نگاه کنید، ریخته گری شن و ماسه گرانشی. ساده به نظر می رسد، درست است؟ فلز مذاب را در قالب ماسه بریزید، اجازه دهید گرانش کار خود را انجام دهد، قسمت را بشکند. من آن نسخه ساده شده را هزاران بار شنیده ام، و این همان چیزی است که منجر به اولین تصور اشتباه بزرگ می شود: اینکه این فقط یک فرآیند ارزان و با تکنولوژی پایین برای اشکال ساده است. واقعیت، نکته ظریف، جایی است که هنر واقعی در آن قرار دارد. این فقط در مورد ساختن یک شکل نیست. این در مورد کنترل انجماد در آن حفره شنی، مدیریت انتقال حرارت از طریق ماده ای است که به معنای واقعی کلمه کثیف است، و پیش بینی رفتار فلز زمانی که فقط توسط وزن خود به پایین کشیده می شود. این شکاف بین ریخته گری قابل استفاده و شمع قراضه است. من دیده‌ام که مغازه‌ها به دلیل سادگی ظاهری آرام می‌گیرند و سپس با مشکلات تخلخل یا ابعاد ناسازگار مواجه می‌شوند، همه اینها به این دلیل است که آنها با ماسه فقط به عنوان یک ظرف نگاه می‌کنند، نه بخش مهمی از سیستم حرارتی.
شن فقط شن نیست
این احتمالاً نادیده گرفته ترین جنبه است. وقتی در مورد ریخته گری شن و ماسه گرانشی قالب، ما در مورد شن و ماسه ساحل صحبت نمی کنیم. این یک سیستم فرموله شده است. چسب - چه شن و ماسه سبز (به هم چسبیده با خاک رس باشد، چه با رزین یا چیز دیگری - به طور کامل بازی را تغییر می دهد. ماسه سبز آن انعطاف پذیری را دارد، که برای هندسه های خاص فوق العاده است و امکان لرزش مناسب را فراهم می کند. اما میزان رطوبت؟ یک کابوس برای ثابت ماندن در هوای مرطوب. تغییر یک یا دو درصد می تواند منجر به نقص گاز شود، آن تخلخل سوراخ سوزنی درست در زیر پوست ریخته گری که فقط در حین ماشینکاری پیدا می کنید. من به یاد دارم یک دسته از براکت های چدن شکل پذیر را انجام دادیم. سطح عالی به نظر می رسید، اما کارگاه ماشینکاری با عکس هایی از گودال های ریز در سراسر سطوح رو به رو شد. مقصر؟ در شبی که آن بخش را قالب زدیم، رطوبت زیاد شد. ماسه رطوبت اضافی را جذب کرده بود که در همان لحظه که اتو به آن برخورد کرد تبدیل به بخار شد.
سپس ماسه های متصل به رزین مانند فوران یا فنولیک-اورتان را دارید. ثبات ابعادی و پرداخت سطحی بسیار بهتر است، به همین دلیل است که اغلب برای هسته های پیچیده تر استفاده می شود ریخته گری شن و ماسه گرانشی. اما عوض، بو، هزینه و این واقعیت است که شن و ماسه به یک محصول زائد تبدیل می شود که بازیابی آن سخت تر است. شما بیشتر شن و ماسه جدید می خرید. و طراحی دروازه باید به صورت نقطه ای باشد. با ماسه سبز، مقداری نفوذپذیری برای خروج گازها وجود دارد. با برخی از این سیستم‌های سخت‌تر رزین، اگر دریچه‌های شما کامل نباشند، گاز را به دام می‌اندازید و ضربات ایجاد می‌کنید. این یک تعادل ثابت بین خواص مواد، هزینه و الزامات قطعه نهایی است.
