Формы для песка:определение и классификация | Кастинг | Металлургия

В этой статье мы обсудим:- 1. Определение песчаных форм 2. Классификация песчаных форм 3. Подача металла.

Определение песчаных форм:

Формы для песка можно определить как предварительно сформованный контейнер для песка, в который наливают расплавленный металл и дают ему затвердеть. После отливки его вынимают из песчаной формы, песчаная форма обычно разрушается. Формы заполняются путем заливки расплавленного металла в отверстие в верхней части формы, при этом делаются соответствующие проходы, позволяющие металлу течь ко всем частям формы под действием силы тяжести.

Отливки малых и средних размеров обычно производятся в колбе - прямоугольной емкости, имеющей форму коробки, без верха и дна. Колба может состоять из двух или трех частей, которые удерживаются в совмещении с помощью установочных штифтов. Перед заливкой расплавленного металла колбу необходимо зажать, чтобы не допустить подъема верхней части колбы под действием плавучего эффекта расплавленного металла.

Классификация песчаных форм:

В зависимости от используемого материала формы можно разделить на:

1. Формы из зеленого песка,

2. Формы для сухой кожи

3. Формы для сухого песка,

4. Цементно-цементные формы

5. Металлические формы.

1. Формы для зеленого песка:

Формы из зеленого песка - это такие песчаные формы, в которых влага присутствует в песке во время заливки расплавленного металла. Зерна скреплены влажной глиной. Уровень влажности необходимо тщательно контролировать. Они используются для литья практически всех сплавов черных металлов. Зеленый песок доступен во многих видах и используется для изготовления маленьких, средних и часто даже больших форм.

Формы из зеленого песка дешевле в изготовлении, так как основной материал для них дешевле. Большую производительность можно получить на данной площади. Для них не требуются какие-либо подкладочные операции или оборудование, но необходимо использовать керны из сухого песка. Они более мягкие, чем формы для сухого песка, и обеспечивают большую свободу сжатия при затвердевании и остывании отливок.

Кроме того, формовка требует меньше времени. Однако формы из сырого песка имеют некоторые недостатки, а именно, они не такие прочные, как другие, и могут быть повреждены во время манипуляций или эрозией металла. Влага, присутствующая в песке, также может вызвать определенные дефекты в отливке, такие как газовые раковины и т. Д.

Эти формы нельзя хранить долго. Поверхность отливки, полученной из сырой песчаной формы, не очень гладкая. Иногда также добавляются такие добавки, как угольная пыль или органические материалы, и тогда это называется формованием суглинка.

В следующей таблице (3.5) показан состав зеленого песка для различных целей:

Три наиболее часто используемых метода формовки из сырого песка:

(а) Метод открытого песка:

Это простейшая форма, при которой вся форма изготавливается на литейном полу или в песчаном слое над уровнем пола. Этот метод в основном используется для простых цельнолитых отливок с плоскими вершинами.

После правильного выравнивания узор вдавливается в песчаную подушку для изготовления формы. Формовочная коробка не нужна, а верхняя поверхность формы открыта для воздуха. Разливочная ванна выполнена на одном конце формы, а переливной канал прорезан по бокам полости.

(b) Метод установки:

В этом методе необходим колпачок, т.е. песочный покров. Применяется, когда верхняя поверхность отливки неровная. Образец забивается на песок литейного пола или в пластину, частично заполненную песком, для образования полости формы. Верхняя часть сопротивления сглаживается, а разделительный песок засыпается. Ризель надевается на выкройку и утрамбовывается.

Полозья и подступенки обрезаются, и контейнер поднимается. Затем шаблон удаляется, поверхности форм для перетаскивания и ригеля завершаются, а ригель заменяется в правильное положение для завершения формы.

(c) Метод передачи:

Этот метод обычно используется как для сплошных, так и для разделенных узоров. Половину выкройки кладут плоской стороной на опалубку, утрамбовывают и переворачивают. Затем колпачок кладут на другую половину выкройки, утрамбовывают и переворачивают. Две половинки шаблона встряхивают и извлекают. Теперь колпачок помещается на скобу для сборки формы.

2. Формы для высыхания кожи:

Они сделаны из зеленого песка в сухом песке. В некоторых случаях влага высушивается с поверхностного слоя утрамбованного песка на глубину до 25 мм с помощью обогревателя или газовых горелок. Они чаще используются в больших формах и могут использоваться для литья практически всех черных и цветных сплавов.

Их строительство дешевле, чем формы для сухого песка, но дороже, чем формы для сырого песка заданного размера. Он имеет преимущества меньшего количества оборудования, более дешевых материалов, меньшего времени на подготовку и меньшую площадь пола по сравнению с сухим формованием из песка. Однако они не так прочны, как сухие песчаные формы, и не могут храниться долгое время, так как влага может мигрировать через сухую кожу.

