Co to jest Odlewanie w piasku

Odlewanie piaskowe jest najczęściej stosowaną techniką na całym świecie. specjalnie Odlewanie piaskowe Chiny Typowy przebieg procesu odlewania piasku przedstawiono na poniższym schemacie:

Piasek jest stosowany jako materiał ogniotrwały w systemach formowania piaskowego. W procesie odlewania piaskowego spoiwo utrzymuje kształt formy podczas wlewania stopionego metalu. Istnieje szeroka gama systemów piasek/spoiwo, które są stosowane w systemach odlewania piaskowego. Glinka bentonitowa jest używana do 4-10% mieszanki piasku w systemach z zielonym piaskiem, który jest najpopularniejszym systemem odlewania piasku. Woda, która stanowi około 2-4% mieszanki piasku, aktywuje spoiwo. Materiał węglowy, taki jak węgiel drzewny (2-10% całkowitej objętości), jest również dodawany do mieszanki w celu zapewnienia środowiska redukującego. Pomaga to w zapobieganiu utlenianiu metalu podczas nalewania. Pozostałe 85-95% całkowitej objętości mieszanki zawiera piasek.

W innych procesach formowania piaskowego stosuje się szereg spoiw chemicznych: Spoiwa olejowe są mieszaniną olejów zwierzęcych, petrochemicznych i roślinnych. Niektóre z popularnych spoiw z żywic syntetycznych to: mocznikowo-formaldehydowe, fenolowe, fenolowo-formaldehydowe, mocznikowo-formaldehydowe/alkoholu furfurylowego, izocyjanianu alkilu i izocyjanianu fenolowego. Chemiczne spoiwa żywiczne są często stosowane do rdzeni odlewniczych, a w mniejszym stopniu do form odlewniczych.

Odlewanie piaskowe Chiny

Jak powstają wzory

Pierwszym etapem tworzenia nowego odlewu jest wykonanie wzoru. Wzór jest po prostu repliką gotowego produktu. Ogólnie rzecz biorąc, Proces odlewania w piasku jest wykonany z drewna, ale można również użyć metalu, plastiku i gipsu. Wzory te są trwałe, więc mogą być używane do tworzenia wielu form. Tworzenie wzorów jest wysoce wykwalifikowanym i precyzyjnym procesem, który ma kluczowe znaczenie dla jakości produktu końcowego. Wiele nowoczesnych wzorcowni korzysta z komputerowego wspomagania projektowania (CAD) do projektowania wzorów. Systemy te mogą być również zintegrowane ze zautomatyzowanymi narzędziami tnącymi, które są kontrolowane za pomocą narzędzi wspomaganych komputerowo (CAM). Rdzenie są produkowane w połączeniu z wzorcem w celu utworzenia wewnętrznych powierzchni odlewu. Są one produkowane w rdzennicy, która jest zasadniczo stałą formą, która jest rozwijana.

Jak powstają formy

Forma jest formowana w skrzynce formierskiej z dwiema połówkami, które pomagają w usuwaniu wzoru. Ponieważ formy piaskowe mają charakter tymczasowy, za każdym razem należy utworzyć nową formę do indywidualnego odlewania. Poniższy rysunek opisuje typową dwuczęściową formę piaskową:

Po umieszczeniu rdzenia w górnej części pieca, jego palnik natychmiast rozpoczyna proces topienia.

Drag, dolna połowa formy, jest wykonywana na desce formierskiej. Rdzenie wymagają większej wytrzymałości, aby utrzymać formę podczas zalewania. Precyzja wymiarowa również musi być większa, ponieważ powierzchnie wewnętrzne są trudniejsze w obróbce, co sprawia, że błędy są kosztowne do naprawienia. Do formowania rdzeni wykorzystywany jest jeden z chemicznych systemów wiążących. Po włożeniu rdzenia, górna połowa formy lub rdzenia jest umieszczana na górze. Interfejs między dwiema połówkami formy nazywany jest linią podziału. Niekiedy, na rdzeniach umieszczane są obciążniki, które pomagają w zabezpieczeniu obu połówek formy.

Konstrukcje form wtryskowych obejmują system wlewowy, który został zaprojektowany do płynnego przenoszenia stopionego metalu do wszystkich części formy. System wlewowy obejmuje zazwyczaj wlew, wlew, prowadnice i piony. Wlew to miejsce, do którego wlewany jest metal. Bramki pozwalają metalowi wejść do układu jezdnego. Prowadnice przenoszą stopiony metal w kierunku wnęki odlewniczej. Piony mogą pełnić kilka funkcji, w tym otwory wentylacyjne umożliwiające uwalnianie gazów, zbiorniki przed wnęką odlewniczą wspomagające stopniowe krzepnięcie oraz wnęki na odpady umożliwiające unoszenie się metalu z wnęki odlewniczej w celu zapewnienia jej wypełnienia i usunięcia pierwszego wlanego metalu z wnęki odlewniczej, unikając w ten sposób problemów z krzepnięciem.

Topienie i wylewanie

Wiele odlewni metali żelaznych wykorzystuje dużą ilość złomu do produkcji wsadu. W związku z tym odlewnie odgrywają ważną rolę w branży recyklingu metali. Recyklingowi poddawany jest również złom generowany wewnętrznie z prowadnic i pionów, a także produkt odrzucony. Wsad jest ważony i wprowadzany do pieca. Stopy i inne materiały są dodawane do wsadu w celu wytworzenia pożądanego stopu. W niektórych operacjach wsad może być wstępnie podgrzewany, często przy użyciu ciepła odpadowego. Poniżej opisano piece powszechnie stosowane w przemyśle. W tradycyjnych procesach metal jest przegrzewany w piecu. Stopiony metal jest przenoszony z pieca do kadzi i utrzymywany do momentu osiągnięcia żądanej temperatury zalewania. Stopiony metal jest wlewany do formy i pozostawiony do zestalenia.

