Литье в песчаной форме: Технология литья в песчаные формы

alexxlab | 01.06.1999 | 0 | Разное

Содержание

Технология литья в песчаные формы

Определения литья в землю
Определим, какими терминами называют литейную технологию заливки металла в формы на основе песка. Аналогичными считаются формулировки:
– Литье в песчаные формы, смеси;
– Литье в песчано-глинистые формы, смеси;
– Литье в землю.
Все эти термины обозначают одну и туже технологию литья. Применение далее любого из названий, будем считать аналогами.

Литейная продукция

Литье в песчаные формы – метод литья металлов и сплавов, при котором расплавленный металл заливается в форму сделанную из плотно утрамбованного песка. Для связи песчинок между собой, песок смешивают с глиной, водой и другими связующими материалами.
Более 70% всех металлических отливок производится с помощью процесса литья в песчаные формы.
Основные этапы

Есть шесть шагов в этом процессе:
-Поместить модель в опоку с песком, чтобы создать форму.

-В необходимых местах присоединяются литниковая система и выпоры.
-Удалить из опоки модель и соединить полуформы.
-Заполнить полость формы расплавленным металлом.
-Выдержать застывающий металл в опоках согласно технологии.
-Выбить отливку и освободить от литников и выпоров.

По чертежам и литейным технологиям, разработанных технологом или конструктором, опытный модельщик изготавливает модель детали из дерева, металла или пластмассы или пенополистирола. Металл в процессе охлаждения даёт усадку, и кристаллизация может быть неоднородной из-за неравномерного охлаждения. Таким образом, модель должна быть чуть больше, чем готовая отливка, с применением, так называемого, коэффициента усадки металла. Различные усадочные коэффициенты используются для различных металлов. Модели в процессе формовки оставляют в песке полости-отпечатки в форме, в которые помещают стержень из песка. Такие стержни иногда усиливается проволочной арматурой, которые используются для создания полостей, которые не могут быть сформированы основной моделью, например, внутренние проходы клапанов или места охлаждения в блоках двигателей.

Литниковая система для входа металла в полости формы представляют собой направляющую и включает воронку, литники, которые поддерживают хороший напор жидкого металла, для более равномерного заполнения полости формы. Газ и пар, образующихся при литье выходят через проницаемые пески или через стояки, которые изготавливаются либо в самой модели, или в виде отдельных частей.

Опоки для формовочных материалов
Для формовки используют две или несколько опок. Опоки изготавливаются в виде ящиков, которые могут быть соединены друг с другом и скреплены между собой. Модель утапливается в нижней части опоки вплоть до её самого широкого поперечного сечения. Затем монтируется верхняя часть модели. К нижней части опоки зажимами прикрепляется верхняя и туда добавляется и утрамбовывается формовочная смесь таким образом чтобы она полностью закрывала модель. В необходимых местах устанавливаются литники и выпора. Затем опока половинится и из неё вынимается модель, деревянные литники и выпора.

Охлаждение металла
Для управления кристаллизацией структуры металла, в форму можно поставить металлические пластины, холодильники. Соответственно быстрое локальное охлаждения образует более детальную структуру металла в этих местах. В черной отливке эффект аналогичен закалке металла в кузнице. В других металлах, холодильники могут быть использованы для управления направленной кристаллизации отливки. При управлении способом охлаждения литья можно предотвратить внутренние пустоты или пористость внутри литья.

Производство
Для получения полостей в отливке, например, для охлаждающей жидкости в блоке двигателя и головок цилиндров используются стержни. Обычно стержни для литья ставятся в форму после удаления модели. После сушки опоку с формой устанавливают на литейный плац для заполнения расплавленным металлом, обычно сталь, бронза, латунь, алюминий, магний и цинк. После заполнения жидким металлом опоки не трогают до охлаждения отливки. После выбивки отливки, стержни удаляются из литья. Металл литников и прибылей любым способом должен быть отделен от отливки. Различные термические обработки могут быть использованы для снятия напряжений от первоначального охлаждения и добавить твёрдости в случае закалки в воде или масле. Поверхность литья может быть дополнительно упрочена дробеструйной обработкой, которая добавляет устойчивости к растрескиванию, растягивает и разглаживает шероховатую поверхность.

Разработка технологии
Чтобы было возможным удалить модель не нарушая целостности формовочной смеси все части модели должны быть предварительно рассчитаны технологом и иметь знаковые части для установки стержней. Небольшой уклон должен использоваться на поверхностях, перпендикулярных линии разъема, для того, чтобы была возможность удалить модель из формы. Это требование также распространяется на стержни, так как они должны быть удалены из полостей, которые они образуют. Выпора и стояки должны быть расположены так, чтобы обеспечить оптимальный поток металла в форму и газов из неё для того, чтобы избежать недолива литья.

Способы литья в землю
Различают два способа литья в песчаные формы, первый с использованием «сырого» песка, так называемые сырые формы, а второй метод – жидкостекольный.
Сырые формы
Мокрый песок, используются, чтобы сделать форму в опоке. Название произошло от того, что мокрым песком пользуются в процессе формования. “Сырой песок” – это смесь:
-кремнеземистый песок (SiO2), или хромистые пески (FeCr2O), или циркониевый песок (ZrSiO4), от 75 до 85%, и другие составляющие, включая графит, глину от 5 до 11%, воды от 2 до 4%, других неорганических элементов от 3 до 5%, антрацит до 1%.
Есть много формовочных смесей с глиной, но все они различны по пластичным свойствам смеси, качеству поверхности, а также возможностью применения в литье расплавленного металла в отношении пропускной способности для выхода газов. Графит, как правило, содержится в соотношении не более 5%, он частично сгорает при соприкосновении с расплавленным металлом с образованием и выделением органических газов. Сырые смеси как правило для литья цветных металлов не используются, так как сырые формы приводят к сильному окислению, особенно медного и бронзового литья. Сырые песчаные формы для литья алюминия не используют. Для алюминиевого литья используют более качественные формовочные смеси. Выбор песка для формовки зависит от температуры заливки металла. Температура заливки меди, стали и чугуна выше других металлов, поэтому, глина от воздействия высокой температуры далее не регенерируется. Для заливки чугуна и стали на основе железа как правило, работают с кварцевым песком – он относительно недорог по сравнению с другими песками. Так как глина выгорает, в новую порцию песчаной смеси добавляют новую порцию глины и некоторую часть старого песка. Кремний является нежелательным в песке, т.к. зерна кварцевого песка имеют тенденцию взрываться при воздействии высокой температуры во время заливки формы. Эти частицы находятся во взвешенном состоянии в воздухе, что может привести к силикозу у рабочих. В литейном цехе имеется активная вентиляция для сбора пыли. Мелкие древесные опилки (древесная мука) добавляется, чтобы создать место, при ее выгорании, для зерен песка, когда они расширяются без деформации формы.

Технология ЖСС (жидко-стекольная смесь)

Эта технология состоит в следующем:
в состав формовочной смеси входит прокаленный песок без глины, затем его в специальной емкости перемешивают с жидким стеклом и перемешанной массой заливают модель. Залитую форму накалывают для последующего подвода углекислоты. Опоку накрывают колпаком и подают газ СО2. После чего залитый формовочный состав ЖСС приобретает твердость.

В обоих методах, песчаная смесь остается вокруг модельной оснастки, образуя полости формы для заливки металла. Формовка жидкостекольными смесями позволяет получить две полуформы, которые после затвердевания собирают. Модель удаляется, образуя полость формы. Эту полость заливают жидким металлом. После того, как металл остыл отливки очищают от формовочного состава. Форма из ЖСС полностью разрушается при извлечении отливки.
Точность литья напрямую связана с типом формовочной смеси и формовки. Сырые формы создают на поверхности отливки повышенную шероховатость. Поэтому литье в землю можно сразу отличить от литья по ЖСС и ХТС. Литье в формы из мелкого песка значительно чище и менее шероховато. Технология ЖСС позволяет изготавливать отливки с гладкой поверхности, особенно при использовании пластиковых моделей. В отдельных случаях, например при литье корпусных деталей, можно обойтись даже без механической обработки на больших поверхностях – это позволяет отливать крупногабаритные чугунные блоки цилиндров. Остатки пригоревшей к отливке формовочной смеси удаляются дробеструйной обработкой.
С 1950 года, частично автоматизированные литейные процессы литья были переработаны для полностью автоматизированных производственных линий.

Холодно твердеющая смесь (литье в ХТС)
Использование органических и неорганических связующих, которые укрепляют формы для литья химически связывают песок. Этот тип формовки получил свое название от того, что он не требует просушки, как другие виды песчаной формовки. Литье в ХТС является более точным, чем литье в землю. Размеры форм ХТС меньше, чем при литье в песчаные смеси, но дороже. Таким образом, ХТС используется реже, в тех случаях, когда требуется более качественное литье. Наше предприятие готово поставлять вам отливки по ХТС.

Формовка ХТС
Формы из холодно твердеющей смеси, требуют быстрой формовки, в отличие от песчано-глинистых смесей, т.к. они содержат быстро твердеющие жидкие смолы, ускорители затвердевания и катализаторы. Вместо трамбовки смеси (как при литье в землю), формовочную смесь ХТС заливают в опоку и дожидаются, когда смола затвердеет. Обычно затвердевание происходит при комнатной температуре в течение 20 минут. Литье в ХТС значительно улучшает качество необработанных поверхностей стальной отливки по сравнению с другими технологиями литья в песчаных формах. Обычно для изготовления модельной оснастки по ХТС используют дерево, металл или пластик МДФ. Чаще других формовка холодно твердеющими смесями применяется при литье меди, литье алюминия, углеродистой стали, жаропрочной и нержавеющей стали, а также легированного чугуна, так как значительно снижает вероятность образования литейного брака.


Похожие статьи:

Следующие статьи:


Литье в песчаные формы: технология, преимущества, особенности

Литье представляет собой процесс непосредственного изготовления изделий путем заливки жидкого металла в формы. Существует несколько технологий получения отливок, но самым массовым остается литье в песчаные формы. Процесс остался практически без изменений с момента изобретения на заре металлообработки. Не в последнюю очередь это связано с простотой процесса и низкой стоимостью материалов для изготовления формы.

Само по себе литье не позволяет получить точное соответствие желаемых геометрических размеров отливаемой детали, но выполнение отливок в песчаных формах является самым грубым способом.

Сущность литья в песчаные формы заключается в использовании разборных форм, внутренняя полость которых выполнена смесью на основе песка и максимально соответствует модели детали. В зависимости от применяемых материалов, сложности модели, песчаная форма может использоваться от одного до нескольких раз.

