什么是砂铸件?

如何用砂模形成复杂铸件

倒一个砂模

砂模铸造是一种利用不可重复使用的砂模形成金属铸件的过程。一方面,铸造是一种粗暴的简单制造过程:任何在海滩上形成城堡的人都知道沙子可以用来制作详细的形状。然而,在铸造中,处理熔融金属的热量,必须考虑成功的许多因素。铸造用于制造各种尺寸的金属部件,从几盎司到几吨。可以形成砂模,以产生具有细透露细节,内核和其他形状的铸件。几乎任何金属合金都可以是砂铸造。凹陷在湿润的砂中制成,充满熔融金属,留下冷却。

什么是成型沙?

成型砂与其他模具材料有三种重要的优势:

  1. 它廉价,
  2. 它很容易回收,和
  3. 它可以承受极高的温度。

砂铸是具有高熔点温度的金属的少数可用方法之一,如钢,镍和钛。由于其灵活性,耐热性和相对较低的成本,砂铸是最广泛使用的铸造过程。

通过将液态金属倒入模腔中产生铸件。对于成功的铸件,模具腔必须保持其形状,直到金属冷却并完全固化。纯砂容易脱落,但成型砂含有粘合材料,可以增加其抵抗热量和保持形状的能力。

绿色沙子(沙子,煤粉,膨润土粘土和水的骨料)传统上是用于砂铸造的,无论现代化化学粘合的模塑系统变得越来越受欢迎。最广泛使用的铸造砂是二氧化硅(SIO2)。

成型砂特性

强度

砂模在机械应力条件下保持其几何形状的能力。

渗透率

砂模允许在铸造过程中允许气体和蒸汽逸出的能力。

水分含量

水分含量影响模具的强度和渗透性:水分过小的模具可能会分裂,而水分过多的模具会导致蒸汽气泡夹在铸造中。

流动性

沙子的容量填充图案中的小空腔。高流动性产生更精确的模具,因此可用于详细铸件。

晶粒大小

砂的各个颗粒的大小。

纹状

此属性根据它们的圆形来评估砂粒的形状。通常,铸造砂中使用三种谷物类别:

  1. 圆形粮食沙子提供相对较差的粘合强度,但流动性和表面光洁度良好。
  2. 角谷物由于互锁,具有更大的粘接强度,但流动性和渗透性比圆形谷物砂较差。
  3. 子角粒是中间道路。它们具有相对于圆形晶粒的更好的强度和较低的渗透性,但较低的强度和更好的渗透性而不是角粒。

折磨

砂混合物在力下塌陷的能力。更大的模具塌陷允许金属铸件在固化时自由缩小,而不会撕裂或破裂的风险。

耐火强度

模具不能熔化,燃烧或裂缝,因为熔融金属倒入其中。耐火强度测量塑造砂以承受极端热量的能力。

可重用性

塑造砂待重复使用的能力(在砂调节之后)在随后的制造操作中生产其他砂铸件。

模具盒填充
碎片盒填充有铸造砂。

成型砂的许多性质取决于砂粒的晶粒尺寸和分布:小粒度提高了模具强度,但大的晶粒尺寸更为渗透。精细堆积的沙子提供良好的表面光洁度,但具有低渗透性,而植物砂砾则提供相反的。

特殊添加剂或粘合剂可以添加到沙,粘土和水的基本骨料中以增加内聚力。这些粘合剂可以是有机或无机。常用粘合剂包括谷物,地面间距,海煤,吉尔逊石,燃料油,木粉,二氧化硅粉,氧化铁,珠光体,糖蜜,糊精和专有材料。

找到完美的组合并不容易。砂骨的一些性质彼此相互矛盾:具有更大收缩性的模塑砂具有更小的强度,并且具有更大强度的含量较少。往往需要权衡来实现为特定部件和铸造申请提供适当的属性的妥协。模塑砂性能的精确控制是必不可少的,沙子实验室已成为现代铸造厂的常见补充。

砂铸模的部分

守图箱
应对从模具盒中抽出。

由用于生产它的模具成形金属铸件 - 良好的模具是良好铸造的先决条件。模具具有多个配合物,共同影响最终产品。

模腔由模式,在砂模中形成印模的部分的全尺寸模型。某些内表面不包括在模式中,而是将由单独的核心创建。

一种核心是插入模具中的砂形以塑造铸造内部,包括诸如孔或通道的特征。核心通常由铸造砂制成,因此它们可以从铸件中摇动。一种核心印刷品是添加到图案,芯或模具的区域,以定位和支撑模具内的芯。

进一步提供了进一步的核心支持争吵- 在芯和腔表面之间固定的小金属件。为了保持该支撑,必须由具有相同或更高的熔化温度的金属组成,而不是铸造的金属。在凝固后,将在铸件内包裹。

可以使用与砂模的许多相同的方法生产沙芯:随着模具的成形为图案,砂芯成形为a核心盒;它们类似于模具,可以由木材,塑料或金属制成。核心盒还可含有多个空腔以产生几个相同的核心。

一种提升者模具中的额外空隙是含有多余金属的模具。它通过将熔融金属凝固和收缩时,通过将熔融金属供给模腔来防止收缩空隙在主铸造中形成。

整个砂模包含在一个叫做的盒子里烧瓶。在两件模具中,这是典型的砂铸件,上半部分(含有图案,烧瓶和核心的上半部分)被称为应付。下半部分称拖动。该分手线是分开应对和拖动的线条或表面。

