Turnarea în nisip a aluminiului este una dintre modalitățile populare de a produce piese și componente din aliaj de aluminiu și combină avantajele flexibilității, costului economic și posibilitatea de a turna geometrii complexe. Tehnologia care este utilizată în acest proces este turnarea aluminiului topit într-o matriță de nisip pentru a crea o componentă solidă după răcire și solidificare. Este foarte solicitată în operațiuni precum industria auto, aerospațială și de producție pentru a realiza piese complexe, prototipuri și produse cu volum mare. Vom găsi mai jos elementele de bază ale turnării în nisip de aluminiu, procesul care trebuie urmat, beneficiile și utilizările sale.
Ce este turnarea în nisip a aluminiului?
Turnarea în nisip a aluminiului este un proces de turnare a metalelor în care aliajul de aluminiu este topit și turnat într-o matriță de nisip. Modelul este realizat prin comprimarea unei matrițe de nisip în jurul modelului elementului care urmează să fie turnat și acest lucru produce o gaură în care se toarnă aluminiu topit. După un anumit timp, aluminiul se răcește și se solidifică, iar matrița este spartă pentru a arăta piesa finală. V turnat în nisip este una dintre cele mai vechi, precum și una dintre cele mai flexibile forme de turnare și poate fi utilizat pentru a produce componente din aluminiu atât mici, cât și mari.
Care este atracția turnării în nisip a aluminiului?
- Necostisitoare: Este relativ ieftin să se promoveze producția de volum mic și mediu, în special piesele complexe și mari.
- Flexibil: Este flexibil și are capacitatea de a fi utilizat în forme simple și complexe.
- Versatilitate: Aluminiul este foarte versatil și poate fi utilizat într-o mare varietate de aplicații, cum ar fi caroserii auto, industria aerospațială sau chiar în utilaje industriale, deoarece are o greutate mai mică și nu corodează.
Procesul de turnare în nisip a aluminiului este un proces de fabricație esențial. Este simplu, versatil, iar procesul are capacitatea de a produce piese robuste și durabile la un cost foarte accesibil.
Prelucrarea aluminiului turnat în nisip
Aceștia sunt pașii critici implicați în procedurile general implicate ale proceselor de turnare a aluminiului în nisip:
- Realizarea modelelor: Partea inițială a turnării nisipului de aluminiu începe, de asemenea, cu crearea modelului. Modelul este un duplicat al piesei care urmează să fie fabricată și poate fi compus în mod normal din ceară, metal sau altă substanță nepermanentă. Modelele sunt realizate ținând cont de contracția aluminiului, care, pe măsură ce se răcește, trebuie să se contracte, iar modelele sunt de obicei acoperite fie cu un strat subțire de nisip, fie cu alte straturi pentru a permite ca modelul să fie îndepărtat mai ușor după turnare.
- Fabricarea matrițelor: Atunci când modelul este pregătit, se formează matrița folosind modelul. Modelul este acoperit prin împachetarea unei combinații de nisip și liant pentru a forma matrița. Acesta este, de obicei, un tip special de nisip care este combinat cu un liant, cum ar fi argila sau rășina, pentru a-l întări. Pentru a realiza o matriță solidă în jurul modelului, nisipul este compactat strâns, astfel încât să lase loc unde aluminiul topit va curge și va modela componenta.
- Realizarea nucleului: În cazul în care piesa care urmează să fie turnată are ieșiri sau cavități goale, aceasta ar fi turnată, apoi miezurile ar fi făcute și turnate în cavitatea matriței. La turnarea ulterioară, se pregătesc miezuri construite din nisip sau din alt material, care sunt aranjate astfel încât caracteristicile interioare să fie cele dorite în turnarea finală.
- Topire și turnare: După ce matrița este pregătită, aluminiul este topit într-un cuptor. Punctul de topire al aluminiului este relativ scăzut (variază în jurul valorii de 660 o C sau 1220 o F), astfel încât este ușor de topit pentru a fi turnat. Ulterior, aluminiul topit este făcut să treacă încet printr-un sistem de trecere sau un canal de scurgere în cavitatea matriței. Matrița ia forma modelului, iar metalul umple matrița.