Литье в песчаные формы

Процесс литья

Литье в песчано-глинистые формы включает в себя несколько последовательных этапов:

  • Разработка литейной формы, расчет технологии ее изготовления, выполнение чертежей.
  • Изготовление натурной модели детали в соответствии с чертежами. Изготовление сопутствующей оснастки.
  • Изготовление составляющих частей формы, стержней с применением соответствующих смесей.
  • Сборка конструкции и установка стержней, литниковой системы, выполнение прибылей.
  • Заливка расплавом металла, выдержка времени на затвердевание и остывание металла.
  • Освобождение заготовки, очистка поверхности от остатков формовочной смеси.
  • Удаление литников, зачистка облоя, обработка необходимых поверхностей.

Материалы

Для изготовления формы используется формовочная смесь, в которой основная составляющая, как следует из названия процесса – песок. Сам по себе песок рыхлый и сыпучий материал, поэтому в формовочную смесь добавляют связывающее – огнеупорную глину либо специальную смолу (жидкое стекло). Затвердевший состав должен выдерживать высокую температуру плавления металла без деформаций и разрушений.

Песчано-глинистая форма

Отдельные элементы  формы требуют применения различных формовочных смесей:

  • Облицовочная. Предназначена для нанесения на поверхность модели. К данной смеси предъявляются самые высокие требования, поскольку именно с ней соприкасается расплавленный металл во время литья.
  • Наполнительная. Служит для заполнения оставшегося объема после нанесения облицовочного слоя. К составу предъявляются минимальные требования, поэтому здесь может использоваться переработанная смесь от предыдущих форм.
  • Единая. Используется одновременно как облицовочная и наполнительная в массовом или автоматизированном литье несложных заготовок. Единые смеси, приготовленные с использованием высококачественных связывающих материалов, могут использоваться повторно.

Некоторое распространение получила методика литья в песчаные вакууммированные формы без использования связывающего. Данная технология ускоряет процесс и снижает себестоимость изготовления за счет многократного использования формовочного песка.

Изготовление формы

Процесс изготовления формы может иметь различные стадии, в зависимости от сложности модели. Первоначально разрабатывают и изготавливают модель будущей отливки. При этом ее размеры делают с учетом усадки металла при застывании, с необходимыми припусками на последующую обработку.

Для упрощения вынимания модели из формовочной смеси, ее поверхности делают с некоторыми литейными уклонами. Если конфигурация модели не допускает или затрудняет ее вынимание, ее делают разборной и прибегают к изготовлению отдельных частей в виде так называемых стержней, которые устанавливают в форму при ее окончательной сборке. Места установки стержней выполняют в виде углублений, которые называются знаками. При помощи стержней оформляют внутренние полости, выступы и впадины. Наиболее удобны стержни для формирования тонких и длинных отверстий, поскольку формовочная смесь имеет невысокую прочность и может разрушиться при изготовлении или заливке металлом. Эти условия диктуют необходимость выполнения стержней из материалов высокой прочности.

Разборные формы для литья (называются «опоки») обычно состоят двух частей, которые разделяются так называемой горизонтальной или вертикальной плоскостью разъема.

Формовочной смесью сначала заполняют нижнюю полуформу с размещенной там моделью до плоскости разъема. Далее заполняют вторую полуформу и выполняют в ней литниковую систему для заливки расплавленного металла. Кроме литниковой системы, которая служит также для улавливания шлаков, при формовке выполняют также газоотвродные каналы и прибыли. Прибыли предназначены для компенсации усадки металла и предотвращения появления газовых раковин, поэтому используются при литье в разовые формы металлов и сплавов, характеризующихся большой (более 1%) усадкой.

Усадка учитывается при литье чугуна и стали. Следует заметить, что использование прибылей оправданно при литье металлов с малым интервалом застывания, поскольку, в противном случае, металл в основной части и прибыли будет застывать одновременно и газы не успеют собраться в отведенном для них месте.

Схема песчаной формы

Для крупногабаритных отливок, которые не критичны к точности размеров и качеству, иногда обходятся формированием отливочной формы прямо в полу цеха.

Обработка отливок

После застывания металла опоку разбирают или разбивают в зависимости от сложности. Отливку очищают от остатков формовочной смеси, выбивают стержни. После очистки отрезается или отбивается (для чугуна) литниковая система, срезаются прибыли, облой и отливка направляется для последующей обработки.

Технологические особенности литья заготовок с учетом последующей обработки заключаются в том, чтобы, по возможности, размещать обрабатываемые поверхности в нижней части отливки либо вертикально. Такое расположение поверхностей требуется для получения их максимальной чистоты, поскольку сор, шлак или иные посторонние включения обычно скапливаются в верхней части.

Загрузка…

Технология литья в песчаные формы

Технология литья в песчаные формы

Литье в песчаные формы – экономичный и наиболее востребованный способ отливки деталей. Технология песчаного литья применяется при изготовлении до 80 % мировых объемов литых изделий. Метод производства предполагает заливку сплавов и металлов в предварительно подготовленные формы из утрамбованного песка. Для того чтобы он приобрел нужную вязкость и плотность, добавляют воду, глину. Поэтому методику также называют отливкой в песчано-глинистые формы и литьем в землю.

Литье металлов в песчано-глинистые формы: основные этапы

Литье в песчано-глинистые формы состоит из таких этапов, как: • погружение модели в опоку (ящик без дна), заполненную песком; • извлечение модели и соединение образованных половин формы; • заполнение металлом рамы с земляной литейной формой через литники; • оставление металла в опоке для остывания в соответствии с технологией; • высвобождение отливки, удаление системы литниковых каналов и выпоров – отверстий для отведения воздуха. Для технологии песчаного литья характерно использование цельнолитых и сварных опок. Они делятся на круглые, прямоугольные, иногда – фигурные. Материалами их изготовления служат чугун, медь, сталь, сплавы алюминия и магния. Для отведения газов, образуемых в процессе литья, в стенках опоки проделывают вентиляционные отверстия – выпоры. Для упрочнения опок средних и крупных размеров используют ребра жесткости. Состоят литейные формы, получаемые таким образом, из двух частей: верхней и нижней.

Литье в песчано-глиняные формы: важные особенности

Производство моделей для литья в песчаные формы ведется на основе предварительно созданных инженерных чертежей. Модели могут быть деревянными, пластмассовыми, металлическими. При этом важно участь усадку при застывании металла, в связи с чем модель должна быть крупнее готового изделия. Размер рассчитывается с применением усадочного коэффициента для определенного вида сплава, металла.
Важными преимуществами технологии песчаного литья являются внушительная масса отливок (до нескольких сот тонн), широкий диапазон размеров (от нескольких миллиметров до десятков метров) и возможность использования любых типов сплавов. Компания «Потенциал СПб» предлагает литье в песчано-глиняные формы по чертежам и схемам заказчика на максимально выгодных условиях!

конструкция формы, литейная оснастка, формовочные материалы, область применения. Преимущества и недостатки литья в песчаные формы.

Сущность процесса заключается в изготовлении отливок свободной заливкой расплавленного металла в песчаную форму. После затвердевания и охлаждения отливки осуществляется ее выбивка с одновременным разрушением формы. Способ ЛПФ наиболее распространенный.

Песчаная форма(ПФ) – разовая литейная форма, изготовленная из уплотненной формовочной смеси. ПФ состоит из двух полуформ. Для образования отверстий применяются песчаные стержни.

Формовочная смесь – кварцевый песок, 3 – 5% огнеупорная глина, каменноугольная пыль (для повышенной податливости формы), древесные опилки для образования пористости.

Стержневая смесь – более прочная на порядок формовочной смеси, т.к. в нее добавляют упрочнители (олифа).

Применяют во всех областях машиностроения. Получают отливки любой конфигурации 1…6 групп сложности. Точность размеров соответствует 6…14 группам. Параметр шероховатости Rz=630…80мкм. Можно изготавливать отливки массой до 250т. с толщиной стенки свыше 3мм.

Преимущества.

  1. Конфигурация 1…6 групп сложности.

  2. Возможность механизировать производство.

  3. Дешевизна изготовления отливок.

  4. Возможность изготовления отливок большой массы.

  5. Отливки изготовляют из всех литейных сплавов, кроме тугоплавких.

Недостатки.

  1. Плохие санитарные условия.

  2. Большая шероховатость поверхности.

  3. Толщина стенок > 3мм.

  4. Вероятность дефектов больше, чем при др. способах литья.

16. Литьё в оболочковые формы: исходные материалы, технология изготовления оболочки, область применения способа. Схема получения отливки. Преимущества и недостатки литья в оболочковые формы.

Литьё в оболочковые формы, способ получения фасонных отливок из металлических сплавов в формах, состоящих из смеси песчаных зёрен (обычно кварцевых) и синтетического порошка (термореактивная смола 4-7%).Смесь насыпают на металлическую модель, нагретую до 300°С, выдерживают в течение нескольких десятков сек до образования тонкого упрочнённого слоя, избыток смеси удаляют. Термореактивная смола в пограничном слое переходит в жидкое состояние, склеивает песчинки с образованием песчано-смоляной оболочки толщиной 5-20 мм. Бункер возвращают в исходное положение, модельная плита снимается и нагревается в печи при t 300-350 в течение 1-2 мин, термореактивная смола переходит в твердое состояние. Аналогично изготавливают вторую полуформу. Готовые оболочковые формы склеивают, предварительно установив в них литейные стержни.

Заливка форм производится в вертикальном или горизонтальном положении. Выбивку отливок проводят на специальных выбивных или вибрационных установках.

Преимущества:Литье в оболочки обеспечивает высокую герметическую точность, точность отпечатка не нарушается(оболочка снимается без расталкивания). Снижается припуск на обработку в 2 раза, снижена шероховатость. Высокая прочность позволяется изготавливать тонкостенные формы, что снижает расход формовочной смеси. Процесс легко автоматизируется. Повышенная производительность труда.

Недостатки: ограничение по массе (50-60 кг),экономически выгодно только в массовом производстве.Изготавливают отливки для автомобилей, тракторов, с\х машин из чугуна, уг. сталей, цвет. сплавов.

17.Литьё по выплавляемым моделям: исходные материалы и технология изготовления оболочки; область применения способа. Схематически изобразите основные этапы: получение модели в пресс-форме, блок моделей, нанесение оболочки, вплавление модельного состава, полученный блок отливок.

Ещё один способ литья металлов — по выплавляемой модели — применяется в случаях изготовления деталей высокой точности (например, лопатки турбин и т. п.) Получают путем заливки расплавленного металла в формы, изготовленные по выплавляемым моделям многократным погружением в керамическую суспензию с последующими обсыпкой и отверждением.

