går tyst i tio år bearbetas av samma team som körde pressen, på maskiner de känner väl och mot en ritning som de granskade innan verktyget tillverkades. Inget byter händer mellan gjutningen och det färdiga, kontrollerade huset.
Begär offert
Behövs ett tryckgjutet aluminiumhus till en växellåda, fördelningslåda, differential eller e-axel? Skicka ritning eller 3D-modell till office@hydroforce.ee eller kontakta oss via vår kontaktsida. Vi granskar konstruktionen med avseende på gjutbarhet, rekommenderar legering och värmebehandling och offererar verktyg och serietillverkning.