Hva er Sandstøping
Sandstøping er den vanligste teknikken som brukes over hele verden. Sandstøping Kina vil være veldig god pris og høy kvalitet, En typisk prosessflyt av sandstøping er vist i følgende diagram:
Sand brukes som ildfast materiale i sandstøpesystemer. Sandstøpeprosessen er et bindemiddel som opprettholder formen på formen mens det helles smeltet metall. Det er et bredt spekter av sand / bindemiddelsystemer som brukes i sandstøpesystem. Bentonittleire brukes opp til 4-10% av sandblandingen i Green sand-systemer, som er det vanligste sandstøpesystemet. Vann, som utgjør rundt 2-4% av sandblandingen, aktiverer bindemiddelet. Karbonholdig materiale som trekull (2-10% av totalvolumet) tilsettes også blandingen for å skape et reduserende miljø. Det bidrar til å forhindre at metallet oksiderer mens det helles. De resterende 85-95% av den totale blandingen inneholder sand.
En rekke kjemiske bindemidler brukes av andre sandstøpeprosesser: Oljebindemidler er en blanding av animalske oljer, petrokjemikalier og vegetabilske. Noen av de mest populære syntetiske harpiksbindene er: ureaformaldehyd, fenoler, fenolformaldehyd, urea-formaldehyd/furfurylalkohol, alkylisocyanat og fenolisocyanat. Kjemiske harpiksbindemidler brukes ofte til støperikjerner og i mindre utstrekning til støpeformer.
Hvordan mønstre lages
Det første steget i utviklingen av en ny avstøpning er å lage en modell. Mønsteret er bare en kopi av det ferdige produktet. Som regel, Sandstøpeprosessen er laget av tre, men metall, plast og gips kan også brukes. Disse mønstrene er permanente og kan derfor brukes til å lage en rekke former. Mønsterfremstilling er en svært dyktig og presis prosess som er avgjørende for kvaliteten på sluttproduktet. Mange moderne mønsterverksteder bruker datastøttet design (CAD) til å designe mønstre. Disse systemene kan også integreres med automatiserte skjæreverktøy som styres med CAM-verktøy (Computer Aided Manufacturing). Kjerner produseres i forbindelse med mønsteret for å danne de innvendige overflatene i støpegodset. Disse produseres i en kjerneboks, som egentlig er en permanent støpeform som utvikles.
Hvordan støpeformene lages
Formen formes i en formkasse med to halvdeler som gjør det lettere å fjerne mønsteret. Ettersom sandformer er midlertidige, må det lages en ny form hver gang det skal støpes. Følgende figur beskriver en typisk todelt sandform:
Når kjernen settes inn på toppen av ovnen, starter brenneren smelteprosessen umiddelbart.
Drag, den nederste halvdelen av formen, lages på et støpebrett. Kjerner krever større styrke for å holde formen under støpingen. Dimensjonspresisjonen må også være større fordi innvendige overflater er vanskeligere å bearbeide, noe som gjør feil kostbare å rette opp. Et av de kjemiske bindingssystemene brukes til å forme kjernene. Når kjernen er satt inn, plasseres den øverste halvdelen av formen eller kappen på toppen. Grensesnittet mellom de to formhalvdelene kalles en skillelinje. Noen ganger plasseres det vekter på kappen, noe som bidrar til å holde de to halvdelene sammen.
Formene er konstruert med et grensesystem som skal sørge for at smeltet metall transporteres jevnt til alle deler av formen. Portsystemet består vanligvis av en gran, porter, løpere og stigerør. Det er i granen metallet helles. Portene gjør at metallet kan komme inn i løpesystemet. Løpere fører det smeltede metallet mot støpehulen. Stigrørene kan ha flere funksjoner, blant annet ventilasjonsåpninger for å slippe ut gasser, reservoarer før støpehulen for å bidra til progressiv størkning og avfallshulrom for å la metallet stige opp fra støpehulen for å sikre at den er fylt og for å fjerne det først støpte metallet fra støpehulen, slik at man unngår problemer med størkning.
Smelting og helling
Mange jernstøperier bruker en høy andel skrapmetall for å lage en ladning. Støperiene spiller derfor en viktig rolle i metallgjenvinningsindustrien. Internt generert skrap fra løpere og stigerør, samt kasserte produkter, blir også resirkulert. Chargen veies og føres inn i ovnen. Legeringer og andre materialer tilsettes ladningen for å produsere den ønskede smelten. I noen operasjoner kan ladningen forvarmes, ofte ved hjelp av spillvarme. Nedenfor beskrives ovnene som vanligvis brukes i industrien. I tradisjonelle prosesser overopphetes metallet i ovnen. Det smeltede metallet overføres fra ovnen til en øse og holdes der til det når ønsket støpetemperatur. Det smeltede metallet helles i formen og får størkne.