Разовые выплавляемы модели изгот. в пресс-формах, сост. из 2 и более легкоплавких комп (парафин, стеарин, жирных кислот). На модельный блок наносят суспензию и производят обсыпку, так наносят от 6 до 10 слоёв. Сушка каждого слоя занимает не менее получаса. Из сформировавшейся оболочки выплавляют модельный состав: в воде, в модельном составе, выжиганием, паром высокого давления. После сушки и вытопки блок прокаливают при температуре примерно 1000 для удаления из оболочковой формы веществ, способных к газообразованию. После чего оболочки поступают на заливку. Перед заливкой блоки нагревают в печах до 1000. Нагретый блок устанавливают в печь, и разогретый металл заливают в оболочку. Залитый блок охлаждают в термостате или на воздухе. Когда блок полностью охладится, его отправляют на выбивку. Ударами молота по литниковой чаше производится отбивка керамики, далее отрезка .Таким образом получаем отливку.

+ Высокая точность, Малая шероховатость, отливки любой сложности.

– Сложность,длительность процесса, Высокая себестоимость

В силу большого расхода металла и дороговизны процесса применяют только для ответственных деталей.

Литье в песчаные формы

Основные вопросы темы

Принципиальная схема технологического процесса изготовления отливки в песчаной форме.

Конструкция литейной формы, ее основные элементы.

Модель отливки как основа литейной оснастки, материал модели,

принцип его выбора, особенности конструкции модели.

Стержень, его назначение, особенности конструкции.

Литниковая система; элементы литниковой системы, требования,

предъявляемые к ней.

Формовочные и стержневые смеси, их состав и свойства.

Преимущества и недостатки литья в песчаные формы.

Общие сведения

Отливкой называют изделие, полученное при затвердевании металла или иного материала в литейной форме.

Песчаные литейные формы изготавливают из формовочных смесей на основе кварцевого песка. Типовой состав формовочной смеси представлен в табл. 2.1. Смеси должны обладать следующими технологическими свойствами: пластичностью, прочностью, газопроницаемостью, выбиваемостью и огнеупорностью.

К стержневым смесям предъявляются более высокие требования, чем к формовочным. Более высокая прочность стержневой смеси достигается за счет добавки связующих материалов на основе синтетических смол, которые при контакте с расплавленным металлом выгорают, что способствует легкой их выбиваемости (табл. 2.2).

Типовой состав формовочной смеси

Таблица 2.1

Составляющая смеси

Содержание, %

Кварцевый песок

90

Глина

5-10

Добавки, улучшающие свойства смесей (молотый уголь, мазут, асбестовая крошка, опилки, битум и др.)

До 5

Вода (сверх 100% сухой смеси)

3-6

Типовой состав стержневой смеси

Таблица 2.2

Составляющая смеси

Содержание, %

Кварцевый песок

94-98

Связующие материалы на основе синтетических смол и других веществ

2-6

Приготовление формовочной смеси

Изготовление модели и стержневого ящика

Приготовление стержневой смеси

Изготовление формы

Сушка формы

Плавка металла

Изготовление стержня

Сушка стержня

Выбивка отливки из формы

Сборка литейной формы и заливка ее металлом

Выбивка стержня из отливки

Контроль отливки                Обрубка и очистка литья

Рис. 2.1. Схема технологического процесса изготовления отливки в песчаных формах

Технологический процесс изготовления отливок в песчаной форме состоит из ряда основных и вспомогательных операций, выполняемых в определенной последовательности (рис. 2.1).

Для изготовления формы используют модель отливки – элемент технологической оснастки, по которой получают негативный отпечаток внешних очертаний будущей отливки в пластичной формовочной смеси. Модели бывают разъёмные и неразъёмные. Основными материалами смеси для моделей служат: древесина, алюминиевые сплавы, чугун и др. Для получения отливки (рис.2.2) используется модель, представленная на рис.2.3.

Рис. 2.2. Эскиз отливки

Рис. 2.3. Эскиз модели: 1 уклоны знаковой части модели; 2 литейные уклоны модели; 3 знаковая часть модели; 4 плоскость разъема; 5 центрирующие шипы

Стержень служит для получения внутренней полости в отливке. Стержень состоит из основной (профилирующей) части и знаков, являющихся опорными частями стержня (рис.2.4).

Рис.  2.4. Эскиз стержня: 1 основная (профилирующая) часть стержня; 2 знак стержня

Последовательность изготовления песчаной литейной формы в двух опоках

Изготовление песчаной литейной формы (формовка) ведется в определенной последовательности с использованием модельного комплекта. В модельный комплект входят: опоки, модельная плита, модели отливки и элементов литниковой системы, стержневые ящики и другие приспособления. Последовательность операций формовки представлена на рис. 2.5 2.8.

Рис. 2.5. Установка нижней части модели отливки, модели питателя и нижней опоки на подмодельную плиту: 1 половина модели отливки; 2 модель питателя; 3 нижняя опока; 4 подмодельная плита; 5 центрирующие шипы; 6 центрирующий штырь

Рис. 2.6. Нижняя опока-полуформа: 1 формовочная смесь; 2 вентиляционные каналы

Рис. 2.7. Набитые верхняя и нижняя опоки-полуформы: 1 модели выпоров; 2 модель отливки; 3 модель стояка; 4 литниковая чаша; 5 верхняя опока; 6 модель шлакоуловителя; 7 центрирующий штырь; 8 нижняя опока

Рис. 2.8. Эскиз песчаной литейной формы в сборе: 1 нижняя опока; 2 верхняя опока; 3 плоскость разъема; 4 зазоры; 5 вентиляционный канал; 6 выпоры; 7 литниковая чаша; 8 стояк;

9 шлакоуловитель; 10 питатель; 11 центрирующий штырь; 12 скоба; 13 местный разрез; 14 плита; 15 формовочная смесь; 16 стержень; 17 рабочая полость формы

Эскиз полученной отливки с элементами литниковой системы представлен на рис. 2.9.

Литниковая система служит для заполнения рабочей формы металлом, для улавливания шлака и удаления воздуха, вытесненного из рабочей полости.

Требования к литниковой системе:

занимать малый объем;

обеспечивать  рациональный  подвод  металла  в  рабочую  полость.

Рис. 2.9. Отливка с элементами литниковой системы: 1 отливка;

2 — выпор; 3 чаша; 4 стояк; 5 питатель; 6 шлакоуловитель

Практическая работа: «Литье в песчаные формы».

Задача. По предложенному преподавателем эскизу отливки разработать эскиз модели, эскиз стержня, конструкцию литейной формы.

По заданию учебного мастера изготовить песчаную форму в двух опоках.

Литература

Безрук, В.Б. Литьё в песчаные формы: метод. руководство к практической работе/ В.Б.Безрук, Л.П.Маслакова; МАДИ (ТУ). — М., 1996.

Материал взят из книги Технология конструкционных материалов (Л.П. Маслакова)

Модельные комплекты (оснастка) – литье в песчаные формы

Модельным комплектом называется технологическая оснастка, в том числе приспособления, которые формируют рабочую полость литейной формы; она включает в себя модели литниковой системы, модельные плиты, стержневые ящики, шаблоны сборочные и контрольные, а также литейную модель – приспособление, при помощи которого в литейной форме получается отпечаток, размерами и конфигурацией соответствующий необходимой отливке.

При изготовлении модели обязательно предусматривают припуски на механическую обработку готовой отливки, эти припуски закладываются при проектировании в чертеже отливки. Также размеры модели должны превышать размеры отливки на размер литейной усадки используемого при литье сплава. Эти и многие другие технологические особенности должны быть учтены специалистами при проектировании.

Литейные модели бывают разъемные и неразъемные, состоящие из двух или нескольких частей. По материалу изготовления модели бывают, в основном, пластмассовые, металлические и деревянные, так как модель должна быть одновременно прочной и жесткой, но легкой. Деревянные модели, с целью избежания коробления, изготавливают из отдельных склеенных брусочков, при этом важно разное направление волокон дерева.

Модели из дерева имеют свои преимущества – простота изготовления, умеренная стоимость, небольшой вес, и недостатки – малый срок службы, коробление, гигроскопичность, неоднородность структуры. Модели из металла используются при производстве отливок в больших количествах, в массовом производстве. Такие модели более долговечны, имеют более точную рабочую поверхность, однако они подвержены окислению и имеют очень большую массу. В зависимости от специфики работы такой оснастки и требований к условиям ее эксплуатации модели изготавливают из различных сплавов – на основе алюминия, стали, бронзы, латуни и чугуна. Пластмассовые модели сочетают в себе достоинства металлических и деревянных моделей, так как обладают небольшой массой, хорошей точностью, прочные, не поддаются короблению, устойчивы к воздействию влаги. Как правило, изготавливаются пластмассовые модели из составов на основе формальдегидных и эпоксидных смол.

В последнее время литье в песчаные формы применяется на производстве редко, большей частью, на крупных заводах авиационного, машиностроительного и автомобилестроительного производства. Как следствие, конструкторов и технологов, специализирующихся по этому виду литья, немного. В коллективе нашего предприятия имеются специалисты, обладающие опытом работы в этой достаточно сложной сфере.

Основную сложность составляет наличие большого количества стержневых ящиков, отъемных частей, а также необходимость создания двухсторонних моделей. Мы можем изготавливать металломодельную оснастку из алюминия и из стали. На такой оснастке можно лить цветные и черные металлы и сплавы, а также чугун.

Способы литья — Компания “М-СЕТ”

Литьё в песчаные формы

Литьё в песчаные формы — дешёвый, самый грубый (в плане размерной точности и шероховатости поверхности отливок), но самый массовый (до 75-80 % по массе получаемых в мире отливок) вид литья. Вначале изготовляется литейная модель (ранее — деревянная, в настоящее время часто используются металлические или пластиковые модели, полученные методами быстрого прототипирования), копирующая будущую деталь. Модель, закрепленная на подмодельной плите, засыпается песком или формовочной смесью (обычно песок и связующее), заполняющей пространство между ней и двумя открытыми ящиками (опоками). Отверстия и полости в детали образуются с помощью размещённых в форме литейных песчаных стержней, копирующих форму будущего отверстия. Насыпанная в опоки смесь уплотняется встряхиванием, прессованием или же затвердевает в термическом шкафу (сушильной печи). Образовавшиеся полости заливаются расплавом металла через специальные отверстия — литники. После остывания форму разбивают и извлекают отливку. После чего отделяют литниковую систему (обычно это обрубка), удаляют облой и проводят термообработку.