- Turnare și solidificare: Atunci când matrița este turnată, aluminiul topit se solidifică, pe măsură ce se răcește. Viteza de răcire poate influența proprietățile finale ale materialului, de exemplu rezistența și finisarea suprafeței materialului. În funcție de dimensiunea și complexitatea piesei turnate, răcirea poate dura de la câteva minute la ore.
- Turnarea mucegaiului off: Matrița este desprinsă prin acțiunea de răcire a aluminiului și solidificarea acestuia. De obicei, este manipulată manual sau cu obiecte de mașină. Matrița din nisip este spartă și piesa este scoasă.
- Finisare: După îndepărtarea piesei, acestea pot fi supuse unor proceduri de finisare suplimentare, cum ar fi sablarea, prelucrarea sau procesele de suprafață, pentru a le oferi dimensiunile, textura și finisajul preferate.
Forme de turnare în nisip a aluminiului
Turnarea aluminiului în nisip poate fi clasificată în câteva tipuri diferite în ceea ce privește tipul de turnare și în ceea ce privește materialul de turnare. Toate tipurile au caracteristici unice care sunt mai bine aplicate în diferite domenii de utilizare și producție. Unele dintre categoriile majore de aluminiu turnat în nisip sunt:
- Turnare în nisip verde
- Rezină Turnare în nisip
- Turnarea matriței (sau turnarea spumei pierdute)
- Turnare în nisip fără coacere
- Aceasta este Cold Box Sand Casting.
- Turnarea de precizie cu nisip a fost denumită Shell Molding.
1. Turnare în nisip verde
Cel mai comun și cel mai ieftin tip de turnare în nisip este turnarea în nisip verde. Aceasta are o combinație de nisip, apă și lut pentru a completa matrița. Acest lucru se face prin crearea unei matrițe pe nisip umed sau verde, ceea ce îi conferă aderența de care are nevoie. Matrițele realizate din nisip verde sunt simplu de creat, se pot utiliza de mai multe ori și poate dura comparativ o perioadă scurtă pentru a face acest lucru.
Avantaje:
- Acestea sunt ieftine și pot fi aplicate cu ușurință în producția de volum mic și mediu.
- Acesta poate fi utilizat pentru fabricarea pieselor mari și mici.
- Procesul de fabricare a matrițelor este simplu și economisește timp.
- Reciclarea nisipului se poate face după fiecare turnare
Dezavantaje:
- Textura inegală a ghipsului în comparație cu alte proceduri de turnare.
- Precizia dimensională redusă
- Umiditatea din mucegai poate cauza mai multă porozitate în Can.
Aplicații:
- Blocurile motor și capetele de cilindri sunt piese auto.
- Mașini industriale mari
- Diferite părți ale mașinilor
2. Turnarea în nisip a rășinii
Turnarea cu nisip de rășină presupune amestecarea nisipului și a unei rășini formate artificial care va fi utilizată ca material de legătură. Acest proces va oferi o matriță mai puternică și permanentă decât procesul cu nisip verde, deoarece agentul de lipire din rășină va fi mai puternic, iar rezultatele vor oferi calitate și rezistență suprafeței. Nisipul de rășină este mai dificil, permițând astfel modele de matrițe mai complicate și mai fine.
Avantaje:
- Produce un finisaj de înaltă calitate și piese netede.
- Mucegaiurile de tip superior sunt caracterizate printr-o toleranță crescută
- Permite creșterea ratei de producție și reducerea numărului de piese miniaturizate.
Dezavantaje:
- Cheltuieli materiale mai mari în comparație cu nisipul verde
- Este nevoie de timp pentru ca rășina să se întărească.
- Acestea nu sunt potrivite pentru piese turnate foarte mari.
Aplicații:
- componente ale tehnologiei de precizie
- Piese care necesită un finisaj înalt, cum ar fi angrenajele și turbinele.
- Componente aerospațiale și auto.
3. Turnarea spumei pierdute (turnarea spumei pierdute)
Această metodă de turnare este utilizată pentru producerea multor automobile. Modelul ia forma unui înveliș de spumă și este acoperit cu o suspensie ceramică. În procesul tradițional, forma spumei este lichefiată de metalul fierbinte pentru a forma o gaură care este matrița. Acest lucru este benefic prin modul în care ajută la realizarea unor forme care altfel sunt dificil de realizat cu ajutorul matrițelor obișnuite.