و ساخت هسته، جهان خودش است. برای عبورهای داخلی در بدنه سوپاپ یا بلوک موتور، یک هسته شنی را در قالب می‌ریزید. هسته باید به اندازه کافی قوی باشد تا بتواند فشار فلز مذاب را بدون شستن تحمل کند، اما همچنین به اندازه کافی جمع شونده باشد تا اجازه دهد تا قالب بدون ایجاد پارگی داغ منقبض شود. درست کردن دستور شن اصلی - ترکیبی از شن، چسب و مواد افزودنی - کیمیاگری است. من هسته‌هایی را دیده‌ام که خیلی قوی بودند، به معنای واقعی کلمه ریخته‌گری را با سرد شدن و انقباض آن در اطراف این فرم داخلی تسلیم‌ناپذیر شکستند. مواقع دیگر، یک هسته خیلی زود نرم می‌شود و باعث می‌شود که فلز نفوذ کند و در مکان‌هایی که هرگز نمی‌توانید تمیز کنید، باله‌هایی ایجاد می‌کند. هرگز فقط یک شکل شنی ایجاد نمی کند.
دروازه، تغذیه، و فیزیک جریان
سیستم دریچه لوله کشی فلز مذاب است. به نظر یک جزئیات ثانویه است، اما اصلی است. در ریخته گری شن و ماسه گرانشی، فشار زیادی برای تغذیه اجباری فلز ندارید. برای تامین فشار برای پر کردن حفره، به یک سر هیدرولیک - به ارتفاع فلز در اسپرو - تکیه می کنید. اگر اسپرو شما خیلی کوتاه است، ممکن است قسمت های نازک را پر نکنید. خیلی بلند است و شما دچار تلاطم بیش از حد می شوید، که اخلاط اکسید و هوا را وارد جریان می کند. هدف جریان آرام است. شما می خواهید که فلز قالب را بی سر و صدا پر کند، مانند ریختن شربت، نه مانند آبشار.
ما این را در یک سری از محفظه های پمپ فولادی ضد زنگ برای مشتری یاد گرفتیم. طرح اولیه دارای یک فرورفتگی ساده به یک ingate بود. ریخته‌گری‌ها با چیزهایی که به نظر می‌رسید کثیفی در نزدیکی بالا بودند بیرون می‌آمدند. پس از جدا کردن آنها و تجزیه و تحلیل، کثیفی نبود، سرباره و فلز اکسید شده بود که در حین ریختن به هم ریخته بود. ما دروازه را به گونه‌ای طراحی کردیم که یک چاه در پایین اسپرو داشته باشد تا اولین فلز کثیف‌تر را به دام بیندازد و از یک سیستم دونده پلکانی با ورودی‌های متعدد و کوچکتر برای توزیع یکنواخت‌تر جریان استفاده کردیم. نرخ نقص بیش از 70 درصد کاهش یافته است. این تفاوتی است که یک سیستم خوب ایجاد می کند. این جادو نیست. دینامیک سیالات را اعمال می کند.
سپس تغذیه وجود دارد - رایزرها. اینها مخازن فلز داغ هستند که در حین جامد شدن و انقباض، ریخته گری را تغذیه می کنند. فلز با تبدیل شدن از مایع به جامد منقبض می شود. اگر آن انقباض را تغذیه نکنید، تخلخل انقباض، یک ناحیه اسفنجی و ضعیف در داخل ریخته‌گری دریافت می‌کنید. ترفند این است که رایزر را در محل مناسب قرار دهید، اندازه آن را درست کنید و اطمینان حاصل کنید که برای مدت طولانی‌تری نسبت به قسمت ریخته‌گری که تغذیه می‌کند، داغ می‌ماند. گاهی اوقات برای مذاب نگه داشتن آن فلز به آستین های بالابر گرمازا نیاز دارید. همه چیز در مورد انجماد جهت دار است: جامد کردن قالب ریخته گری از اندام های انتهایی به سمت بالابر، بنابراین رایزر می تواند به طور مداوم فلز مایع را به نواحی کوچک شونده تغذیه کند. یک رایزر ضعیف فقط وزن مرده ای است که باید آن را قطع کنید. یکی از خوب طراحی شده بیمه برای فلز صدا است.
