Was ist Sandgießen
Der Sandguss ist die weltweit am häufigsten verwendete Technik. Sandguss China wird sehr guter Preis und hohe Qualität, Ein typischer Prozessablauf von Sandguss ist im folgenden Diagramm dargestellt:
Sand wird als feuerfestes Material in Sandformsystemen verwendet. Beim Sandgussverfahren hält ein Bindemittel die Form der Form aufrecht, während geschmolzenes Metall gegossen wird. Es gibt eine breite Palette von Sand-/Bindersystemen, die im Sandgussverfahren verwendet werden. Bentonit-Ton wird bis zu 4-10% der Sandmischung in Grünsand-Systemen verwendet, was das gängigste Sandguss-System ist. Wasser, das etwa 2-4% der Sandmischung ausmacht, aktiviert das Bindemittel. Kohlenstoffhaltiges Material wie Holzkohle (2-10% des Gesamtvolumens) wird dem Gemisch ebenfalls zugesetzt, um eine reduzierende Umgebung zu schaffen. Dadurch wird verhindert, dass das Metall beim Gießen oxidiert. Die restlichen 85-95% der Gesamtmischung bestehen aus Sand.
Bei anderen Sandformverfahren wird eine Reihe von chemischen Bindemitteln verwendet: Ölbindemittel sind Mischungen aus tierischen, petrochemischen und pflanzlichen Ölen. Einige der gängigen Kunstharzbindemittel sind: Harnstoffformaldehyd, Phenole, Phenolformaldehyd, Harnstoffformaldehyd/Furfurylalkohol, Alkylisocyanat und Phenolisocyanat. Chemische Harzbindemittel werden häufig für Gießereikerne und weniger häufig für Gießereiformen verwendet.
Wie Muster hergestellt werden
Der erste Schritt bei der Entwicklung eines neuen Gussteils ist der Modellbau. Das Modell ist nur ein Abbild des fertigen Produkts. Im Allgemeinen, Sandgussverfahren wird aus Holz hergestellt, aber auch Metall, Kunststoff und Gips können verwendet werden. Diese Modelle sind dauerhaft, so dass sie zur Herstellung einer Reihe von Formen verwendet werden können. Der Modellbau ist ein hoch qualifizierter und präziser Prozess, der für die Qualität des Endprodukts entscheidend ist. Viele moderne Modellbaubetriebe verwenden computergestütztes Design (CAD), um Modelle zu entwerfen. Diese Systeme können auch mit automatisierten Schneidwerkzeugen integriert werden, die mit computergestützten Fertigungswerkzeugen (CAM) gesteuert werden. Die Kerne werden in Verbindung mit dem Modell hergestellt, um die Innenflächen des Gussteils zu bilden. Diese werden in einem Kernkasten hergestellt, der im Wesentlichen eine entwickelte Dauerform ist.
Wie Formen hergestellt werden
Die Form wird in einem Formkasten mit zwei Hälften hergestellt, der das Entfernen des Modells erleichtert. Da Sandformen vorübergehend sind, muss für jeden einzelnen Guss eine neue Form hergestellt werden. Die folgende Abbildung beschreibt eine typische zweiteilige Sandform:
Wenn der Kern oben in den Ofen eingelegt wird, beginnt sein Brenner sofort mit dem Schmelzvorgang.
Der Drag, die untere Hälfte der Form, wird auf einem Formbrett hergestellt. Kerne benötigen eine höhere Festigkeit, um ihre Form während des Gießens zu halten. Auch die Maßgenauigkeit muss höher sein, da die Innenflächen schwieriger zu bearbeiten sind, so dass Fehler kostspielig zu beheben sind. Beim Formen der Kerne wird eines der chemischen Bindesysteme verwendet. Nach dem Einsetzen des Kerns wird die obere Hälfte der Form oder der Oberkasten aufgesetzt. Die Schnittstelle zwischen den beiden Formhälften wird als Trennebene bezeichnet. Manchmal werden auf dem Oberteil Gewichte angebracht, die die beiden Hälften zusammenhalten.
Zu den Formkonstruktionen gehört ein Anschnittsystem, das dafür ausgelegt ist, das geschmolzene Metall reibungslos zu allen Teilen der Form zu führen. Das Anschnittsystem umfasst in der Regel einen Anguss, Anschnitte, Angusskanäle und Steigrohre. Der Anguss ist der Ort, an dem das Metall gegossen wird. Anschnitte ermöglichen den Eintritt des Metalls in das Laufsystem. Die Gießkanäle führen das geschmolzene Metall in den Gusshohlraum. Speiser können mehrere Funktionen haben, darunter Entlüftungsöffnungen zum Ablassen von Gasen, Reservoirs vor dem Gusshohlraum zur Unterstützung der fortschreitenden Erstarrung und Abfallhohlräume, in denen das Metall aus dem Gusshohlraum aufsteigt, um sicherzustellen, dass er gefüllt ist, und um das zuerst gegossene Metall aus dem Gusshohlraum zu entfernen und so Erstarrungsprobleme zu vermeiden.