Для получения отливки данным методом могут применяться различные формовочные материалы, например, песчано-глинистая смесь или песок в смеси со смолой и т. д. Для формирования формы используют опоку (металлический короб без дна и крышки). Опока имеет две полуформы, то есть состоит из двух коробов. Плоскость соприкосновения двух полуформ — поверхность разъёма. В полуформу засыпают формовочную смесь и утрамбовывают её. На поверхности разъёма делают отпечаток промодели (промодель соответствует форме отливки). Также выполняют вторую полуформу. Соединяют две полуформы по поверхности разъёма и производят заливку металла.

Новым направлением технологии литья в песчаные формы является применение вакуумируемых форм из сухого песка без связующего. Белов Юрий Иванович — выдающийся российский литейщик.

 

Литьё в кокиль

Литьё металлов в кокиль — более качественный способ. Изготавливается кокиль — разборная форма (чаще всего металлическая), в которую производится литьё. После застывания и охлаждения, кокиль раскрывается и из него извлекается изделие. Затем кокиль можно повторно использовать для отливки такой же детали. В отличие от других способов литья в металлические формы (литьё под давлением, центробежное литьё и др.), при литье в кокиль заполнение формы жидким сплавом и его затвердевание происходят без какого-либо внешнего воздействия на жидкий металл, а лишь под действием силы тяжести.

Основные операции и процессы: очистка кокиля от старой облицовки, прогрев его до 200—300°С, покрытие рабочей полости новым слоем облицовки, простановка стержней, закрывание частей кокиля, заливка металла, охлаждение и удаление полученной отливки. Процесс кристаллизации сплава при литье в кокиль ускоряется, что способствует получению отливок с плотным и мелкозернистым строением, а следовательно, с хорошей герметичностью и высокими физико-механическими свойствами. Однако отливки из чугуна из-за образующихся на поверхности карбидов требуют последующего отжига. При многократном использовании кокиль коробится и размеры отливок в направлениях, перпендикулярных плоскости разъёма, увеличиваются.

В кокилях получают отливки из чугуна, стали, алюминиевых, магниевых и др. сплавов. Особенно эффективно применение кокильного литья при изготовлении отливок из алюминиевых и магниевых сплавов. Эти сплавы имеют относительно невысокую температуру плавления, поэтому один кокиль можно использовать до 10000 раз (с простановкой металлических стержней). До 45 % всех отливок из этих сплавов получают в кокилях. При литье в кокиль расширяется диапазон скоростей охлаждения сплавов и образования различных структур. Сталь имеет относительно высокую температуру плавления, стойкость кокилей при получении стальных отливок резко снижается, большинство поверхностей образуют стержни, поэтому метод кокильного литья для стали находит меньшее применение, чем для цветных сплавов. Данный метод широко применяется при серийном и крупносерийном производстве.

 

Литьё под давлением

ЛПД занимает одно из ведущих мест в литейном производстве. Производство отливок из алюминиевых сплавов в различных странах составляет 30—50 % общего выпуска (по массе) продукции ЛПД. Следующую по количеству и разнообразию номенклатуры группу отливок представляют отливки из цинковых сплавов. Магниевые сплавы для литья под давлением применяют реже, что объясняется их склонностью к образованию горячих трещин и более сложными технологическими условиями изготовления отливок. Получение отливок из медных сплавов ограничено низкой стойкостью пресс-форм.

Номенклатура выпускаемых отечественной промышленностью отливок очень разнообразна. Этим способом изготавливают литые заготовки самой различной конфигурации массой от нескольких граммов до нескольких десятков килограммов. Выделяются следующие положительные стороны процесса ЛПД:

Высокая производительность и автоматизация производства, наряду с низкой трудоёмкостью на изготовление одной отливки, делает процесс ЛПД наиболее оптимальным в условиях массового и крупносерийного производств. Минимальные припуски на мехобработку или не требующие оной, минимальная шероховатость необрабатываемых поверхностей и точность размеров, позволяющая добиваться допусков до ±0,075 мм на сторону. Чёткость получаемого рельефа, позволяющая получать отливки с минимальной толщиной стенки до 0,6 мм, а также литые резьбовые профили. Чистота поверхности на необрабатываемых поверхностях, позволяет придать отливке товарный эстетический вид.

Также выделяют следующие негативное влияние особенностей ЛПД, приводящие к потере герметичности отливок и невозможности их дальнейшей термообработки:

  • воздушная пористость, причиной образования которой являются воздух и газы от выгорающей смазки, захваченные потоком металла при заполнении формы. Что вызвано неоптимальными режимами заполнения, а также низкой газопроницаемостью формы;
  • усадочные пороки, проявляющиеся из-за высокой теплопроводности форм наряду с затрудненными условиями питания в процессе затвердевания;
  • неметаллические и газовые включения, появляющиеся из-за нетщательной очистки сплава в раздаточной печи, а также выделяющиеся из твёрдого раствора;

Задавшись целью получения отливки заданной конфигурации, необходимо чётко определить её назначение: будут ли к ней предъявляться высокие требования по прочности, герметичности или же её использование ограничится декоративной областью. От правильного сочетания технологических режимов ЛПД, зависит качество изделий, а также затраты на их производство. Соблюдение условий технологичности литых деталей, подразумевает такое их конструктивное оформление, которое, не снижая основных требований к конструкции, способствует получению заданных физико-механических свойств, размерной точности и шероховатости поверхности при минимальной трудоёмкости изготовления и ограниченном использовании дефицитных материалов. Всегда необходимо учитывать, что качество отливок, получаемых ЛПД, зависит от большого числа переменных технологических факторов, связь между которыми установить чрезвычайно сложно из-за быстроты заполнения формы.

Основные параметры, влияющие на процесс заполнения и формирования отливки, следующие:

  • давление на металл во время заполнения и подпрессовки;
  • скорость прессования;
  • конструкция литниково-вентиляционной системы;
  • температура заливаемого сплава и формы;
  • режимы смазки и вакуумирования.

Сочетанием и варьированием этих основных параметров, добиваются снижения негативных влияний особенностей процесса ЛПД.

Исторически выделяются следующие традиционные конструкторско-технологические решения по снижению брака:

регулирование температуры заливаемого сплава и формы;
повышение давление на металл во время заполнения и подпрессовки;
рафинирование и очистка сплава;
вакуумирование;
конструирование литниково-вентиляционной системы;

 

Также, существует ряд нетрадиционных решений, направленных на устранение негативного влияние особенностей ЛПД:

заполнение формы и камеры активными газами;
использование двойного хода запирающего механизма;
использование двойного поршня особой конструкции;
установка заменяемой диафрагмы;
проточка для отвода воздуха в камере прессования;

 

Литьё по выплавляемым моделям

Ещё один способ литья — по выплавляемой модели — известен с глубокой древности. Он применяется для изготовления деталей высокой точности и сложной конфигурации, невыполнимых другими методами литья (например, лопатки турбин и т. п.) Из легкоплавкого материала: парафин, стеарин и др., (в простейшем случае — из воска) путём его запрессовки в пресс-форму изготавливается точная модель изделия и литниковая система. Наиболее широкое применение нашёл модельный состав П50С50, состоящий из 50 % стеарина и 50 % парафина, для крупногабаритных изделий применяются солевые составы, менее склонные к короблению. Затем модель окунается в жидкую суспензию пылевидного огнеупорного наполнителя в связующем. В качестве связующего применяют гидролизованный этилсиликат марок ЭТС 32 и ЭТС 40, гидролиз ведут в растворе кислоты, воды и органического растворителя (спирт, ацетон). В настоящее время в ЛВМ нашли применения кремнезоли, не нуждающиеся в гидролизе в цеховых условиях и являющиеся экологически безопасными. В качестве огнеупорного наполнителя применяют: электрокорунд, дистенсилиманит, кварц, шамот и т. д. На модельный блок (модель и ЛПС) наносят суспензию и производят обсыпку, так наносят от 6 до 10 слоёв. С каждым последующим слоем фракция зерна обсыпки меняются для формирования плотной поверхности оболочковой формы. Сушка каждого слоя занимает не менее получаса, для ускорения процесса используют специальные сушильные шкафы, в которые закачивается аммиачный газ. Из сформировавшейся оболочки выплавляют модельный состав: в воде, в модельном составе, выжиганием, паром высокого давления. После сушки и вытопки блок прокаливают при температуре примерно 1000 °С для удаления из оболочковой формы веществ способных к газообразованию. После чего оболочки поступают на заливку. Перед заливкой блоки нагревают в печах до 1000 °С. Нагретый блок устанавливают в печь и разогретый металл заливают в оболочку. Залитый блок охлаждают в термостате или на воздухе. Когда блок полностью охладится его отправляют на выбивку. Ударами молота по литниковой чаше производится отбивка керамики, далее отрезка ЛПС.Таким образом получаем отливку.

Преимущества этого способа: возможность изготовления деталей из сплавов, не поддающихся механической обработке; получение отливок с точностью размеров до 11 — 13 квалитета и шероховатостью поверхности Ra 2,5—1,25 мкм, что в ряде случаев устраняет обработку резанием; возможность получения узлов машин, которые при обычных способах литья пришлось бы собирать из отдельных деталей. Литье по выплавляемым моделям используют в условиях единичного (опытного), серийного и массового производства.

В силу большого расхода металла и дороговизны процесса ЛВМ применяют только для ответственных деталей.

Процесс литья по выплавляемым моделям базируется на следующем основном принципе:

• Копия или модель конечного изделия изготавливаются из легкоплавкого материала.

• Эта модель окружается керамической массой, которая затвердевает и образует форму.

• При последующем нагревании (прокалке) формы модель отливки расплавляется и удаляется.

• Затем в оставшуюся на месте удалённого воска полость заливается металл, который точно воспроизводит исходную модель отливки.

 

Литьё по газифицируемым моделям

Литьё по газифицируемым моделям (ЛГМ) из пенопласта по качеству фасонных отливок, экономичности, экологичности и высокой культуре производства наиболее выгодно. Мировая практика свидетельствует о постоянном росте производства отливок этим способом, которое в 2007 году превысило 1,5 млн т/год, особенно популярна она в США и Китае (в одной КНР работает более 1,5 тыс. таких участков), где всё больше льют отливок без ограничений по форме и размерам. В песчаной форме модель из пенопласта при заливке замещается расплавленным металлом, так получается высокоточная отливка. Чаще всего форма из сухого песка вакуумируется на уровне 50 кПа, но также применяют формовку в наливные и легкоуплотняемые песчаные смеси со связующим. Область применения — отливки массой 0,1—2000 кг и более, тенденция расширения применения в серийном и массовом производстве отливок с габаритными размерами 40—1000 мм, в частности, в двигателестроении для литья блоков и головок блоков цилиндров и др.