انتخاب مواد و رقص انجماد
فلزی که انتخاب می کنید همه چیز را در آن دیکته می کند ریخته گری شن و ماسه گرانشی فرآیند رفتار آهن خاکستری مانند آهن داکتیل نیست، که چیزی شبیه به فولاد یا آلیاژهای مبتنی بر نیکل نیست. آهن خاکستری با ورقه های گرافیتی خود سیالیت خوبی دارد و در طول انجماد به دلیل بارش گرافیت انبساط را تجربه می کند. این در واقع می تواند به کاهش مشکلات انقباض کمک کند. چدن داکتیل با گرافیت کروی خود، ویژگی های انقباض متفاوتی دارد و در صورت عدم رسیدگی دقیق، مستعد تشکیل تفاله است.
فولاد یک جانور است. دمای ریختن بسیار بالاتر از آهن است که به معنای مدیریت گرمای بیشتر است. قالب ماسه شوک حرارتی شدیدتری می گیرد. فولاد همچنین دارای نرخ انقباض بسیار بالاتری است - حدود 2٪ یا بیشتر برای فولاد کربنی. سیستم تغذیه شما (رایزرها) باید به طور قابل توجهی بزرگتر و قوی تر باشد. و در مورد آلیاژهای خاص، مانند فولادهای ضد زنگ یا با آلیاژ بالا، سیالیت می تواند کمتر باشد، و حتی نیاز به طراحی دقیق تر دروازه برای پر کردن بخش های نازک دارد. من با مغازه هایی مانند Qingdao Qiangsenyuan Technology Co., Ltd. (QSY) در پروژه های مربوط به آلیاژهای ویژه شما می توانید تجربه آنها را در سایت آنها مشاهده کنید https://www.tsingtaocnc.com. هنگامی که شما با آلیاژهای مبتنی بر کبالت یا نیکل سر و کار دارید، هزینه خود فلز به قدری بالاست که ریخته گری ضایعات ضرر بزرگی را به همراه دارد. حاشیه خطا کاهش می یابد. کنترل فرآیند - از دمای ماسه گرفته تا دمای ریختن فلز تا سرعت ریختن - باید دقیق باشد. سابقه طولانی آنها در ریخته گری و ماشینکاری، همانطور که در مقدمه آنها ذکر شد، نشان می دهد که آنها دقیقاً از این چالش های مواد خاص در فرآیندهای پوسته، سرمایه گذاری و شن عبور کرده اند.
آلومینیوم و آلیاژهای مبتنی بر مس دنیای دیگری هستند. آنها در دماهای پایین تری می ریزند اما می توانند گازدار باشند. آنها اغلب نیاز به گاز زدایی در کوره یا ملاقه قبل از ریختن برای حذف هیدروژن دارند که باعث تخلخل شدید می شود. ماسه باید کاملا خشک باشد. هر گونه رطوبت به شدت با آلومینیوم واکنش نشان می دهد، نه تنها گاز ایجاد می کند، بلکه به طور بالقوه باعث انفجار بخار می شود که قالب را خراب می کند. هر ماده ای شخصیت خاص خود را دارد، مجموعه ای از خواسته های خود را در مورد فرآیند.
کجا مناسب است و چه زمانی باید در جای دیگری جستجو کرد
ریخته گری شن و ماسه گرانشی در قطعات متوسط تا بزرگ با هندسه های نسبتاً ساده تا نسبتاً پیچیده عالی است. به بلوک های موتور، محفظه گیربکس، بدنه بزرگ سوپاپ ها، پایه های ماشین ابزار، محفظه های پمپ فکر کنید. برای حجم های کم تا متوسط مقرون به صرفه است زیرا ابزار (الگو) در مقایسه با قالب های دائمی یا قالب های دایکاست نسبتاً ارزان است. اگر از الگوی چوبی یا پلاستیکی استفاده می کنید، زمان تولید قطعه جدید می تواند کوتاه باشد. محدوده اندازه تقریباً نامحدود است - می توانید قطعاتی با وزن تن را ریخته گری کنید.