Avantaje:
- Pot crea formulare complexe în mod corespunzător.
- Capodopera formelor și decorațiunilor frumoase.
- Oferă o finisare excelentă, care în mod normal necesită foarte puțină finisare.
Dezavantaje:
- Acestea sunt costisitoare în comparație cu procesul tradițional de turnare în nisip.
- Necesită mai mult timp deoarece învelișul ceramic trebuie să fie întărit.
- Nu este aplicabil în producția de masă.
Aplicații:
- O paletă de turbină este o componentă a unei aeronave.
- Precizia instrumentului medical: Instrumentul de precizie al medicinei
- Bucăți de lucruri mărunte.
4. Turnare în nisip fără coacere
În turnarea cu nisip fără coacere, un liant chimic, care nu trebuie să se usuce sau să fie copt, amestecul de nisip este legat împreună. Este posibilă realizarea matriței și utilizarea acesteia pentru turnarea materialului. Amestecul de nisip este realizat în nisip no-bake, care este în mod normal vindecat chimic și nu prin căldură, devenind astfel mai eficient în unele aplicații.
Avantaje:
- Mai rapid decât metodele tradiționale, deoarece nu se face coacerea sau uscarea alimentelor
- Statele de suprafață sunt completate într-un mod bun
- Acesta este utilizat în producția de volum mic și mediu.
Dezavantaje:
- Ei bine, nu este chiar cel mai bun pentru producția de volume foarte mari, deoarece liantul necesită timp pentru întărire.
- Mai puțină precizie este probabil să fie obținută cu acesta, ca în cazul turnării cochiliei.
Aplicații:
- Piese industriale de dimensiuni mici și medii.
- Sudură industrială, e. suporturi, flanșe.
- Forma complexă care este înscrisă în orice țară.
5. Sand Casting Cold Box
Turnare cu nisip în cutie la rece În construcția formei se utilizează un liant chimic cu întărire la rece. Liantul este amestecat cu nisip, iar amestecul rezultat este presat într-o cutie de matriță în jurul unui model de operă de artă. Amestecul de nisip este întărit în matriță cu ajutorul unui gaz (de obicei gaz amină), iar acest lucru se face prin împachetare. Metoda are avantajul unor matrițe cu rezistență ridicată, necesare în producția celor mai complexe și precise piese.
Avantaje:
- Este foarte puternic și foarte precis din punct de vedere dimensional.
- Acesta poate fi utilizat la fabricarea pieselor complexe și cu pereți subțiri.
- Ajută la minimizarea defectelor de turnare, și anume porozitatea și contracția.
Dezavantaje:
- Interzicerea costului materiilor prime
- Are un tratament și o parafernalie speciale.
Aplicații:
- Superaliajul de pe paletele turbinelor este un exemplu de produs aerospațial.
- Componente exacte care trebuie să fie corecte, inginerie Six-sigma
- Componentele performanței constructorului auto.
6. Turnare precisă în nisip
Turnarea în coajă se referă la procesul prin care amestecul de nisip fin este aplicat pe un model care este fabricat din metal. După ce modelul metalic a fost încălzit, nisipul fin (în general combinat cu un liant, de exemplu silicatul de sodiu) este așezat pe model, iar căldura este lăsată pentru a întări modelul de nisip. Astfel de matrițe sunt turnate într-un cuptor. Precizia în acest proces este o bună finisare a suprafeței și precizii în dimensionare.
Avantaje:
- Este ușor și corect.
- Acesta este cel mai bine utilizat în turnarea pieselor de dimensiuni mici și medii.
- Se realizează mai puțină prelucrare a post turnării.
Dezavantaje:
- Devine mai costisitoare și consumatoare de timp în comparație cu turnarea în nisip verde.
- Acestea au fost limitate la componente mai mici, care aveau o complexitate destul de redusă.
Aplicații:
- Piesele de precizie fină sunt piesele de mașini, cum ar fi angrenajele și piesele de supape.
- Implanturile medicale sunt, de asemenea, alte implanturi de înaltă precizie.