На 1 тонну годного литья расходуется 4 вида модельно-формовочных (неметаллических) материалов:

кварцевого песка — 50 кг,
противопригарного покрытия — 25 кг,
пенополистирола — 6 кг,
плёнки полиэтиленовой — 10 кв.м.
Отсутствие традиционных форм и стержней исключает применение формовочных и стержневых смесей, формовка состоит из засыпки модели песком с повторным его использованием на 95-97 %.

 

Центробежное литьё

Центробежный метод литья (центробежное литьё) используется при получении отливок, имеющих форму тел вращения. Подобные отливки отливаются из чугуна, стали, бронзы и алюминия. При этом расплав заливают в металлическую форму, вращающуюся со скоростью 3000 об/мин.

Под действием центробежной силы расплав распределяется по внутренней поверхности формы и, кристаллизуясь, образует отливку. Центробежным способом можно получить двухслойные заготовки, что достигается поочерёдной заливкой в форму различных сплавов. Кристаллизация расплава в металлической форме под действием центробежной силы обеспечивает получение плотных отливок.

При этом, как правило, в отливках не бывает газовых раковин и шлаковых включений. Особыми преимуществами центробежного литья является получение внутренних полостей без применения стержней и большая экономия сплава в виду отсутствия литниковой системы. Выход годных отливок повышается до 95 %.

Широким спросом пользуются отливки втулок, гильз и других заготовок, имеющих форму тела вращения, произведенные с помощью метода центробежного литья.

Центробежное литьё — это способ получения отливок в металлических формах. При центробежном литье расплавленный металл, подвергаясь действию центробежных сил, отбрасывается к стенкам формы и затвердевает. Таким образом получается отливка. Этот способ литья широко используется в промышленности, особенно для получения пустотелых отливок (со свободной поверхностью).

Технология центробежного литья обеспечивает целый ряд преимуществ, зачастую недостижимых при других способах, к примеру:

Высокая износостойкость.
Высокая плотность металла.
Отсутствие раковин.
В продукции центробежного литья отсутствуют неметаллические включения и шлак.
Центробежным литьём получают литые заготовки, имеющие форму тел вращения:

втулки;
венцы червячных колёс;
барабаны для бумагоделательных машин;
роторы электродвигателей.
Наибольшее применение центробежное литьё находит при изготовлении втулок из медных сплавов, преимущественно оловянных бронз.

По сравнению с литьём в неподвижные формы центробежное литьё имеет ряд преимуществ: повышаются заполняемость форм, плотность и механические свойства отливок, выход годного. Однако для его организации необходимо специальное оборудование; недостатки, присущие этому способу литья: неточность размеров свободных поверхностей отливок, повышенная склонность к ликвации компонентов сплава, повышенные требования к прочности литейных форм.

Литьё в оболочковые формы[править | править код]
Литьё в оболочковые формы — способ получения фасонных отливок из металлических сплавов в формах, состоящих из смеси песчаных зёрен (обычно кварцевых) и синтетического порошка (обычно фенолоформальдегидной смолы и пульвер-бакелита). Предпочтительно применение плакированных песчаных зёрен (покрытых слоем синтетической смолы).

Оболочковую форму получают одним из двух методов. Смесь насыпают на металлическую модель, нагретую до 300 °C, выдерживают в течение нескольких десятков секунд до образования тонкого упрочнённого слоя, избыток смеси удаляют. При использовании плакированной смеси её вдувают в зазор между нагретой моделью и наружной контурной плитой. В обоих случаях необходимо доупрочнение оболочки в печи (при температуре до 600—700 °C) на модели. Полученные оболочковые полуформы скрепляют, и в них заливают жидкий сплав. Во избежание деформации форм под действием заливаемого сплава перед заливкой их помещают в металлический кожух, а пространство между его стенками и формой заполняют металлической дробью, наличие которой воздействует также на температурный режим охлаждающейся отливки.

Этим способом изготавливают различные отливки массой до 25 кг. Преимуществами способа являются значительные повышение производительности по сравнению с изготовлением отливок литьём в песчаные формы, управление тепловым режимом охлаждения отливки и возможность механизировать процесс.

Все о литье в песчаные формы: что это такое и как это работает

Литье металлов является одним из самых простых, но наиболее полезных методов производства, доступных дизайнерам. Эти процессы включают заливку расплавленного металла внутрь предварительно отформованной формы, которая при охлаждении становится готовой деталью. Возможность формовать металл без необходимости механической обработки позволила массово производить сложные детали, которые являются одновременно прочными и недорогими. В результате существует множество процессов, используемых для литья металла, и в этой статье будет освещен наиболее широко используемый метод литья — литье в песчаные формы.В этом процессе используется песок для создания любого количества форм сложной формы, и в этой статье будет показано, как работает этот процесс, как он работает по сравнению с другими методами и где литье в песчаные формы используется в промышленности сегодня.

Что такое литье в песчаные формы и как это работает?

Рисунок 1: Основные этапы процесса литья в песчаные формы.

Изображение предоставлено: https://en.wikipedia.org

Литье в песчаные формы — это процесс литья, при котором песок используется для создания формы, после чего в эту форму заливается жидкий металл для создания детали.Чтобы узнать о других формах литья, посетите нашу статью о типах процессов литья. В этом методе используется песок, потому что он хорошо изолирует, он относительно дешев и из него можно формовать любую форму. В этом процессе есть определенные этапы (показаны в упрощенном виде на рисунке 1), и в этой статье будет рассмотрен каждый из этих этапов, чтобы проиллюстрировать, как именно проводится эта процедура литья.

Первый шаг в процессе литья в песчаные формы включает в себя изготовление литейного образца — копии внешнего вида отливки — для формы.Эти модели часто изготавливаются из таких материалов, как дерево или пластик, и имеют увеличенный размер, чтобы литой металл давал усадку при охлаждении. Они используются для создания песчаной формы для конечной детали и потенциально могут быть использованы повторно в зависимости от материала модели. Часто две половинки шаблона создаются отдельно, что создает полости при соединении (показано на рисунке 1). Стержни представляют собой внутренние вставки формы, которые также можно использовать, если необходимы внутренние контуры, но обычно они удаляются после одной отливки.Тип шаблона и его материал диктуются не только желаемыми размерами детали, но и количеством необходимых отливок из каждой формы.

Вторым этапом является процесс изготовления песчаной формы по этим шаблонам. Песчаная форма обычно состоит из двух половин, где одна сторона формы выполнена по одному шаблону, а другая сторона выполнена по другому шаблону (показанному на рисунке 1). Хотя формы не всегда могут состоять из двух половин, такое расположение обеспечивает самый простой способ как создания формы, так и доступа к отлитой детали.Верхняя часть формы известна как «ручка», а нижняя половина — «перетаскивание», и обе изготавливаются путем упаковки песка в контейнер («колбу») вокруг узоров. Оператор должен плотно утрамбовывать (или утрамбовывать) песок в каждом шаблоне, чтобы гарантировать отсутствие рыхлого песка, и это можно сделать вручную или с помощью машины. После трамбовки узоры удаляются, а их внешние контуры остаются в песке, где производители затем могут создавать каналы и соединения (известные как ворота / полозья) в волоку и воронку в верхней части (известную как «литник»).Эти лотки/литники и литники необходимы для точного литья, так как литники и литники позволяют металлу поступать в каждую часть формы, а литник позволяет легко заливать в форму.

Третий основной этап литья в песчаные формы — это сжатие тяги и крышки вместе, в результате чего получается полная форма. Если для некоторых внутренних контуров требуется стержень, его помещают в форму перед этапом зажима, а также проверяют любые литники/направляющие на наличие смещения.

Четвертый этап начинается, когда желаемый конечный материал (почти исключительно металл) плавится в печи, а затем заливается в форму.Его осторожно заливают / разливают в литник формы, где расплавленный металл будет соответствовать полости, оставленной шаблонами, а затем оставляют для полного остывания. После того, как металл перестанет быть горячим, производители удалят песок из формы (с помощью вибрации, гидроабразивной струи и других неразрушающих средств, известных как «вытряхивание»), чтобы обнажить грубую конечную деталь.

Пятый и последний этап (не показан на рис. 1) — это этап очистки, на котором грубая деталь очищается до ее окончательной формы. Эта очистка включает в себя удаление литниковой системы и направляющих, а также любых остаточных частей пресс-формы/стержня, оставшихся в готовой детали.Деталь обрезается в местах излишков, а поверхность отливки может быть отшлифована/полирована до желаемой степени отделки. После капитальной очистки каждая деталь проверяется на наличие дефектов и тестируется, чтобы обеспечить соответствие стандартам качества производителя, чтобы они работали должным образом в своих соответствующих приложениях.

Преимущества и недостатки литья в песчаные формы

Процесс литья в песчаные формы имеет множество преимуществ, особенно по сравнению с литьем по выплавляемым моделям, еще одним популярным методом литья (чтобы узнать больше, прочитайте нашу статью о литье по выплавляемым моделям).В этом разделе будет кратко рассмотрено, почему литье в песчаные формы так широко распространено в промышленности, а также в чем его недостатки как производственного метода.

Основные преимущества использования литья в песчаные формы перечислены ниже:

  • Отливка в песчаные формы может быть использована для изготовления деталей практически любого размера, от спускового крючка пистолета до блока цилиндров двигателя – она не ограничивается желаемым размером детали, если изготовлена ​​правильная форма
  • Литье в песчаные формы может создавать очень сложные детали, если используются правильные системы стержней/литников
  • Процесс легко адаптируется и может быть реализован в массовом производстве деталей
  • Почти все типы сплавов могут быть отлиты, если они плавятся и являются текучими
  • Стоимость оборудования невысокая, так как часто используется только песок и многоразовые шаблоны
  • Время изготовления форм невелико, что делает литье в песчаные формы идеальным для мелкосерийного производства
  • Литье в песчаные формы имеет низкую стоимость установки и рентабельно модифицировать
  • .

Основные недостатки литья в песчаные формы перечислены ниже:

  • Литье в песчаные формы создает в металле высокую степень пористости, что приводит к низкой прочности конечной детали
  • Поверхность после пресс-формы плохо обработана и должна быть очищена
  • Точность размеров литых деталей низкая из-за плохой обработки поверхности, а также усадки металла после охлаждения
  • Литье в песчаные формы не может предотвратить дефекты, поэтому очистка обязательна и может занять много времени
  • Детали, отлитые в песчаные формы с низкими допусками, должны подвергаться дополнительной механической обработке

Таким образом, хотя литье в песчаные формы может быть более дешевой альтернативой литью по выплавляемым моделям и может обеспечивать гораздо более сложные формы, требуется гораздо больше работы, чтобы получить ту же точность, отделку и общее качество детали.

