Smėlio liejimas išlieka plačiausiai naudojamas metalo formavimo procesas – sudaro daugiau nei 70 % visų pasaulyje pagamintų liejinių. Tačiau naujokams, žengiantiems į liejyklą, didžiulis skaičius smėlio liejimo dalys gali jaustis pribloškiantis. Raštai, susidorojimas ir vilkimas, stulpeliai, stovai, šerdys, vartai – kiekvienas vaidina neginčijamą vaidmenį nustatant, ar liejinys pasirodo garsas, ar laužas.
Matėme dešimtys pirmą kartą dirbančių inžinierių, kurie montuodami formą neteisingai išlygina atskyrimo liniją. Stebėjome, kaip patyrę technikai nepastebi ventiliacijos angų ir galiausiai turi dujų kišenes hidraulinių vožtuvų korpusuose. Įmonėje QINGDAO QIANGSENYUAN TECHNOLOGY CO., LTD., kur gaminame tikslius geležies ir plieno liejinius, skirtus aukšto slėgio siurblių korpusams ir kobalto lydinio purkštukams, kiekvienas smėlio formos komponentas yra patikrintas – neprekiaujama. Išskaidykime esminius dalykus smėlio liejimo dalys, ne kaip vadovėlio apibrėžimus, o kaip funkcinius elementus, kuriais kasdien pasitikime, kad galėtume pristatyti dalis, kurios be nuotėkio išlaiko 350+ barų slėgį.
Pagrindiniai komponentai, kuriuos turite suprasti prieš pilant
Smėlio liejimo forma nėra tik supakuotas smėlis. Tai tiksliai sukurta sistema, skirta kontroliuoti metalo srautą, paduoti kietėjimą ir išleisti įstrigusias dujas. Štai penkios nediskutuotinos fizinės dalys ir kas nutinka, kai kuri nors iš jų nepavyksta:
- Šablonas: viso dydžio paskutinės dalies kopija – dažniausiai pagaminta iš medžio, plastiko arba apdoroto aliuminio. Jo tikslumas tiesiogiai apibrėžia matmenų toleranciją. Cilindrų korpusams naudojame CNC apdirbtus aliuminio raštus, nes jie išlaiko ±0,15 mm 400 mm ilgio – tai labai svarbu apdirbant sandarinimo paviršius po liejimo.
- Susidoroti ir vilkti: Viršutinė (susitvarkyti) ir apatinė (vilkimo) formos pusės. Jų sąsaja yra atsiskyrimo linija. Dėl netinkamo išlygiavimo atsiranda blykstė, kurią reikia nušlifuoti – tai brangus pertvarkymo žingsnis, kurio išvengiame naudodami kaiščio registraciją visose gamybos formose.
- Sprue: vertikalus kanalas, kuriuo išlydytas metalas patenka į formos ertmę. Per siaura? Turbulencija padidina oksidų susidarymą. Per platus? Blogas šėrimo efektyvumas. Mūsų T800 kobalto lydinio siurblio dalims spyruokles nustatome remdamiesi metalostatinės galvutės skaičiavimais, o ne nykščio taisyklėmis.
- Pakilimas: rezervuaras, esantis virš arba šalia liejinio, kad padėtų susitraukimui kietėjimo metu. Dažna klaida: per mažo dydžio stovai storoms sekcijoms. Vienoje stūmoklinio siurblio cilindrų korpusų partijoje dėl nepakankamo stovo tūrio vidurio linijos poringumas buvo aptiktas tik ultragarsinio patikrinimo metu. Dabar mes modeliuojame kietėjimą su MAGMAsoft prieš formuodami.
- Šerdis: Atskiras smėlio įdėklas, kuris sudaro vidines ertmes, pvz., aušinimo skysčio kanalus arba vožtuvo angas. Šerdys turi atlaikyti metalostatinį slėgį ir terminį šoką. Norėdami sustiprinti šerdį, naudojame chemiškai surištą silicio dioksido smėlį su furano derva, tada kepame 220 °C temperatūroje 90 minučių. Neiškeptos šerdys subyra 1450 °C išlydyto plieno temperatūroje.