- Finisarea suprafeței: Parte a unei mașini care are nevoie de un finisaj bun al suprafeței
Aluminum Sand materiale de turnare
Acestea vin în diferite varietăți în funcție de materialele din aluminiu turnat în nisip care sunt foarte cruciale în crearea produsului final, care definește rezistența și durabilitatea în plus față de calitatea acestuia. Principalele materii prime sunt metalul de bază (aliaj de aluminiu), nisipul de turnare, materialul liant și aditivii. Ce sunt acestea și cum funcționează? Aș dori să le analizez mai îndeaproape pe fiecare dintre ele.
1. Aliaje de aluminiu
Aliajele de aluminiu sunt foarte importante în procesul de turnare în nisip, deoarece determină rezistența produsului final, rezistența la coroziune și ușurința turnării. Alte aliaje mai puțin caracteristice includ A356, A380 și A413, care se bazează pe domeniul de utilizare, cum ar fi componentele vehiculelor și aerospațiale și specificațiile proprietăților, cum ar fi ductilitatea, fluiditatea și rezistența la uzură.
2. Nisip de turnare (nisip)
Cavitatea matriței este formată din nisipul utilizat la turnarea aluminiului. Cel mai răspândit nisip de siliciu este utilizat deoarece are un punct de topire ridicat și este ușor disponibil, deși pot exista și alte tipuri de nisip, cum ar fi nisipul de cromit sau de zircon, pentru a obține o rezistență și o precizie mai mari. Tipul de nisip contează din cauza calității finisajului său la suprafață, precum și a stabilității termice a matriței.
3. Materiale de legare
Lianții sunt utilizați pentru a oferi rezistență matriței pe măsură ce particulele de nisip sunt lipite între ele. Argila este cel mai comun material în turnarea cu nisip verde, deoarece în turnarea cu nisip de rășină, rășina este utilizată pentru a obține mai multă precizie și o rezistență mai bună a matriței. Aceste materiale vor asigura că matrița este flexibilă la căldura metalului topit.
4. Aditivi
Aditivii sunt de obicei adăugați la nisip sau aluminiu pentru a îmbunătăți anumite aspecte ale comportamentului său, cum ar fi finisarea suprafeței, rezistența și pentru a reduce defectele sale, cum ar fi porozitatea. Aditivii sunt necesari pentru a se asigura că se realizează piese turnate de înaltă calitate, cu defecte minime.
5. Dispozitive de incluziune și de metal
Aliajele de aluminiu sunt amestecate cu elemente metalice precum cuprul, magneziul și siliciul pentru a spori unele proprietăți precum rezistența, rezistența la coroziune și duritatea. Ele joacă un rol crucial în producția de piese care sunt rezistente la daunele care sunt prezente în medii extreme, cum ar fi în piesele auto sau aerospațiale.
6. Alte materiale utilizate în tipurile de piese turnate speciale
Modelele sunt formate și turnate din materiale precum ceara sau chiar ceramica, unde, într-un proces numit turnare în coajă sau turnare cu spumă pierdută, sunt utilizate. Aceste materiale asigură producția de componente complexe și precise, în special în industriile care fac apel la un design complicat, de exemplu în industriile cu dezvoltare de înaltă performanță.
Avantajele turnării în nisip a aluminiului
Procesul de turnare în nisip a aluminiului are mai multe beneficii care fac preferabilă aplicarea sa în multe industrii:
- Cost-eficacitate: Turnarea în nisip este una dintre formele mai ieftine de turnare a metalelor și, ca atare, acest lucru face ca producția să fie mai degrabă de nivel mediu-jos. Costurile legate de materiale sunt mai mici, deoarece matrițele de nisip pot fi, de asemenea, reciclate.
- Flexibilitate: Este o procedură extrem de flexibilă care poate fi utilizată pentru fabricarea de piese cu variații imense de dimensiuni și forme, complexități. Turnarea în nisip poate fi utilizată pentru a produce geometrii simple și modele complexe și, prin urmare, poate satisface o varietate de cerințe de proiectare.
- Este tolerant cu formele complicate: Turnarea în nisip a aluminiului este capabilă să producă forme mai complicate pe care alte tehnici de turnare nu le pot realiza cu ușurință, cum ar fi cavități interne și decupaje.
