Turnarea cu nisip, unul dintre cele mai vechi procese de formare a metalelor, deține încă o poziție vitală în producția industrială. Flexibilitatea sa ridicată și costul redus îl fac potrivit pentru producerea unei game largi de piese turnate, de la simplu la complex. Cu toate acestea, stăpânirea unei serii de tehnici cheie este esențială pentru a obține turnări-de înaltă calitate. Acest articol va aprofunda în tehnicile de bază de turnare cu nisip, inclusiv pregătirea matriței, selecția nisipului de turnare, proiectarea sistemelor de blocare și soluțiile la probleme comune, pentru a ajuta inginerii și tehnicienii de turnare să optimizeze procesele de producție și să îmbunătățească randamentele de turnare.
1. Controlul de precizie al pregătirii matriței
Primul pas în turnarea cu nisip este pregătirea matriței, a cărei calitate afectează direct precizia dimensională și finisarea suprafeței turnării. Când creați matrița, acordați o atenție deosebită următoarelor puncte:
1. Selectarea adecvată a suprafețelor de despărțire: Suprafața de despărțire trebuie să minimizeze unghiurile de tiraj pentru a evita dificultățile de demulare cauzate de structurile complexe. În plus, suprafața de despărțire ar trebui să fie situată într-o zonă ne-critică a turnării pentru a minimiza fulgerul și bavurile.
2. Poziţionare precisă a miezului: pentru piese turnate cu cavităţi interne complexe, poziţionarea precisă a miezului este esenţială. Capetele de miez sau suporturile de miez sunt utilizate de obicei pentru a preveni deplasarea miezului în timpul procesului de turnare.
3. Controlul compactității matriței: Compactitatea nisipului de turnare afectează direct densitatea turnării. Nisipul prea slăbit va duce la o rezistență insuficientă a matriței, în timp ce nisipul prea strâns poate afecta proprietățile de contracție ale turnării. Prin urmare, metoda de compactare ar trebui ajustată în funcție de materialul și structura de turnare, cum ar fi baterea manuală a nisipului, compactarea mecanică sau compactarea prin vibrații.
II. Selectarea și amestecarea nisipului de turnare
Nisipul de turnare este materialul de bază al turnării cu nisip, iar proprietățile sale afectează direct calitatea suprafeței și structura internă a turnării. Selectarea nisipului potrivit pentru turnare și optimizarea raportului de amestec al acestuia sunt cheia pentru îmbunătățirea calității turnării.
1. Selectarea nisipului brut: Nisipul de silice este cel mai des folosit material de turnare, dar proprietățile sale de refractare și dilatare termică pot afecta rezultatele de turnare ale anumitor aliaje. Pentru piese turnate cu cerere mare-, nisipurile speciale, cum ar fi nisipul cromit și nisipul de zircon pot fi folosite pentru a îmbunătăți refractaritatea.
2. Optimizarea liantului: nisipul argilos tradițional are un cost-scăzut, dar are o rezistență limitată, în timp ce nisipul de rășină și nisipul de sticlă de apă oferă o rezistență mai mare și un finisaj la suprafață, dar la un cost mai mare. Inginerii de turnare trebuie să facă acest schimb-pe baza cerințelor de turnare.
3. Controlul umidității și aditivilor: umiditatea excesivă în nisipul de turnare poate duce la porozitate, în timp ce umiditatea insuficientă poate afecta rezistența mucegaiului. În plus, o cantitate adecvată de pudră de cărbune sau aditivi anti-nisip poate îmbunătăți calitatea suprafeței de turnare și poate reduce lipirea nisipului.
III. Proiectarea științifică a sistemului de porți
Sistemul de deschidere este canalul prin care metalul topit intră în cavitatea matriței. Designul său afectează direct procesul de umplere, formarea cavităților de contracție și porozitatea și etanșeitatea turnării. Proiectarea unui sistem de porți sunet trebuie să respecte următoarele principii:
1. Optimizarea sprue și sprue: Sprue trebuie să fie suficient de mare pentru a primi în mod constant metalul topit și pentru a evita stropirea și oxidarea. Tubul trebuie să asigure că metalul topit curge în canal cu o viteză adecvată pentru a evita turbulențele.
2. Dispozitivul de rulare și de intrare: canalul trebuie să fie cât mai scurt și lat posibil pentru a minimiza oxidarea și pierderea de căldură a metalului topit. Ingatele ar trebui să fie poziționate pentru a se asigura că metalul topit umple uniform cavitatea matriței și evită impactul direct asupra miezului sau a zonelor-pereților subțiri.
3. Coordonarea ascensoarelor și a răcirii: pentru piese turnate predispuse la contracție, ascensoarele poziționate corespunzător pot compensa contracția. Frisoanele pot accelera, de asemenea, răcirea locală și pot îmbunătăți microstructura turnării.
IV. Prevenirea și soluțiile pentru defecte comune de turnare
În ciuda maturității tehnologiei de turnare cu nisip, pot apărea încă defecte precum porozitatea, contracția și incluziunile de nisip. Aceste probleme pot fi controlate eficient prin optimizarea parametrilor procesului:
1. Porozitate: Aceasta este de obicei cauzată de degazarea slabă a nisipului sau de oxidarea metalului topit. Porozitatea poate fi redusă prin îmbunătățirea permeabilității nisipului, optimizarea vitezei de turnare sau utilizarea unui deoxidant.
2. Contracție și porozitate: Aceasta este cauzată în principal de contracția metalului topit în timpul răcirii. Aceste defecte pot fi reduse în mod eficient prin proiectarea adecvată a ascensoarelor și răcirilor sau adoptând un proces de solidificare secvenţial.
3. Includerea și lipirea nisipului: acestea sunt adesea cauzate de sinterizarea la temperatură înaltă-a nisipului de turnare sau de defecțiunea acoperirii. Utilizarea-nisipului de turnare cu rezistență ridicată, optimizarea formulării acoperirii sau îmbunătățirea sistemului de închidere poate reduce incidența acestor probleme.
Concluzie
Deși turnarea cu nisip are o istorie lungă, tehnologia sa continuă să avanseze. Prin controlul precis al pregătirii matriței, optimizarea raportului de nisip de turnare, proiectarea științifică a sistemului de blocare și abordarea eficientă a defectelor comune, turnătorii pot îmbunătăți semnificativ calitatea turnării și pot reduce costurile de producție. Stăpânirea acestor tehnici cheie nu numai că va crește eficiența producției, ci va spori și competitivitatea pe piață a unei companii. În viitor, odată cu aplicarea de noi materiale și procese, tehnologia de turnare cu nisip va continua să se dezvolte spre o mai mare eficiență și precizie.
