Τι είναι Χύτευση με άμμο

Η χύτευση με άμμο είναι η πιο συνηθισμένη τεχνική που χρησιμοποιείται σε όλο τον κόσμο. Χύτευση άμμου Κίνα θα είναι πολύ καλή τιμή και υψηλή ποιότητα, Μια τυπική ροή της διαδικασίας χύτευσης άμμου φαίνεται στο ακόλουθο διάγραμμα:

Η άμμος χρησιμοποιείται ως πυρίμαχο υλικό σε συστήματα μορφοποίησης με άμμο. Η διαδικασία χύτευσης με άμμο είναι ένα συνδετικό υλικό που διατηρεί το σχήμα του καλουπιού κατά την έκχυση λιωμένου μετάλλου. Υπάρχει ένα ευρύ φάσμα συστημάτων άμμου/δεσμευτικού υλικού που χρησιμοποιούνται στο σύστημα χύτευσης με άμμο. Ο πηλός μπεντονίτη χρησιμοποιείται μέχρι 4-10% του μίγματος άμμου στα συστήματα πράσινης άμμου, που είναι το πιο συνηθισμένο σύστημα χύτευσης άμμου. Το νερό, το οποίο αποτελεί περίπου 2-4% του μίγματος άμμου, ενεργοποιεί το συνδετικό υλικό. Στο μείγμα προστίθεται επίσης ανθρακούχο υλικό, όπως ο ξυλάνθρακας (2-10% του συνολικού όγκου), για την παροχή αναγωγικού περιβάλλοντος. Βοηθά στην αποτροπή της οξείδωσης του μετάλλου κατά την έκχυση. Τα υπόλοιπα 85-95% του συνολικού μίγματος περιέχουν άμμο.

Μια σειρά από χημικά συνδετικά χρησιμοποιούνται από άλλες διαδικασίες μορφοποίησης με άμμο: Είναι μίγμα ζωικών ελαίων, πετροχημικών και φυτικών. Μερικά από τα δημοφιλή συνδετικά συνθετικής ρητίνης είναι: ουρία-φορμαλδεΰδη, φαινολικά, φαινολοφορμαλδεΰδη, ουρία-φορμαλδεΰδη/φουρφουρυλική αλκοόλη, αλκυλο-ισοκυανικός και φαινολικός ισοκυανικός. Τα χημικά συνδετικά ρητίνης χρησιμοποιούνται συχνά για πυρήνες χυτηρίου και λιγότερο εκτεταμένα για καλούπια χυτηρίου.

Χύτευση άμμου Κίνα

Πώς φτιάχνονται τα μοτίβα

Το πρώτο στάδιο για την ανάπτυξη μιας νέας χύτευσης είναι η κατασκευή προτύπου. Το πρότυπο είναι απλώς ένα αντίγραφο του τελικού προϊόντος. Γενικά, Διαδικασία χύτευσης με άμμο κατασκευάζεται από ξύλο, αλλά μπορεί επίσης να χρησιμοποιηθεί μέταλλο, πλαστικό, γύψος. Τα σχέδια αυτά είναι μόνιμα και μπορούν να χρησιμοποιηθούν για τη δημιουργία πολλών καλουπιών. Η κατασκευή πατρόν είναι μια διαδικασία υψηλής εξειδίκευσης και ακρίβειας που είναι κρίσιμη για την ποιότητα του τελικού προϊόντος. Πολλά σύγχρονα καταστήματα κατασκευής πατρόν χρησιμοποιούν σχεδιασμό με τη βοήθεια υπολογιστή (CAD) για το σχεδιασμό πατρόν. Τα συστήματα αυτά μπορούν επίσης να ενσωματωθούν με αυτοματοποιημένα εργαλεία κοπής που ελέγχονται με εργαλεία κατασκευής με τη βοήθεια υπολογιστή (CAM). Οι πυρήνες παράγονται σε συνδυασμό με το πρότυπο για να σχηματίσουν τις εσωτερικές επιφάνειες του χύτευσης. Αυτά παράγονται σε ένα κουτί πυρήνων, το οποίο είναι ουσιαστικά ένα μόνιμο καλούπι που αναπτύσσεται.