- Abilitatea de a turna piese mari: Turnarea în nisip permite, de asemenea, turnarea de piese de mari dimensiuni, în comparație cu alte strategii de turnare a metalelor care nu permit turnarea de piese mari. Acesta este motivul pentru care poate fi aplicată pentru fabricarea secțiunilor mari ale automobilelor sau aeronavelor.
- Tip de material: Aluminiul nu este singurul metal care poate fi turnat într-o matriță de nisip. Pot fi turnate și alte metale (de exemplu, cupru, oțel și fier), oferind astfel producătorului opțiuni suplimentare în ceea ce privește mediul dorit care urmează să fie utilizat pentru a realiza produsul dorit.
- Rezolvare rapidă: Acesta este procesul care poate fi implicat în termene destul de scurte, în special atunci când vine vorba de prototipuri, deoarece acestea au unelte ușoare și există foarte puțin timp pierdut cu procedurile de configurare care trebuie urmate.
Dezavantaje ale turnării în nisip a aluminiului
În ciuda tuturor avantajelor, turnarea în nisip a aluminiului are două limitări:
- Finisarea slabă a suprafețelor: Finisarea suprafeței este mai redusă atunci când se utilizează turnarea în nisip în comparație cu alte procese precum turnarea sub presiune. Atunci pot fi necesare unele manevre, cum ar fi prelucrarea sau sablarea, pentru a îmbunătăți suprafața piesei.
- Porozitate: Defectele de contracție sau porozitatea (găuri mici în materialul turnat) pot apărea intermitent la piesele turnate în nisip. Aceste lucruri pot duce la slăbiciuni și performanțe inferioare ale pieselor, în special în situații de stres ridicat.
- Toleranță dimensională: Turnarea în nisip nu este de rigoare atunci când sunt implicate toleranțe dimensionale strânse. Piesele turnate în nisip pot fi extrem de flexibile, dar nu la fel de strânse ca toleranțele care pot fi atinse în unele dintre celelalte procese, cum ar fi turnarea sub presiune sau procesul de turnare prin investiții. Componentele pot necesita prelucrări suplimentare pentru a se conforma specificațiilor restrictive.
Utilizări ale turnării în nisip a aluminiului
Turnarea în nisip a aluminiului a fost aplicată în multe industrii care necesită piese complexe care sunt durabile și ușoare. Aplicații: Unele dintre aplicațiile comune sunt:
- Industria auto: Turnarea blocurilor motor, a capetelor de cilindru, a carcasei transmisiei etc. se realizează de obicei prin utilizarea turnării în nisip a aluminiului cu o precizie ridicată. Faptul că este utilizată pentru a genera modele complexe și spații goale este utilizarea sa cea mai adecvată de către producătorii de automobile.
- Industria aerospațială: Industria aerospațială produce componente de înaltă performanță sub formă de motoare aerospațiale, suporturi aerospațiale și carcase aerospațiale, industria aerospațială utilizând turnarea în nisip a aluminiului. Acesta este, de asemenea, eficient în aeronave, deoarece caracteristica sa de greutate redusă este cuplată cu rezistența obținută prin tehnica de turnare.
- Echipamente industriale: Turnarea în nisip a aluminiului este utilizată în mod obișnuit în crearea de piese ale mașinilor industriale, cum ar fi pompe, supape și angrenaje. Aceste materiale trebuie să fie durabile și rezistente la uzură, ceea ce este asigurat și de aluminiu.
- Electronică de consum: Produsele electronice sunt reconfigurate în carcase realizate folosind acest proces, cu capacitatea sa de a transfera căldură și de a rezista la coroziune, formând o calitate bună care este dorită de aluminiu.
- Industria marină: Componentele marine din cadrul industriei marine, cum ar fi componentele motoarelor marine, elicele și carcasele diferitelor echipamente marine, sunt de obicei fabricate din aluminiu datorită rezistenței sale la coroziune.
Viitorul turnării în nisip a aluminiului
Există o schimbare în turnarea nisipului de aluminiu pe măsură ce tehnologia și dezvoltarea durabilă se schimbă.