3. Формы для сухого песка:

Они сделаны из того песка, который не требует влажности для развития прочности. Песочная смесь для малых и средних работ состоит из 13 частей песка для пола, 8 частей нового песка и 1 части конского навоза или опилок. Для тяжелой работы эти пропорции составляют 11:9:1, а для особо тяжелой работы - 10:10:1.

Поверхность формы опрыскивают патокой. Все части формы запекаются в печи при температуре 150–300 ° C (до удаления влаги) для повышения прочности, противодействия эрозии и улучшения состояния поверхности. Формы для сухого песка могут использоваться для многих сплавов, но чаще используются для стальных отливок.

Они используются в основном на малых и средних предприятиях. Для более крупных операций формы для сухого песка изготавливаются по частям и собираются после обжига. Формы для сухого песка прочнее, с ними легче обращаться с меньшими повреждениями, а также их можно хранить более длительное время.

Они противостоят эрозии металла и исключают склонность к дефектам, связанным с влажностью. Недостатки этих форм заключаются в том, что для них требуется более дорогой формовочный материал, высокие затраты на рабочую силу и необходимость в дополнительных операциях, оборудовании и пространстве.

4. Цементно-цементные формы:

В этих формах в качестве формовочного материала используется кварцевый песок, связанный с портландцементом, который высыхает на воздухе. Эти формы чаще всего используются для очень больших работ с черными металлами и формовки ям, а также в других случаях, когда выпечка невозможна. Он обладает высокой прочностью и обладает всеми преимуществами сухого песка.

Для этих форм необходимо предусмотреть дополнительное пространство для сушки на воздухе. Материалы, используемые в этих формах, нельзя использовать снова, как другие формы, поэтому процесс становится дорогостоящим.

5. Металлические формы:

Они используются для процессов литья под давлением, постоянного литья в формы и центробежного литья.

Подача металла в песчаные формы:

Решение проблем с кормлением, особенно когда заброс сложен по размеру и форме, является наиболее важным аспектом для обеспечения надежного заброса. Проблемы возникают из-за медленного отвода тепла от большой массы металла. Это приводит к минимизации температурных градиентов и трудностям в достижении отверждения в направлении к питателю.

В то время как легко добиться направленной кристаллизации для сплавов, имеющих короткий интервал замерзания, это довольно сложно для сплавов, имеющих широкий интервал замерзания. Расположение питателей и стояков для подачи горячей жидкости к более толстым секциям, которые могут быть изолированы во время затвердевания, а также для установления температурных градиентов на начальном этапе, очень важно. Иногда температурные градиенты могут быть созданы искусственно с помощью охлаждения внутри форм, изолирующих прокладок и конических секций.

Можно отметить, что усадочные полости могут образовываться на таких участках, как T _s кресты и т. д., затвердевание которых занимает больше времени, поскольку в таких случаях объем металла больше и площадь поверхности, через которую может выходить тепло, уменьшается. Решение, следовательно, заключается в создании форм, в которых объем металла уменьшается, а площадь поверхности, через которую может выводиться тепло, увеличивается.

В случае крестовин наилучшие результаты могут быть получены либо путем смещения ребер, либо путем введения отверстия с сердцевиной в центре креста, либо при использовании круглой перемычки, стенки которой тоньше прямых ребер. Необходимо следить за тем, чтобы последняя затвердевающая порция поступала с металлом из питателя. Поэтому конструкция, размеры и расположение фидеров, затворов и каналов являются наиболее важными.

Обычно проблемы кормления лучше всего решаются опытом, но некоторые научные и эмпирические правила, разработанные с опытом, могут послужить хорошим руководством для решения этой проблемы.

(i) Подход к теплопередаче (временной эффект квадратного корня):

(ii) Правило Чворинова:

Согласно правилу Чворинова, толщина однородной кожи,

Таким образом, для любой формы, где выполняются одни и те же граничные условия на границе раздела, согласно правилу Чворинова, время затвердевания прямо пропорционально квадрату отношения объема к площади поверхности.

Чтобы металл в питателе затвердел в последнюю очередь

При одинаковом объеме время затвердевания будет постепенно увеличиваться для следующих форм в указанном порядке, поскольку их площади поверхности при тех же объемах уменьшаются:

я. Тарелки,

II. бары,

iii. кубоиды,

iv. короткие цилиндры,

v. сферы.

Хотя теоретически сфера затвердевает дольше всего, но для фидеров это невозможно. Ближайший подход к короткому цилиндру, он сужается для облегчения формования.