Что такое литье в песчаные формы?

Литье в песчаные формы — это универсальный процесс , позволяющий производить изделия различных размеров, форм и сложности. Песчаные формы доступны по цене, обладают высокой огнестойкостью и могут использоваться даже для литья стали, поэтому на литье в песчаные формы приходится 60% всех металлических отливок. Для экономически эффективного производства небольших партий литье в песчаные формы считается предпочтительным методом производства. Так что же такое литье в песчаные формы? В этой статье команда LS погрузит вас в океан знаний о литье в песчаные формы и расскажет об определении, принципах работы, преимуществах, недостатках и примерах этого процесса.

Что такое литье в песчаные формы?

Литье в песчаные формы — чрезвычайно универсальный процесс . Он может использоваться для любых металлических сплавов, как черных, так и нечерных. Этот процесс применяется на крупных промышленных предприятиях для массового производства автомобильных металлических отливок, таких как блоки цилиндров и головки блока цилиндров.

Для создания гладкой поверхности формы используется форма, изготовленная из кремнеземного материала, такого как природный или синтетический песок. Поверхность формы разделена на две части: верхнюю половину (верхняя часть) и нижнюю половину (нижняя часть). Модель заполняется расплавленным металлом с помощью разливочного котла и оставляется для затвердевания. Заключительный этап — обрезка излишков металла для последующей отливки .

Каковы преимущества и недостатки литья в песчаные формы?

Литье в песчаные формы — это процесс, имеющий как преимущества, так и недостатки.

Как работает литье в песчаные формы?

Литье в песчаные формы основано на принципе гравитационного литья . Расплавленный металл заливается в форму, заполняя полость и придавая форму модели. По мере охлаждения и затвердевания металл принимает желаемую форму. Затем затвердевшая отливка извлекается из формы и подвергается дальнейшим операциям чистовой обработки, таким как шлифовка и пескоструйная обработка.

В процессе затвердевания металл сжимается, вызывая внутренние напряжения и изменение размеров. Для обеспечения целостности отливки необходимо учитывать соответствующие конструктивные факторы, такие как использование питателей или охладителей.

Как шаг за шагом осуществляется литье в песчаные формы?

Процесс литья в песчаные формы — это сложный и упорядоченный процесс, включающий множество этапов и звеньев, обеспечивающих качество и эксплуатационные характеристики конечной отливки. Ниже представлена ​​подробная схема процесса литья в песчаные формы:

1. Подготовка формы: Изготовление форм для моделирования в соответствии с чертежами литья или проектными требованиями . Формы могут быть изготовлены из дерева, металла или пластика, в зависимости от сложности литья и объема производства.
2. Подготовка и смешивание песка: Выберите подходящий песок (например, кварцевый песок, кремнеземный песок и т. д.) и связующее вещество (например, глину, смолу и т. д.) и равномерно смешайте их в определенной пропорции для получения формовочного песка с определенной прочностью и текучестью.
3. Формование: Заполните форму смешанным формовочным песком и с помощью уплотнения, вибрации и т. д. сформируйте необходимую песчаную форму . Песчаная форма делится на верхнюю и нижнюю части, которые после соединения образуют цельную литейную полость.
4. Изготовление стержней: Для отливок, требующих внутренних полостей, изготовьте соответствующие песчаные стержни. Процесс изготовления стержней аналогичен формовке, но обычно требует использования специальной стержневой коробки и стержневого песка.
5. Соединение: Соединение верхней и нижней песчаных форм (и песчаного стержня) для образования цельной литейной полости. В процессе закрытия коробки необходимо обеспечить точное позиционирование песчаной формы и песчаного стержня, а также использование соответствующих крепежных элементов для их фиксации.
6. Плавка металла: В соответствии с требованиями к материалу для литья , необходимо выбрать соответствующее плавильное оборудование и методы для плавки металлического сырья до жидкого состояния. Состав и температура расплавленного металла должны контролироваться в процессе плавки.
7. Заливка: Расплавленный металл следует быстро и равномерно заливать в полость формы. В процессе заливки необходимо контролировать скорость и текучесть расплавленного металла, чтобы избежать дефектов, таких как поры и включения.
8. Охлаждение: Расплавленный металл охлаждается и затвердевает в форме . Скорость охлаждения и температурный градиент необходимо контролировать в процессе охлаждения, чтобы уменьшить напряжения и деформации внутри отливки.
9. Удаление песка и очистка: После полного охлаждения отливки необходимо разрушить песчаную форму и извлечь отливку. Затем с поверхности отливки удаляют песок, окалину и другие примеси, обычно с помощью пескоструйной обработки, шлифовки и других методов.
10. Контроль и ремонт: Контроль качества отливок, включая проверку размеров, внешнего вида, неразрушающий контроль (например, рентгеновский контроль, ультразвуковой контроль и т. д.) и проверку механических свойств. Некачественные отливки подлежат ремонту или доработке.