1. Automatizare
Industria 4.0 și automatizarea vor face lucrurile mai eficiente și mai precise pentru a minimiza erorile și a crește consecvența cu ajutorul roboților și al colectării datelor în timp real.
2. Aliaje avansate
Performanțele pieselor turnate vor fi îmbunătățite prin noi aliaje de aluminiu care au o rezistență ridicată și caracteristici termice superioare. Acest lucru va fi aplicabil, în special, în industria auto și aerospațială.
3. Sustenabilitatea
Viitorul se va baza pe procese de turnare ecologice, în care aluminiul utilizat va fi reciclat, iar energia utilizată și emisiile de carbon vor fi reduse, făcând astfel procesul mai durabil.
4. Integrarea imprimării 3D
Matrițele și miezurile vor fi imprimate 3D cu modele mai complexe, ceea ce poate duce la termene mai scurte și poate fi mai flexibil în producția pieselor.
5. Materiale inteligente
Materialele mici cu capacitatea de autovindecare și senzorii din componentele turnate vor îmbunătăți funcționalitățile și raportarea în timp real a aplicațiilor esențiale.
GC Precision Mould: Soluția de turnare în nisip a aluminiului de cea mai bună calitate în care puteți avea încredere
Din acest motiv, suntem compania de încredere pentru a oferi servicii de turnare în nisip de aluminiu de înaltă calitate la GC precision mould. Cu experiență și tehnologie de înaltă tehnologie, vă oferim piese de precizie în cerințele dvs. exacte. Garantăm soluții inovatoare și rentabile, producție de calitate și eficiență, indiferent dacă aveți de lucru cu cantități mici sau aveți nevoie de producție în masă mare. Clienții noștri sunt din industria auto, industria aerospațială și industria echipamentelor industriale care se bazează pe noi pentru a oferi servicii eficiente, robuste și prompte. Când trebuie să comandați aluminiu turnat, alegeți-ne și veți avea o calitate și servicii de neegalat.
Concluzie
Turnarea în nisip a aluminiului este o tehnologie de fabricație importantă și a jucat un rol esențial în fabricarea de componente ușoare, durabile și complexe în multe industrii. Este accesibilă, flexibilă și permite producerea de modele elaborate. Cu toate acestea, în ciuda problemelor de finisare a suprafeței și a problemelor dimensionale, continuă să fie utilizată pentru fabricarea în cantități mari a produselor auto, aerospațiale și industriale. Turnarea în nisip a aluminiului este versatilă și rentabilă, ceea ce explică de ce tehnica rămâne una dintre metodele de producție la care producătorii apelează atunci când au nevoie de o tehnică adecvată și eficientă de producție a pieselor din aluminiu.
Cu o cunoaștere adecvată a factorilor importanți din procesul de turnare în nisip, a punctelor forte și a punctelor slabe ale procesului, industriile ar trebui, prin urmare, să ia decizii în cunoștință de cauză cu privire la modul de valorificare a acestui proces atunci când vine vorba de cerințele lor de producție.
Întrebări frecvente
1. Deci, în ce industrii lucrează GC Precision Mould?
GC Precision Mould oferă cele mai bune servicii de turnare în nisip a aluminiului pentru diferite industrii, cum ar fi industria auto, aerospațială, echipamente industriale și electronice de consum. Expertiza noastră constă în fabricarea de componente de precizie, care corespund nevoilor dumneavoastră.
2. De ce preferă clienții GC Precision Mould pe piață?
Suntem experți în domeniul nostru, cu cea mai dezvoltată tehnologie și preocupări pentru mediu. Aplicațiile soluțiilor noastre sunt unice, producția noastră este eficientă, prețurile noastre sunt favorabile și livrăm comenzile la momentul potrivit, astfel încât fiecare proiect să corespundă celor mai bune standarde de calitate și eficacitate.
3. Cât durează în medie un proiect de turnare în nisip a aluminiului?
În funcție de complexitatea și cantitatea de turnare necesară, are loc timpul de răspuns. Colaborăm cu clienții pentru a stabili termene realizabile, astfel încât să livrăm la timp, fie că este vorba de prototipuri sau de producție în serie, și să menținem standardele ridicate de calitate.