Wat is Zandgieten

Zandgieten is de meest gebruikte techniek over de hele wereld. speciaal Zandgietwerk China Een typische processtroom van zandgieten wordt weergegeven in het volgende diagram:

Zand wordt gebruikt als vuurvast materiaal in zandgietsystemen. Bij zandgietprocessen behoudt een bindmiddel de vorm van de mal tijdens het gieten van gesmolten metaal. Er is een breed scala aan zand/bindmiddelsystemen die worden gebruikt in zandgietsystemen. Bentoniet klei wordt gebruikt tot 4-10% van het zandmengsel in groene zand systemen, wat het meest voorkomende zandgietsysteem is. Water, dat ongeveer 2 - 4% van het zandmengsel uitmaakt, activeert het bindmiddel. Koolstofhoudend materiaal zoals houtskool (2-10% van het totale volume) wordt ook toegevoegd aan het mengsel om een reducerend milieu te creëren. Het helpt voorkomen dat het metaal oxideert tijdens het gieten. De resterende 85-95% van het totale mengsel bevat zand.

Bij andere zandvormprocessen wordt een reeks chemische bindmiddelen gebruikt: Oliebindmiddelen zijn mengsels van dierlijke oliën, petrochemische en plantaardige oliën. Enkele populaire kunstharsbindmiddelen zijn: ureumformaldehyde, fenol, fenolformaldehyde, ureumformaldehyde/furfurylalcohol, alkylisocyanaat en fenolisocyanaat. Chemische harsbindmiddelen worden vaak gebruikt voor gietkernen en minder vaak voor gietvormen.

Zandgietwerk China

Hoe patronen worden gemaakt

De eerste stap bij het ontwikkelen van een nieuw gietstuk is het maken van een patroon. Het patroon is slechts een replica van het eindproduct. Over het algemeen, Zandgietproces is gemaakt van hout, maar metaal, plastic en gips kunnen ook worden gebruikt. Deze patronen zijn permanent en kunnen dus worden gebruikt om een aantal mallen te maken. Patronen maken is een zeer vakkundig en nauwkeurig proces dat cruciaal is voor de kwaliteit van het eindproduct. Veel moderne patroonmakerijen maken gebruik van computerondersteund ontwerp (CAD) om patronen te ontwerpen. Deze systemen kunnen ook geïntegreerd worden met geautomatiseerde snijgereedschappen die bestuurd worden met computer-aided manufacturing (CAM) tools. Kernen worden samen met het patroon geproduceerd om de binnenoppervlakken van het gietstuk te vormen. Deze worden geproduceerd in een core box, wat in wezen een permanente mal is die ontwikkeld wordt.

Hoe mallen worden gemaakt

De mal wordt gevormd in een malbox met twee helften die helpt bij het verwijderen van het patroon. Omdat zandmallen tijdelijk van aard zijn, moet voor elk afzonderlijk gietstuk een nieuwe mal worden gevormd. De volgende afbeelding beschrijft een typische tweedelige zandmal:

Wanneer de kern boven in de oven wordt geplaatst, begint de brander onmiddellijk met het smeltproces.

Sleep, de onderste helft van de mal, wordt gemaakt op een gietplank. Kernen hebben meer kracht nodig om hun vorm vast te houden tijdens het gieten. De maatnauwkeurigheid moet ook groter zijn omdat de binnenoppervlakken moeilijker te bewerken zijn, waardoor fouten duur zijn om te herstellen. Voor het vormen van de kernen wordt een van de chemische bindsystemen gebruikt. Zodra de kern geplaatst is, wordt de bovenste helft van de mal of de cope erop geplaatst. Het raakvlak tussen de twee matrijshelften wordt de deellijn genoemd. Soms worden er gewichten op de cope geplaatst, wat helpt om de twee helften aan elkaar vast te maken.

Matrijsontwerpen bevatten een afsluitsysteem dat is ontworpen om gesmolten metaal soepel naar alle delen van de matrijs te leiden. Het gating systeem bestaat meestal uit een sprue, gates, runners en risers. In de sprue wordt het metaal gegoten. Poorten zorgen ervoor dat het metaal in het loopsysteem komt. Lopers voeren het gesmolten metaal naar de gietholte. Verhogers kunnen verschillende functies hebben, waaronder ventilatiegaten om gassen vrij te laten, reservoirs voorafgaand aan de gietholte om de geleidelijke stolling te bevorderen en afvalholtes om metaal uit de gietholte te laten opstijgen om er zeker van te zijn dat deze gevuld is en om het eerst gegoten metaal uit de gietholte te verwijderen en zo stollingsproblemen te voorkomen.

Smelten en gieten

Veel ijzergieterijen gebruiken een groot deel schroot om een lading te maken. Als zodanig spelen gieterijen een belangrijke rol in de metaalrecyclingindustrie. Intern geproduceerd schroot van runners en risers, evenals afgekeurd product, wordt ook gerecycled. De lading wordt gewogen en in de oven gebracht. Legeringen en andere materialen worden aan de lading toegevoegd om de gewenste smelt te produceren. Bij sommige bewerkingen kan de lading worden voorverwarmd, vaak met behulp van afvalwarmte. De ovens die vaak in de industrie worden gebruikt, worden hieronder beschreven. In traditionele processen wordt metaal in de oven oververhit. Gesmolten metaal wordt vanuit de oven overgebracht naar een gietpan en vastgehouden totdat het de gewenste giettemperatuur heeft bereikt. Het gesmolten metaal wordt in de gietvorm gegoten en laat het stollen.

