Из Википедии, бесплатной энциклопедии
Перейти к навигации Перейти к поиску

Ядро представляет собой устройство , используемое в литье и литье процессов для производства внутренних полостей и реентрантные углов (внутренний угол , который больше , чем на 180 °). Ядро обычно представляет собой одноразовый предмет, который разрушают, чтобы извлечь его из куска. [1] Чаще всего они используются при литье в песчаные формы , но также используются при литье под давлением и литье под давлением .

Например, сердечники определяют несколько проходов внутри литых блоков двигателя . Для одной модели двигателя GM V-8 требуется 5 стержней из сухого песка для каждой отливки. [1]

Материалы, необходимые для изготовления сердечников [ править ]

  • Керновой песок
  • Бентонитовой глины
  • Пылеугольный
  • Смола масло

Преимущества и недостатки [ править ]

Сердечники полезны для элементов, которые не могут выдерживать тяги, или для обеспечения деталей, которые иначе не могут быть интегрированы в отливку или форму без сердечника. [1]

Главный недостаток - дополнительные затраты на установку сердечников. [1]

Требования [ править ]

К ядрам предъявляются семь требований: [2]

  1. Зеленая сила: в зеленом состоянии должна быть достаточная прочность для обработки
  2. В затвердевшем состоянии он должен быть достаточно прочным, чтобы выдерживать усилия литья; следовательно, прочность на сжатие должна составлять от 0,69 до 2,07 МПа (от 100 до 300 фунтов на кв. дюйм).
  3. Проницаемость должна быть очень высокой для выхода газов.
  4. Хрупкость: по мере остывания отливки или отливки сердцевина должна быть достаточно слабой, чтобы разрушиться при усадке материала. Кроме того, они должны легко сниматься во время встряхивания .
  5. Хорошее рефрактерность требуется , как ядро, как правило , окружено горячим металлом во время литья или формования.
  6. Гладкая поверхность .
  7. Минимальное газообразование при разливке металла.

Типы [ править ]

Доступны многие типы ядер. Выбор правильного типа сердечника зависит от объема производства, производительности, требуемой точности, требуемой обработки поверхности и типа используемого металла. Например, некоторые металлы чувствительны к газам, выделяемым определенными типами песков; другие металлы имеют слишком низкую температуру плавления, чтобы должным образом разрушить связующее для удаления во время встряхивания. [2]

Ядра из зеленого песка [ править ]

Керны из зеленого песка

Сердечники из зеленого песка затрудняют или делают невозможным отливку длинных узких деталей. Даже для длинных деталей, которые можно отливать, остается много материала для обработки. Типичное применение - сквозное отверстие в отливке. [2]

Керны из сухого песка [ править ]

Самый простой способ сделать сердцевины из сухого песка - использовать самосвальный стержневой ящик , в который песок набивается в ящик и соскребается на уровне верха. Затем на коробку кладут деревянную или металлическую пластину, затем их переворачивают, и сегмент сердечника выпадает из стержневого ящика. Затем сердцевинный сегмент запекается или закаливается. Затем несколько сегментов сердечника склеивают друг с другом горячим способом или прикрепляют другими способами. Любые грубые пятна поданы или отшлифовать вниз. Наконец, сердцевина слегка покрыта графитом , диоксидом кремния или слюдой, чтобы обеспечить более гладкую поверхность и большую термостойкость. [2] Цельные сердечникине нуждаются в сборке, поскольку изготавливаются в разрезном стержневом ящике . Разъемный стержневой ящик, как это ни звучит, состоит из двух половинок и имеет как минимум одно отверстие для ввода песка. Простые стержни с постоянным поперечным сечением могут быть созданы на специальных экструдерах для производства стержней . Затем профили нарезают нужной длины и закалывают. Более сложные цельные ядра могут быть сделаны таким образом , подобно нагнетательных молдинги и штампованных отливок . [2]

Типы сердечника:

  • холодильная камера
  • половина стержневой коробки
  • свалка стержневого ящика
  • раздельный стержневой ящик
  • левый и правый стержневой ящик
  • ящик стержня банды
  • стержневой ящик
  • стержневой ящик со свободными частями

Потерянные ядра [ править ]

Основная статья: Литье под давлением с плавким сердечником

Сердечники используются для сложного литья под давлением в процессе литья под давлением с плавким стержнем . Во-первых, сердечник изготавливается из легкоплавкого сплава или полимера с низкой температурой плавления . Затем он помещается в штампы формы для литья под давлением, и пластик выстреливается в форму. Затем формованное изделие вынимают из формы, оставив стержень в нем. Наконец, стержень плавится или вымывается из формы в горячей ванне.

Связующие [ править ]

Для придания прочности в керновые пески вводятся специальные вяжущие вещества . Самым старым связующим веществом было растительное масло , однако теперь используется синтетическое масло в сочетании с зерновыми культурами или глиной . Затем сердцевина запекается в конвекционной печи при температуре от 200 до 250 ° C (от 392 до 482 ° F). Под воздействием тепла связующее сшивается или полимеризуется . Хотя этот процесс прост, точность размеров невысока. [3]

Другой тип процесса связующего называется процессом горячего ящика , при котором в качестве связующего используется термореактивный материал и катализатор . Песок со связующим упаковывается в стержневой ящик, который нагревается примерно до 230 ° C (446 ° F) (отсюда и произошло название). Связующее, которое касается горячей поверхности стержневого ящика, начинает отверждаться в течение 10–30 секунд. В зависимости от типа связующего может потребоваться дальнейшее обжигание для полного отверждения. [4]Сердечники, изготовленные с использованием этого метода, иногда называют «оболочкой-сердечником», потому что часто только внешний слой сердечника затвердевает при контакте с горячим стержневым ящиком. Когда стержневой ящик открывается и стержень извлекается, неотвержденный песок внутри стержня выгружается для повторного использования. Эту практику можно также наблюдать в некоторых методах изготовления стержней из холодного ящика, хотя изготовление стержней из холодного ящика встречается гораздо реже.

