Литье гипсовых форм является металлообрабатывающим литья процесс , похожий на литье в песчаных формах, кроме формовочного материала гипса вместо песка . Как и литье в песчаные формы, литье в гипсовые формы является одноразовым процессом, однако его можно использовать только с цветными металлами. Он используется для отливок от 30 г (1 унция) до 7–10 кг (15–22 фунтов). Как правило, на подготовку формы уходит меньше недели. Производительность 1–10 единиц в час может быть достигнута с помощью гипсовых форм. [1] [2]
Части, которые обычно изготавливаются посредством гипсового литья, - это детали замков, шестерни, клапаны, фитинги, инструменты и украшения. [2]
Подробности [ править ]
Штукатурка не является чистой штукатуркой «Париж», а скорее содержит добавки для улучшения прочности в сыром виде, прочности в сухом состоянии, проницаемости и литейных свойств . Например, тальк или оксид магния добавляются для предотвращения растрескивания и сокращения времени схватывания; известь и цемент ограничивают расширение при обжиге; стекловолокно увеличивает прочность; в качестве наполнителя можно использовать песок. [1] Соотношение ингредиентов составляет 70–80% гипса и 20–30% добавок. [2]
Модели , как правило , изготовлены из металла, однако резиновый пресс - форма может быть использована для сложной геометрии; эти формы называются резиновыми гипсовыми формами . Например, если отливка включает в себя входящие углы или сложные угловые поверхности, тогда резина достаточно гибкая, чтобы ее можно было удалить, в отличие от металла. [1] Эти формы также недорогие, многоразовые, более точные, чем стальные, производятся быстро и легко заменяются. [ необходима цитата ]
Типичные допуски составляют 0,1 мм (0,0039 дюйма) для первых 50 мм (2,0 дюйма) и 0,02 мм на дополнительный сантиметр (0,002 дюйма на дополнительный дюйм). Требуется тяга от 0,5 до 1 градуса. Стандартные отделки поверхности , которые являются достижимыми от 1,3 до 4 мкм (50-125 микродюймов). [1]
Процесс [ править ]
Сначала определяется линия пробора - либо простая двухчастная, либо более сложная (3 и более). Затем замешивают штукатурку и на рисунок наносят тонкую пленку разделительного состава, чтобы штукатурка не прилипала к рисунку. Затем штукатурку заливают по выкройке и встряхивают, чтобы штукатурка заполнила все мелкие детали. Штукатурка схватывается, как правило, примерно за 15 минут, и узор удаляется. Затем форму запекают при температуре от 120 ° C (248 ° F) до 260 ° C (500 ° F), чтобы удалить лишнюю воду. Затем высушенная форма собирается, предварительно нагревается и разливается металл. Наконец, после того, как металл застынет, от литой детали отламывается штукатурка. Форма обычно повреждается металлом, поэтому повторное использование обычно не выполняется. Выброшенный гипс можно переработать путем шлифовки, но следует соблюдать осторожность, поскольку пыль кремнезема вызывает повреждение легких.[1] [2]
Преимущества и недостатки [ править ]
Литье в гипсовые формы используется, когда требуется отличная обработка поверхности и хорошая точность размеров. Поскольку штукатурка имеет низкую теплопроводность и теплоемкость , металл остывает медленнее, чем в песчаной форме, что позволяет ему заполнять тонкие поперечные сечения; минимально возможное поперечное сечение составляет 0,6 мм (0,024 дюйма). Это приводит к получению отливки почти чистой формы , что может быть экономическим преимуществом для сложных деталей. [1] Он также производит минимальное количество металлолома. [3]
Основным недостатком процесса является то, что его можно использовать только с цветными материалами с более низкой температурой плавления, такими как алюминий , магний и цинк, а иногда и с медными сплавами. Чаще всего используется алюминий. Максимальная рабочая температура гипса составляет 1200 ° C (2200 ° F), поэтому материалы с более высокой температурой плавления могут расплавить гипсовую форму. Кроме того, сера в гипсе вступает в реакцию с железом, что делает его непригодным для литья черных металлов. [1] [2]
Другой недостаток заключается в том, что длительное время охлаждения ограничивает объем производства. Одноразовые формы часто закаливают в воде, но только после полного затвердевания, поэтому горячий металл не разлетается повсюду. Правильная закалка может помочь в удалении формы, а в некоторых сплавах сделать ее более прочной. [1]
Штукатурка не так устойчива, как песок, поэтому она зависит от нескольких факторов, включая консистенцию штукатурного состава, процедуры заливки и методы отверждения. Если эти факторы не контролируются тщательно, форма может деформироваться, сузиться при высыхании, иметь плохую поверхность или полностью выйти из строя. [4] [5]
Заметки [ править ]
- ^ a b c d e f g h Degarmo, Black & Kohser 2003 , стр. 315.
- ^ а б в г д Kalpakjian & Schmid 2006 .
- Перейти ↑ Todd, Allen & Alting 1994 , p. 283.
- ^ США 4818287 , Ravins, Томас Л. и Дейл Р. Греве, «Волоконно - армированной гипсовые формы для литья металла», выданного 1989-04-04 .
- ^ Пластмассовое литье под давлением
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.
- Калпакджян, Серопе; Шмид, Стивен (2006), Производство и технология (5-е изд.), Пирсон, ISBN 0-13-148965-8.
- Тодд, Роберт Х .; Аллен, Делл К .; Алтинг, Лео (1994), Справочное руководство по производственным процессам , Industrial Press Inc, ISBN 0-8311-3049-0