Afkoeling en opschudding

Onmiddellijk nadat het gesmolten metaal erin is gegoten, wordt de mal naar een koelruimte getransporteerd. Het gietstuk moet lange tijd afkoelen, vaak de hele nacht, voordat het uit de mal kan worden gehaald. Gietstukken kunnen handmatig worden verwijderd of met behulp van triltafels die het vuurvaste materiaal van het gietstuk afschudden. Voor het snel afkoelen van gietstukken gebruiken veel gieterijen ook afschrikbaden. Dit versnelt het proces en helpt ook om bepaalde metallurgische eigenschappen te bereiken. Om oxidatie te voorkomen, kan het dooibad chemische additieven bevatten.

Zandwinning

Gieterijen winnen een aanzienlijk deel van het afvalzand terug voor intern hergebruik. Dit vermindert de hoeveelheid zand die moet worden aangekocht en afgevoerd aanzienlijk. Over het algemeen wordt zandgieten mechanisch teruggewonnen. Kernen en grote metalen brokken worden verwijderd door trilzeven en de bindmiddelen worden verwijderd door wrijving waarbij de zanddeeltjes tegen elkaar wrijven.

Gieten met fijn zand en bindmiddelen worden verwijderd door extractie en verzameld in een bag house. In sommige systemen worden metalen verwijderd met magneten of andere scheidingstechnieken. Bij bewerkingen met mechanische terugwinning is de recyclingsnelheid vaak beperkt tot ongeveer 70%.

Dit komt door de noodzaak om een minimale zandgietkwaliteit te handhaven. Voor grote ijzergieterijen, waar de kwaliteitseisen voor zandgieten minder streng zijn, kan meer dan 90% teruggewonnen worden met mechanische middelen. Voor veel processen is mechanisch teruggewonnen zand niet van voldoende hoge kwaliteit om te worden gebruikt voor de productie van kernen. Thermische regeneratie wordt steeds meer gebruikt in Queensland. Het zandgietproces verhit het zand zodanig dat organische materialen, waaronder bindmiddelen, worden verwijderd. Het zandgietproces kan het zand terugbrengen in een 'als nieuwe' staat, zodat het kan worden gebruikt voor het maken van kernen. Thermische regeneratie is duurder dan mechanische systemen.

Zandgietprocessen kunnen ook worden teruggewonnen met behulp van nat wassen en schrobben. Deze methoden produceren zand van hoge kwaliteit, maar worden niet vaak gebruikt omdat ze een aanzienlijke stroom vloeibaar afval genereren en extra energie vereisen voor het drogen van het zand. De hoeveelheid intern hergebruik hangt af van het type technologie dat wordt gebruikt en de kwaliteitseisen van het gietproces. Terugwinningsprocessen, vooral mechanische, breken de zanddeeltjes af en dit kan de kwaliteit van sommige metalen aantasten. Bij mechanische regeneratietechnieken kunnen onzuiverheden zich na verloop van tijd ophopen in het zand, waardoor een deel van het materiaal moet worden verspild. Grote ijzergieterijen hebben geen hoge zandkwaliteit nodig en bereiken daarom meestal de hoogste mate van hergebruik in de industrie. Vaak gaat het zand door het proces totdat het tot fijn stof is vermalen en door stofzakken wordt verwijderd.

Bevetten, reinigen en afwerken

Het afsluitsysteem wordt verwijderd nadat het gietstuk is afgekoeld, met behulp van doorslijpschijven, bandzagen of elektrische doorslijpapparaten. Een 'deellijnvlek' wordt meestal gevormd op het gietstuk en moet worden verwijderd door slijpen of met slijphamers. Gietstukken moeten soms ook worden gerepareerd door lassen, solderen of solderen om defecten te verwijderen.

Het gietstuk kan extra worden geslepen en gepolijst om de gewenste oppervlaktekwaliteit te verkrijgen. Het gietstuk kan dan worden gecoat met verf of metaalafwerking zoals galvaniseren, poedercoaten of galvaniseren.

Voordelen van zandgieten

Lage tolkosten.
Grootste gietmaten haalbaar.
Veel minder duur dan andere technieken.
In staat om details vast te houden en bestand tegen vervorming bij verhitting.
Het proces is geschikt voor zowel ferro- als non-ferrometaalgietwerk.
Verwerkt een grotere verscheidenheid aan producten dan elke andere gietmethode.
Produceert zowel kleine precisiegietstukken als grote gietstukken tot 1 ton.
Kan zeer nauwe toleranties bereiken als een gelijkmatige verdichting wordt bereikt.
De voorbereidingstijd voor de mal is relatief kort in vergelijking met veel andere processen.
De relatieve eenvoud van het proces maakt het bij uitstek geschikt voor mechanisatie.
Hoge niveaus van zandhergebruik zijn haalbaar.
Het produceert minder afval dan andere technieken.