Πώς κατασκευάζονται τα καλούπια

Το καλούπι διαμορφώνεται σε ένα κουτί με δύο μισά που βοηθά στην αφαίρεση του σχεδίου. Καθώς τα καλούπια άμμου είναι προσωρινά, πρέπει να διαμορφώνεται νέο καλούπι κάθε φορά για τη μεμονωμένη χύτευση. Το ακόλουθο σχήμα περιγράφει ένα τυπικό καλούπι άμμου δύο μερών:

Όταν ο πυρήνας τοποθετηθεί στην κορυφή του κλιβάνου, ο καυστήρας του ξεκινά αμέσως τη διαδικασία τήξης.

Το Drag, το κάτω μισό του καλουπιού, κατασκευάζεται πάνω σε μια πλάκα σχηματοποίησης. Οι πυρήνες απαιτούν μεγαλύτερη αντοχή για να κρατήσουν τη μορφή τους κατά τη διάρκεια της χύτευσης. Η ακρίβεια των διαστάσεων πρέπει επίσης να είναι μεγαλύτερη, επειδή οι εσωτερικές επιφάνειες είναι πιο δύσκολο να κατεργαστούν, με αποτέλεσμα η διόρθωση των σφαλμάτων να κοστίζει ακριβά. Για τη διαμόρφωση των πυρήνων χρησιμοποιείται ένα από τα χημικά συστήματα δέσμευσης. Αφού τοποθετηθεί ο πυρήνας, τοποθετείται από πάνω το πάνω μισό του καλουπιού ή το καπάκι. Η διεπιφάνεια μεταξύ των δύο μισών του καλουπιού ονομάζεται γραμμή διαχωρισμού. Ορισμένες φορές, τοποθετούνται βάρη στο κάλυμμα, τα οποία βοηθούν στη στερέωση των δύο μισών μεταξύ τους.

Τα σχέδια των καλουπιών περιλαμβάνουν ένα σύστημα πύλης που έχει σχεδιαστεί για να μεταφέρει το λιωμένο μέταλλο ομαλά σε όλα τα μέρη του καλουπιού. Το σύστημα πύρωσης περιλαμβάνει συνήθως ένα καλούπι, πύλες, δρομείς και ανυψωτήρες. Το καλούπι είναι το σημείο όπου χύνεται το μέταλλο. Οι πύλες επιτρέπουν την είσοδο του μετάλλου στο σύστημα τρεξίματος. Οι δρομείς μεταφέρουν το λιωμένο μέταλλο προς την κοιλότητα χύτευσης. Οι ανυψωτήρες μπορεί να έχουν διάφορες λειτουργίες, συμπεριλαμβανομένων των αεραγωγών για την απελευθέρωση των αερίων, των δεξαμενών πριν από την κοιλότητα χύτευσης για την υποβοήθηση της προοδευτικής στερεοποίησης και των κοιλοτήτων αποβλήτων για την άνοδο του μετάλλου από την κοιλότητα χύτευσης, ώστε να διασφαλίζεται η πλήρωσή της και να απομακρύνεται το πρώτο χυτευμένο μέταλλο από την κοιλότητα χύτευσης, αποφεύγοντας έτσι προβλήματα στερεοποίησης.

Λιώσιμο και χύτευση

Πολλά χυτήρια σιδηρούχων υλικών χρησιμοποιούν υψηλό ποσοστό παλαιοσίδηρου για τη σύνθεση της γόμωσης. Ως εκ τούτου, τα χυτήρια διαδραματίζουν σημαντικό ρόλο στη βιομηχανία ανακύκλωσης μετάλλων. Ανακυκλώνονται επίσης τα εσωτερικά παραγόμενα θραύσματα από τους δρομείς και τα ανυψωτικά, καθώς και τα απορριπτόμενα προϊόντα. Η γόμωση ζυγίζεται και εισάγεται στον κλίβανο. Κράματα και άλλα υλικά προστίθενται στη γόμωση για την παραγωγή του επιθυμητού τήγματος. Σε ορισμένες εργασίες η γόμωση μπορεί να προθερμαίνεται, συχνά με τη χρήση απορριπτόμενης θερμότητας. Οι κλίβανοι που χρησιμοποιούνται συνήθως στη βιομηχανία περιγράφονται παρακάτω. Στις παραδοσιακές διεργασίες το μέταλλο υπερθερμαίνεται στον κλίβανο. Το λιωμένο μέταλλο μεταφέρεται από τον κλίβανο σε μια κουτάλα και διατηρείται μέχρι να φθάσει στην επιθυμητή θερμοκρασία έκχυσης. Το λιωμένο μέταλλο χύνεται στο καλούπι και αφήνεται να στερεοποιηθεί.