Kodėl vartų konstrukcija atskiria patikimus liejinius nuo laužo
Vartai – kanalai, jungiantys sruogą su ertme – aptariami retai, tačiau jie lemia paviršiaus vientisumą, grūdelių struktūrą ir inkliuzų pasiskirstymą. Kai kurie gali ginčytis, kad vartų vieta yra antraeilė, palyginti su modelio dizainu. Tačiau, remiantis mūsų patirtimi, susijusia su AMS 5387 kobalto lydinio 6 komponentais, netinkamas fiksavimas sukelia tris pasikartojančius gedimus: šaltas uždarymas prie plonų sienų, smėlio erozija didelio greičio zonose ir nuodegų įstrigimas ertmės įėjimo taškuose.
Aukštiems plonasieniams korpusams naudojame apačią, kad sumažintume turbulenciją. Simetriškoms dalims, tokioms kaip gervės centrinio veleno ritinėliai, taikome kelis radialinius užtvarus, užtikrinančius vienodą užpildymą ir nukreiptą kietėjimą link stovų. Kiekvienas vartų skerspjūvis apskaičiuojamas pagal Bernulio principą, pritaikytą metalo klampumui ir temperatūros kritimui. Tai ne teorija – taip pasiekiame Cpk > 1,33 esant kritiniams skersmenims per 500 ir daugiau gamybos serijų.
Į ką pradedantieji nepastebi: ventiliacijos angos, smėlis ir purtymo laikas
Vėdinimo angos yra mažytės skylutės (dažnai 1–2 mm skersmens), išgręžtos per gaubtą arba velkamos, kad oras ir pelėsių dujos galėtų išeiti. Praleiskite juos ir gausite skylutes arba prapūtimo skylutes. Ventiliacijos angas gręžiame rankiniu būdu sumontavę formą, įstatydami jas į paskutinio užpildymo vietas, nustatytas modeliuojant. Jokio automatizavimo, nes dėl įrankių susidėvėjimo keičiasi skylių geometrija, o nenuoseklus ventiliavimas griauna mikrostruktūrą.
Skirstomasis smėlis – smulkus sluoksnis, pabarstytas tarp sluoksnio ir vilkimo – turi būti sausas, laisvai tekantis ir nesukimba. Naudojame kalcinuotą aliuminio oksido miltelius, o ne grafitą. Grafitas sugeria drėgmę į formos sąsają ir skatina nerūdijančio plieno liejinių venų defektus.
Susitikimo laikas yra svarbesnis nei dauguma supranta. Per anksti pašalinus liejinius, atsiranda šiluminio smūgio įtrūkimai, ypač jei geležis turi daug anglies. Per vėlu ir liekamoji šiluma iškraipo apdirbtus etaloninius paviršius. Mūsų standartas: oru vėsinami liejiniai, kol paviršiaus temperatūra nukrenta žemiau 150°C, patikrinta rankiniais IR termometrais, o ne laikmačiais.
Nuo pelėsio iki svarbios dalies: kur šiandien tinka smėlio liejimas
Smėlio liejimas nėra sena technologija – tai hibridinės gamybos pagrindas. Įmonėje QINGDAO QIANGSENYUAN TECHNOLOGY mes integruojame smėlio liejimo ruošinius su kelių ašių CNC apdirbimu, terminiu apdorojimu ir paviršiaus apdaila – visa tai po vienu ISO reikalavimus atitinkančiu stogu. Šis vertikalus valdymas leidžia garantuoti GD&T atitiktį tokioms ypatybėms kaip angos ir flanšo koncentriškumas (±0,05 mm) arba sandarinimo paviršių paviršiaus šiurkštumas Ra ≤0,8 µm.
Jei nurodote slėgio vožtuvo korpusą arba inžinerinį transporto priemonės gervės komponentą, supraskite smėlio liejimo dalys reiškia žinoti, kur kaupiasi leistinos nuokrypos, kur atsiranda defektai ir kaip dizaino pasirinkimai daro įtaką sąnaudoms ir pristatymo laikui. Tai reiškia, kad reikia neklausti: „Ar tai galima mesti? bet „Kaip kiekvienas formos komponentas elgsis 1520 °C temperatūroje su 12 sekundžių užpylimo laiku?
Tai yra skirtumas tarp brėžinio ir pristatymo. Štai kodėl mūsų klientai – nuo Šiaurės Amerikos iki Pietryčių Azijos – siunčia mums GD&T turtingus brėžinius su griežtomis metalurgijos specifikacijomis, o ne tik eskizus. Nes jie žino, kad pelėsiai nėra tik konteineris. Tai pirmasis kokybės kontrolės etapas.