Schmelzen und Gießen
Viele Eisengießereien verwenden einen hohen Anteil an Metallschrott, um eine Charge zu bilden. Daher spielen die Gießereien eine wichtige Rolle in der Metallrecyclingindustrie. Auch intern anfallender Schrott aus Läufern und Speisern sowie Ausschussware wird recycelt. Die Charge wird gewogen und in den Ofen eingeführt. Der Charge werden Legierungen und andere Materialien zugesetzt, um die gewünschte Schmelze zu erzeugen. In einigen Betrieben kann die Charge vorgewärmt werden, oft unter Verwendung von Abwärme. Nachfolgend werden die in der Industrie gebräuchlichen Öfen beschrieben. Bei herkömmlichen Verfahren wird das Metall im Ofen überhitzt. Das geschmolzene Metall wird aus dem Ofen in eine Pfanne umgefüllt und dort gehalten, bis es die gewünschte Gießtemperatur erreicht hat. Das geschmolzene Metall wird in die Form gegossen und lässt dort erstarren.
Abkühlung und Shakeout
Unmittelbar nach dem Eingießen des geschmolzenen Metalls wird die Form in einen Kühlbereich gebracht. Das Gussteil muss lange Zeit abkühlen, oft über Nacht, bevor es aus der Form genommen werden kann. Die Gussteile können manuell oder mit Hilfe von Rütteltischen entnommen werden, die das feuerfeste Material vom Gussteil abrütteln. Zur schnellen Abkühlung der Gussstücke verwenden viele Gießereien auch Abschreckbäder. Dies beschleunigt den Prozess und trägt auch zur Erzielung bestimmter metallurgischer Eigenschaften bei. Um Oxidation zu verhindern, kann das Abschreckbad chemische Zusätze enthalten.
Rückgewinnung von Sand
Die Gießereien gewinnen einen erheblichen Teil des Abfallsandes zur internen Wiederverwendung zurück. Dadurch wird die Menge an Sand, die gekauft und entsorgt werden muss, erheblich reduziert. Im Allgemeinen wird der Gießereisand mechanisch wiedergewonnen. Kerne und große Metallklumpen werden durch Rüttelsiebe entfernt, und die Bindemittel werden durch Abrieb entfernt, bei dem die Sandpartikel aneinander reiben.
Feinsandguss und Bindemittel werden durch Extraktion entfernt und in einem Sackhaus gesammelt. In einigen Systemen werden Metalle mit Hilfe von Magneten oder anderen Abscheidetechniken entfernt. Bei Verfahren mit mechanischer Rückgewinnung ist die Rückgewinnungsrate oft auf etwa 70% begrenzt.
This is due to the need to maintain a minimum sand casting quality. For large iron foundries, where sand casting quality requirements are less stringent, over 90% reclamation can be achieved by mechanical means . For many processes, mechanically reclaimed sand is not of sufficiently high quality to be used for core production. Thermal reclamation is becoming more widely used in Queensland. Sand Casting Process heats the sand to the point where organic materials, including the binders, are driven off. Sand Casting Process process can return the sand to an ‘as new’ state, allowing it to be used for core making. Thermal reclamation is more expensive than mechanical systems.
Der Sandgussprozess kann auch durch Nasswaschen und Schrubben wiedergewonnen werden. Diese Verfahren erzeugen Sand von hoher Qualität, werden aber in der Regel nicht angewandt, da sie einen beträchtlichen Flüssigkeitsabfallstrom erzeugen und zusätzlichen Energieaufwand für die Sandtrocknung erfordern. Der Umfang der internen Wiederverwendung hängt von der Art der verwendeten Technologie und den Qualitätsanforderungen des Gießverfahrens ab. Bei Aufbereitungsverfahren, insbesondere bei mechanischen Verfahren, werden die Sandpartikel zerkleinert, was die Qualität einiger Metalle beeinträchtigen kann. Außerdem können sich bei mechanischen Aufbereitungsverfahren mit der Zeit Verunreinigungen im Sand ansammeln, so dass ein Teil des Materials verschwendet werden muss. Große Eisengießereien stellen keine hohen Anforderungen an die Sandqualität und erreichen daher in der Regel die höchste Wiederverwendungsrate in der Branche. Oftmals durchläuft der Sand den gesamten Betrieb, bis er zu feinem Staub zermahlen und durch Absackanlagen entfernt wird.
Fettung, Reinigung und Veredelung
The gating system is removed, after the casting has cooled, using abrasive cut-off wheels, bandsaws, or electrical cut-off devices. A ‘parting line flash’ is typically formed on the casting and must be removed by grinding or with chipping hammers. Castings may also need to be repaired by welding, brazing or soldering to eliminate defects.
Das Gussstück kann zusätzlich geschliffen und poliert werden, um die gewünschte Oberflächenqualität zu erreichen. Anschließend kann das Gussteil entweder mit einer Farbe oder einem Metallveredelungsverfahren wie Galvanisieren, Pulverbeschichten oder Galvanisieren beschichtet werden.
Vorteile des Sandgusses
Niedrige Mautkosten.
Größte erreichbare Gussgrößen.
Weit weniger kostspielig als andere Techniken.
Sie sind in der Lage, Details zu halten und sich bei Erwärmung nicht zu verformen.
Das Verfahren eignet sich sowohl für Eisen- als auch für Nichteisen-Metallgussteile.
Verarbeitet eine größere Produktvielfalt als jedes andere Gießverfahren.
Produziert sowohl kleine Präzisionsgussteile als auch große Gussteile von bis zu 1 Tonne.
Bei gleichmäßiger Verdichtung können sehr enge Toleranzen erreicht werden.
Die Zeit für die Formvorbereitung ist im Vergleich zu vielen anderen Verfahren relativ kurz.
Aufgrund der relativen Einfachheit des Verfahrens ist es ideal für die Mechanisierung geeignet.
Ein hohes Maß an Wiederverwendung von Sand ist möglich.
Sie erzeugt weniger Abfall als andere Techniken.