Применение литья в песчаные формы

Трудно представить, сколько различных технологий использует литье в песчаные формы. Его универсальность в качестве процесса литья делает его идеальным для практически любой сложной детали, и почти каждая современная технология извлекает выгоду из этого производственного процесса. Ниже приведен список лишь нескольких продуктов, изготовленных с использованием процесса литья в песчаные формы, который показывает, насколько разнообразными могут быть возможные применения.

Литье в песчаные формы используется для создания таких изделий, как:

  • Многие виды поршней и клапанов
  • Вентиляторы/крыльчатки
  • Кулачки, втулки и подшипники
  • Электронное оборудование
  • Резервуары для газа/масла
  • Большинство аппаратных средств
  • Блоки двигателя
  • Автомобильные детали
  • Винты, гайки и шестерни
  • Сельскохозяйственные машины
  • Медицинское оборудование
  • Горнодобывающее оборудование

и многое другое.

Литье в песчаные формы, хотя и далеко не такое точное, как литье по выплавляемым моделям, представляет собой недорогой и несложный производственный процесс, который неоднократно зарекомендовал себя как неотъемлемая часть современного производства. Если литье по выплавляемым моделям слишком громоздко или требуются большие детали, рассмотрите возможность внедрения литья в песчаные формы на вашей производственной линии.

Сводка   

В этой статье представлен краткий обзор процесса литья в песчаные формы. Для получения информации о других продуктах обратитесь к нашим дополнительным руководствам или посетите платформу поиска поставщиков Thomas, чтобы найти потенциальные источники поставок или просмотреть подробную информацию о конкретных продуктах.

Источники: 
  1. https://engineeringproductdesign.com/knowledge-base/sand-casting/
  2. https://www.open.edu/openlearn/science-maths-technology/engineering-technology/manupedia/sand-casting
  3. http://www.metal-technologies.com
  4. https://www.lbfoundry.com/sand-casting-process-advantages.html
  5. http://fab.cba.mit.edu/classes/863.16/doc/tutorials/sandcasting/index.html

Другие изделия для литья

Еще от Изготовление и изготовление на заказ

Руководство по правильному выбору

Литье — популярный производственный процесс с многочисленными промышленными применениями из-за его универсальности, производительности и относительно низкой стоимости.Споры о литье под давлением и литье в песчаные формы довольно распространены. Оба процесса имеют свои преимущества и недостатки, поэтому трудно определить явного победителя. В конце концов, правильный процесс зависит от ваших общих требований, сложности конструкции, свойств материала и других важных факторов.

Проще говоря, в процессе литья металл плавится и расплавленная смесь помещается в заранее определенную форму, чтобы придать ей форму. Так почему же существует так много видов процессов литья и чем они отличаются?

Большинство используемых сегодня процессов литья различаются по способу обработки расплавленного металла и его осаждения в форме.Двумя наиболее распространенными видами литья являются литье в песчаные формы и литье под давлением. Возможно, вы слышали, что эти термины используются взаимозаменяемо, но это неверно.

Читайте дальше, чтобы узнать больше о процессах и узнать, кто побеждает в противостоянии процессов литья под давлением и литья в песчаные формы.

Литье под давлением и литье в песчаные формы: краткий обзор процессов

Чтобы понять, какой процесс между литьем в песчаные формы и литьем под давлением лучше подходит для вашего бизнеса, вам необходимо знать, как они работают и в чем их отличия.Знание их тонкостей, требований и результатов поможет вам сделать осознанный выбор и выбрать лучший процесс для вашего приложения.

Итак, давайте кратко рассмотрим оба процесса литья.

1 – Что такое литье под давлением

Как следует из названия, для процесса литья под давлением требуется металлическая форма, которая определяет окончательную форму изделия. Процесс происходит при экстремальных давлениях и температурах. Процесс литья требует от вас впрыскивания раскаленной расплавленной жидкости в металлическую форму, где она затвердевает в течение короткого времени.

Когда ваш продукт будет готов, вы можете вынуть его из формы и приготовиться к следующей партии. Как правило, процесс литья под давлением может занять от нескольких секунд до нескольких минут в зависимости от размера, формы и веса конечного продукта.

Однако вам не нужно воссоздавать или уничтожать форму, так как вы сразу будете готовы к следующей. Это качество, наряду с невероятной скоростью процесса, является одним из важнейших факторов при изучении различий литья в песчаные формы и литья под давлением.Вот почему высокоскоростные производственные среды всегда отдают предпочтение литью под давлением.

2 – Что такое литье в песчаные формы

Литье в песчаные формы немного отличается от литья под давлением. Вы по-прежнему имеете дело с расплавленным металлом, которому нужно придать желаемую форму, но при этом не требуется никакого давления. Весь процесс литья в песчаные формы происходит при атмосферном давлении, когда вы создаете свои формы из песка, а затем разбиваете их на части.

Одним из главных преимуществ литья под давлением является мгновенная доступность пресс-формы.При литье песка такого нет. Форма, которую вы создадите, потребует около 10 минут подготовки, прежде чем она будет готова к использованию.

Это несоответствие делает литье в песчаные формы менее подходящим для задач, требующих скорости. Тем не менее, этот процесс довольно рентабелен и универсален, что делает его более подходящим для сплавов и необычных форм. Вы получаете больше свободы, потому что процесс прост и позволяет легко обрабатывать различные сплавы.

Основные различия между литьем в песчаные формы и литьем под давлением

Как литье в песчаные формы, так и литье под давлением действительно являются отличным выбором для различных ситуаций.Они эффективны, относительно быстры и могут дать вам нужный результат очень быстро. Поэтому определение явного победителя при оценке различий в литье в песчаные формы и литье под давлением может быть чрезвычайно трудным.

Однако существуют некоторые ключевые различия, которые необходимо учитывать при выборе между двумя методами литья. Знание о них может помочь, так как вы будете в лучшем положении, чтобы принять обоснованное решение относительно выбранного вами процесса.

Вот 7 основных различий между процессами литья в песчаные формы и литья под давлением.

Отличие первое: материалы

Самая большая разница между двумя процессами литья заключается в материале, который используется для изготовления формы. Формы для литья под давлением выполнены из металла, а формы для литья в песчаные формы, как следует из их названия, – из песка. Это означает лучшие общие результаты. Механические свойства деталей, отлитых в песчаную форму, по сравнению с литыми под давлением деталями – еще один важный фактор, влияющий на ваш выбор.

Как правило, изделия, отлитые под давлением, более долговечны из-за давления, возникающего в процессе.Давление гарантирует, что внутри практически нет зазоров, и весь продукт не имеет внутренних дефектов.

Отличие второе: сложность деталей

Еще одно различие между результатами литья под давлением и литья в песчаные формы заключается в общей сложности деталей. Литье в песчаные формы может обрабатывать гораздо более сложные конструкции и более крупные конструкции по сравнению с его аналогом. Однако литье под давлением обеспечивает гораздо большую точность размеров и скорость.

Это означает, что ваше окончательное решение зависит как от требований вашего продукта, так и от параметра, на котором вам нужно сосредоточиться.Если вы планируете делать что-то быстро и в больших объемах, то литье под давлением — ваш выбор.

Отличие третье: Толщина стенки

Как правило, литье в песчаные формы дает более толстые стенки. Это означает, что у вас есть больше места для исправления неточностей с помощью механической обработки и другой постобработки. Напротив, литье под давлением дает более тонкие стенки, но имеет большую точность размеров. Вот почему литье в песчаные формы не подходит для небольших объектов с небольшими допусками. Становится чрезвычайно сложно поддерживать постоянство и добиваться наилучших результатов.

Отличие четвертое: объем производства

Одним из преимуществ литья в песчаные формы являются более простые требования к инструментам. Процесс занимает немного времени и может дать вам хорошие результаты с первой части. С другой стороны, литье под давлением подходит для крупносерийного производства, потому что его первоначальная оснастка более сложная и требует больше времени.

Однако следует помнить, что литье под давлением — более быстрый процесс, когда речь идет о больших объемах. Это означает, что при литье под давлением вы изготовите тысячу деталей за меньшее время по сравнению с альтернативой.Однако начальное время, необходимое для литья под давлением, делает другой процесс лучшим выбором, если вам нужно 100–150 или даже меньшее количество изделий.

Пятое отличие: обработка поверхности

Другим важным параметром является обработка поверхности конечного продукта. Процесс литья в песчаные формы обеспечивает в целом грубую и шероховатую поверхность и может даже потребовать некоторой обработки после охлаждения. С другой стороны, отделка поверхности, которую вы получаете при литье под давлением, превосходна и обычно не требует дополнительной обработки.Таким образом, ваше изделие будет готово, как только оно выйдет из формы.

Отличие шестое: стоимость

Стоимость литья под давлением по сравнению с литьем в песчаные формы – еще одно решающее отличие, которое определяет наилучший для вас процесс. Изготовление металлической формы для процесса литья под давлением, очевидно, требует больших затрат по сравнению с простотой изготовления песка. Металлические формы требуют больше времени и опыта, что, естественно, увеличивает общую стоимость этого процесса.

Седьмое отличие: области применения

Оба процесса литья находят широкое применение в промышленности благодаря своей универсальности, производительности и функциональности.Однако некоторые различия в литье в песчаные формы и литье под давлением делают их подходящими для определенных применений.

Например, медицинские устройства. Они требуют предельной точности и изящества. Кроме того, большинство из них довольно маленькие. Оба эти свойства делают литье под давлением лучшим выбором для их производства. Еще одним отличием применения может быть автомобильный сектор. Некоторые компоненты в этой отрасли довольно велики. Хотя в тесте на прочность литья под давлением и литья в песчаную форму первое победит.Однако литье в песчаные формы все же лучше из-за огромного размера деталей.

RapidDirect: правильный партнер, который приведет вас к вершине

Не знаете, какой процесс использовать? Вы попали в нужное место. От экспертных советов о том, какой процесс лучше всего подходит для ваших операций и продуктов, до мгновенного получения котировок в течение 24 часов о наших конкурентоспособных ценах, RapidDirect является лучшим партнером в отрасли, с которым вы можете работать.

На протяжении многих лет команда RapidDirect работала над многочисленными проектами и усовершенствовала свои услуги по литью под давлением.Передовые мощности компании обеспечивают своевременную поставку высококачественных компонентов. RapidDirect сертифицирована по стандарту ISO и поддерживает строгие стандарты качества, чтобы всегда предоставлять своим клиентам самое лучшее.

Загрузите свои файлы и начните работу с RapidDirect уже сегодня!