Ψύξη και ανατάραξη

Το καλούπι μεταφέρεται σε έναν χώρο ψύξης, αμέσως μετά τη χύτευση του λιωμένου μετάλλου. Το εκμαγείο πρέπει να κρυώσει για μεγάλο χρονικό διάστημα, συχνά όλη τη νύχτα, πριν αφαιρεθεί από το καλούπι. Τα χυτά μπορούν να αφαιρεθούν χειροκίνητα ή με τη χρήση δονητικών τραπεζιών που κουνάνε το πυρίμαχο υλικό μακριά από το χυτό. Για την ταχεία ψύξη των χυτών, πολλά χυτήρια χρησιμοποιούν επίσης λουτρά απόσβεσης. Αυτό επιταχύνει τη διαδικασία και βοηθά επίσης στην επίτευξη ορισμένων μεταλλουργικών ιδιοτήτων. Για την πρόληψη της οξείδωσης, το λουτρό απόσβεσης μπορεί να περιέχει χημικά πρόσθετα.

Ανάκτηση άμμου

Τα χυτήρια ανακτούν ένα σημαντικό ποσοστό της άμμους για εσωτερική επαναχρησιμοποίηση. Αυτό μειώνει σημαντικά την ποσότητα άμμου που πρέπει να αγοραστεί και να απορριφθεί. Γενικά, η χύτευση άμμου ανακτάται μηχανικά. Οι πυρήνες και τα μεγάλα μεταλλικά κομμάτια απομακρύνονται με δονητικά κόσκινα και τα συνδετικά υλικά απομακρύνονται με τριβή κατά την οποία τα σωματίδια της άμμου τρίβονται μεταξύ τους.

Χύτευση λεπτής άμμου και τα συνδετικά υλικά απομακρύνονται με εκχύλιση και συλλέγονται σε σακκοθάλαμο. Σε ορισμένα συστήματα τα μέταλλα απομακρύνονται με μαγνήτες ή άλλες τεχνικές διαχωρισμού. Για εργασίες που χρησιμοποιούν μηχανική ανάκτηση, ο ρυθμός ανακύκλωσης συχνά περιορίζεται σε περίπου 70%.

Αυτό οφείλεται στην ανάγκη διατήρησης μιας ελάχιστης ποιότητας χύτευσης άμμου. Για τα μεγάλα χυτήρια σιδήρου, όπου οι απαιτήσεις ποιότητας χύτευσης άμμου είναι λιγότερο αυστηρές, μπορεί να επιτευχθεί ανάκτηση πάνω από 90% με μηχανικά μέσα. Για πολλές διεργασίες, η μηχανικά ανακτημένη άμμος δεν είναι επαρκώς υψηλής ποιότητας για να χρησιμοποιηθεί για την παραγωγή πυρήνων. Η θερμική ανάκτηση χρησιμοποιείται όλο και περισσότερο στο Queensland. Διαδικασία χύτευσης άμμου θερμαίνει την άμμο σε σημείο όπου τα οργανικά υλικά, συμπεριλαμβανομένων των συνδετικών ουσιών, απομακρύνονται. Η διαδικασία Sand Casting Process μπορεί να επαναφέρει την άμμο σε μια "καινούργια" κατάσταση, επιτρέποντας τη χρήση της για την παραγωγή πυρήνων. Η θερμική ανάκτηση είναι ακριβότερη από τα μηχανικά συστήματα.