Avkjøling og opprystning
Formen transporteres til et kjøleområde umiddelbart etter at det smeltede metallet er hellet inn. Støpegodset må avkjøles i lang tid, ofte over natten, før det kan tas ut av formen. Støpegods kan tas ut manuelt eller ved hjelp av vibrasjonsbord som rister det ildfaste materialet bort fra støpegodset. Mange støperier bruker også slukkebad for rask avkjøling av støpegods. Dette gjør prosessen raskere og bidrar også til å oppnå visse metallurgiske egenskaper. For å forhindre oksidasjon kan slukkebadet inneholde kjemiske tilsetningsstoffer.
Gjenvinning av sand
Støperiene gjenvinner en betydelig andel av avfallssanden til intern gjenbruk. Det reduserer mengden sand som må kjøpes inn og deponeres, betraktelig. Vanligvis gjenvinnes støpesand mekanisk. Kjerner og store metallklumper fjernes ved hjelp av vibrerende siler, og bindemidlene fjernes ved slitasje der sandpartiklene gnir seg mot hverandre.
Støping i finsand og bindemidler fjernes ved ekstraksjon og samles i et posehus. I noen systemer fjernes metaller ved hjelp av magneter eller andre separasjonsteknikker. Ved bruk av mekanisk gjenvinning er resirkuleringsgraden ofte begrenset til rundt 70%.
Dette skyldes behovet for å opprettholde en minimumskvalitet på sandstøpingen. For store jernstøperier, der kravene til sandstøpekvalitet ikke er like strenge, kan mer enn 90% gjenvinnes mekanisk. For mange prosesser er ikke mekanisk gjenvunnet sand av tilstrekkelig høy kvalitet til å kunne brukes til kjerneproduksjon. Termisk gjenvinning blir stadig mer utbredt i Queensland. Sand Casting Process varmer opp sanden til et punkt der organiske materialer, inkludert bindemidler, drives bort. Sandstøpeprosessen kan gjøre sanden "som ny" igjen, slik at den kan brukes til kjerneproduksjon. Termisk gjenvinning er dyrere enn mekaniske systemer.
Sandstøpeprosessen kan også gjenvinnes ved hjelp av våtvasking og skrubbing. Disse metodene gir sand av høy kvalitet, men brukes ikke ofte fordi de genererer en betydelig avfallsstrøm av væske og krever ekstra energi til tørking av sanden. Hvor mye sand som kan gjenbrukes internt, avhenger av hvilken type teknologi som brukes, og hvilke kvalitetskrav støpeprosessen stiller. Gjenvinningsprosesser, spesielt mekaniske, bryter ned sandpartiklene, og dette kan påvirke kvaliteten på enkelte metaller. Ved mekaniske gjenvinningsteknikker kan det dessuten bygge seg opp urenheter i sanden over tid, noe som gjør at en del av materialet går til spille. Store jernstøperier krever ikke høy sandkvalitet, og oppnår derfor vanligvis den høyeste gjenbruksgraden i bransjen. Ofte går sanden i sykluser gjennom driften til den males ned til fint støv og fjernes med posehus.
Putsing, rengjøring og etterbehandling
Etter at støpegodset er avkjølt, fjernes gatesystemet ved hjelp av slipende kappeskiver, båndsager eller elektriske kappeenheter. Det dannes vanligvis en "skillelinjeflamme" på støpegodset, og denne må fjernes ved sliping eller med sponhammere. Det kan også være nødvendig å reparere støpegods ved sveising, lodding eller lodding for å eliminere defekter.
Støpegodset kan gjennomgå ytterligere sliping og polering for å oppnå ønsket overflatekvalitet. Deretter kan støpegodset overflatebehandles med enten maling eller metallbehandling, for eksempel galvanisering, pulverlakkering eller galvanisering.
Fordeler med sandstøping
Lave bompengekostnader.
De største støpestørrelsene som kan oppnås.
Langt rimeligere enn andre teknikker.
Kan holde på detaljer og motstå deformasjon ved oppvarming.
Prosessen er egnet for både jernholdige og ikke-jernholdige metallstøpegods.
Håndterer et mer variert utvalg av produkter enn noen annen støpemetode.
Produserer både små presisjonsstøpegods og store støpegods på opptil 1 tonn.
Kan oppnå svært små toleranser hvis det oppnås jevn komprimering.
Tiden det tar å klargjøre formen er relativt kort sammenlignet med mange andre prosesser.
Prosessens relative enkelhet gjør den ideell for mekanisering.
Det er mulig å oppnå en høy grad av gjenbruk av sand.
Den produserer mindre avfall enn andre teknikker.