Какие существуют виды литья в песчаные формы?

Литье в песчаные формы можно разделить на различные типы в зависимости от метода подготовки и свойств материала песчаной формы. Вот некоторые из основных типов литья в песчаные формы:

1. Влажный песок

Литье в песчаные формы — это метод литья, при котором в качестве модельных материалов для изготовления формы используется формовочный и стержневой песок, а жидкий металл заполняет форму под действием силы тяжести для получения отливок. В качестве основного связующего вещества в формовочном песке используется глина и соответствующее количество воды. После изготовления песчаной формы она непосредственно формуется и заливается во влажном состоянии. Мокрое литье имеет долгую историю и широко используется . С помощью этого метода можно получать отливки из стали, железа и большинства цветных сплавов. Его основные преимущества включают обилие глинистых ресурсов, низкую стоимость, короткий цикл изготовления формы и высокую эффективность работы. Большая часть используемого глиняного формовочного песка может быть переработана и использована повторно после соответствующей обработки. Однако существуют и некоторые недостатки, такие как низкая жесткость литейной формы, низкая точность размеров отливок, а также склонность отливок к дефектам, таким как вымывание песка, включения песка и поры.

2. Сухой песок

По сравнению с литьем в песчаные формы, литье в сухие песчаные формы имеет более низкое содержание влаги в песчаной форме . При изготовлении сухих песчаных форм содержание влаги во влажном песке немного выше, чем в песке, используемом для мокрых форм. Однако после изготовления песчаной формы поверхность полости формы необходимо покрыть огнеупорной краской, а затем поместить в печь для сушки. После охлаждения форму можно закрыть и начать заливку. Этот метод обычно используется для изготовления стальных отливок и крупных чугунных отливок. Однако, поскольку сушка глиняных песчаных форм занимает много времени и потребляет много топлива, а песчаные формы склонны к деформации в процессе сушки, что влияет на точность отливок, сухие песчаные формы стали постепенно вытесняться с момента широкого распространения химически упрочненного песка. Тем не менее, в современном литье в песчаные формы сухой песок по-прежнему используется в качестве материала для стержней, особенно для стержней сложной формы, с более тонким поперечным сечением, высокой прочностью в сухом состоянии и хорошими деформационными свойствами.

3. Скважина

Песок для стержней — это материал, используемый для изготовления стержня песчаной формы . В зависимости от используемых связующих веществ, песок для стержней можно разделить на множество типов, таких как глиняный песок, песок из жидкого стекла, масляный песок, песок со смазкой, смоляной песок и т. д. Главная функция песка для стержней — поддерживать полость в литейной форме и предотвращать вытекание расплавленного металла за пределы полости формы во время процесса заливки. Различные типы песка для стержней имеют разные характеристики и области применения и могут быть выбраны в соответствии с конкретными требованиями литья.

Какие виды песка используются при литье в песчаные формы?