Литье в песок
Литье в песчаные формы , также известное как литье в песчаные формы , представляет собой процесс литья металла , характеризующийся использованием песка , известного как литейный песок , в качестве материала формы . Термин «литье в песок» также может относиться к объекту, полученному в процессе литья в песок. Отливки из песка производятся на специализированных заводах , называемых литейными . В 2003 году более 60% всех металлических отливок было произведено методом литья в песчаные формы. [1]
Формы из песка относительно дешевы и достаточно огнеупорны даже для использования в сталелитейном производстве. Помимо песка, в него примешивается или присутствует подходящее связующее вещество (обычно глина). Смесь смачивают обычно водой, но иногда и другими веществами, чтобы развить прочность и пластичность глины и сделать заполнитель пригодным для формования. Песок обычно содержится в системе рамок или опоок, известных как опоки . Полости формы и система литников создаются путем уплотнения песка вокруг моделей, называемых узорами , путем вырезания непосредственно в песке или с помощью 3D-печати .
На основе проекта, предоставленного дизайнером, опытный модельер строит модель объекта, который будет изготовлен, используя дерево, металл или пластик, такой как пенополистирол. Песок можно измельчать, сметать или придавать ему форму. Отливаемый металл сжимается во время затвердевания, и оно может быть неоднородным из-за неравномерного охлаждения. Поэтому выкройка должна быть немного больше, чем готовое изделие, эта разница известна как припуск на усадку . Для разных металлов используются разные масштабные правила, поскольку каждый металл и сплав сжимаются на величину, отличную от всех остальных. У шаблонов также есть отпечатки стержней, которые создают регистры внутри форм, в которые помещаются песчаные стержни .. Такие сердечники, иногда армированные проволокой, используются для создания подрезанных профилей и полостей, которые невозможно отформовать с помощью верхней части и сопротивления, например, внутренние каналы клапанов или каналы охлаждения в блоках двигателей.
Пути входа металла в полость формы составляют систему направляющих и включают в себя литник , различные питатели, обеспечивающие хорошую «подачу» металла, и входные затворы, которые прикрепляют систему направляющих к полости отливки. Газ и пар, образующиеся при отливке, выходят через проницаемый песок или через стояки , [примечание 1] , которые добавляются либо в саму модель, либо как отдельные детали.
Многокомпонентная форма (известная как литейная опока , верхняя и нижняя половины которой называются соответственно верхней и нижней половинами) подготавливается для приема модели. Опалубки выполнены в виде сегментов, которые могут скрепляться друг с другом и с торцевыми затворами. Для простого объекта — плоского с одной стороны — нижняя часть коробки, закрытая снизу, будет заполнена формовочным песком. Песок упаковывается посредством вибрационного процесса, называемого трамбованием, и в этом случае его периодически выравнивают .уровень. Затем поверхность песка можно стабилизировать с помощью проклеивающего состава. Выкройка помещается на песок и добавляется еще один сегмент формы. Дополнительный песок утрамбовывается вокруг рисунка. Наконец, на коробку надевают крышку, ее поворачивают и отстегивают, чтобы можно было разделить половинки формы и удалить модель с литником и вентиляционными отверстиями. Могут быть добавлены дополнительные размеры и исправлены любые дефекты, возникшие в результате удаления выкройки. Коробка снова закрыта. При этом образуется «зеленая» форма, которую необходимо высушить, чтобы получить горячий металл. Если форма недостаточно высушена, может произойти паровой взрыв, который может разбросить расплавленный металл. В некоторых случаях песок можно смазывать маслом, а не увлажнять, что позволяет отливать, не дожидаясь высыхания песка.