اما محدودیت هایی دارد. پرداخت سطح و دقت ابعادی، اگرچه خوب است، اما به اندازه ریخته‌گری سرمایه‌گذاری یا ریخته‌گری تحت فشار بالا محکم نیست. اگر به قطعه ای با دیواره های بسیار نازک (برای اکثر فلزات شاید کمتر از 1/8 اینچ)، جزئیات داخلی پیچیده، یا سطحی آینه مانند نیاز دارید، احتمالاً به دنبال ریخته گری سرمایه گذاری هستید. به همین دلیل است که یک ریخته گری با خدمات کامل مانند QSY در کنار قابلیت های خود، هم قالب پوسته و هم ریخته گری سرمایه گذاری را ارائه می دهند. قالب پوسته به شما یک پله در دقت و پایان را نسبت به ریخته گری شن و ماسه اولیه می دهد، و ریخته گری سرمایه گذاری حتی فراتر می رود. این در مورد تطبیق فرآیند با الزامات قطعه است.
نکته مهم دیگر میزان تولید است. ساخت هر قالب ماسه با دست کند است. برای تولید قطعات کوچکتر با حجم بالا، خطوط خودکار قالب گیری ماسه سبز وجود دارد، اما این یک سرمایه گذاری عمده است. برای یک کارگاه یا برای نمونه سازی، دستی یا نیمه خودکار ریخته گری شن و ماسه گرانشی فوق العاده انعطاف پذیر است شما می توانید یک بار یا دسته های کوچک را بدون شکستن بانک در ابزار. این فرآیند به دلایلی انجام می شود - سازگار است، به جهاتی بخشنده است (شما همیشه می توانید الگو را اصلاح کنید)، و قادر به تولید اجزای فوق العاده قوی و بادوام است.
متغیرهای اجتناب ناپذیر و عامل انسانی
هر چقدر هم استاندارد کنید، کار ریخته گری پر از متغیر است. دمای شن و ماسه هنگام ریختن. دمای فلز در ملاقه - و در حین ریختن سرد می شود، بنابراین آخرین قالب در یک سری ممکن است فلز کمی سردتر از قالب اول شود. مهارت ریختن. یک آب‌ریز خوب سرعت را کنترل می‌کند، اسپرو را برای حفظ فشار سر پر نگه می‌دارد و تلاطم را به حداقل می‌رساند. یک تازه کار می تواند یک طراحی قالب کامل را خراب کند.
سپس تکان دادن و تمیز کردن وجود دارد. شکستن شن و ماسه ساده به نظر می رسد، اما اگر بیش از حد خشن باشید، می توانید به ریخته گری شکننده آسیب بزنید. دروازه ها و رایزرها معمولاً با اره نواری یا برش ساینده باید بریده شوند. سپس سنگ زنی برای صاف کردن نواحی برش، شات بلاست برای تمیز کردن سطح و اغلب عملیات حرارتی برای خواص نهایی وجود دارد. هر مرحله احتمال خطا یا آسیب را معرفی می کند. من یک ریخته‌گری زیبا و صدا را دیده‌ام که از یک آسیاب غش‌آمیز یک گوگ عمیق دریافت کرده و آن را به یک کار تعمیر یا ضایعات تبدیل می‌کند.
در پایان روز، ریخته گری شن و ماسه گرانشی یک فرآیند اساسی است. این پر زرق و برق نیست. اغلب کثیف و گرم است. اما در برداشتن یک توده ماسه، یک توده فلز و تبدیل آن به یک جزء دقیق، کاربردی و باربر از طریق درک این اصول اساسی، رضایت عمیقی وجود دارد. این ترکیبی از صنایع باستانی و علم متالورژی مدرن است. مغازه‌هایی که این کار را به خوبی انجام می‌دهند، آن‌هایی که ده‌ها سال زیر کمربندشان هستند QSY، تمام این تفاوت های ظریف را درونی کرده اند - دستور العمل های شن و ماسه، قوانین سرانگشتی دروازه، ویژگی های عجیب و غریب هر آلیاژ. آنها فقط ریخته گری نمی سازند. آنها یک رویداد انجماد کنترل شده را مدیریت می کنند. و این ترفند واقعی آن است.