Аналогичным образом, в процессе холодного ящика используется связующее, которое отверждается с помощью специальных газов. Песок, покрытый связующим, упаковывают в стержневой ящик, а затем герметизируют, чтобы можно было ввести отвердитель. Эти газы часто токсичны (например, газообразный амин ) или имеют запах (например, SO 2 ), поэтому необходимо использовать специальные системы обращения с ними. Однако, поскольку не требуются высокие температуры, стержневой ящик может быть изготовлен из металла, дерева или пластика. Дополнительным преимуществом является то, что полая сердцевина может быть сформирована, если газ вводится через отверстия в поверхности сердцевины, которые вызывают затвердевание только поверхности сердцевины; оставшийся песок затем просто выгружается для повторного использования. [4] Например, связующее для сердечника, отлитого в песчаные формы, представляет собой силикат натрия.который затвердевает под воздействием углекислого газа . [5]

Специальные связующие используются в песках, отверждаемых на воздухе, для изготовления керна при комнатной температуре. Эти пески не требуют газового катализатора, поскольку органические связующие и катализатор отверждения смешиваются вместе в песке, который инициирует процесс отверждения. Единственный недостаток заключается в том, что после того, как катализатор замешан, остается короткое время для использования песка. Третий способ изготовления сердечников при комнатной температуре - формование оболочки . [4]

Термин « песок без обжига» может относиться как к процессу холодного ящика, так и к процессу отверждения на воздухе. [4] [5]

Другие соображения [ править ]

Для увеличения прочности сердечников могут быть добавлены внутренние проволоки и стержни. Для повышения складываемости в середину сердцевины можно добавить соломку или использовать полую сердцевину. Этот атрибут особенно важен для стального литья, поскольку происходит большая усадка. [4]

За исключением очень маленьких стержней, для всех стержней требуются вентиляционные отверстия для выпуска газов. Обычно они формируются с помощью небольшой проволоки для создания отверстий от поверхности формы до сердечника. Когда это невозможно, в керн можно добавить огарок и кокс для увеличения проницаемости. [4]

Chaplets [ править ]

Схема использования венок
Различные виды венков

Если Fub≤0, венок не используется.

Если Fub> 0, используются венки.

Как упоминалось ранее, стержни обычно поддерживаются двумя отпечатками стержня в форме. Однако бывают ситуации, когда в сердечнике используется только один отпечаток сердечника, поэтому для поддержки консольного конца требуются другие средства. Обычно они поставляются в виде венков . Это небольшие металлические опоры, которые перекрывают зазор между поверхностью формы и стержнем. Поскольку венки становятся частью отливки, они должны быть из того же или подобного материала, что и отливаемый металл. Более того, их конструкция должна быть оптимизирована, потому что, если они слишком малы, они полностью расплавятся и позволят сердечнику двигаться, но если они слишком большие, то вся их поверхность не может расплавиться и сплавиться с разлитым металлом. Их использование также должно быть сведено к минимуму, поскольку они могут вызвать дефекты отливки или создать слабые места в отливке.[6] Обычно более важным является обеспечение того, чтобы верхние венцы были прочнее, чем нижние, потому что сердцевина будет иметь тенденцию всплывать вверх в расплавленном металле. [7]

Щеки [ править ]

Щека, используемая для создания шкива

При забросе с входящим углом вместо стержня можно использовать щеку . Это третий сегмент в колбе , помимо ручки и перетаскивания . Это позволяет сделать всю форму из зеленого песка и из съемных лекал. Недостаток этого заключается в том, что требуется больше операций по изготовлению пресс-форм, но обычно это выгодно, когда количество небольшое. Однако, если требуются большие объемы отливки, обычно более рентабельно просто использовать стержень. [6]

См. Также [ править ]

  • Заглушка сердечника

Заметки [ править ]

  1. ^ a b c d Degarmo, Black & Kohser 2003 , стр. 311.
  2. ^ a b c d e Degarmo, Black & Kohser 2003 , стр. 312.
  3. ^ ДеГармо, Black & Kohser 2003 , стр. 312-313.
  4. ^ Б с д е е ДеГармо, Black & Kohser 2003 , стр. 313.
  5. ^ a b Силикат натрия для изготовления стержней , получено 2 августа 2009 г..
  6. ^ a b Degarmo, Black & Kohser 2003 , стр. 314.
  7. ↑ Палмер, Реджинальд Хибер (1911), Литейная практика , Wiley, стр. 162.

Ссылки [ править ]

  • Дегармо, Э. Пол; Black, J T .; Козер, Рональд А. (2003), Материалы и процессы в производстве (9-е изд.), Wiley, ISBN 0-471-65653-4.