Η διαδικασία χύτευσης άμμου μπορεί επίσης να ανακτηθεί χρησιμοποιώντας τεχνικές υγρού πλυσίματος και πλύσης. Αυτές οι μέθοδοι παράγουν άμμο υψηλής ποιότητας, αλλά δεν χρησιμοποιούνται συνήθως επειδή παράγουν ένα σημαντικό ρεύμα υγρών αποβλήτων και απαιτούν πρόσθετη εισροή ενέργειας για την ξήρανση της άμμου. Η ποσότητα της εσωτερικής επαναχρησιμοποίησης εξαρτάται από τον τύπο της χρησιμοποιούμενης τεχνολογίας και τις απαιτήσεις ποιότητας της διαδικασίας χύτευσης. Οι διαδικασίες επαναχρησιμοποίησης, ιδίως οι μηχανικές, διασπούν τα σωματίδια της άμμου και αυτό μπορεί να επηρεάσει την ποιότητα ορισμένων μετάλλων. Επίσης, για τις μηχανικές τεχνικές ανάκτησης, οι ακαθαρσίες μπορεί να συσσωρεύονται στην άμμο με την πάροδο του χρόνου, απαιτώντας την απόρριψη ενός μέρους του υλικού. Τα μεγάλα χυτήρια σιδήρου δεν απαιτούν υψηλή ποιότητα άμμου και έτσι συνήθως επιτυγχάνουν το υψηλότερο ποσοστό επαναχρησιμοποίησης στον κλάδο. Συχνά η άμμος ανακυκλώνεται μέσα στη λειτουργία μέχρι να αλεσθεί σε λεπτή σκόνη και να απομακρυνθεί με σακκόφιλτρα.

Καθαρισμός και φινίρισμα

Το σύστημα αποκοπής αφαιρείται, αφού το χυτό έχει κρυώσει, με λειαντικούς τροχούς αποκοπής, πριονοκορδέλες ή ηλεκτρικές συσκευές αποκοπής. Συνήθως σχηματίζεται μια "λάμψη γραμμής διαχωρισμού" στο χυτό και πρέπει να αφαιρεθεί με λείανση ή με σφυριά. Τα χυτά μπορεί επίσης να χρειαστεί να επισκευαστούν με συγκόλληση, συγκόλληση ή συγκόλληση για την εξάλειψη των ελαττωμάτων.

Η χύτευση μπορεί να υποβληθεί σε πρόσθετη λείανση και στίλβωση για να επιτευχθεί η επιθυμητή ποιότητα επιφάνειας. Στη συνέχεια, το χυτό μπορεί να επιστρωθεί είτε με χρώμα είτε με επεξεργασία φινιρίσματος μετάλλων, όπως γαλβανισμός, επίστρωση σε σκόνη ή ηλεκτρολυτική επιμετάλλωση.

Πλεονεκτήματα της χύτευσης με άμμο

Χαμηλό κόστος διοδίων.
Μεγαλύτερα μεγέθη χύτευσης που μπορούν να επιτευχθούν.
Πολύ λιγότερο δαπανηρή από άλλες τεχνικές.
Ικανή να συγκρατεί λεπτομέρειες και να αντιστέκεται στην παραμόρφωση όταν θερμαίνεται.
Η διαδικασία είναι κατάλληλη τόσο για χυτά σιδηρούχα όσο και για μη σιδηρούχα μέταλλα.
Χειρίζεται ένα πιο ευρύ φάσμα προϊόντων από οποιαδήποτε άλλη μέθοδο χύτευσης.
Παράγει τόσο μικρά χυτά ακριβείας όσο και μεγάλα χυτά έως 1 τόνο.
Μπορεί να επιτύχει πολύ στενές ανοχές εάν επιτευχθεί ομοιόμορφη συμπύκνωση.
Ο χρόνος προετοιμασίας του καλουπιού είναι σχετικά σύντομος σε σύγκριση με πολλές άλλες διαδικασίες.
Η σχετική απλότητα της διαδικασίας την καθιστά ιδανική για μηχανοποίηση.
Υψηλά επίπεδα επαναχρησιμοποίησης άμμου είναι εφικτά.
Παράγει λιγότερα απόβλητα από άλλες τεχνικές.