如何制作砂铸造

砂铸件涉及四个基本步骤:组装砂模,将液体金属倒入模具中,让金属冷却,然后断开砂并去除铸件。当然,这个过程比听起来更复杂。

模具组件的第一步是用沙子部分填充拖曳。图案,核心印刷,核和门控系统放置在离子线附近。然后组装应对拖动。将额外的砂倒在应覆盖一半,直到覆盖图案,芯和门控系统,然后通过振动或机械装置压实砂。用撞击杆去除多余的沙子。

现在形成模具,从拖动中除去应对,因此可以从模具中提取图案。

仔细提取图案提取,以避免破碎或静置新形成的模腔。这是通过设计a的促进草案:垂直于分离线的垂直锥度。锥形锥通常至少为1°。图案的表面粗糙,草稿越多。

在填充液态金属之前,需要准备完整的模具;模腔通常用模具洗涤润滑,以便于铸造去除。然后将芯定位,加入诸如Cope绳索的附加模具材料以帮助防止输出,并且模具半部闭合并牢固地夹紧在一起;应对和拖动部分借助引脚和指南保持适当的对齐。

模具半部必须保持牢固,因此液态金属不能通过分离线泄漏。在倒入甘蔗渣模具之前,木材或金属浇注夹克通常放置在模具周围,并在顶部设定重量以保持应对升降。

熔融金属通过a进入模腔门控系统:熔融金属通过倒入模具中浇杯,继续下去骤水(门控系统的垂直部分),然后通过跑步者(水平部分)。建立气体和流离失所的空气逃逸通风口。金属从跑步者引入模具腔中的多个点被称为盖茨

铸造冷却后,它被分解出砂模。调用从铸件中去除沙子的过程摇晃。铸件可以手动除去或通过自动化机械除去。常用的搅动表和旋转翻转器。

砂型
完整的应对和拖动工程部分。

根据图案,烧瓶类型和机械化水平,对该基本过程有变化:

  • 凳子成型对于小型工作是首选。整个操作是在方便的高度方面进行的。
  • 地板造型用于中型和大尺寸的工作。顾名思义,模具在浇注之前在地板上设置。
  • 机械成型用于批量生产。机械成型可节省劳动力并提供卓越的准确性和均匀性,使得可以以快速的速度保持狭窄限制范围内的公差。通过模塑机器执行的主要操作是撞击模塑砂,滚过模具,形成栅极,敲击图案及其抽出。

回收型砂

沙子摇动完全铸造后,块状被冷却并压碎。除去所有颗粒和金属颗粒,通常在磁场的辅助方面被除去。所有的沙子和成分都用振动器,旋转屏幕或振动屏幕筛选。然后可以重新介绍清洁的砂,以重新引入模塑砂生产循环的开始。

成型砂制备在Mullers中,混合砂,粘合剂和水。曝气器结合使用以松开沙子,使其更加适合模塑。

准备好的沙子送到成型地板,通常由勺车或带式输送机,形成模具;模具可以放置在地板上或者通过输送机输送到浇注站。浇注后,将铸件从抖动站中的粘附砂移除。反过来,使用的沙子通过皮带输送机或其他方式返回到存储区间。

铸造砂通常通过许多生产周期再循环并重复使用。根据行业估计,每年生产约1亿吨沙子。其中,只丢弃了四到七百万吨,甚至那种砂经常被其他行业再循环。

砂成型工艺和方法

封闭的模具
一块闭合的沙子模具准备浇注。

绿色砂模

典型的绿色砂混合物含有89%的沙子,4%的水和7%的粘土。由于其低成本和稳固的整体性能,绿沙是一个行业最爱。绿色沙子中的“绿色”是指浇注过程中混合物中存在的水分含量。

绿色砂模具具有足够的强度,用于大多数砂铸造应用。他们还提供良好的折叠性,渗透性和可重用性。主要困难产生水分含量。太多的水分会导致铸件中的缺陷,含水量差异依赖于铸造的金属。

冷设置过程

有时非传统粘合剂用于工业砂铸造。常规的铸件粘合剂需要加热来固化,而当与砂混合时,这些替代粘合剂在室温下在化学上粘合 - 因此术语冷设定过程。技术上先进,这些相对较近的砂铸过程正在增长普及。冷设置过程比绿色砂模更昂贵,但它们生产具有卓越尺寸精度的铸件。

壳成型

壳体铸造是一种相对近来的批量生产和光洁度的模制技术的发明;它是德国在第二次世界大战期间使用的。模塑材料是干燥的细二氧化硅砂的混合物,具有最小的粘土含量和3-8%的热固性树脂(酚醛或硅润滑脂)。当模塑混合物滴到加热图案板上时,形成约6mm厚的硬壳。为了完全固化外壳,必须将其加热至440至650°F(230至350T)几分钟。

定制铸造服务

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图像积分

  • 模具箱填充:Okfoundry,CC BY 2.0,通过FLICKR
  • 从模具盒中汲取的守护者:Okfoundry,CC By 2.0,通过Flickr
  • 开放式砂模:Okfoundry,CC BY 2.0,通过FLICKR
  • 封闭模具:Okfoundry,CC乘2.0,通过Flickr

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