Chłodzenie i wstrząsy

Forma jest transportowana do obszaru chłodzenia natychmiast po wlaniu stopionego metalu. Odlew musi stygnąć przez długi czas, często przez całą noc, zanim będzie można go wyjąć z formy. Odlewy mogą być usuwane ręcznie lub za pomocą stołów wibracyjnych, które wytrząsają materiał ogniotrwały z odlewu. W celu szybkiego schłodzenia odlewów, wiele odlewni stosuje również kąpiele hartownicze. Przyspiesza to proces i pomaga osiągnąć określone właściwości metalurgiczne. Aby zapobiec utlenianiu, kąpiel hartownicza może zawierać dodatki chemiczne.

Rekultywacja piasku

Odlewnie odzyskują znaczną część zużytego piasku do ponownego wykorzystania. Znacząco zmniejsza to ilość piasku, który musi zostać zakupiony i zutylizowany. Ogólnie rzecz biorąc, piasek odlewniczy jest odzyskiwany mechanicznie. Rdzenie i duże grudki metalu są usuwane przez sita wibracyjne, a spoiwa są usuwane przez ścieranie, w którym cząstki piasku ocierają się o siebie.

Odlewanie w drobnym piasku i spoiwa są usuwane przez ekstrakcję i gromadzone w workach. W niektórych systemach metale są usuwane za pomocą magnesów lub innych technik separacji. W przypadku operacji wykorzystujących mechaniczną regenerację, szybkość recyklingu jest często ograniczona do około 70%.

Wynika to z potrzeby utrzymania minimalnej jakości odlewów piaskowych. W przypadku dużych odlewni żeliwa, gdzie wymagania dotyczące jakości odlewów piaskowych są mniej rygorystyczne, rekultywację ponad 90% można osiągnąć za pomocą środków mechanicznych. W przypadku wielu procesów piasek odzyskany mechanicznie nie jest wystarczająco wysokiej jakości, aby można go było wykorzystać do produkcji rdzeni. Rekultywacja termiczna jest coraz szerzej stosowana w Queensland. Proces odlewania piasku podgrzewa piasek do punktu, w którym materiały organiczne, w tym spoiwa, są usuwane. Proces odlewania piasku może przywrócić piasek do stanu "jak nowy", umożliwiając jego wykorzystanie do produkcji rdzeni. Rekultywacja termiczna jest droższa niż systemy mechaniczne.

Proces odlewania piasku może być również odzyskiwany przy użyciu technik mycia na mokro i szorowania. Metody te pozwalają uzyskać piasek wysokiej jakości, ale nie są powszechnie stosowane, ponieważ generują znaczny strumień odpadów płynnych i wymagają dodatkowego nakładu energii na suszenie piasku. Wielkość wewnętrznego ponownego wykorzystania zależy od rodzaju zastosowanej technologii i wymagań jakościowych procesu odlewania. Procesy rekultywacji, szczególnie te mechaniczne, rozbijają cząsteczki piasku, co może wpływać na jakość niektórych metali. Ponadto, w przypadku mechanicznych technik rekultywacji, z czasem w piasku mogą gromadzić się zanieczyszczenia, przez co część materiału musi zostać zmarnowana. Duże odlewnie żeliwa nie wymagają wysokiej jakości piasku, więc zazwyczaj osiągają najwyższy wskaźnik ponownego wykorzystania w branży. Często piasek przechodzi przez operację, aż zostanie zmielony na drobny pył i usunięty przez worki.

Fetowanie, czyszczenie i wykańczanie

System wlewowy jest usuwany po ostygnięciu odlewu za pomocą ściernic, pił taśmowych lub elektrycznych urządzeń odcinających. Na odlewie zwykle powstaje "błysk linii podziału", który należy usunąć przez szlifowanie lub za pomocą młotków. Odlewy mogą również wymagać naprawy poprzez spawanie, lutowanie twarde lub lutowanie w celu wyeliminowania wad.

Odlew może zostać poddany dodatkowemu szlifowaniu i polerowaniu w celu uzyskania pożądanej jakości powierzchni. Następnie odlew może zostać pokryty farbą lub wykończeniem metalowym, takim jak galwanizacja, malowanie proszkowe lub galwanizacja.

Zalety odlewania w piasku

Niski koszt poboru opłat.
Największe osiągalne rozmiary odlewów.
Znacznie tańsze niż inne techniki.
Zdolne do utrzymywania szczegółów i odporne na odkształcenia po podgrzaniu.
Proces jest odpowiedni zarówno dla odlewów z metali żelaznych, jak i nieżelaznych.
Obsługuje bardziej zróżnicowaną gamę produktów niż jakakolwiek inna metoda odlewania.
Produkuje zarówno małe odlewy precyzyjne, jak i duże odlewy o wadze do 1 tony.
Możliwość uzyskania bardzo wąskich tolerancji przy równomiernym zagęszczeniu.
Czas przygotowania formy jest stosunkowo krótki w porównaniu do wielu innych procesów.
Względna prostota procesu sprawia, że idealnie nadaje się on do mechanizacji.
Osiągalne są wysokie poziomy ponownego wykorzystania piasku.
Wytwarza mniej odpadów niż inne techniki.