Кроме того, RapidDirect обеспечивает немедленную обратную связь и обеспечивает полностью прозрачный процесс. Вам никогда не придется беспокоиться о том, что вы не в курсе вашего проекта.Таким образом, вы можете поддерживать эффективный контроль и пользоваться высочайшими стандартами качества по самой конкурентоспособной цене.

Свяжитесь с RapidDirect сегодня, чтобы начать работу.

Часто задаваемые вопросы о литье под давлением и литье в песчаные формы

Какой процесс является лучшим вариантом между литьем в песчаные формы и литьем под давлением?

Как литье в кокиль, так и литье в песчаные формы представляют собой разные процессы, отвечающие различным требованиям и дающие уникальные результаты. Хотя нет четкого ответа, когда вы спрашиваете о победителе в споре о литье под давлением и литье в песчаные формы, причина этого ясна.Оба процесса могут выполнять свою работу, и правильный выбор зависит от ваших требований.

Литье в песчаные формы или литье под давлением: что дешевле?

Когда речь идет об инструментах и ​​других требованиях к процессу, песчаная обсадная труба является более доступным вариантом по сравнению с литьем под давлением. Первый требует небольших капиталовложений и гораздо более идеален для любой работы, где бюджет выступает в качестве одного из основных ограничений. Вы можете рассчитывать на квоту от 500 до 8000 долларов в зависимости от сложности работы.Для литья под давлением типичная стоимость, которую вы можете ожидать, может варьироваться от 8000 до 80 000 долларов. Однако литье под давлением гораздо более устойчиво по сравнению с его альтернативой, поскольку в долгосрочной перспективе этот процесс позволяет увеличить общую экономию.

Какое самое большое преимущество литья в песчаные формы перед литьем под давлением?

Литье под давлением — идеальный выбор для любого сложного проекта, требующего высокой точности и малой погрешности. С другой стороны, литье в песчаные формы обеспечивает гораздо большую гибкость в выборе размера и является идеальным выбором для крупных деталей.Однако самым большим преимуществом является не его гибкость и низкая стоимость, а скорее литье в песчаные формы, которое подходит для сплавов и может использоваться с любым типом, в основном без осложнений.

Что такое отливки из зеленого песка?

Что такое отливки из зеленого песка?

Отливки из зеленого песка – это отливки, изготовленные с использованием форм из мокрого песка или «зеленого песка». Песок не зеленого цвета, и в формах не используется «зеленый песок», песчаник зеленоватого цвета. Вместо этого песок называют «зеленым», потому что в нем есть влага (как в зеленой древесине) до того, как песок высохнет, когда расплавленный металл заливается в форму.

Влажность песка и его слипание при изготовлении форм дает глина, подмешиваемая в песок. Бентонитовая глина и песок, смешанные вместе, образуют прочные формы, которые можно создавать на автоматизированной сборочной линии.

Популярны ли литье в зеленый песок?

Вы можете найти отливки из зеленого песка во всем, от блоков двигателей и маховиков до корпусов насосов и деталей кораблей. Около 42% всех литых деталей в США изготавливаются с использованием форм из сырого песка.Для сравнения, без выпечки, второй по популярности тип, составляет около 40%.

Возможность быстрого изготовления форм с помощью автоматизированных машин делает литье в сырой песок экономичным и популярным для изготовления средних и больших объемов отливок, поскольку автоматизированные процессы позволяют быстро изготавливать большое количество форм по доступной цене.

Отливки из сырого песка не только относительно недороги, но и позволяют делать очень большие отливки. Отливки из зеленого песка весом 7000 фунтов не редкость, хотя большинство остается в диапазоне от 1 до 500 фунтов.Отливки из сырого песка имеют ограничение по размеру из-за уплотнения, необходимого при изготовлении формы, поэтому для действительно больших отливок необходимо выбирать другие методы. Отливки без обжига лучше подходят для отливок гигантских размеров. Были изготовлены отливки без обжига весом до 50 тонн (100 000 фунтов).

Как изготавливаются формы для зеленого песка?

Форма из сырого песка изготавливается путем загрузки сырого песка в формовочную машину, а затем в песок вдавливается шаблон. Давление, создаваемое при вдавливании формы в песок, создает форму, похожую на то, когда ребенок вдавливает рисунок в пластилин Play-Doh, чтобы создать фигуру.

Недостатком использования форм из сырого песка для отливок является то, что они не имеют такого жесткого допуска, как некоторые другие типы форм, такие как отливки без обжига. Это означает, что если у вас есть отливки, требующие жестких допусков или точных размеров, вы можете обнаружить, что отливки из сырого песка требуют немного большей обработки, чем другие формы форм, чтобы получить желаемый конечный результат. Вы также получаете лучшую отделку поверхности (более гладкую поверхность) с другими процессами литья.

Из чего сделан зеленый песок для форм?

Неочищенный песок для литейных форм обычно состоит из смеси:

Песок = 75-85%

Бентонитовая глина = 5-11%

Вода = 2-4%

Другие материалы = 3-5%

Кремнезем в песке может попасть в воздух в процессе литья, поэтому американские литейщики устанавливают системы контроля воздуха, которые вытягивают частицы кремнезема и все остальное из воздуха, чтобы обеспечить безопасность литейщиков.

Что происходит с песком после заброса?

После того, как сырой песок используется для изготовления отливки, песок «расходуется», другими словами, песок нельзя использовать снова для отливки без дорогостоящего процесса разделения материалов для повторного использования того, что еще остается полезным в песчаной смеси. Более экономичный способ – каждый раз использовать новый песок, а отработанный использовать для других целей.

Повторное использование песка предотвращает попадание песка на свалки (куда раньше направлялся отработанный зеленый песок), но позволяет новому пользователю песка покупать песок по более низким ценам, чем первичный песок.В песке нет токсичных веществ, поэтому с каждой стороны просто разумно использовать песок.

 

Precision Airset Литье в песчаные формы для металлов

Слева: картер автомобильной коробки передач.

 

Небольшой цилиндр двигателя из процесса литья в песчаные формы.

 

Защитное применение литья в песчаные формы.

 

Precision Airset Sand Casting — это модифицированный процесс литья в песчаные формы, который позволяет Armstrong RM изготавливать более крупные детали из алюминия и цинка за 2-5 недель.Используя этот метод прецизионного литья в песчаные формы, ваши детали обеспечивают превосходные металлургические свойства в толстостенных секциях и превосходную чистоту поверхности по сравнению с другими методами литья в песчаные формы.

  • Детали через 2-5 недель
  • Имитирует более крупные литые детали по внешнему виду и свойствам
  • Недорогой инструмент позволяет легко модифицировать геометрию
  • Превосходный производственный метод для программ, которые не могут оправдать твердую оснастку
  • Превосходные металлургические характеристики – имеются сертификаты

Преимущества процесса прецизионного литья в песчаные формы достигаются за счет использования мелкозернистого кремнезема и процесса без обжига.По сравнению с обычным литьем в песчаные формы и V-образным литьем вы увидите (и почувствуете) разницу в чистоте поверхности и деталях.

Прецизионное литье в песчаные формы с воздушным осаждением является дополнительным процессом к формованию резиновой гипсовой лепнины. Чтобы определить, что лучше всего подходит для вашего применения, позвоните нам сегодня или отправьте электронное письмо по адресу [email protected]

Подробные характеристики см. в техническом паспорте Precision Airset Casting.

 

 

Смотреть видео

Хотите узнать, как работает наш процесс прецизионного литья в песчаные формы?

Откройте для себя наши литейные и литейные цеха, нажав на видео справа.

 

Литье в песчаные формы – OpenLearn – Открытый университет

Машинное формование

В современных литейных цехах формы малых и средних размеров изготавливают машинным способом. Для массового производства используются шаблоны совмещенных пластин с шаблоном накладки, прикрепленным к алюминиевой пластине, и шаблоном перетаскивания на другой стороне пластины. Пластина помещается между рукоятью и тягой.Трамбовка песка может производиться машиной. Отверстия производятся с использованием стержней.

Ручная трамбовка

Ручная трамбовка песка зависит от навыков оператора. Точность обычно низкая, и этому обычно противостоят большие припуски на механическую обработку. Повторяемость и отделка поверхности плохие.

Производство:

  1. Литейные пески обычно представляют собой смесь зерен кремнезема (SiO 2 ), 5–20 % глины или бентонита и воды (2–8 %).
  2. Песок формируется вручную или механическим способом вокруг деревянного или металлического шаблона, который можно снять, чтобы оставить в песке полость требуемой формы. Для облегчения этого формы обычно разделяют на две или более частей, а шаблоны сужают (5 мм м -1 ). Выход 40–50 %, масса отливок от 100 г до 100 т.
  3. Доступ к полости литейной формы для ввода расплавленного металла обеспечивается через литник разливочной ванны, желоб, стояк и затворную систему, отлитые в верхней и нижней половинах литейной формы.
  4. Стержни используются для формирования отверстий в отливках. Их помещают в разъемные формы после снятия модели. Обычно стержни изготавливают методом сухого формования из песка. Песок керна смешивают с маслом, органическим связующим материалом и водой. Их формуют в стержневых ящиках, затем вынимают и запекают при 170–230 ˚C. Более новый метод изготовления сердечников заключается в связывании сердечника путем пропускания через него CO 2  .
  5. Достигается широкий диапазон производительности от машинного литья с использованием таких устройств, как ручное «встряхивание-сжатие», до крупного промышленного предприятия.Затраты на оборудование и инструменты всегда высоки.
  6. Химически связанные пески (силикат натрия/CO 2  процесс) позволяют производить твердые формы с хорошей точностью размеров, но не допускают неточностей в моделировании. Песок не так легко перерабатывается.

Материалы:

  1. Большинство металлов и сплавов (за исключением реактивных и тугоплавких металлов, таких как титан и вольфрам) можно отливать в песчаные формы на воздухе.
  2. Чугуны (Fe/1,5–4,5%C) отливают при температуре 1200–1480 °C.Серый чугун содержит частицы чешуйчатого графита, которые придают ему хорошие вибрационные свойства. Это в ущерб прочности и пластичности. Большую часть пластичности можно восстановить, изменив графит на менее опасную глобулярную или сфероидальную форму. Это достигается за счет внесения в расплав небольшого количества магния непосредственно перед заливкой.
  3. Из-за более высокой температуры плавления стали не рекомендуется использовать в качестве литейных сплавов.
  4. Второй по величине группой литейных сплавов являются сплавы на основе алюминия.Сплавы алюминия и кремния являются наиболее пригодными для литья сплавами, а их эвтектический состав (12 % кремния) является наиболее благоприятным. Основной проблемой алюминиевых отливок является относительно высокая усадка, возникающая во время затвердевания.
  5. Сплавы на основе меди отливают в песчаные формы с добавками цинка, олова и свинца.
  6. При литье чугуна в формовочный материал добавлена ​​угольная пыль; этот тип зеленого песка черный. Когда используются «естественные» пески (отложения кварцевого песка, содержащие глину, вместе с которой они были обнаружены, или осадочные отложения, в которых глина выступает в качестве собственного «природного» связующего), встречаются другие цвета.Например, «Бромсгроув Ред» — популярный натуральный формовочный песок, который добывают прямо из земли и доставляют на завод. Этот тип зеленого песка имеет красный цвет.

Дизайн:

  1. Размер и форма рисунка должны учитывать относительную степень усадки и изменения формы, которые могут произойти при затвердевании.

    Примерная усадка для некоторых литейных сплавов.

    Сплав

    Усадка (мм м -1 )

    Чугун

    10

    Сталь

    20

    Латунь

    15

    Алюминий

    13

    На основе магния 13
  2. Форма отливки должна обеспечивать постепенное затвердевание от самых удаленных частей назад.Когда изменения толщины стенок существенны, переход улучшается за счет применения больших радиусов, рисунок (а). Небольшие радиусы или острые углы увеличивают напряжение в готовой отливке, а также могут препятствовать правильной подаче во время затвердевания. Локализованные тяжелые поперечные сечения, рисунок (b), создают горячие точки, где расплавленный металл затвердевает только после замерзания соседних зон, создавая усадочные полости. Применение радиуса к внешней поверхности или смещение ребер, рисунок (c), облегчает эту проблему.Компоненты с низкой температурой плавления вызывают горячие разрывы, рисунок (d), поэтому используются S-образные спицы. Выкройке необходимо придать форму, как на рисунке (д), чтобы придать отливке требуемую форму, рисунок (е).

См. также: литье в песчаные формы под низким давлением, литье в оболочку из смолы, литье по выплавляемым моделям и процесс CLA–Hitchiner.

Эта статья является частью Manupedia, сборника информации о некоторых процессах, используемых для преобразования материалов в полезные предметы.

Девять фактов о зеленом песке

Процесс литья в зеленый песок является наиболее широко используемым процессом литья черных и цветных металлов. Этот процесс превратился из операции с интенсивным ручным управлением в высокомеханизированный и полностью автоматизированный процесс, который может производить более 300 форм в час.

С точки зрения веса, сложности и состава сплава с помощью литья в сырые песчаные формы можно производить широкий спектр отливок. Что касается формы, этот процесс можно использовать для отливки как простых деталей, таких как слитки, так и таких сложных, как блоки цилиндров.Он обычно используется для черных сплавов; однако его можно использовать практически для любого сплава, включая сплавы алюминия, меди, магния и никеля.

Одним из основных преимуществ литья в сырые песчаные формы является его низкая стоимость, особенно при массовом производстве отливок на высокоавтоматизированном оборудовании для формования и изготовления стержней. Еще одним важным преимуществом зеленого песка является его универсальность в отношении производства. Этот процесс может быть экономично применен к малым и большим производственным циклам. Кроме того, производительность может быть увеличена за счет изготовления нескольких полостей формы в одной форме.

При поиске источника заклинаний нужно помнить много фактов о зеленом песке.

1. Размер и форма отливок из сырого песка могут иметь широкий диапазон. Отливки весом от нескольких унций до 500 фунтов. распространены, а некоторые достигают 7000 фунтов. были сделаны.

2. Отливки из сырого песка могут быть изготовлены со стенками толщиной до 0,09 дюйма без максимального ограничения. Когда требуются тонкие стенки, литейное производство принимает особые меры предосторожности в отношении допусков на усадку в шаблонах, подготовке формы, вентиляции, методе заливки и других факторах.

3. Можно отливать с допуском +/-0,03 дюйма, но такие жесткие допуски могут привести к более высокому проценту брака. Допуск +/- 0,06 дюйма практичен для небольших отливок, но для более крупных отливок требуются повышенные допуски.

В особых случаях возможен допуск +/- 0,03 дюйма для первого дюйма, но за дополнительную плату. В общем, наименьшие допуски могут быть соблюдены только для размеров, полностью лежащих в одной части пресс-формы. Требуются большие допуски для размеров по линии разъема, которые зависят от степени закрытия пресс-формы.Размеры отливки зависят также от степени уплотнения формы, способа извлечения модели из формы, а также от температуры и скорости заливки.

4. Детали могут быть отлиты с отверстиями размером от 0,19 до 0,25 дюйма. Однако, если требуется, сверление небольших отверстий может оказаться более экономичным, чем бурение керна. Стержни могут вызвать некоторые проблемы в отливке, такие как смещение или газовая пористость, и проектировщик должен оценить варианты стержня и механической обработки. Также возможно изготовление отливок с выточками и специальными вставками, но за дополнительную плату.

5. Осадка при литье в песчаные формы составляет в среднем 0,0625 дюйма/фут или 1-3 градуса. Для ручной формовки и более глубоких секций этот припуск может потребоваться увеличить. Как правило, для удобства формовки припуски на внутренних поверхностях больше, чем припуски на наружных поверхностях.

6. Типичная чистота поверхности отливок из сырого песка находится в диапазоне 250–1000 микродюймов или среднеквадратичного значения (RMS). Поверхность отливок зависит от физических характеристик формовочной смеси, метода формования, качества поверхностей модели, типа металла и температуры заливки.Поскольку чистота поверхности напрямую влияет на стоимость отливки, конструкторы должны быть осторожны, чтобы не задавать чрезмерно гладкую поверхность.

7. Величина припуска на механическую обработку зависит от типа используемого металла, конфигурации отливки, размеров отливки, характеристик формы, склонности отливки к деформации и требуемого метода механической обработки. Небольшие отливки и отливки, изготовленные в больших количествах, обычно имеют меньший припуск на механическую обработку, чем крупные отливки и отливки, изготовленные небольшими партиями.Например, типичный припуск на машинную обработку чугунных отливок варьируется от 0,1–0,4 дюйма для отверстий диаметром от менее 12 дюймов до более 80 дюймов и от 0,09–0,4 дюйма для наружных поверхностей в том же диапазоне размеров. С большим опытом эти допуски можно уменьшить.

8. Отливки из сырого песка могут подвергаться термообработке для снижения остаточных напряжений и улучшения механических свойств. Кроме того, путем помещения отливок в форму можно повысить твердость и износостойкость отливки в нужных местах.

9. Как и другие процессы литья, литье в сырой песок имеет свои ограничения. Отделка поверхности отливок из сырого песка не такая гладкая, как отделка, полученная в результате других процессов. Это происходит из-за довольно грубой поверхности раздела между песчаной формой и расплавленным металлом. Кроме того, допуски при отливке в сырые песчаные формы хуже, чем в других процессах, из-за деформации формы под действием металлостатического давления и воздействия тепла, смещения формы и непредсказуемости усадки отливки.Таким образом, требуется некоторая механическая обработка отливок, которые используются в узлах.

Нажмите здесь , чтобы просмотреть эту статью в выпуске MCDP за январь-февраль 2019 года.

Алюминиевый литейный завод | LeClaire Manufacturing

Услуги по литью в песчаные формы

LeClaire Manufacturing в Беттендорфе, штат Айова, производит отливки и машины от простого до сложного алюминиевого литья в песчаные формы и отливки в постоянные формы. Сосредоточив внимание на автоматизации наших производственных процессов и средств управления, мы лидируем в литейной и обрабатывающей промышленности по качеству, постоянству и своевременным поставкам алюминиевого литья в песчаные формы и механической обработки.

Почему стоит выбрать LeClaire в качестве литейного завода по литью алюминия в песчаные формы?

  • Мы работаем в отрасли с 1966 года.
  • Мы делаем упор на качество изготовления.
  • Мы семейный бизнес.
  • Мы сертифицированы по стандарту ISO 9001:2015.
  • У нас есть чуть менее 300 000 квадратных футов производственных площадей в самом сердце Среднего Запада.

Запросить предложение

Инженерная экспертиза

Наша собственная команда по автоматизации постоянно устанавливает отраслевые стандарты, внедряя средства управления, развертывая роботов и продвигая технологические инновации в литье алюминия в песчаные формы.Это стремление к инженерному совершенству используется во всех наших литейных и механических цехах, чтобы предоставить вам операционные масштабы, редкие для алюминиевых литейных заводов.

Стабильный, надежный поставщик – надежный партнер в области литья алюминия

Стратегия LeClaire по диверсификации нашей клиентской базы и осуществлению контролируемого стратегического роста обеспечивает нам исключительную финансовую стабильность. В то время, когда другие алюминиевые литейные заводы ищут ответы, LeClaire имеет проверенный опыт устойчивого развития, чтобы удовлетворить ваши потребности в литье в песчаные формы сейчас и в будущем.

Мы реинвестируем в наш бизнес, и вы получаете выгоду

Год за годом мы инвестируем нашу прибыль обратно в наш бизнес. Это реинвестирование означает, что вы получаете доступ к современному формовочному оборудованию, рентгеновским технологиям в режиме реального времени, передовой робототехнике, ЧПУ, КИМ и многому другому. Мы расширили наш литейный цех, чтобы увеличить производительность, и мы улучшили наши процессы, чтобы обеспечить стабильное качество алюминиевых отливок без пористости и своевременную доставку на 98%.

Применение алюминиевого литья в песчаные формы

Алюминиевое литье в песчаные формы находит применение в различных отраслях промышленности, включая аэрокосмическую и оборонную; сельское хозяйство; автомобильный; энергия; морской; медицинский; добыча; и управление жидкостью.Ниже приведены некоторые примеры применения наших услуг по литью в ведущих отраслях промышленности.

Литье алюминия в песчаные формы для потребительских товаров

От деталей бытовой техники до алюминиевой посуды и оборудования для ухода за газонами — возможности литья в песчаные формы компании LeClaire идеально подходят для производства потребительских товаров для дома. Ведущие производители товаров для судовых двигателей, мотоциклов, снегоходов и решетчатых кузовов обращаются к LeClaire’s за услугами по литью алюминия.

Литье алюминия в песчаные формы для сельского хозяйства

Сельское хозяйство Наши возможности литья включают в себя измерительные и регулирующие устройства, клапаны и детали полевого оборудования.Наши услуги по литью в песчаные формы подходят для производства деталей для сборщиков и разбрасывателей, оборудования для удаления сельскохозяйственных отходов, запчастей для тракторов и другого сельскохозяйственного оборудования.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.